单晶Cu键合丝制备过程中的影响因素研究

针对单晶Cu键合丝制备过程中的影响因素进行了系统分析，通过研究单晶Cu键合丝制备过程中坯料、模具、润滑、清洗及其制备和热处理过程中张力对单晶Cu键合丝性能和表面质量的影响，得出良好的坯料组织性能，模具定径区的高度光洁和圆整，有效的润滑和清洗及制备过程中精确的张力控制，是获得良好单晶Cu键合丝的关键。     

Pt-10Ir超细键合丝退火中组织-性能关联性研究

铂铱键合丝是一种应用于特种微电子器件封装的高强度引线键合材料，经拉拔制备的铂铱合金微细丝材的热处理是调控键合丝终服役性能的关键环节。本文以Φ25 μm超细Pt-10Ir键合丝为研究对象，通过高分辨FIB-EBSD联动表征技术，对不同退火工艺下超细丝材显微组织及形变织构进行了深入分析测定，并对其力/电学性能的演变进行了分析。结果表明：随着退火温度的升高，显微组织由拉拔态的细小纤维状晶粒逐渐转变为部分等轴组织，等轴状组织优先在晶界处形核长大且丝材织构强度逐渐下降，破断力逐渐降低，延伸率逐渐升高而电阻率则呈现出先降低后升高的趋势。Pt-10Ir超细键合丝在600℃/30 min退火后，主要发生回复，未发生明显的再结晶，织构取向演变为<111>平行于丝材拉拔方向的形变织构，破断力为37.06 cN，抗拉强度为755.29 MPa，延伸率为1.30%，电阻率为22.81 μΩ·cm，表现出好的力/电综合性能。该研究为贵金属超细键合丝材的性能优化提供理论和实验基础。     

Ti2Cu钛合金丝材拉伸方法的研究

研究了Ti2Cu钛合金丝材拉伸方法,分析了拉伸温度对丝材的组织、性能、间隙元素含量和表面质量的影响,结果表明Ti2Cu钛合金丝材冷拉伸易断丝,表面质量差;热拉伸不断丝,可获得组织、性能、表面质量优良的丝材.采用专用润滑剂、火焰加热的热拉伸不会增加Ti2Cu丝材的H含量,只会增加其表面的C,O,N含量,其增加量可通过碱酸洗、真空退火来消除.     

电子封装Cu键合丝的研究及应用

论述了传统Au、Al-1%Si键合丝在电子封装中的局限性,分析了Cu键合丝优良的材料性能,Cu键合丝替代Au丝和Al-1%Si丝可缩小焊接间距,提高芯片频率和可靠性。并在此基础上阐述了单晶铜作为键合丝的优势,通过键合性能的对比显示了单晶铜键合丝在电子封装中的良好特性。     

TC16钛合金辊模拉丝过程中的显微组织和力学性能

利用XRD、SEM和TEM等手段分析了TC16钛合金辊模拉丝变形过程中的相组成和显微组织的变化情况,并对不同应变的辊模拉丝变形丝材进行了室温拉伸性能与显微硬度测试。结果表明,在辊模拉丝变形过程中,TC16钛合金丝材主要由α相和β相组成,部分β相发生应力诱发α'马氏体相变;随着辊模拉丝真应变的增加,TC16钛合金丝材的显微组织明显细化,当真应变达到2.14时,横截面和纵截面中的α相和β相纤维状组织厚度均约为0.3 mm,两相衍射斑点已经近似环状,表明两相显微组织也明显细化;随着辊模拉丝真应变的增加,TC16钛合金丝材的抗拉强度和显微硬度大幅提高,当真应变达到2.14时,TC16钛合金丝材的显微硬度由初始的266 HV提高到365 HV。     

两种拉丝油对5183铝合金焊丝的影响对比

生产铝合金焊丝过程中使用的拉丝油的黏度会影响铝合金焊丝的表面质量。在5183铝合金焊丝生产过程中使用了黏度为20 mm2/s的德润宝ISOLUBE4620与黏度为75 mm2/s的德润宝ISOLUBE4670两种拉丝油进行试验。通过对5183铝合金焊丝表面质量及焊接试验结果评定,得出黏度为75 mm2/s的德润宝ISOLUBE4670拉丝油所生产的焊丝表面质量较高,且对模具的润滑效果也较好。     

