導語：微電子封裝金絲倒裝鍵合的微織構研究論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】采用EBSD取向成像技術研究了各工藝參數(shù)（功率、載荷、超聲作用時間）對倒裝鍵合組織及微織構的影響，并與對應的剪切性能值進行比較。結果表明，功率的影響最顯著，它可在增大形變量的同時提高鍵合強度；負荷加大形變量，但提高界面結合強度的效果不顯著；超聲持續(xù)的時間不明顯提高形變量，但能在一定程度上提高界面強度。超聲是通過軟化金屬，加強界面擴散的方式提高鍵合強度；超聲的存在使取向變化的速度變慢。

【關鍵詞】金倒裝鍵合EBSD微織構

Microtextures,microstructuresandpropertiesofAuflip

Abstract:Theeffectsofdifferentbondingparametersonthedeformation,microstructuresandmicrotexturesofgoldflipchipbondswereanalyzedusingEBSDtechniqueandcomparedwiththesheartestproperties.Resultsindicatedthatthepowerincreasedbothdeformationandinterfacebondability;Loadincreasedmainlydeformationbutlessimprovedbondability.Durationofultrasonicvibrationenhancedbondabilitybutlessaffecteddeformationamount.Theeffectofultrasonicvibrationisthesofteningofmetalsandthestrengtheningofdiffusionthroughgrainboundaries,butitreducedtheorientationchanges.

Keywords:gold；flipchipbonding；EBSD；microtexture

引言微電子封裝中超聲鍵合工藝參數(shù)對鍵合強度的影響已有大量研究［1-3］，一般認為影響其鍵合強度的主要因素是超聲功率、鍵合壓力和鍵合時間。由于這些參數(shù)主要通過改變金絲球與芯片焊盤間界面上的摩擦行為而起作用，必然會引起焊點組織及織構的變化，這些變化到目前尚不清楚。此外，金絲球鍵合與倒裝鍵合形變方式與形變量都有很大差異，其形變組織與微織構就會不同，它們也會影響焊點強度、剛度、電阻率和組織穩(wěn)定性?？棙嫷牟煌瑫绊憦椥阅Ａ考袄螘r的界面強度、晶體缺陷的多少一方面產生加工硬化，提高強度，另一方面影響電阻；含大量晶體缺陷的組織是熱力學不穩(wěn)定的，可加速原子的擴散，也會造成后續(xù)時效時軟化速度的不同。倒裝鍵合的受力狀態(tài)和應變速率都與常規(guī)的低應變速率下的單向均勻壓縮不同，鍵合過程中會有一系列的微織構變化。本文分析了功率、負荷、時間對形變組織和取向變化的影響；另外通過剪切力試驗，對比了各參數(shù)對鍵合強度的影響區(qū)別；討論了金絲球凸點鍵合與倒裝鍵合形變組織及微織構的最大差異。

1樣品制備

試驗樣品為直徑為1mil（254μm）鍵合金絲，經電子火花（EFO）形成金絲球，再經過Eagle60XL金絲球鍵合機形成金絲球凸點，倒裝焊點是在AD81911TS焊接機上形成的。各種焊點均采用樹脂鑲樣，然后經過磨樣、機械拋光，最后采用離子轟擊的方法達到EBSD試驗樣品要求。利用高分辨場發(fā)射掃描電鏡ZeissSuppra1530及HKLChannel5EBSD系統(tǒng)進行取向成像分析。

2結果及分析

21超聲功率的影響圖1(a)為不同超聲功率下樣品的形變量和性能的關系曲線?？梢姽β视?2W增大到07W后，因功率增大而導致的鍵合樣品形變量增加~20%，總形變量達70%。性能也由無功率時的不能鍵合增加到2400gf（注：這是幾個樣品的總值），并且未出現(xiàn)下降。圖2為各樣品的取向成像，紅色為〈111〉‖壓縮軸的取向，黃色為〈100〉取向，藍色為〈110〉取向。前兩種主要是原始取向，后者是壓縮變形的穩(wěn)定取向。組織形貌顯示，原始柱狀晶被完全壓扁?！?10〉區(qū)域明顯增多。圖1(b)為各樣品不同織構的定量結果，可見，因超聲軟化作用提高形變量使〈110〉增加約125%。形變不均勻性還表現(xiàn)在兩側的形變量明顯小。圖1不同超聲功率下樣品的形變量和性能的關系曲線(a)及對取向的影響(b)

圖2不同功率下樣品的取向成像;紅色:〈111〉,黃色〈100〉；藍色〈110〉

22載荷的影響圖3(a)為不同載荷下樣品的形變量及性能變化的曲線?？梢?，負荷從800gf增至1600gf時，形變量只增加7%，增加幅度較小，不如功率的影響大。性能變化不大，有微弱的先增加后減小的趨勢。由于形變量增加就不大，所以還不能說，形變量影響小。與圖1的性能數(shù)據(jù)相比，還未達到最佳鍵合強度。即使形變量達到70%，也難以達到提高超聲作用的效果。圖4給出不同載荷下樣品的取向成像。也明顯看出，載荷變化的范圍小，形變量變化也不大，形變組織比較相似。從定量數(shù)據(jù)看（圖3(b)），〈110〉織構含量在下降。這應屬于波動。組織上的另一特點是，下側中心部位為原始金凸點的尾部，即自由球下的熱影響細晶區(qū)。倒裝鍵合時，該部位所受變形量最大，這也是要鍵合的界面，因此，大量的晶體缺陷會促進擴散鍵合。與文獻3數(shù)據(jù)相比，本實驗所用力是很大的。圖3載荷對形變量、剪切強度(a)及織構百分數(shù)(b)的影響.