LED 铜线和金线的优缺点
铜线材有哪些优点
铜线材有哪些优点
铜线材是常用的电气导体材料之一,主要应用于电力传输、通信、电子器件等
领域。
相对于其他金属导体材料,铜线材具有以下优点。
1. 电导率高
铜是一种电导率很高的金属,其电导率约为纯水银的310倍、纯铝的2倍,甚至比金要好。
因此,铜线材可以输送更多的电流,而且电能的损耗较低,也更加节能。
2. 导电性能稳定
铜线材在正常的温度、湿度等条件下,其电阻率和电导率相对稳定。
相对于其
他材料,铜线材在高温、潮湿等环境下,其电性能变化较小。
3. 耐腐蚀性好
铜线材具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能,即使长时间接触空气、水等介质,也
不会产生明显的氧化层或腐蚀。
4. 机械强度高
相对于其他金属导体材料,铜线材的机械强度很高,耐拉伸、耐压等性能较好。
这使得铜线材在使用中更加可靠、耐久。
5. 易加工
铜线材的加工性能相对较好,可通过拉拔、轧制等方式生产成不同规格的铜线材。
同时,在焊接、铆接等技术方面,铜线材的加工性能也较为优秀。
6. 环保可持续
相对于其他材料,铜线材环保可持续性较好。
铜是一种可再生资源,其再生率
达到了80%以上。
而且,在制造过程中,铜线材的CO2排放量较小,更加符合环
保指导方针。
综上所述,铜线材具有高的电导率、稳定的导电性能、良好的耐腐蚀性能、高
的机械强度、易加工和环保可持续性优点。
在电力传输、通信、电子器件等领域得到广泛应用,是电气导体材料的首选之一。
铜线与金线的对比
Disadvantage
Pad peeling
NSOL Short tail
Forming gas Parameter sensitive
Storage lifetime
Crater Oxidation
Pad Splash
Ball sias choosen
焊垫铝层 >0.8um
6
1. Storage lifetime
开封后 铜线开封后纯铜3天,铜钯线7天. 金线超过3天需回收,使用期限1年. Special control at WB. 开封前 无尘室条件为相对湿度 40~60 %,温度 22+/-3 oC.金线于库房储存区域条件 为相对湿度 80%以下,温度 30℃以下.铜线于库房储存区域条件为相对湿度 30~65%,温度20~26℃.金线使用期限为一年,纯铜线及镀钯铜线使用期 限为半年.
7
1. 2nd bond defect
1.NSOL 2.Short tail 3.Tail incomplete Improve action : Parameter / copper wire / LF status
8
1. Oxidation
Add forming gas.
9
1. 1st bond defect
Both the 90N2/10H2 and 95N2/5H2 gas mixtures had comparable results in terms of average ball shear and average wire pull (Figure below). The 95N2/5H2 mixture was chosen as the optimum gas mixture for the copper bonding process, since it is safer (has lesser hydrogen content) and is a standard . Ball shear compare
LED中为什么要用金线做导线
LED中为什么要用金线做导线?铜线不可以吗?1 引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的2.5-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为0.62(μΩ/cm)-1,比金的电导率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
降低了焊点力学性能和电学性能[7,8],对于铜引线键合到铝金属化焊盘,研究的相对较少,Hyoung-Joon Kim等人[9]认为在同等条件下,Cu/Al界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
22-LED灯具优缺点
第一位知乎答者1.LED芯片LED发光的核心在于LED的芯片,上图是一块台湾晶元35mil的芯片纹路图(已停产),35mil是芯片的边长,大约等于0.889mm。
LED芯片是LED灯具的核心,也是LED灯质量最关键的地方。