5056铝合金丝材表面缺陷产生的原因及改善措施

由于航空航天紧固件对5056铝合金铆钉丝材的表面质量和尺寸精度提出了更高的要求，丝材表面存在的缺陷会导致产品镦制时出现开裂，尺寸精度低导致产品组装时出现装配不上等问题。因此，本试验采用目视、扫描、荧光等检测方法对5056铝合金丝材尺寸及其产品表面质量进行了检测，通过对检测效果的比较和分析，采取了提高丝材表面质量和尺寸精度的措施，满足了产品的使用要求。     

拉丝新方法

俄罗斯新近开发了一条生态干净的拉丝生产线,其组成包括:开卷机、盘条表面氧化皮的无氧化清除装置、可在线涂敷预润滑涂层的装置和拉丝机. 该拉丝生产线的创新点是:把具有高粘着能力的有机材料转变为液体的滴状悬浮物,使其沉积到丝坯表面上,形成厚度仅有几个分子的预润滑涂层,以便提高涂层强度并减少润滑剂消耗量;有机材料涂层与硼砂和石灰涂层相比,可显著提高润滑剂对金属的粘附力,降低拉伸摩擦力并显著减轻拉模磨损;涂层厚度小、粘度大,涂层强度提高,有机材料消耗量很少;可在拉丝流水线上涂敷涂层;这种有机材料是生态安全的、可用于医疗用途的物质. 为了测定该工艺的极限能力,在带有机械清理装置的拉丝流水线上,以带预润滑涂层的和不带预润滑涂层的φ6.5 mm盘条进行了拉制φ4.88 mm丝材的实验,拉伸压下量达到43.5%.当不采用预润滑涂层拉丝时,仅拉伸数米至数十米丝材就被拉断了(见表1).使用润滑涂层拉伸时,没有断丝现象,而且丝材表面质量明显改善,检验拉伸的丝材样品和涂敷有机材料预润滑涂层拉伸的丝材样品显微几何尺寸参数测量结果示于表2. 表1 有机材料预润滑涂层对断丝率的影响 ┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━┓ ┃参数┃数值┃ ┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━┫ ┃未涂敷预润滑涂层时的断丝长度/m ┃ 125;90;57;22;7;5 ┃ ┃涂敷有机材料预润滑涂层时的断丝长度/m ┃未见断丝┃ ┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━┛ 表2检验拉伸的丝材样品和涂敷有机材料预润滑涂层拉伸的丝材样品显微几何形状尺寸对比数据 ━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ 1号样品(检验拉丝) ┃ 2号样品(带涂层拉丝) ┃ 参数┃┃ ┃平均值范围┃平均值范围┃ ━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━━━┫ Ra/μm ┃ 4.77 3.17～6.65 ┃ 2.19 1.30～2.41 ┃ Rz/μm ┃ 16.14 7.4～25.3 ┃ 5.46 3.5～9.1 ┃ Rmax/μm ┃ 21.05 10.1～35.6 ┃ 7.36 5.0～12.2 ┃ ━━━━━┻━━━━━━━━━━━━┻━━━━━━━━━━━━━┛ 包括无形损失在内,每吨盘条涂敷预润滑涂层需消耗有机材料3 g.涂敷每吨盘条需消耗石灰乳9kg.采用新工艺可显著减少辅助材料消耗,使涂敷预润滑涂层的费用减少三分之二;使拉丝工具的使用寿命延长20%～30%以上. 宁兴龙供稿     

不同模具参数对极细Ag-Pd键合合金线拉制质量的影响

利用光学显微镜、模具孔径测量仪、扫描电镜分析了不同模具参数拉制的Ag-Pd键合合金线断口形貌及表面质量,研究了模具不同润滑区角度、不同定径区长度和形状以及出口区角度对线表面质量及拉断形貌的影响。结果表明:模具润滑区角度、定径区长度和形状、模具出口角度等对Ag-Pd键合合金线拉制质量有较大影响。确定的工艺参数为:模具润滑区角14°、定径区长度0.015 mm、模具出口角80°。     

