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金包银复合键合丝的组织演变及变形行为

稀有金属材料与工程 2021年第10期50卷 3538-3542页

作者：康菲菲裴洪营周文艳罗建强吴永瑾俞建树王佳贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室云南昆明650106 中国电子科技集团公司第二十九研究所四川成都610036

采用金相显微镜、双束离子显微镜、高低温拉力仪及纳米压痕仪对不同真应变条件的金包银复合键合丝的组织和力学性能进行表征,研究了金包银复合键合丝的组织结构演变、力学性能及变形行为特点。结果表明:金包银复合键合丝的银合金芯材沿... 详细信息

采用金相显微镜、双束离子显微镜、高低温拉力仪及纳米压痕仪对不同真应变条件的金包银复合键合丝的组织和力学性能进行表征,研究了金包银复合键合丝的组织结构演变、力学性能及变形行为特点。结果表明:金包银复合键合丝的银合金芯材沿着拉伸方向从胞状树枝晶演变为纤维组织,靠近界面的过渡层始终保持细小的等轴晶或球状晶粒,金包覆层在变形过程中均匀连续。各组分在变形过程中尺寸变化不一致,拟合后的尺寸变化常数与试样直径的变化不成正比。显微硬度、抗拉强度、延伸率均随着变形量的增加而增大。在单轴拉伸过程中,金包银复合键合丝组分之间相互制约,使单向拉应变变为复杂的二维应力状态,交替变化的应力状态可抑制裂纹的形核,提高材料的塑性和韧性。

关键词：层状复合材料金包银键合丝组织演变变形行为

金丝的力学特征对球键合的微观组织和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第10期51卷 3632-3637页

作者：康菲菲周文艳俞建树季兴桥王佳陈绪波罗建强梁辰吴永瑾裴洪营贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室云南昆明650106 中国电子科技集团第二十九研究所四川成都610036

用电子背散射衍射仪对具有不同力学特征金丝的微区组织进行表征,采用扫描电镜和光学显微镜观察线弧轮廓、热影响区和焊点形貌,并通过推拉力测试仪测量线弧拉力和焊球剪切力,分析金丝力学特征对球键合质量的影响。结果表明:半硬态1和半硬... 详细信息

用电子背散射衍射仪对具有不同力学特征金丝的微区组织进行表征,采用扫描电镜和光学显微镜观察线弧轮廓、热影响区和焊点形貌,并通过推拉力测试仪测量线弧拉力和焊球剪切力,分析金丝力学特征对球键合质量的影响。结果表明:半硬态1和半硬态2的金丝芯部保持纤维状组织,边缘晶粒为细小的等轴晶,沿径向微区组织形貌有明显差异。打火烧球后形成的热影响区长度短,球颈部的组织有明显的梯度性,键合后弧高较小。软态金丝的组织为粗大的等轴晶,沿径向分布均匀,键合拉力低,易发生滑球现象。半硬态2金丝与焊盘的结合力强,引线键合拉力高,综合键合质量优,是最适合球键合工艺的金丝。

关键词：金丝球键合工艺力学特征热影响区长度键合质量

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镀钯键合铜丝的发展趋势

材料导报 2011年第21期25卷 104-107,128页

作者：康菲菲杨国祥孔建稳刀萍吴永瑾张昆华贵研铂业股份有限公司昆明650106

铜丝表面镀钯是提高抗氧化性进而改善键合性能的有效手段。镀钯键合铜丝具有优异的综合性能,是半导体封装材料连接导线的新型材料。综述了镀钯键合铜丝国内外的发展现状、研究背景、镀钯工艺及金丝、铜丝和镀钯铜丝的比较。

关键词：金属材料半导体封装镀钯键合铜丝键合性能

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微电子封装金包银复合键合丝的微结构和性能

半导体技术 2018年第9期43卷 702-707页

作者：康菲菲周文艳吴永瑾杨国祥孔建稳裴洪营贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室昆明650106 昆明贵金属研究所昆明650106

采用固相复合及大塑性拉拔技术制备了线径0.020 mm的金包银复合键合丝,并利用扫描电子显微镜、双束电子显微镜、单轴拉伸实验、电阻率实验、键合实验、线弧挑断实验及焊球推力实验等对其微结构和性能进行表征。结果表明：金包银复合键... 详细信息

采用固相复合及大塑性拉拔技术制备了线径0.020 mm的金包银复合键合丝,并利用扫描电子显微镜、双束电子显微镜、单轴拉伸实验、电阻率实验、键合实验、线弧挑断实验及焊球推力实验等对其微结构和性能进行表征。结果表明：金包银复合键合丝的复层达到纳米级尺度,在芯材表面均匀连续覆盖,与芯材的界面结合力好。芯材横截面组织为等轴晶,晶粒细小弥散且内部有大量的板条状平行的退火孪晶。金包银复合键合丝具有较高的抗拉强度（230 MPa）和延伸率（15%）,其强化机制为界面强化和细晶强化,其电性能受表面/界面以及晶界散射的影响而变差。金包银复合键合线弧形稳定,具有较高的键合可靠性,其挑断力（7.79g）与焊球推力（49.7g）均满足微电子封装技术对键合丝的品质要求。

关键词：微电子封装金包银复合键合丝退火孪晶强度电性能键合性能

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银丝键合烧球参数对键合质量的影响

贵金属 2017年第3期38卷 34-39页

作者：周文艳吴永瑾陈家林杨国祥孔建稳康菲菲昆明贵金属研究所贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室昆明650106

经键合试验,测试焊线挑断力和焊球推力,观察焊球和电极界面形貌,研究了烧球电流和时间对银键合丝键合质量的影响。结果表明,随烧球电流增大、时间延长,键合无空气焊球(FAB)直径增大;FAB球颈晶粒尺寸是电流和时间共同作用的结果,晶粒尺... 详细信息