一般来说芯片档次按照这个顺序降档(引用另一个回答)欧美日芯片>>韩国芯片>>台湾芯片>>国产芯片,好的芯片如下几个优点:1)高光效1W的功耗就发出130lm光算好,1W的功耗只发出60lm光算差,因为按照能量守恒定律除去发光所用的能量,其他能量都用作发热了。
2)较低的光衰LED芯片在发光过程中必然会老化,进而光衰,一般灯具用一段时间后肯定会比刚开始暗一点的,较低的光衰可以保证更长的寿命.3)较高的结界温度LED的光衰是随温度的攀升而逐渐加剧的,一旦过了LED内部温度超过结界温度,光衰会程直线上升方式加剧。
懒得查资料了,我记得美国CREE芯片结界温度可以到120度,台湾厂一般都是80度。
高光效会降低发热,降低发热可以减少光衰,较高的结界温度对散热器要求又会降低。
选用高档芯片就是好LED灯具第一步。
但是某宝上面是买不到美国CREE芯片的灯具,因为实在太贵了,同样尺寸的芯片差距约10-100倍之间,做出成品差距就更大了。
芯片生产是一项高科技高投入的活,欧美厂商有CREE、飞利浦、欧司朗、普瑞,日韩有日亚、三星,国产有三安、华磊等众多厂商,国产芯片又以三安光电较好。
2.封装LED芯片相当的小,1mm都没有,没办法直接焊接在电路板上,而且高温下接触到空气也会很快氧化报废。
于是我们就需要把LED芯片封装到一个合适的支架上,以供我们加工使用。
这是经典的仿流明封装的灯珠。
这个灯珠分为四个部分,支架,芯片,连接线,荧光粉。
其他封装结构的灯珠基本上也包含这四个部分。
1)支架我们那个不足1mm的芯片就是放在这个支架中间那个位置。
支架的两端一边是“-”,一边是“+”,这是与外部电路连接的接口。
金线之间的区别
银合金线:主要成份以银为主,颜色白亮。
优点为线材较软,垫片无需铝层加厚;价格比金线及合金线低,比铜线高,具体报价目前还不十分明确。但缺点众多:烧球较难成形,产量低。银线和铜线都不太储放(铜线须密封,且储存期短,银线也需密封,否则容易出现氧化。目前应用的客户实例较少。"
3、打线时用到氮氢混合保护气体,需用到氢气H2,增加了一定的危险性;
4、可能需要铝层加厚;这又是一个材料成本考虑的问题。
5、对部分低端封装形式及对产品要求不高的市场,铜线应该可以进行使用,不是大问题,但是用到中高端封装来说,目前还未搜索到相关的实际应用资料,有待铜线技术的不断改进
6、打线后,基本上无弧线。"
铜线:包括单晶铜线及镀钯铜线
1、硬度较大,机台参数调节变化较大,要掌握的细则较多,工艺流程根据封装形式可能会改变;
2、价格低,铜线价格优势比较明显。具体的成本节省要看综合的UPH(产能)及良率论定,基本来讲应用UPH会比金线下降20%,良率会下降,另外电耗能及设备损耗会增加,具体效益就要综合考虑一下了。
铜线和金线的比较
大讨论:铜和对比球焊接不断攀升的金价导致金球焊接这种主要封装工艺的成本过高。
铜提供了切实可行的替代,但是因为其物理特性而面临挑战。
对于微间距和超微间距封装,运用合理的设备改造,铜正在作为材料选择来替换金。
热超声球焊接在微电子封装中是一项主要的工艺,在微间距和超微间距的主要焊接材料是金线,但是随着黄金价格的快速增长,在封装的经济成本控制中金线已经成为昂贵的一部分,一种替代的转型材料将是铜线,它不但价格便宜($20/kg vs. $28,000/Kg)而且在导电性方面具备更好的技术优势,30微米以上的铜线已经好多年被广泛应用于分离器件和高功率器件中1,2,生产铜线的工艺只有微小的差别,但是潜在成本节约将是巨大的。
然而铜线在物理特性上和金线有着有很大的不同,在焊线性能上,有一些是有利的,但一些是不利的。
铜和金的电性图1a显示了铜的电导率明显比金优秀。
另外一个有趣的特性是熔断电流:在线的中心融化需要的电流3。
图1b显示了熔断电流在空气中怎样随线直径和线长而变化,它运用了参考33过程来计算。
在通过一段距离的线长时,铜线比金线拥有明显大的熔断电流,更不用说更长的线了。
然而当焊线被塑封胶环绕时,由于塑封胶的高导热性熔断电流通常是明显上升的(相对于在空气中)。
总体来说,铜线比相同线径的金线能承载更大的电流。
当然,具体的铜线承载电流由铜线的性质决定,如纯度。
杂质和合金物会降低铜线的电导率。
4关于铜线球和二焊点焊接在空气中铜线容易氧化,所以铜线必须存放于包装盒中以减少环境带来的氧化,然而,一旦打开包装放于焊线机上,铜线被暴露于空气中而因此氧化,放置于设备上铜线的使用寿命,大概是3到4天,虽然研究表明长时间暴露仍然可用于焊接,但是由于在空气球在形成的时候受到严重氧化而需要一个惰性气体的环境,所以需要在设备上加一套铜线专用装置,这套装置利用惰性气体氮气保护暴露在空气中的铜线,然而加入5%后氢气的混合气体更常用,因为氢原子可以和氧原子反应,可以去除铜线的氧化,为了在混合气体环绕保护下形成铜球,所以在打火杆上设计了一套保护装置,使得在里面的铜线(图2a)可以在混合气体的保护下形成铜球(图2b)。
金线和铜线的差别
