论文部分内容阅读
近半个世纪以来,半导体科技的飞速发展给我们日常生活带来了日新月异的变化,从电脑,手机,数码相机这些生活中必备品的出现,以及它们的快速的更新,升级,这一切都归功于半导体技术的飞速发展。紧跟摩尔定律的神话,半导体技术革新向着更小,更快,更低功耗,更低成本目标不断前进。趋于如上的发展方向,晶圆面积越来越来大(晶圆尺寸已达到12寸),单一芯片面积越来越来小,故相应的芯片制造成本越来越低。但是针对封装厂来说,材料的选用基本没有特别太大变化,而且随着原材料金导线价格的不断上涨,例如金价目前已超过1700美金/盎司,因此封装厂需要找出替代金引线键合的方案用来降低封装成本。目前行业内正在大力致力研发铜线替代金引线键合的方案。因为铜线的价格优势,加之良好的导电、导热,机械性能,替代金导线键合并实现大规模生产是具有很高可行性。但是铜导线易氧化会影响引线键合工艺质量和产品可靠性,另外其高硬度容易造成铝垫受到损伤等劣势,同样面临巨大考验。于是封装外包厂应该多同客户,材料供应商,设备供应商合作,共同研究,找出解决方案,将该方案尽快由设想或者小规模生产转变为量产模式,这样就可以在保证产品品质的前提下大幅降低生产成本,使封装外包商在整个产业链当中更具有市场竞争优势。本课题的目的就是通过理论分析和工业实验相结合的研究方法,进行传统记忆体封装中铜导线替代金导线的可行性评估研究。第一章中简单介绍传统记忆体封装工艺引线键合流程和评估引线键合质量是否合格的评判标准。第二章内容针对铜线和金线的优势和劣势进行分析比较,并着重阐述了铜导线在封装过程中面临的主要问题和解决方案。第三章主要内容是通过理论结合工业实验的方式讲述了工业化大规模生产中如何通过实验得到铜导线封装引线键合的优化参数。第四章内容针对可靠性和失效模式分析进行讲述。第五章讲述了铜导线封装未来的发展趋势,例如铜导线防止氧化的新工艺控制方法。本课题研究的主要成果是我们使用工业实验设计方法,在设备和材料供应商的大力支持下,通过大量的工艺实验,针对单一封装形式低引脚数目产品得到了铜引线键合可大规模生产的优化参数,例如保护气体流量,劈刀速度,引线键合时间,引线键合压力,超声波能量等关键参数,使铜引线键合替代金引线键合的假设变成可能。但是这只迈出了实际工业应用中的一小步,由于封装类型的多样化,我们仍然需要更多的研究和实验来进行铜导线针对其他不同的封装形式和多引脚封装应用中的可行性评估,只有这样才可以将同引线键合引入大规模量产时代。