经键合试验,测试焊线挑断力和焊球推力,观察焊球和电极界面形貌,研究了烧球电流和时间对银键合丝键合质量的影响。结果表明,随烧球电流增大、时间延长,键合无空气焊球(FAB)直径增大;FAB球颈晶粒尺寸是电流和时间共同作用的结果,晶粒尺寸越大、挑断力越小,18 mA-1.0ms烧球所得挑断力最小;在FAB尺寸相近的前提下随烧球电流减小,焊球推力降低,键合过程中电极易受损导致电极材料挤出率增大;高电流-短时间(23 mA-0.6 ms)烧球有利于银丝获得较好的键合质量。

关键词：金属材料银键合丝烧球电流时间键合质量无空气焊球(FAB)

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一种半导体封装用键合金丝的研制

贵金属 2010年第1期31卷 13-16页

作者：杨国祥孔建稳郭迎春刀萍吴永瑾管伟明贵研铂业股份有限公司昆明贵金属研究所云南昆明650106

在开发了1种微合金配方的基础上，重点研究了真空熔炼连铸工艺，研制出1种适用于半导体分立器件和集成电路封装的高强度低弧键合金丝。结果表明：1）微合金元素得到有效添加，且分布均匀。2）铸锭组织为粗大柱状晶沿轴向分布。3）机械... 详细信息

在开发了1种微合金配方的基础上，重点研究了真空熔炼连铸工艺，研制出1种适用于半导体分立器件和集成电路封装的高强度低弧键合金丝。结果表明：1）微合金元素得到有效添加，且分布均匀。2）铸锭组织为粗大柱状晶沿轴向分布。3）机械性能均匀稳定，φ19μm：断裂负荷≥5cN，延伸率2％-6％；φ15μm：断裂负荷≥3cN，延伸率2％-6％。4）与国内外相同规格键合金丝相比，具有更高的强度和更大的熔断电流。

关键词：金属材料键合金丝连铸熔断电流热影响区

键合界面金属间化合物对可靠性影响的研究现状

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贵金属 2023年第1期44卷 92-101页

作者：杜文晶周文艳裴洪营阳岸恒吴永瑾孔建稳康菲菲昆明贵金属研究所昆明650106 贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室昆明650106

在微电子封装过程中,键合丝被广泛应用,而键合可靠性对于产品的应用性能有着极大的影响,受到人们的广泛关注。键合丝与常用的铝焊盘之间是异质材料,在应用和服役的过程中会在界面上产生金属间化合物(IMC),对器件可靠性产生影响,同时,键... 详细信息

在微电子封装过程中,键合丝被广泛应用,而键合可靠性对于产品的应用性能有着极大的影响,受到人们的广泛关注。键合丝与常用的铝焊盘之间是异质材料,在应用和服役的过程中会在界面上产生金属间化合物(IMC),对器件可靠性产生影响,同时,键合强度也与键合丝和焊盘之间的界面反应联系密切,因此了解键合丝与铝焊盘之间金属间化合物的形成与演变对键合可靠性的影响是有必要的。本文综述了Au/Al、Ag/Al和Cu/Al三种键合界面上金属间化合物的形成与演变的研究现状,并根据目前的应用状况,展望了未来的应用发展前景。

关键词：键合丝金属间化合物(IMC) 键合界面可靠性

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银键合丝力学性能对键合质量的影响

半导体技术 2017年第8期42卷 615-619页

作者：周文艳陈家林康菲菲杨国祥孔建稳吴永瑾孙绍霞昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室昆明650106 昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

通过调节微合金元素的含量获得3种具有不同力学性能的银键合丝。利用拉伸试验、键合试验、焊线挑断力、焊球推力测试等手段,研究了银键合丝力学性能对键合质量的影响。结果表明,在延伸率相同的条件下,随着微合金元素含量的降低,3种键合... 详细信息

通过调节微合金元素的含量获得3种具有不同力学性能的银键合丝。利用拉伸试验、键合试验、焊线挑断力、焊球推力测试等手段,研究了银键合丝力学性能对键合质量的影响。结果表明,在延伸率相同的条件下,随着微合金元素含量的降低,3种键合丝的断裂负荷降低,初始模量先减小后增大,键合后焊线挑断力和焊球推力均降低,电极金挤出率先减小后增大。银键合丝初始模量较低时在超声和压力的作用下易于变形,焊线内残余应力较低且第二焊点与引线框架结合较好,因此挑断测试时第二焊点与框架材料界面处不易发生脱离,有利于获得更高的键合成功率。

关键词：银键合丝微合金元素力学性能初始模量键合质量

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微电子封装用键合金丝替代产品的研究现状

贵金属 2017年第4期38卷 81-86页

作者：康菲菲吴永瑾孔建稳周文艳杨国祥裴洪营张昆华俞建树贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室昆明650106

随着电子封装技术的发展,传统键合金丝在性能和价格上已经不具备优势。采用复合和改性等方法可以开发出满足要求的键合金丝替代品。总结了金包银复合键合丝、钯包铜复合键合丝、金合金键合丝和银合金键合丝共4种键合金丝替代产品的性能... 详细信息

随着电子封装技术的发展,传统键合金丝在性能和价格上已经不具备优势。采用复合和改性等方法可以开发出满足要求的键合金丝替代品。总结了金包银复合键合丝、钯包铜复合键合丝、金合金键合丝和银合金键合丝共4种键合金丝替代产品的性能特点、成分配比、生产技术难点和关键点,介绍了部分典型产品,并对替代产品的发展趋势进行了展望。

关键词：金属材料微电子封装键合金丝替代品成分配比技术难点