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铜线键合工艺技术在封装中的研究与应用

作　者: 王忠远
导　师: 张庆中; 曹立强
学　校: 电子科技大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 引线键合铜线键合铜线劈刀剪切球测试
分类号: TN405
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要

微电子封装包括晶圆切片、芯片粘接、引线键合、模料封盖等几个重要组成部分，而引线键合是将内部的芯片与外引线连接起来的重要步骤。键合是将半导体芯片焊区与微电子封装的I/O引线或基板上的金属布线焊区用金属细丝连接起来的工艺技术。键合的质量直接影响到元器件的性能以及封装的成品率。由于铜线具有的优良的电性能和价格优势，随着键合技术的发展，以铜线代替金线作为键合引线已经成为必然，封装行业的许多厂家正热衷于将原有的金线键合设备进行改造，但是还是存在很多的问题。以金线键合改为铜线键合的技术研究为出发点，通过工艺调整和设备改造，使得铜线能够代替金线在现有的设备上使用，同时达到了节约生产成本，节约资金的目的。铜线键合技术近年来发展迅速,超细间距引线键合是目前铜线键合的主要发展趋势。作者在实际工作中负责铜线键合，并对其进行了研究，现在铜线键合在键合工艺中还不成熟，存在着许许多多的问题，对其实现大面积生产有着很重大的影响，在工作中我们对一些问题进行了研究并已经解决，但是还有很多的问题需要同行们努力解决。以1.5密耳铜线为例，存在着参数不稳定，虚焊，铜球氧化等问题，在我们一系列研发分析中，终于找到了一些控制及解决的方法，公司的产能由此增长了五分之一。论文详细介绍了铜线键合工艺，铜线在超细间距引线键合中面临的问题,并以1.5密耳铜线为例，详细介绍作者在具体研发中积累的经验，以及在研究实践中遇到的问题及其研究解决的方法。论文通过一系列的研发和分析，客观的分析,提出科学合理的解决方案，逐步解决铜线键合中遇到的各种问题，并推广到实际的生产应用。为公司进一步发展铜线工艺和降低封装成本提供相关的参考，为整个封装行业铜线键合技术提供参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-14
  1.1 论文研究的背景、目的和意义  11
  1.2. 国内外相关技术和应用情况  11-12
  1.3 论文研究目标和研究内容  12-13
  1.4 论文的组织结构  13-14
第二章引线键合概述  14-28
  2.1 引线键合概述  14-20
    2.1.1 引线键合的定义  14-16
    2.1.2 引线键合的种类  16-19
    2.1.3 引线键合的要求  19
    2.1.4 引线键合的成本  19-20
  2.2 键合的原理及影响引线键合的因素  20-27
    2.2.1 热压焊的基本原理  20-22
    2.2.2 热压焊“紫斑”现象分析  22-24
    2.2.3 超声波焊的基本原理  24-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章铜线键合的学位论文">铜线键合工艺中材料及设备的选择  28-40
  3.1 铜线的选择  28-31
  3.2 键合工具——劈刀  31-37
    3.2.1 劈刀介绍  31
    3.2.2 劈刀参数介绍  31-36
    3.2.3 劈刀选择规则  36-37
  3.3 设备的改进  37-39
    3.3.1 设备厂商的改进  37
    3.3.2 设备的自我改进  37-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章铜线键合流程设计  40-54
  4.1 铜线键合的优势及特点  40-45
    4.1.1 铜线的特点  40-42
    4.1.2 铜线键合的特点  42-45
  4.2 铜线键合工艺参数  45-48
    4.2.1 键合温度  45
    4.2.2 键合时间  45
    4.2.3 超声功率与键合压力  45-46
    4.2.4 球焊点  46-47
    4.2.5 镍钯金（NIPDAU）框架上的铜焊线  47-48
  4.3 铜线键合流程优化  48-49
  4.4 流程中关键工艺要点  49-51
  4.5 工艺优化  51-53
  4.6 本章小结  53-54
第五章参数设置优化研发  54-85
  5.1 研发目的  54
  5.2 研发基本信息  54-55
  5.3 研发原理  55
  5.4. 影响键合质量的因素  55-58
    5.4.1 键合强度的概念  55
    5.4.2 影响键合质量的重要参数  55-58
  5.5 引线键合过程  58-59
  5.6 研发过程  59-73
  5.7 研发数据记录  73-80
  5.8 研发分析  80-83
  5.9 确认测试  83-84
  5.10 本章小结  84-85
第六章结论  85-87
  6.1 课题研发结论  85
  6.2 课题研发的贡献及不足  85-87
致谢  87-88
参考文献  88-90

铜线键合工艺技术在封装中的研究与应用

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