電子封裝單晶銅鍵合絲制備工藝及性能研究.pdf

1、銅絲引線互連技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為微電子封裝業(yè)的趨勢(shì)，研究表明，銅鍵合絲具有比金絲更好的機(jī)械性能和電學(xué)性能，且價(jià)格比金絲便宜。這些優(yōu)勢(shì)使銅絲可代替金絲用于一些高引出端、細(xì)間距的球焊和楔型焊的半導(dǎo)體器件中。 本文對(duì)單晶銅鍵合絲拉絲過程中坯料、設(shè)備、模具、潤滑、熱處理和環(huán)境等方面的問題進(jìn)行了分析和研究，制定了具體的解決方案。針對(duì)普通定向凝固設(shè)備無法滿足制備單晶銅鍵合絲坯料的需要，采用了真空熔煉氬氣保護(hù)熱性連鑄設(shè)備制備了高性能的單晶銅鍵合

2、絲坯料；就單晶銅鍵合絲熱處理過程中較易氧化的特性，設(shè)計(jì)了銅鍵合絲的熱處理保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)了單晶銅鍵合絲熱處理過程中的保護(hù)，并制定了單晶銅鍵合絲制備工藝。通過系統(tǒng)測(cè)試單晶銅鍵合絲的力學(xué)性能和電學(xué)性能，研究了不同熱處理溫度和熱處理時(shí)間下單晶銅鍵合絲的破斷力和延伸率的變化規(guī)律，并對(duì)單晶銅鍵合絲的鍵合性能測(cè)試進(jìn)行了測(cè)試。 研究結(jié)果表明：單晶銅鍵合絲隨著退火時(shí)間和退火溫度的增加，破斷力降低，延伸率增加，電阻率呈下降趨勢(shì)。對(duì)于0.025mm的

3、單晶銅鍵合絲，在退火溫度410℃時(shí)，退火時(shí)間為2.4s時(shí)，單晶銅鍵合絲具有高的延伸率和好的破斷力。單晶銅鍵合絲線徑與退火溫度、退火時(shí)間之間的存在Y=397.93+24.55X-4.22X<'2>、Z=-2.41+5.76X-1.08X<'2>函數(shù)關(guān)系(其中X為線徑Mil，Y為退火溫度℃，Z為退火時(shí)間t)。單晶銅絲在保護(hù)氣氛下可以鍵合在鋁金屬化層上，形成良好的鍵合點(diǎn)和高的機(jī)械強(qiáng)度，焊點(diǎn)腐蝕沒發(fā)現(xiàn)基板損傷，可以滿足工業(yè)上對(duì)于引線鍵合機(jī)械強(qiáng)度