铜线和金线的优缺点 1 引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为(μΩ/cm)-1,比金的电导率[(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
降低了焊点力学性能和电学性能[7,8],对于铜引线键合到铝金属化焊盘,研究的相对较少,Hyoung -Joon Kim等人[9]认为在同等条件下,Cu/Al界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
金线 铜线 温度循环
金线铜线温度循环
【实用版】
目录
1.金线和铜线的特点与应用
2.温度循环对金线和铜线的影响
3.金线和铜线在温度循环下的性能比较
4.选择金线或铜线的建议
正文
金线和铜线是两种常见的导线材料,各自具有独特的特点和应用领域。
金线具有优良的导电性能、化学稳定性和抗氧化性,广泛应用于高端电子设备、航空航天、通讯和医疗器械等领域。
铜线则具有良好的导电性和热传导性,且成本相对较低,因此被广泛应用于电力、家电、汽车等行业。
温度循环是指设备或产品在高温和低温环境下交替使用,这会对导线材料产生一定的影响。
温度循环会导致导线材料的热胀冷缩,从而影响其电阻、电感和抗氧化性能。
对于金线和铜线来说,温度循环对其性能的影响程度是不同的。
金线在温度循环下的性能较为稳定,因为金的晶格结构更加紧密,不容易因温度变化而产生较大的形变。
同时,金具有较强的抗氧化性,能够抵抗高温环境下的氧化反应。
因此,在高温环境中,金线相对铜线具有更好的性能。
然而,铜线在温度循环下的性能表现也不容忽视。
虽然铜的晶格结构相对较松散,容易受温度影响产生形变,但铜具有较高的热传导性能,能够在低温环境下提供更好的导电性能。
此外,铜线的成本较低,可以降低产品的生产成本。
在选择金线或铜线时,需要根据实际应用场景和性能要求进行权衡。
如果产品需要在高温环境下工作,且对导电性能和抗氧化性能要求较高,金线可能是更好的选择。
而如果产品需要在低温环境下工作,且成本是考虑因素之一,那么铜线可能更适合。
谁是造成LED显示屏死灯罪魁祸首?
谁是造成LED显示屏死灯罪魁祸首?近年来LED显示屏死灯频频,前不久又开始了大量死灯潮流,芯片,金线,支架、工艺还是胶水到底哪个环节造成了死灯呢?显示之家小编带大家看看!数据显示,LED死灯的原因可能过百种,限于时间,今天我们仅以LED光源为例,从LED光源的五大原物料(金线、芯片、支架、荧光粉、固晶胶和封装胶)的入手,介绍部分可能导致死灯的原因。
金线1、铜线、铜合金、金包银合金线、银合金线材代替金线金线具有电导率大、导热性好、耐腐蚀、韧性好、化学稳定性极好等优点,但金线的价格昂贵,导致封装成本过高。
在元素周期表中,过渡族金属元素中金、银、铜和铝四种金属元素具有较高的导电性能。
很多LED厂商试图开发诸如铜合金、金包银合金线、银合金线材来代替昂贵的金线。
虽然这些替代方案在某些特性上优于金线,但是在化学稳定性方面却差很多,比如银线和金包银合金线容易受到硫/氯/溴化腐蚀,铜线容易氧化。
在类似于吸水透气海绵的封装硅胶来说,这些替代方案使键合丝易受到化学腐蚀,光源的可靠性降低,使用时间长了,LED灯珠容易断线死灯。
2、直径偏差1克金,可以拉制出长度26.37m、直径50μm(2 mil)的金线,也可以拉制长度105.49m、直径25μm(1 mil)的金线。
如果打金线长度都是固定的,如果来料金线的直径为原来的一半,那么对打的金线所测电阻为正常的四分之一。
对于供应商来说,金线直径越细,成本越低,在售价不变的情况下,利润越高。
而对于使用金线的LED客户来说,采购直径上偷工减料的金线,会存在金线电阻升高,熔断电流降低的风险,会大大降低LED光源的寿命。
如1.0 mil的金线寿命,必然比1.2 mil 的金线要短。
3、表面缺陷(1)丝材表面应无超过线径5%的刻痕、凹坑、划伤、裂纹、凸起、打折和其他降低器件使用寿命的缺陷。
金线在拉制过程,丝材表面出现的表面缺陷,会导致电流密度加大,使损伤部位易被烧毁,同时抗机械应力的能力降低,造成内引线损伤处断裂。
LED显示屏电线电缆的选用
添加标题
应用场景:铜芯电线电缆广泛应用于LED显示屏的信号传输和控制线路中,也可用于其他需要高质量信号 传输的场合。
添加标题
优势:铜芯电线电缆相对于其他材质的电线电缆具有更高的传输效率和更长的使用寿命,能够保证 LED显 示屏的稳定运行和长期使用。
定义:采用铝材料作为导体的电线 电缆
应用场景:适用于室内外照明、电 器设备、建筑布线等领域
PART TWO
0.5mm²:适用于电流小于10A的 LED显示屏
1.5mm²:适用于电流在20-30A 之间的LED显示屏
添加标题
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1.0mm²:适用于电流在10-20A 之间的LED显示屏
