銅線鍵合技術及設備的研究與應用.pdf

1、引線鍵合技術是微電子封裝中非常關鍵的一步，在傳統(tǒng)的封裝工藝中鍵合引線通常以金線為主。金線以其良好的導電性能、延展性和化學穩(wěn)定性而被廣泛應用于幾乎所有高級IC封裝中。然而隨著金價的持續(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，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)定即燒球時容易產生銅球的氧化和容易造成第一點焊接的焊盤損傷，硅彈坑和鋁層噴濺等失效模式；另外盡管目前大多數(shù)設

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

3、別及當前銅線工藝技術的市場發(fā)展狀態(tài)，發(fā)展銅線的成本優(yōu)勢和銅線相對于金線的性能優(yōu)勢。
　　2.詳細研究了由傳統(tǒng)的金線工藝設備升級為銅線鍵合工藝所需要的技術條件特別是銅球的防氧化設計，線夾系統(tǒng)的校正和打火系統(tǒng)的升級；另外研究總結了金線轉銅線設備的升級步驟和注意的項目特別是對整個升級后的鍵合系統(tǒng)需要進行全面的校正。
　　3.詳細研究了銅線鍵合工藝中容易造成的嚴重的失效模式即焊盤損傷，硅彈坑和鋁層噴濺及其產生機理；研究了銅焊接中自由