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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(jīng)持續(xù)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(fā)現(xiàn)通過在銅絲上電鍍鍍層可以在保持第一次鍵合質(zhì)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(tài)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(chǎn)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(cè)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(chǎn)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(zhì)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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