2.5mm²:适用于电流大于30A的 LED显示屏
常规长度:100米、200 米、500米等
可定制长度:根据客户需 求定制任意长度
长度精度:±0.5米
长度标记:采用喷码或激 光打标机进行标记
红色:适用于高亮度和高对比度的显示屏 蓝色:适用于低亮度和低对比度的显示屏 绿色:适用于中亮度和中对比度的显示屏 黄色:适用于特殊效果和动画的显示屏
连接头材质:铜、铝、不锈 钢等
连接头类型:公母头、插拔 式、焊接式等
连接头规格表示方法:如 Φ2.0mm表示线径为2.0毫米
连接头颜色标识:红、蓝、黄、 绿等颜色标识对应的线芯材质 和用途
PART THREE
LED显示屏的电 压范围通常为 100V至240V
电缆应能够承受最 大工作电压,并保 持稳定的传输性能
电缆的绝缘材料应 符合安全标准,能 够承受高电压和高 电流
PART FIVE
检查电线电缆的外观,确保无破损、裂纹等现象 测试电线电缆的绝缘电阻,确保符合标准要求 检查电线电缆的标识,确保与实际使用相符 确认电线电缆的长度和规格是否符合设计要求
铜线与金线在各方面的差异探讨
铜线与金线在各方面的差异探讨1引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的2.5-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为0.62(μΩ/cm)-1,比金的电导率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
降低了焊点力学性能和电学性能[7,8],对于铜引线键合到铝金属化焊盘,研究的相对较少,Hyoung-JoonKim等人[9]认为在同等条件下,Cu/Al界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
铝线,银线,铜线,金线
金线: 使用最广泛,传导效率最好但是价格也最贵,近年来已有被铜线所取代铝线: 多半用在功率型组件的封装, 线径较粗有5mil ~ 20mil ,在分立器件上因为功率的原因也会长期占据市场;比如济南晶恒,规模也比较大,用铝线效益也很好;铜线: 由于金价飞涨, 近年大多数封装厂积极开发铜线制程降低成本,铜线在制程中需要较多的能量才能BONDING 所以WAFER在制程中必须增加DIE PAD的厚度以避免PEELING,价格低,但是需加保护气体,钢性强因为铜的延展性问题,在细尺径的铜丝方面还有一定的技术难点。
再说某一程度是铜也不能100%取代金线.物理性上如果克服了铜的氧化及硬度的问题,金是比不上铜的. 而铜线线径在达到18um左右时存在严重缺陷,另外键合效率低也是不利因素之一,纯铜就是99.99%的铜,铜镀钯就是在99.99%的铜的外面镀一层钯.前者生产过程中是用混合气作为保护气体的,后者是用纯氮气做为保护气体的.银线: 特殊组件所使用目前为止,还没有纯银线,不过最近出来一种银的合金线,性能较铜线也好,价格比金线要低,也得用保护气体,对于中高端封装来说,不失为一个好选择。
1.银对可见光的反射率高达90%,居金属之冠,所以在LED应用有增光效果.2. 银对热的反射或排除也居金属之冠,因此可降低芯片温度延长LED 寿命.3. 银线的耐电流大于金和铜.(~105%)4. 银线比金线好管理,比较不会遗失(无形损耗降低),5.银线比铜线好储放(铜线须密封,且储存期短,银线不需密封, 储存期可达6~12个月)银合金线成份主要是以:银、金、钯再加一些微量金属元素组成。
它具有银的优良性质:导电性最佳;(导电性:银>金>铜)同时具有金的优良性质:伸展和延展性都比较好;(伸展和延展性:金>铜>银),同时具有钯的优良性质:抗氧化性(抗氧化性:钯>金>银>铜)导电性优列次序:银> 铜> 金> 铝导热性优略次序:银> 铜> 金> 铝金线:银线:易打不粘,滑球,断线铜线:硬度大,易氧化,烧球易出现高尔夫球和球形状不圆,通常要在焊线机台上加装95%氮加5%氢气的气枪金线:三种线当中最好的一种,有良好的延展和断裂特性,线弧较好,和CHIP的金焊垫和铝焊垫都有良好的结合性。
ACP金线与铜线对比分析报告
铜线在制成中的易出现的问题
7)耗材成本增加,打铜线的劈刀寿命相比金线通常会降低 一半甚至更多。同时增加了生产控制复杂程度和瓷嘴消耗 的成本; 8)相比金线焊接,除了打火杆(EFO)外,多了保护气输送 管,二者位置必须对准。这个直接影响良率。保护气体流 量精确控制,用多了成本增加,用少了缺陷率高; 9) 容易压坏芯片电极或者一焊滑球。造成测试低良率或 者客户抱怨; 10)打完线后出现氧化,没有标准判断风险,容易造成接 触不良,增加不良率;
单晶裸铜线和镀钯铜线的比较
单晶裸铜
1. 2.
3.
