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修补锡铜线_不同金属镀层对铜线键合的影响不同
[2016-03-21]
修补锡铜线作为金丝的替换方案,对铜引线键合丝的研究已经持续多年。修补锡铜线铜键合丝的主要问题之一是第二次键合的强度较差。Sumitomo 的研究人员发现通过在铜丝上电镀镀层可以在保持第一次键合质量的同时,提高第二次键合的强度。
修补锡铜线第二次（缝式）键合强度低的原因是铜丝的氧化,对于金丝来说就不存在这个问题。在引线丝上电镀一层抗氧化的金属层可以提高第二次键合的强度。铜丝上电镀金、银、钯和镍都可如愿地提高第二次键合的强度,但大部分情况下,第一次（球形）键合也会受镀层影响。
与金丝不同,铜丝在形成液态金属球时需要其他辅助手段。在本研究中,键合机使用火焰电极,该电极可以产生火花将引线丝的末端熔化并形成球状。同时加装惰性气体喷射装置防止熔融的金属球氧化。当铜丝上覆有第二种金属镀层时,此过程还需要考虑到表面浸润性和扩散机制。
铜丝上镀有金或银会拉长“球端”的形状。拉长的球在键合中容易侧滑,形成非对称的键合,此类键合很容易与邻近的键合线短路。如果引线丝上覆有镍,仍然容易形成球形,但该球容易从键合毛细管的中心偏移。这也会产生非对称的键合并造成短路。
铜丝上电镀钯后,形成球的性质与无镀层的铜丝一致。详细的分析表明,钯主要分布在铜球的外部,钯向铜的扩散缓慢且均匀;采用镍镀层,扩散过程无序得多,会造成偏移的球;采用金和银镀层,由于镀层金属的熔点与铜不同,会形成拉长的形状。
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