铜银复合键合丝的制备与组织性能研究
发布时间：2022-01-06 11:28
键合丝是芯片封装中不可缺少的基础材料,封装技术的飞速发展提高了对键合丝技术规格的要求。金键合丝是高端封装中的最佳选择,但其价格较高。铜键合丝具有优异导电、导热和机械性能,并且价格低廉,是一种可能替代金键合丝的封装材料。但铜键合丝在封装和服役过程中容易氧化,从而导致其稳定性不足,限制了其在半导体封装的应用范围。采用合金化和表面改性的方法制备铜基复合键合丝是解决铜键合丝易氧化问题的可行办法。合金化需要大量的抗氧化金属熔炼,大量贵金属的加入显著增加了铜基键合丝成本,表面抗氧化金属改性铜基复合键合丝是一种有效的手段。银具有优异的抗氧化性能,表面改性铜银复合键合丝是一种可行办法。目前,工业上采用连续电镀的方法制备铜基复合键合丝,设备控制精密,极大地提高了制备铜基复合键合丝的制备成本。本论文采用先电镀,再拉拔的新方法制备键合丝产品,可以有效降低制备键合丝的成本。但铜基银层形成机制和铜基银镀层协调变形机制决定了铜银复合键合丝的性能,因此在本论文中采用铜板研究电镀银的规律及其与铜基协调变形行为。本文主要是探究镀层的制备工艺以及其结构对于镀层性能的影响。先在铜板上探究镀层的电镀规律,随后对镀银铜板进行轧...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 键合丝发展应用及其特性
1.2.1 键合丝应用概述
1.2.2 键合铜丝特性
1.3 复合键合丝改性研究进展
1.3.1 合金化改性键合丝
1.3.2 表面镀层改性铜键合丝
1.4 银的物化性质以及无氰镀银体系
1.4.1 银的物化性质
1.4.2 无氰电镀银体系
1.5 本课题研究的内容及目的
第二章 实验材料与测试方法
2.1 引言
2.2 实验材料及设备仪器
2.3 电镀银前置工艺
2.3.1 镀液配置及工艺流程
2.3.2 预处理工艺
2.3.3 纯铜的电解抛光
2.4 镀层沉积速率及电流效率计算
2.4.1 沉积速率测定
2.4.2 电流效率计算
2.5 镀层结构表征
2.5.1 微观表面形貌
2.5.2 XRD织构分析测试
2.6 镀层性能测试
2.6.1 孔隙率测定
2.6.2 轧制变形测试
2.6.3 镀层抗氧化能力测试
2.7 技术路线
第三章 铜基烟酸电镀银研究
3.1 引言
3.2 阴阳极面积比对镀层形貌的影响
3.3 恒电流密度对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.3.1 恒电流密度对镀层表面形貌的影响
3.3.2 恒电流密度对镀层孔隙率的影响
3.3.3 恒电流密度对镀层晶粒取向的影响
3.3.4 恒电流密度对镀层沉积速度以及电流效率的影响
3.4 变电流密度对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.4.1 变电流密度对镀层表面形貌的影响
3.4.2 变电流密度对镀层孔隙率的影响
3.4.3 变电流密度与镀层晶粒取向的影响
3.4.4 变电流密度与镀层沉积速度和电流效率的关系
3.5 电镀时间对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.5.1 电镀时间对镀层表面形貌的影响
3.5.2 电镀时间对镀层孔隙率的影响
3.5.3 电镀时间与镀层晶粒取向的影响
3.5.4 电镀时间与镀层沉积速度和电流效率的关系
3.6 施镀温度对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.6.1 施镀温度对镀层表面形貌的影响
3.6.2 施镀温度对镀层孔隙率的影响
3.6.3 施镀温度对镀层晶粒取向的影响
3.6.4 施镀温度与镀层沉积速度的关系
3.7 本章小结
第四章 复合键合丝冷拔成形及性能研究
4.1 引言
4.2 铜基银镀层成形行为及其结构表征
4.2.1 轧制变形后镀层表面形貌
4.2.2 镀层与轧制变形后孔隙率测定
4.2.3 变形后镀层晶粒取向分析
4.3 铜银复合键合丝组织表征及其性能
4.3.1 铜银复合键合丝表面形貌
4.3.2 铜银复合键合丝力学性能
4.3.3 铜银复合键合丝的抗氧化性能
