銅線的研究已有20多年,但直到才應(yīng)用于實際量產(chǎn)。與金線相比,銅線有很多不同之處。惰性氣氛保護,較高的硬度使其更容易出現(xiàn)縮孔等現(xiàn)象。
然而,由于 Au 的高成本、Cu 的低電阻率(可以承載更高的電流)以及它在塑料封裝中對引線錯位的抵抗力,人們對 Cu 線重新產(chǎn)生了興趣。
大多數(shù)用于球焊的Cu線產(chǎn)品的線徑為50um(2mil),更粗的線徑可用于小功率器件。目前尚不清楚線徑為 25jum 或以下的 Cu 線如何用于大規(guī)模生產(chǎn),但隨著 Au 價格接近 1,000 美元/盎司,以及當(dāng)塑料封裝中的球頸和月牙形引線疲勞等冶金問題得到解決時,黃金價格將不可避免地達到這個價格。
所有引線制造商都已開始生產(chǎn)銅線,并且也很容易獲得專為自動鍵和設(shè)計的銅線。但是,沒有針對銅線的 ASTM 或國際標(biāo)準(zhǔn)。下面是許多應(yīng)該有用的列表。金線標(biāo)準(zhǔn)。
塑料封裝的直徑小于50um(通常小于40um)的銅線出現(xiàn)了一些問題。 Cu 對冷加工或再結(jié)晶過程敏感。在塑料封裝中觀察到,溫度循環(huán)引起的鉛跟和焊球頸部斷裂的發(fā)生率很高,通常與線徑為25um或以下的Cu線有關(guān)。
在溫度循環(huán)過程中,銅線會在魚尾引線腳跟和焊球頸部附近產(chǎn)生裂紋。因此,對于25μm及以下線徑的Cu線的鍵合技術(shù)的實現(xiàn),相關(guān)研究工作仍在進行中。來自其他行業(yè)的評論表明,其他問題可能與引線的冶金特性一樣重要,例如需要硬化芯片焊盤以獲得佳的銅線接合,這給在代工廠中進行芯片接合的公司帶來了新的挑戰(zhàn)。為避免生產(chǎn)問題,加速鍵合工具的磨損,細間距(≥40um)下的穿線過程變慢,復(fù)雜的冶金焊盤區(qū)域容易損壞。
一些低端娛樂設(shè)備產(chǎn)品的塑料封裝使用細(約25um)銅線,這種情況下的產(chǎn)品僅承受有限的溫度循環(huán)]。因此,盡管Cu線存在上述種種問題,但Cu線相對于Au線的優(yōu)勢還是非常顯著的,這些遺留的問題應(yīng)該適時解決。