發(fā)布時(shí)間：2021-03-01 03:54

　　隨著電子封裝向小型化、多功能和低成本的方向發(fā)展,封裝行業(yè)對(duì)封裝形式和封裝材料提出了更高的要求。引線鍵合是最早的芯片封裝技術(shù),通過金屬導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)器件與其封裝體之間的互連。金的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性能使其在高密度和細(xì)間距封裝中的應(yīng)用挑戰(zhàn)性增大,同時(shí)金線的成本不斷增加。銅的電導(dǎo)和熱導(dǎo)率均高于金,而且其成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金的成本,使得銅成為新的鍵合線材料。因?yàn)殂~線在環(huán)境中極易氧化,所以抗氧化層技術(shù)的應(yīng)用促使鍍鈀銅線成為代替金線的鍵合線。但是鍍鈀銅線在應(yīng)用過程中有以下幾個(gè)方面的問題亟待解決。第一、鍍鈀銅線形成空氣自由球（Free Air Ball,FAB）后鈀在FAB的分布對(duì)結(jié)合可靠性的影響。第二、FAB的最后狀態(tài)決定了第一焊點(diǎn)的初始狀態(tài),所以不同的鈀的分布位置和狀態(tài)對(duì)鍵合界面的作用機(jī)制,以及與鍵合強(qiáng)度的作用關(guān)系需要系統(tǒng)研究。第三、鍵合線的直徑和間距越來越小使鍵合線和第一焊點(diǎn)、第二焊點(diǎn)承載的電流密度、溫度梯度和應(yīng)力梯度越來越大,由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力和電遷移應(yīng)力可靠性問題鮮有報(bào)道。本文研究了線徑20μm鍍鈀銅線的燒球電流和燒球時(shí)間對(duì)鈀在FAB表面的分布的影響;澄清了不同的鈀的分布和狀態(tài)的界面作用機(jī)理;比較了塑封之后... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２引線鍵合一個(gè)循環(huán)的示意圖??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｂａｌｌ－ｗｅｄｇｅ?ｗｉｒｅ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｃｙｃｌｅ??

?第１章緒論???：ｃ－?＾?－．?ｉｉ§?：；：，??ｇｉｖ：?？ｖ＞．３＇：．＂?：；？－?＂■，？?■＇＂．?＇??圖１．３球－楔鍵合（ａ）第一焊點(diǎn)；（ｂ）第二焊點(diǎn)??Ｆｉｇ．?１．３?Ｂａｌｌ－ｗｅｄｇｅ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｏｆ?（ａ）?ｆｉｒｓｔ?ａｎｄ?（ｂ）?ｓｅｃｏｎｄ?ｂｏｎｄ??電子封裝中使用引線鍵合作為互連形式的封裝流程主要分為封裝前晶圓準(zhǔn)??備、減薄劃片、上芯（Ｄｉｅ?Ｂｏｎｄｉｎｇ，?ＤＢ）、引線鍵合／壓焊（Ｗｉｒｅ?Ｂｏｎｄｉｎｇ，?ＷＢ）、??塑封、植球、切割。??關(guān)于超聲鍵合的鍵合理論和模型到目前沒有達(dá)成統(tǒng)一的共識(shí)。但是普遍認(rèn)為??引線鍵合屬于固相鍵合的一種；而且兩種金屬如果要形成連接，他們的表面要相??對(duì)干凈沒有污染［２２１。固相鍵合是不需要液態(tài)金屬重新凝固就能完成兩者鍵合的工??藝［２３］。固相鍵合工藝一般采用施加應(yīng)變或熱能的方法，促使兩待焊表面之間產(chǎn)生??緊密的金屬間接觸，從而形成可靠的連接。??文獻(xiàn)中主要報(bào)道的超聲鍵合的鍵合機(jī)理有三個(gè)：超聲加熱、塑性變形和微滑??移機(jī)制ｔ２４＿３１］。不過超聲加熱和超聲變形理論不能單獨(dú)地解釋超聲鍵合的機(jī)理［３２－３７］。??鍵合球和焊盤的接觸可近似于彈性球和彈性平面之間的接觸［３８＿３＇圖１．４展示了??圓形接觸的微滑動(dòng)下的條狀區(qū)域和微滑動(dòng)區(qū)域的示意圖［３９］。隨著切向力的增加，??滑移環(huán)向內(nèi)增長，直至宏觀滑移點(diǎn)，此時(shí)微滑移環(huán)己增長至接觸圓的中心。根據(jù)??參考文獻(xiàn)［３９］可知，彈性球體被壓在彈性板上，并受到振動(dòng)的切向力的載荷作用。??在沒有宏觀滑移出現(xiàn)的情況下，由于微滑移作用產(chǎn)生的磨損環(huán)出現(xiàn)在彈性平面的??表面上。當(dāng)切向力的大小進(jìn)一步增加

?第１章緒論???合界面覆蓋區(qū)形貌從微滑移向宏觀滑移轉(zhuǎn)變的示意圖［２４］。其中鍵合球和芯片焊盤??鍵合界面的最大的法向力的位置在鍵合界面的圓周位置，呈圓環(huán)狀分布。這個(gè)圓??環(huán)位于劈刀的內(nèi)腔直徑和劈刀的肩部位置，如圖１．６ｂ所示［２４］。根據(jù)公式１－１可??知，界面中心位置的法向力比較小，所以界面中心位置的磨損比較少；劈刀的內(nèi)??腔直徑和劈刀的肩部位置法向力比較大，則界面的磨損比較多。??Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｐｏｗｅｒ??＂：：Ｖ?錢籌％＾＾??（ａ）?（ｂ）?⑷?（ｄ）??Ｍｉｃｒｏｓｔｉｐ?！?Ｇｒｏｓｓ?ｓｆｒｄｉｎｇ??＾?ｉ?？??ｉ??圖１．５隨著超聲能量增加第一焊點(diǎn)覆蓋區(qū)形貌的變化示意圖。陰影區(qū)代表磨損區(qū)??域，虛線的圓代表了劈刀的內(nèi)腔直徑。斜陰影區(qū)密度代表鍵合密度。Ｕ）和（ｂ）為局部??磨損，（ｂ）、（ｃ）和（ｄ）超聲強(qiáng)化變形，（ｃ）和（ｄ）為宏觀滑移，（ｃ）大范圍鍵合，??（ｄ）覆蓋區(qū)域有大量的鍵合線殘留??Ｆｉｇ．?１．５?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｂａｌｌ?ｂｏｎｄ?ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ?ｃｈａｎｇｅ?ｆｏｒ?ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ?ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｐｏｗｅｒ．??Ｓｈａｄｅｄ?ａｒｅａｓ?ｉｎｄｉｃａｔｅ?ｆｒｅｔｔｉｎｇ．?Ｄａｓｈｅｄ?ｃｉｒｃｌｅ?ｉｎｄｉｃａｔｅｓ?ｔｈｅ?ｃａｐｉｌｌａｒｙ?ｃｈａｍｆｅｒ?ｄｉａｍｅｔｅｒ．??Ｂｏｎｄｉｎｇ?ｄｅｎｓｉｔｙ?ｉｎｄｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｃｒｏｓｓ?ｈａｔｃｈｉｎｇ?ｄｅｎｓｉｔｙ?（ａ）?ａｎｄ?（ｂ）?ｐａｒｔｉａｌ?ｆｒｅｔｔｉｎｇ，?（ｂ），?（ｃ），?ａｎｄ??（ｄ）?ｕｌｔｒ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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