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《电子科技大学》 2014年
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铜引线键合工艺中焊盘内伤失效机理研究和改进

王金良  
【摘要】:目前纯铜引线键合(焊接)技术是半导体封装工艺上应用时间相对较短、技术还不太成熟但市场占有率越来越高的芯片封装技术。伴随着引线键合各项技术指标的逐步提高,传统的金线、铝线已逐步淡出分立器件市场。而纯铜线在芯片引线键合方面具有良好的机械性能和导电、热性能,用纯铜线替代价格昂贵的金线和机械性能较差的铝线可缩小焊盘间距,降低器件外观尺寸和提高器件可靠性,但是铜的表面易氧化而使其可键合性能发生改变。随着引线键合速度不断提高,另一个纯铜引线键合中的大问题也随之出现:键合熔球击伤焊盘内部的问题。当封装器件处于失效临界时,器件可以通过毫秒级的瞬间测试,如果器件的可靠性差,将会发生客户在使用过程中出现间隙性失效或随温度环境发生改变失效的现象。论文首先介绍了引线键合的基本要素,然后通过对可能在引线键合中导致焊盘内伤的影响因素--材料、自由熔球形成、键合条件、引线键合头运行轨迹、机器振动、夹具、劈刀寿命、温度特性、超声波强度及特性等进行了分析,并针对分析出来的关键因素进行了多因素试验,利用扫描电子显微镜(SEM)观察型貌和能量色散X射线光谱仪(EDX)分析共晶元素,并根据大量的工程试验结果分析得到了量产过程中最易发生失效缺陷的条件,找出了铜引线键合工艺中导致焊盘内伤的原因。本文用大量的工程试验数据和实验结果为深入了解影响第一键合点质量的机理和规律提供了科学依据。为以后的研究和工程分析提供了宝贵素材,可以为工艺流程制定及第一键合点缺陷的预防起到引导作用。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN305

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