镀钯铜
1. -较长的储藏时间,开封后可存储7天, 使用期限半年。 2. -可以工作在纯氮气环境中,有较高 的安全系数 3. 进行环氧树脂封装时对环氧树脂阻 力小不易使线弧变形。
-在高端产品中较差的可靠性; -较短的储藏寿命;开封后可存 储3天,使用期限半年。 -必须工作在氮氢混合气体中; 可形成无氧化膜的圆球。
绿色科技
美化生活
金线与铜线对比
2014年4月4日
英特来光电科技
目录
1 2 3 4 5 6
金线与铜线基本概念
金线与铜线的性能比对 金线与铜线的优势与劣势 保护气体的应用
单晶裸铜线和镀钯铜线的比较 铜线在制成中的易出现的问题
绿色科技
美化生活
金线与铜线基本概念
金线:使用最广,传导效率最好但价格也最贵。为传统的封装线材, 可塑性和化学稳定性都比较好,在LED封装行业一直占据着绝对的主 导地位,并拥有最成熟的焊接工艺。
二:热学性能,热传导系数比较。 金的热传导系数为317 铜的热传导系数为410 另外金的受热膨胀系数为14.2,铜的17.7, 铜的导热性好但受热之后铜的膨胀较为明显。
LED铜线和金线的优缺点
这里有一份铜线和金线的详细试验结果与分析1 引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的2.5-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为0.62(μΩ/cm)-1,比金的电导率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
降低了焊点力学性能和电学性能[7,8],对于铜引线键合到铝金属化焊盘,研究的相对较少,Hyoung-Joon Kim等人[9]认为在同等条件下,Cu/Al界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
LED_铜线和金线的优缺点
这里有一份铜线和金线的详细试验结果与分析1 引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC 芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的2.5-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为0.62(μΩ/cm)-1,比金的电导率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
降低了焊点力学性能和电学性能[7,8],对于铜引线键合到铝金属化焊盘,研究的相对较少,Hyoung-Joon Kim等人[9]认为在同等条件下,Cu/Al 界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
大屏金线和铜线的选用标准
大屏金线和铜线的选用标准
一、概述
在大屏显示系统中,线材的选用至关重要,它直接影响到信号传输的质量和稳定性。
金线和铜线是两种常见的线材,各自具有不同的特点和应用场景。
本文将详细介绍大屏金线和铜线的选用标准。
二、金线的选用标准
1.稳定性高:金线的稳定性非常好,能够保证信号传输的可靠性,降低信号
衰减和失真的风险。
2.传输性能优异:金线的电阻值较低,导电性能优良,能够实现高速、长距
离的信号传输。
3.抗干扰能力强:金线的电磁屏蔽性能较强,能够有效降低外部电磁干扰对
信号传输的影响。
4.价格昂贵:金线的价格相对较高,会增加整个显示系统的成本。
三、铜线的选用标准
1.性价比高:铜线的价格相对较低,具有较高的性价比,适合对成本敏感的
工程项目。
2.良好的传输性能:铜线的导电性能较好,能够满足大多数信号传输的需求。
3.一定的抗干扰能力:铜线具有一定的电磁屏蔽性能,能够在一定程度上抵
抗外部干扰。
4.需要注意线径和阻抗匹配:铜线的电阻值较高,需要注意线径的选择和阻
抗匹配问题,以避免信号衰减和失真。
四、总结
在选择大屏金线和铜线时,需要根据实际需求进行权衡。
如果对信号传输的稳定性和质量要求较高,且预算允许,金线是一个较好的选择。
如果对成本较为敏感,且对信号传输的稳定性要求不是特别高,铜线则是一个性价比较高的选择。
同时,在选择线材时,还需考虑线径、阻抗匹配等因素,以确保信号传输的质量和稳定性。
金线和铜线的差别
铜线和金线的优缺点 1 引言丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的2.5-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为0.62(μΩ/cm)-1,比金的电导率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
降低了焊点力学性能和电学性能[7,8],对于铜引线键合到铝金属化焊盘,研究的相对较少,Hyoung-Joon Kim等人[9]认为在同等条件下,Cu/Al界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
LED焊线机如何选择瓷嘴金线
