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键合点的可靠性问题

发布时间:2020/6/28 14:45:02 | 点击:11

  丝球键合是在一定的工作台温度和劈刀压力下,在超声作用很短的时间内(一般为几十毫秒)完成,而且键合界面温度远没有达到金属熔点,原子在键合时间内互扩散距离极短,因此在铜丝键合刚结束时很难形成金属间化合物。但是在随后的塑料固封以及服役过程中,或者老化试验中,由于温度上升并维持了一定的时间,.界面处出现了金属间化合物。


键合金丝(蓝)

  丝球键合焊点的强度及可靠性主要取决于焊点连接界面间的金属间化合物的生长情况。键合点与焊盘材料之间需要一定量的金属间化合物来增强焊点的结合强度,但金属间化合物过多会引起界面处电阻率上升,导致该处产热量上升。温度的升高促使金属间化合物生成速度加快,并引起电阻率的进一步上升。如此恶性循环影响着焊点的电、热学性能并最终导致焊点失效。所以金属间化合物对于键合点的可靠性有着非常重要的影响。


  之所以金属间化合物生长快会引起界面的电阻率上升是因为金属化合物本身的电阻率要都高于合成化合物的两种金属,还有就是在两种金属的界面处发生了柯肯德尔空洞效应。所谓柯肯德尔空洞效应( Kirkendall)就是将两种金属焊接在一起后由于其中一种金属向另一种金属中的扩散速度要快,在扩散速度快的一侧将会留下大量的空位,些空位聚集以后将会形成孔洞。例如在金铝键合系统中,金向铝中的扩散速度要比铝向金中的扩散速度快得多,因此在金一侧将会留 下大量的空位。空洞的形成造成了导通面积的减少,所以就增大了电阻。因此,键合点的可靠性问题就是要尽量的避免或减少此类情况的发生。