封裝打線 wire bonding 所使用的接合金屬材料,主要有金線、銀線、銅線、鋁線等。
✦ 鋁線 | 銅線:主要用於中低階電路。
✦ 金線 | 銀線:中高階產品之佔有率則超過80%。
■ 理想的打線接合材料所應具備的特點
① 與引線端子及外引線材料實現良好的接合。
② 接合過程具有較小的接合溫度、接合力和接合時間。
③ 化學性能穩定,不形成有害的金屬間化合物。
④ 可塑性好,易成細線及捲繞,尺寸精度高。
-- 金 --
● 優點
① 良好的導電性
② 不易氧化的特性
③ 良好的延展性: 米級線材製作上具備不易斷裂的優勢 。
● 缺點
① 價格高昂。
② 金線容易與晶片上鋁墊片形成有害的金屬間化合物(紫斑或白斑),而降低接合接觸強度,增大接觸電阻,進而降低電路的可靠性。
-- 銀 --
● 優點:
① 具有與金線接近的機械性質。
② 有較銅線優良的抗氧化特性。
③ 優異的反光特性 : 在LED的封裝中,其優良的反光特性可增加約10%的光量。
④ 銀線在放電結球時,可形成非常圓的球,銀線與鋁基板的接合效果也非常好,金屬間化合物的生成也相對較少,可以增加其接合的可靠度。
● 其它:
① 銀線的使用主要以銀合金線為主。
② 銀合金線的主成分通常為可互溶的銀金鈀三元素,依比例不同而有不同的電阻率及功效。
③ 鍍層銀線也是一種被考慮的線材,通常選用的鍍層為金,由於芯部為純金屬銀,因此仍保有純銀的超低電阻特性。
-- 銅 --
● 優點:
① 高強度: 可將線材製作到更細的線徑但維持相同的強度,因此可挑戰更高難度的連接形狀(如:封裝層疊)
● 缺點
① 易氧化。線材的外層鍍上一層抗氧化的薄膜來克服這樣的問題。因此封裝用銅線的應用,就主要分成鍍層線及超高純度銅線二類,其中鍍層線又以鈀金屬為最大宗。
-- 鋁 --
● 優點:
①良好的導熱性和抗蝕性。
② 易於與晶片的鋁墊片形成穩定的接合。
③ 鋁易於抽線,而且抗輻射能力強。
④ 成本低廉。
● 缺點
① 導電性不佳
② 加熱後沒有足夠的表面張力去形成球狀。
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