LED焊线机如何选择瓷嘴金线选择适合的瓷嘴金线对于LED焊线机的正常运行至关重要。
以下是您在选择瓷嘴金线时需要考虑的几个重要因素。
1.金线材质:在选择瓷嘴金线时,首先要考虑使用的金线材质。
通常情况下,LED焊线机使用的金线材料有几种选择,包括铜线、银线、金镍合金等。
铜线是一种使用最广泛的金线材质,具有良好的电导率和导热性能,适用于一般焊接应用。
银线的电导率更高,具有更好的导热性能,适用于对电阻和导热要求更高的应用。
金镍合金是一种高档的金线材料,具有优异的导电性能和耐腐蚀性能,适用于高质量的焊接应用。
2.金线直径:金线直径直接关系到焊接的效果和可靠性。
一般来说,金线直径越小,焊接的精度和可靠性就越高。
但是,过细的金线需要更高的焊接技术和更精细的设备来处理。
因此,在选择瓷嘴金线时,需要根据具体的焊接需求和设备性能来确定合适的金线直径。
3.金线涂层:金线在焊接过程中会产生氧化,对焊接质量产生影响,因此需要在金线上涂覆一层保护性涂层。
根据不同的金线材质和应用需求,涂层的选择也会有所不同。
常见的金线涂层材料有镍、锡、铝等。
镍涂层可以提供良好的抗氧化能力,适用于一般焊接应用。
锡涂层可以提高金线和焊接材料之间的连接性能,适用于需要提高焊接可靠性的应用。
铝涂层具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,适用于高端的焊接应用。
4.瓷嘴材质和形状:瓷嘴材质和形状也会对焊接质量产生影响。
常见的瓷嘴材质有氧化铝、石英等。
氧化铝具有良好的导热性能和耐高温性能,适用于高功率的焊接应用。
石英材质具有更好的透明性和耐高温性能,适用于需要观察焊接过程的应用。
瓷嘴形状有直通型和扩散型两种,直通型适用于需求更高的焊接质量,而扩散型适用于一般焊接应用。
5.焊接环境:焊接环境也是选择瓷嘴金线的一个重要考虑因素。
例如,焊接材料的沾染和腐蚀程度会影响瓷嘴材料和金线涂层的耐用性。
在有特殊气氛的焊接环境下,如高温、高湿、腐蚀性气体等,需要选择更耐腐蚀的瓷嘴材料和金线涂层。
金线 铜线 温度循环
金线铜线温度循环在电子设备、家电产品以及各种工业领域中,金线和铜线是两种常见的导线材料。
它们在导电性能、耐热性能、价格等方面存在一定的差异,而这些差异导致了它们在不同应用场景中的优缺点。
本文将对比金线和铜线的特性,分析温度循环对它们的影响,并为大家提供如何根据需求选择合适的金线和铜线的建议。
一、金线和铜线的特性比较1.导电性能:金线的导电性能最好,其次是铜线。
因此,金线在传输电力和信号方面具有更高的效率。
2.耐热性能:铜线的耐热性能较差,金线的耐热性能较好。
在高温环境下,金线更不容易受损。
3.抗腐蚀性能:金线具有很好的抗腐蚀性能,而铜线在潮湿环境中容易氧化,导致性能下降。
4.价格:金线价格昂贵,铜线价格相对较低。
因此,在成本考虑的情况下,铜线更具有优势。
二、温度循环对金线和铜线的影响温度循环会对金线和铜线产生不同程度的影响。
铜线在温度变化时,电阻会发生变化,影响电力传输的稳定性。
而金线的电阻变化较小,因此在温度循环下,金线的性能更加稳定。
三、金线和铜线在不同应用场景的优缺点1.电子产品:金线在电子产品中具有较高的导电性能和抗腐蚀性能,适合高要求的场合。
铜线在成本较低的情况下,也可满足一般需求。
2.电力传输:金线在高压、高电流场合具有优越性能,但成本高昂。
铜线在这种情况下,虽然性能略逊于金线,但成本较低,性价比较高。
3.接插件和连接器:金线连接器具有良好的接触性能和抗磨损性能,适合高频、高可靠性的接插件。
铜线连接器在成本较低的情况下,也能满足一般需求。
四、如何根据需求选择金线和铜线1.评估应用场景的需求:根据电气性能、耐热性能、抗腐蚀性能等方面进行综合考虑。
2.成本预算:确定预算范围,权衡性能与价格之间的关系。
3.产品品质:选择正规厂家生产的金线和铜线,确保产品品质。
4.技术支持:了解所选产品的技术参数和应用范围,确保选型正确。
总之,金线和铜线各有优缺点,如何选择要根据实际需求和预算来决定。
技术:鉴别LED灯珠金线是否纯金的办法
技术:鉴别LED灯珠金线是否纯金的办法简述鉴别LED金线是否纯金方法1、纯正的金线是由金纯度为99.99%以上的材质拉丝而成,其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。
银线是纯度银99.99%以上的材质拉丝而成,也包含了其他微量元素。
但有的开发商为降低成本,研制出铜合金、金包银合金线、银合金线材来代替昂贵的金线。
2、鉴别LED金线是否纯金方法:1化学成分检验方法一:EDS成分检测鉴定来料种类:金线、银线、金包银合金线、铜线、铝线。
金线具有电导率大、导热性好、耐腐蚀、韧性好、化学稳定性极好等优点,但金线的价格昂贵,导致封装成本过高。
在元素周期表中,过渡组金属元素中金、银、铜和铝四种金属元素具有较高的导电性能。
很多LED厂商试图开发诸如铜合金、金包银合金线、银合金线材来代替昂贵的金线。
虽然这些替代方案在某些特性上优于金线,但是在化学稳定性方面却差很多,比如银线和金包银合金线容易受到硫/氯/溴化腐蚀,铜线容易氧化。
