Al-Cu鍵合墊片的制備與性能研究.pdf

1、引線鍵合作為電子封裝最傳統(tǒng)和應(yīng)用最廣的封裝工藝，占據(jù)了IC芯片封裝總產(chǎn)量3/4以上的市場份額，常用Au-Al鍵合系統(tǒng)因脆性金屬間化合物大量生長，易導(dǎo)致器件電性能退化、鍵合點(diǎn)強(qiáng)度降低、甚至焊點(diǎn)脫焊。為了解決該問題，在鍵合系統(tǒng)中引入Al/Cu鍵合墊片做過渡層，使用Al-Al鍵合代替Au-Al鍵合，可以提高引線鍵合的可靠性，并降低封裝成本。本文以Al/Cu層狀復(fù)合材料為研究對象，對其結(jié)構(gòu)和電性能進(jìn)行了制備工藝研究，結(jié)合真空退火處理分析了Al/

2、Cu復(fù)合材料中金屬間化合物的形成規(guī)律，利用沖壓成型技術(shù)加工了尺寸為1mm×1mm的Al/Cu鍵合墊片，并通過Deform-3D軟件對沖壓過程進(jìn)行了模擬。
　　 采用電子束蒸發(fā)法制備Al/Cu復(fù)合材料，通過控制沉積速率和襯底溫度可以得到導(dǎo)電性能接近于理論值的Al/Cu復(fù)合材料，沉積速率為0.4nm/s時可以得到顆粒尺寸均勻、膜層致密的Al膜，且能保證Al/Cu復(fù)合材料有較低的電阻率，界面結(jié)合強(qiáng)度大于12.24MPa。襯底溫度較高時

3、，由于原子間發(fā)生相互擴(kuò)散在Al/Cu界面處形成了Cu9Al4和CuAl2，大大增加了復(fù)合材料的電阻率，在Al/Cu復(fù)合材料中加入300nm厚的Ti過渡層，沒有過渡層的樣品在200℃熱處理就會形成Cu9Al4和CuAl2化合物，而加入Ti過渡層的樣品直到400℃熱處理才有少量化合物生成，表明Ti過渡層的加入可有效地抑制金屬間化合物的形成，同時對電性能和界面結(jié)合性能均無不良影響。
　　 利用Deform-3D軟件對加工Al/Cu鍵合