引線鍵合銅球加熱裝置及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目前所應(yīng)用的電子封裝技術(shù)，超過90％的集成電路的封裝是采用引線鍵合技術(shù)，而現(xiàn)在引線鍵合主要采用的是純金線，生產(chǎn)成本高。隨著電子封裝技術(shù)的發(fā)展，封裝引腳數(shù)越來(lái)越多，引線間距越來(lái)越小，封裝體在基板上所占的面積也會(huì)更小。很多的學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，金線越來(lái)越不適合多引腳的集成電路封裝。近年來(lái)，銅絲引線鍵合技術(shù)在近些年才開始用于集成電路的封裝，目前很多國(guó)內(nèi)外的學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)從事這方面的研究，銅線有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，機(jī)械特性好，低介電常數(shù)等優(yōu)良性能

2、，非常符合現(xiàn)在多引腳的芯片鍵合的發(fā)展趨勢(shì)。
　　 目前銅線鍵合的存在兩個(gè)主要問題:一是銅的化學(xué)穩(wěn)定性差，表面容易被氧化，形成氧化膜，引起焊接處的強(qiáng)度低，少量會(huì)出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象;二是銅的硬度高，焊接時(shí)更的高壓力和超聲功率，這樣就會(huì)造成襯底鋁層的濺積、芯片的局部破裂和彈坑失效的現(xiàn)象。針對(duì)銅線易氧化的問題，一般利用隋性保護(hù)氣體，現(xiàn)在常用是95％N2/5％H2混合氣體，這種混合氣體可以有效的保護(hù)銅線少氧化或不氧化。而對(duì)于硬度高的問題，國(guó)內(nèi)

3、外的研究者發(fā)現(xiàn)了一些新的工藝和方法，比如退火再結(jié)晶處理、二次燒球、較大的燒球電流和較短的時(shí)間，可使銅球的硬度有所降低的方法。
　　 本文主要針對(duì)銅線的硬度的問題展開相關(guān)的研究，提出用電流加熱方法來(lái)軟化銅球，以降低銅球在鍵合過程中的硬度，避免芯片破裂和彈坑失效的現(xiàn)象。采用的主要方法是在原來(lái)金絲球焊機(jī)的基礎(chǔ)上做設(shè)計(jì)改進(jìn)，并設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的金屬劈刀，通過金絲球焊機(jī)和電阻焊電源的協(xié)調(diào)工作，在觸發(fā)超聲振動(dòng)的同時(shí)電阻焊電源放電，通過劈刀尖端與