在类似于吸水透气海绵的封装硅胶来说,这些替代方案使键合丝易受到化学腐蚀,光源的可靠性降低,使用时间长了,LED 灯珠容易断线死灯。
方法二:ICP纯度检测鉴定金线纯度等级,确定添加的合金元素。
LED键合金线是由金纯度为99.99%以上的材质拉丝而成,其中包含了微量的Ag/Cu/Si/Ca/Mg等微量元素。
通过设计合理的合金组分,使金丝具有拉力和键合强度足够高、成球性好、振动断裂率低的优点。
键合金丝大部分应为纯度99.99%以上的高纯合金丝,微量元素总量保持在0.01%以下,以保持金的特性。
2直径偏差1克金,可以拉制出长度26.37m、直径50μm(2 mil)的金线,也可以拉制长度105.49m、直径25μm(1 mil)的金线。
如果打金线长度都是固定的,如果来料金线的直径为原来的一半,那么对打的金线所测电阻为正常的四分之一。
金鉴检测指出,对于供应商来说,金线直径越细,成本越低,在售价不变的情况下,利润越高。
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这里有一份铜线和金线的详细试验结果与分析
1引言
丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术,它是在一定的温度下,作用键合工具劈刀的压力,并加载超声振动,将引线一端键合在IC 芯片的金属法层上,另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上,实现芯片内部电路与外围电路的电连接,由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固,压点面积大(为金属丝直径的2.5-3倍),又无方向性,故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线,金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点,广泛应用于集成电路,铝丝由于存在形球非常困难等问题,只能采用楔键合,主要应用在功率器件、微波器件和光电器件,随着高密度封装的发展,金丝球焊的缺点将日益突出,同时微电子行业为降低成本、提高可靠性,必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金,众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2-6]。
铜丝球焊具有很多优势:
(1)价格优势:引线键合中使用的各种规格的铜丝,其成本只有金丝的1/3-1/10。
(2)电学性能和热学性能:铜的电导率为0.62(μΩ/cm)-1,比金的电导率[0.42(μΩ/cm)-1]大,同时铜的热导率也高于金,因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流,使得铜引线不仅用于功率器件中,也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装;
(3)机械性能:铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合;
(4)焊点金属间化合物:对于金引线键合到铝金属化焊盘,对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多,其中最让人们关心的是"紫斑"(AuAl2)和"白斑"(Au2Al)问题,并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同,导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。
降低了焊点力学性能和电学性能[7,8],对于铜引线键合到铝金属化焊盘,研究的相对较少,Hyoung-JoonKim等人[9]认为在同等条件下,Cu/Al 界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍,因此,铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
1992年8月,美国国家半导体公司开始将铜丝球焊技术正式运用在实际生产中去,但目前铜丝球焊所占引线键合的比例依然很少,主要是因此铜丝球焊技术面临着一些难点:
(1)铜容易被氧化,键合工艺不稳定,
(2)铜的硬度、屈服强度等物理参数高于金和铝。
键合时需要施加更大的超声能量和键合压力,因此容易对硅芯片造成损伤甚至是破坏。
本文采用热压超声键合的方法,分别实现Au引线和Cu引线键合到Al-1%Si-0.5%Cu金属化焊盘,对比考察两种焊点在200℃老化过程中的界面组织演变情况,焊点力学性能变化规律,焊点剪切失效模式和拉伸失效模式,分析了焊点不同失效模式产生的原因及其和力学性能的相关关系。
2试验材料及方法
键合设备采用K&S公司生产的Nu-Tek丝球焊机,超声频率为120m 赫兹,铜丝球焊时,增加了一套CopperKit防氧化保护装置,为烧球过程和键合过程提供可靠的还原性气体保护(95%N25%H2),芯片焊盘为Al+1%Si+0.5%Cu金属化层,厚度为3μm。
