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修補錫銅線_不同金屬鍍層對銅線鍵合的影響不同
[2016-03-21]
修補錫銅線作為金絲的替換方案,對銅引線鍵合絲的研究已經持續多年。修補錫銅線銅鍵合絲的主要問題之一是第二次鍵合的強度較差。Sumitomo 的研究人員發現通過在銅絲上電鍍鍍層可以在保持第一次鍵合質量的同時,提高第二次鍵合的強度。
修補錫銅線第二次（縫式）鍵合強度低的原因是銅絲的氧化,對于金絲來說就不存在這個問題。在引線絲上電鍍一層抗氧化的金屬層可以提高第二次鍵合的強度。銅絲上電鍍金、銀、鈀和鎳都可如愿地提高第二次鍵合的強度,但大部分情況下,第一次（球形）鍵合也會受鍍層影響。
與金絲不同,銅絲在形成液態金屬球時需要其他輔助手段。在本研究中,鍵合機使用火焰電極,該電極可以產生火花將引線絲的末端熔化并形成球狀。同時加裝惰性氣體噴射裝置防止熔融的金屬球氧化。當銅絲上覆有第二種金屬鍍層時,此過程還需要考慮到表面浸潤性和擴散機制。
銅絲上鍍有金或銀會拉長“球端”的形狀。拉長的球在鍵合中容易側滑,形成非對稱的鍵合,此類鍵合很容易與鄰近的鍵合線短路。如果引線絲上覆有鎳,仍然容易形成球形,但該球容易從鍵合毛細管的中心偏移。這也會產生非對稱的鍵合并造成短路。
銅絲上電鍍鈀后,形成球的性質與無鍍層的銅絲一致。詳細的分析表明,鈀主要分布在銅球的外部,鈀向銅的擴散緩慢且均勻;采用鎳鍍層,擴散過程無序得多,會造成偏移的球;采用金和銀鍍層,由于鍍層金屬的熔點與銅不同,會形成拉長的形狀。
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