微电子封装用键合金丝替代产品的研究现状

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。     

键合丝最小直流熔断电流的建模与分析

半导体产品的高可靠性要求作为内部引线的键合丝有足够大的电流承载能力。本文建立了键合丝最小直流熔断电流的理论模型和公式,用COMSOL Multiphysics有限元软件建立键合丝的电热耦合仿真模型,并与理论模型进行了对比。结果表明,键合丝工作时中间温度最高,两端温度最低,温度分布沿轴向及径向均呈抛物线状分布。金、铜和银三种键合丝的熔断电流仿真值与实验值符合得较好,理论值比实验值偏小,但其乘以相应系数后可接近于实际工况。该理论仿真模型可为键合丝熔断电流的分析提供参考。     

金包银复合键合丝的组织演变及变形行为

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。     

键合界面金属间化合物对可靠性影响的研究现状

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。     

超大孔径聚晶金刚石拉丝模具单向走丝电火花线切割加工工艺研究

基于试验研究,创新性地提出了采用单向走丝电火花线切割机床对超大孔径聚晶金刚石拉丝模具的孔形进行粗加工。以金刚石粒度为25μm的直径22 mm、厚度20 mm的超大孔径聚晶金刚石拉丝模具为例,进行单向走丝电火花线切割加工定径区、压缩区和安全角的工艺研究,得出了加工工艺曲线,确定了最优加工工艺参数,提高了粗加工效率,确保了良好的孔形精度。结果表明:选择脉冲宽度4μs、脉冲间隔40μs、峰值电流15 A、走丝速度10 m/min时,可获得较满意的加工效果。     

快走丝机慢走丝切割加工工件表面质量分析

在高速走丝电火花线切割机上实施慢走丝多次切割加工,并对用此工艺方法加工的工件表面质量进行检测、分析,指出在快走丝机上实施慢走丝多次切割工艺能有效地改善模具的表面质量。     

贵金属键合丝材料的研究进展

贵金属键合丝是半导体封装的关键材料之一,详细综述了键合金丝、键合金银丝、键合银丝和镀钯键合铜丝的合金成分设计,制备工艺和发展现状,并展望了其未来发展前景。     

半导体器件键合铝丝的发展趋势

介绍了半导体器件键合铝丝在电子工业中的应用情况，着重叙述了通过添加微量元素改进铝丝的键合性能。对球焊铝合金丝，复合铝合金丝和镀层铝合金丝的开发进行了简要说明。     

单晶铜键合丝的球键合性能研究

通过对自制单晶铜键合丝进行球键合工艺试验,并对键合后焊点分别进行键合拉力(BPT)和剪切力(BST)测试,以及对键合点的组织、界面进行观察和显微硬度测试.结果表明, 单晶铜键合丝进行球键合后,焊点所能承受的拉断力和剪切力均为近似正态分布,具有较高的可信度,50 μm的单晶铜键合丝的CPK值达到1.8以上,属于优质的过程能力指数.焊点经过可靠性试验后,界面依然清晰、较为平直,没有发现界面处形成微量弥散分布的金属间化合物和Kirkendall空洞,表现出稳定的电学和界面组织性能.     

键合金丝的研究进展及应用

介绍了键合金丝的特性、种类及其适用的封装领域;微合金化高纯金丝、合金型金丝、复合型金丝和键合铜丝的研究发展概况,以及各类型键合丝在市场上所处的地位;键合金丝主要应用领域-集成电路(IC)和半导体分立器件的发展情况.分析了国内外键合金丝市场、产业状况以及该行业的发展趋势.     

晶粒微细化使强度提高20%以上的镁合金丝材

日本住友电气工业公司有效地利用其拉丝加工技术与热处理工艺 ,开发成功了通过晶粒组织细化来生产高强度轻质镁合金丝材的新技术。该公司生产的镁丝材分为高韧性型和高强度型两个类型 ,产品直径包括 0 2～ 7ｍｍ ,较比传统镁丝抗拉强度提高了 2 0 %以上 ,一般为 370ＭＰａ ,屈