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接工艺的质量分析和质量控制[J]. 张浩,李爱华,卢晶,李健. 现代经济信息. 2018(04)
[2]一种半导体探测器气密性封装结构和工艺优化[J]. 丁荣峥,马国荣,张玲玲,邵康. 电子与封装. 2017(12)
[3]铜及银键合丝材料的研究进展[J]. 钟明君,黄福祥,阮海光,吴保安,唐会毅,罗维凡. 材料导报. 2017(S2)
[4]不同组织高强耐蚀钢筋在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究[J]. 潘红波,周大元,章静,闫军,于同仁,郭湛,刘伟明,沈晓辉. 热加工工艺. 2017(16)
[5]三菱电机CC-Link在电镀生产线上的应用[J]. 张涛礼. 自动化博览. 2016(06)
[6]铸铁件电镀工艺要点浅析[J]. 王文忠. 电镀与环保. 2015(06)
[7]一种无氰镀金试剂的生产工艺及应用[J]. 黄世盛,李国仪. 广东化工. 2015(13)
[8]硅片超精密磨削减薄工艺基础研究[J]. 高尚,康仁科. 机械工程学报. 2015(07)
[9]贵金属键合丝材料的研究进展[J]. 陈永泰,谢明,王松,张吉明,杨有才,刘满门,王塞北,胡洁琼,李爱坤,魏宽. 贵金属. 2014(03)
[10]无镍枪色锡-钴合金电镀工艺[J]. 郭远凯,唐春保,赖俐超. 材料保护. 2012(10)
博士论文
[1]键合铜线性能及键合性能研究[D]. 曹军.兰州理工大学 2012
[2]基于DMH为配位剂的无氰电镀银工艺及电沉积行为研究[D]. 卢俊峰.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]无氰镀银铜棒的制备工艺及拉拔[D]. 马进宇.太原理工大学 2018
[2]铝合金电镀锡层厚度控制方法及应用研究[D]. 曾善海.苏州大学 2016
[3]基于芯片引线键合的视觉定位技术设计与研究[D]. 田锋.武汉工程大学 2016
[4]键合铜丝的稳定性改进[D]. 张甜甜.上海应用技术学院 2016
[5]镀钯铜线的制作工艺及性能研究[D]. 孔亚南.兰州理工大学 2013
[6]铸铝合金镀银工艺改进[D]. 尹辉.西北大学 2012
[7]AZ91D镁合金电镀前处理工艺的研究[D]. 邢倩.辽宁师范大学 2011
[8]高性能键合铜丝的制备及其球键合工艺研究[D]. 胡立杰.兰州理工大学 2009
[9]铜线键合在多印线IC封装中的应用研究[D]. 赵健.复旦大学 2009
[10]低介电常数工艺集成电路的封装技术研究[D]. 赵军毅.复旦大学 2009
本文编号：3572366
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 键合丝发展应用及其特性
1.2.1 键合丝应用概述
1.2.2 键合铜丝特性
1.3 复合键合丝改性研究进展
1.3.1 合金化改性键合丝
1.3.2 表面镀层改性铜键合丝
1.4 银的物化性质以及无氰镀银体系
1.4.1 银的物化性质
1.4.2 无氰电镀银体系
1.5 本课题研究的内容及目的
第二章 实验材料与测试方法
2.1 引言
2.2 实验材料及设备仪器
2.3 电镀银前置工艺
2.3.1 镀液配置及工艺流程
2.3.2 预处理工艺
2.3.3 纯铜的电解抛光
2.4 镀层沉积速率及电流效率计算
2.4.1 沉积速率测定
2.4.2 电流效率计算
2.5 镀层结构表征
2.5.1 微观表面形貌
2.5.2 XRD织构分析测试
2.6 镀层性能测试
2.6.1 孔隙率测定
2.6.2 轧制变形测试
2.6.3 镀层抗氧化能力测试
2.7 技术路线
第三章 铜基烟酸电镀银研究
3.1 引言
3.2 阴阳极面积比对镀层形貌的影响
3.3 恒电流密度对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.3.1 恒电流密度对镀层表面形貌的影响
3.3.2 恒电流密度对镀层孔隙率的影响
3.3.3 恒电流密度对镀层晶粒取向的影响
3.3.4 恒电流密度对镀层沉积速度以及电流效率的影响
