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热超声键合第二焊点研究进展

2021-07-29徐庆升陈悦霖

电子与封装 2021年7期

徐庆升,陈悦霖

(合肥通富微电子有限公司,合肥 230601)

1 引言

在半导体领域,从1947年就开始应用引线键合作为初级互连技术[1-2]。与新兴的倒装芯片和硅通孔等互连技术相比,引线键合技术具有灵活性好、成本低和可靠性好等优势,仍是目前应用最为广泛的半导体芯片互连技术[3-7]。引线键合技术包括超声键合、热压键合和热超声键合三种。热超声键合由于耗时短、键合温度低和便于自动化等优点,成为了工业生产中最主要的引线键合方法[1,3,7]。热超声键合的第一焊点为球形,第二焊点为楔形,所以又称为“球-楔键合”。第一焊点的形成过程、参数的优化、材料学机制、可靠性失效模式与机理等方面均有较为深入和系统的研究和论述[8-13]。因为两个焊点的外观形状、键合过程和焊点冶金特性均不相同,所以第一焊点的相关研究结果不适用于第二焊点。虽然针对第二焊点(后简称“二焊点”)的研究也有很多[14-17],但是仍然缺乏较为系统的总结,不能够很好地帮助工程技术人员解决在研发和生产中遇到的问题。因为大约有95%的电子器件采用塑料封装[1],所以本文较为系统地介绍了塑封器件中第二焊点的研究进展,为键合工艺优化和良率的提升提供参考,也对相关研究有借鉴意义。

2 二焊点键合过程

图1展示了热超声引线键合第二焊点的形成过程。劈刀从搜索高度匀速下降到焊接表面后,在超声能量和键合压力共同作用下,键合丝受挤压而变形;同时,键合丝和引线脚镀层之间相互扩散,形成键合界面。……

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