銅線(xiàn)鍵合中金屬焊盤(pán)鍵合深度研究.pdf

1、電子封裝技術(shù)的進(jìn)步，促使微芯片的內(nèi)連技術(shù)向低成本高質(zhì)量發(fā)展。銅線(xiàn)鍵合因其價(jià)格優(yōu)勢(shì)取代金線(xiàn)成為發(fā)展趨勢(shì)，而因?yàn)殂~線(xiàn)和金線(xiàn)屬性的差異，使得銅線(xiàn)鍵合在現(xiàn)有工藝中存在著鍵合過(guò)深使器件可靠性降低的問(wèn)題。本文從鍵合工藝的控制以及鍵合因素兩方面開(kāi)展工作，研究了銅線(xiàn)鍵合中金屬焊盤(pán)鍵合深度的問(wèn)題。
　　本工作從引線(xiàn)鍵合技術(shù)出發(fā)，對(duì)銅引線(xiàn)鍵合技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和分析，介紹了引線(xiàn)鍵合的主要工藝和銅線(xiàn)鍵合的工藝變化。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集方面，通過(guò)對(duì)樣品進(jìn)行

2、截面研磨后測(cè)量金屬焊盤(pán)鍵合深度，并研究出針對(duì)銅線(xiàn)鍵合中鋁焊盤(pán)鍵合深度觀測(cè)的研磨方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)測(cè)量的穩(wěn)定性和真實(shí)性。
　　在對(duì)材料特性、鍵合原理和力學(xué)原理的分析的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了如下的研究工作：
　　1.在鍵合工藝方面，分析了鍵合力、超聲、時(shí)間和鍵合時(shí)序因素，按照正交試驗(yàn)法進(jìn)行試驗(yàn)，并利用極差法和趨勢(shì)圖對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明搜尋力、鍵合力、超聲和作用時(shí)間是影響鍵合深度的主要參數(shù)。利用趨勢(shì)圖對(duì)分步鍵合的搜尋力、鍵合力和超

3、聲進(jìn)行定性分析，討論了它們與鋁焊盤(pán)鍵合深度的關(guān)系。最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。并再此基礎(chǔ)上提出了大鍵合力配合小鍵合超聲的新工藝，從而有效的控制了銅線(xiàn)鍵合中金屬焊盤(pán)鍵合深度的問(wèn)題。
　　2.在鍵合因素方面，從設(shè)備和材料兩方面著手，討論了銅線(xiàn)、劈刀幾何尺寸、超聲系統(tǒng)、銅線(xiàn)熔球條件對(duì)鋁焊盤(pán)鍵合深度的影響。
　　對(duì)于銅線(xiàn)鍵合中金屬焊盤(pán)鍵合深度的有效控制，避免了鍵合過(guò)程銅球擊穿焊盤(pán)破壞硅襯底或電路，實(shí)現(xiàn)了銅線(xiàn)在薄芯片、多層焊盤(pán)結(jié)構(gòu)