銅線鍵合技術(shù)及設(shè)備的研究與應(yīng)用.pdf

1、引線鍵合技術(shù)是微電子封裝中非常關(guān)鍵的一步，在傳統(tǒng)的封裝工藝中鍵合引線通常以金線為主。金線以其良好的導(dǎo)電性能、延展性和化學(xué)穩(wěn)定性而被廣泛應(yīng)用于幾乎所有高級(jí)IC封裝中。然而隨著金價(jià)的持續(xù)攀升，以銅線為鍵合引線的封裝工藝逐漸成為業(yè)界的首選并逐漸有取代金線工藝之勢(shì)，盡管如此，由于銅線材料本身的兩大特性高硬度和易氧化造成了銅線焊接性能的不穩(wěn)定即燒球時(shí)容易產(chǎn)生銅球的氧化和容易造成第一點(diǎn)焊接的焊盤損傷，硅彈坑和鋁層噴濺等失效模式；另外盡管目前大多數(shù)設(shè)

2、備制造商能夠直接生產(chǎn)銅線專用設(shè)備，但是大部分老式的引線鍵合設(shè)備都是金線工藝，如果要發(fā)展銅線工藝必須進(jìn)行相應(yīng)的改造，因此銅線設(shè)備的升級(jí)也成為了發(fā)展銅線工藝的一個(gè)障礙。本論文正是針對(duì)上述幾個(gè)問題以研究應(yīng)用為最終目的，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析為判斷依據(jù)，通過對(duì)銅線設(shè)備的升級(jí)和驗(yàn)收以及對(duì)銅線工藝失效模式的深入分析，對(duì)上述問題進(jìn)行了創(chuàng)新性和探索性研究。其主要內(nèi)容為：
　　1.詳細(xì)研究了當(dāng)前主流鍵合引線的使用材料和適用范圍及三種相關(guān)的鍵合技術(shù)的區(qū)

3、別及當(dāng)前銅線工藝技術(shù)的市場(chǎng)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，發(fā)展銅線的成本優(yōu)勢(shì)和銅線相對(duì)于金線的性能優(yōu)勢(shì)。
　　2.詳細(xì)研究了由傳統(tǒng)的金線工藝設(shè)備升級(jí)為銅線鍵合工藝所需要的技術(shù)條件特別是銅球的防氧化設(shè)計(jì)，線夾系統(tǒng)的校正和打火系統(tǒng)的升級(jí)；另外研究總結(jié)了金線轉(zhuǎn)銅線設(shè)備的升級(jí)步驟和注意的項(xiàng)目特別是對(duì)整個(gè)升級(jí)后的鍵合系統(tǒng)需要進(jìn)行全面的校正。
　　3.詳細(xì)研究了銅線鍵合工藝中容易造成的嚴(yán)重的失效模式即焊盤損傷，硅彈坑和鋁層噴濺及其產(chǎn)生機(jī)理；研究了銅焊接中自由