3.4 变电流密度对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.4.1 变电流密度对镀层表面形貌的影响
3.4.2 变电流密度对镀层孔隙率的影响
3.4.3 变电流密度与镀层晶粒取向的影响
3.4.4 变电流密度与镀层沉积速度和电流效率的关系
3.5 电镀时间对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.5.1 电镀时间对镀层表面形貌的影响
3.5.2 电镀时间对镀层孔隙率的影响
3.5.3 电镀时间与镀层晶粒取向的影响
3.5.4 电镀时间与镀层沉积速度和电流效率的关系
3.6 施镀温度对镀层组织结构和电镀速率的影响
3.6.1 施镀温度对镀层表面形貌的影响
3.6.2 施镀温度对镀层孔隙率的影响
3.6.3 施镀温度对镀层晶粒取向的影响
3.6.4 施镀温度与镀层沉积速度的关系
3.7 本章小结
第四章 复合键合丝冷拔成形及性能研究
4.1 引言
4.2 铜基银镀层成形行为及其结构表征
4.2.1 轧制变形后镀层表面形貌
4.2.2 镀层与轧制变形后孔隙率测定
4.2.3 变形后镀层晶粒取向分析
4.3 铜银复合键合丝组织表征及其性能
4.3.1 铜银复合键合丝表面形貌
4.3.2 铜银复合键合丝力学性能
4.3.3 铜银复合键合丝的抗氧化性能
4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接工艺的质量分析和质量控制[J]. 张浩,李爱华,卢晶,李健. 现代经济信息. 2018(04)
[2]一种半导体探测器气密性封装结构和工艺优化[J]. 丁荣峥,马国荣,张玲玲,邵康. 电子与封装. 2017(12)
[3]铜及银键合丝材料的研究进展[J]. 钟明君,黄福祥,阮海光,吴保安,唐会毅,罗维凡. 材料导报. 2017(S2)
[4]不同组织高强耐蚀钢筋在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究[J]. 潘红波,周大元,章静,闫军,于同仁,郭湛,刘伟明,沈晓辉. 热加工工艺. 2017(16)
[5]三菱电机CC-Link在电镀生产线上的应用[J]. 张涛礼. 自动化博览. 2016(06)
[6]铸铁件电镀工艺要点浅析[J]. 王文忠. 电镀与环保. 2015(06)
[7]一种无氰镀金试剂的生产工艺及应用[J]. 黄世盛,李国仪. 广东化工. 2015(13)
[8]硅片超精密磨削减薄工艺基础研究[J]. 高尚,康仁科. 机械工程学报. 2015(07)
[9]贵金属键合丝材料的研究进展[J]. 陈永泰,谢明,王松,张吉明,杨有才,刘满门,王塞北,胡洁琼,李爱坤,魏宽. 贵金属. 2014(03)
[10]无镍枪色锡-钴合金电镀工艺[J]. 郭远凯,唐春保,赖俐超. 材料保护. 2012(10)
博士论文
[1]键合铜线性能及键合性能研究[D]. 曹军.兰州理工大学 2012
[2]基于DMH为配位剂的无氰电镀银工艺及电沉积行为研究[D]. 卢俊峰.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]无氰镀银铜棒的制备工艺及拉拔[D]. 马进宇.太原理工大学 2018
[2]铝合金电镀锡层厚度控制方法及应用研究[D]. 曾善海.苏州大学 2016
[3]基于芯片引线键合的视觉定位技术设计与研究[D]. 田锋.武汉工程大学 2016
[4]键合铜丝的稳定性改进[D]. 张甜甜.上海应用技术学院 2016
[5]镀钯铜线的制作工艺及性能研究[D]. 孔亚南.兰州理工大学 2013
[6]铸铝合金镀银工艺改进[D]. 尹辉.西北大学 2012
[7]AZ91D镁合金电镀前处理工艺的研究[D]. 邢倩.辽宁师范大学 2011
[8]高性能键合铜丝的制备及其球键合工艺研究[D]. 胡立杰.兰州理工大学 2009
[9]铜线键合在多印线IC封装中的应用研究[D]. 赵健.复旦大学 2009
[10]低介电常数工艺集成电路的封装技术研究[D]. 赵军毅.复旦大学 2009
本文编号：3572366
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3572366.html