引线性能如表1所示。
采用DOE实验对键合参数(主要为超声功率、键合时间、键合压力和预热温度四个参数)进行了优化,同时把能量施加方式做了改进,采用两阶段能量施加方法进行键合,首先在接触阶段(第一阶段),以较大的键合压力和较低的超声功率共同作用于金属球(FAB),使其发生较大的塑性变形,形成焊点的初步形貌;随之用较低的键合压力和较高超声功率来完成最后的连接过程(第二阶段),焊点界面结合强度主要取决于第二阶段,本文所采用的键合参数,如表2所示。
为加速焊点界面组织演变,在200℃下采用恒温老化炉进行老化实验,老化时间分别为n2天(n=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11)。
为防止焊点在老化过程中被氧化,需要在老化过程中进行氮气保护。
焊点的横截面按照标准的制样过程进行制备。
但由于焊点的尺寸原因需要特别精心,首先采用树脂进行密封,在水砂纸上掩模到2000号精度,保证横截面在焊点正中,再采用1.0μm粒度的金刚石掩模剂在金丝绒专用布上抛光,HITACHIS-4700扫描电镜抓取了试样表面的被散射电子像,EDX分析界面组成成分。
剪切实验和拉伸实验是研究焊点力学性能和失效模式的主要实验方法,采用Royce580测试仪对各种老化条件下的焊点进行剪切实验和拉伸实验,记录焊点的剪切断裂载荷和拉伸断裂载荷,剪切实验时,劈刀距离焊盘表面4μm,以5μm/s的速度沿水平方向推动焊点,OlympusSTM6光学显微镜观察记录焊点失效模式,对于每个老化条件,分别48个焊点用于剪切实验和拉伸实验,以满足正态分布。
3试验结果与分析
3.1金、铜丝球焊焊点金属间化合物成长
丝球焊是在一定的温度和压力下,超声作用很短时间内(一般为几十毫秒)完成,而且键合温度远没有达到金属熔点,原子互扩散来不及进行,因此在键合刚结束时很难形成金属间化合物,对焊点进行200℃老化,如图1所示。
金丝球焊焊点老化1天形成了约8μm厚的金属间化合物层,EDX成分分析表明生成的金属间化合物为Au4Al 为和Au5AL2,老化时间4天时出现了明显的Kirkendall空洞,铜丝球焊焊点生成金属间化合物的速率要比金丝球焊慢很多,如图2所示,在老化9天后没有发现明显的金属间化合物,在老化16天时,发现了很薄的Cu/Al金属间化合物层(由于Cu和Al在300℃以下固溶度非常小,因此认为生成的Cu/Al相是金属间化合物),图3显示了老化121天时其厚度也不超过1μm,没有出现kirkendall空洞。
在温度、压力等外界因素一定的情况下,影响两种元素生成金属间化合物速率的主要因素有晶格类型、原子尺寸、电负性、原子序数和结合能。
Cu和Au都是面心立方晶格,都为第IB族元素,而且结合能
相近,但是Cu与Al原子尺寸差比Au与AL原子尺寸差大,Cu和AL电负性差较小,导致Cu/Al生成金属间化合物比Au/Al生成金属间化合物慢。
3.2金、铜丝球焊焊点剪切断裂载荷和失效模式
图4显示了金、铜丝球焊第一焊点(球焊点)剪切断裂载荷老化时间的变化,可以看到,无论对于金球焊点还是铜球焊点,其剪切断裂载荷在很长一段时间内随老化时间增加而增加,随后剪切断裂载荷下降,这主要与不同老化阶段剪切失效模式不同有关,同时可以发现,铜球焊点具有比金球焊点更稳定的剪切断裂载荷,并且在未老化及老化一定时间内,铜球焊点的剪切断裂载荷比金球焊点好,老化时间增长后,铜球焊点剪切断裂载荷不如金球焊点,但此时金球焊点内部出现大量Kirkendall空洞及裂纹,导致其电气性能急剧下降,而铜球焊点没有出现空洞及裂纹,其电气性能较好。
对于金球焊点,剪切实验共发现了5种失效模式:完全剥离(沿球与铝层界面剥离)、金球残留、铝层断裂、球内断裂和弹坑,图5显示了金球焊点剪切失效模式随老化时间的变化,未老化时,Au/Al为还没有形成金属间化合物,剪切失效模式为完全剥离,由于Au/Al老化过程中很快生成金属间化合物,失效模式在老化初期马上发展为以铝层剥离为主:随后,铝层消耗完毕,老化中期失效模式以金球残留为主,此时断裂发生在金属间化合物与金球界面;老化100天以后金球内部断裂急剧增加,成为主要失效模式,导致剪切断裂载荷降低。
对于铜球焊点,剪切实验共发现了4种失效模式:完全剥离、铜球残留、铝层断裂和弹坑。
图6显示了铜球焊点剪切失效模式随老化时间的变化,由于铜球焊点200℃时生成金属间化合物很慢,因此其剪切失效模式在老化较长时间内以完全剥离为主:弹坑随老化进行逐渐增多,尤其老化81天后,应力型弹坑大量增加,导致剪切断裂载荷下降,图7所示为弹坑数量随老化时间变化,需要说明的是弹坑包括应力型弹坑和剪切性弹坑,应力型弹坑为剪切实验之前就已经存在的缺陷,而剪切型弹坑是由于接头连接强度高,在剪切实验过程中产生,因此只有应力型弹坑是导致剪切断裂载荷下降的原因,相对金球焊点,铜球焊点剪切出现弹坑较多,主要是因为铜丝球焊键合压力比金丝球焊大。
2.3金、铜丝球焊拉伸断裂载荷和失效模式
图8显示了金、铜丝球焊拉伸断裂载荷随老化时间的变化,金丝球焊拉伸断裂载荷随老化时间变化不大,拉伸断裂模式以第一焊点和中间引线断裂为主。
铜丝球焊拉伸断裂载荷随老化时间不断下降,由于铜的塑性比金差,而且铜丝球焊第二焊点键合压力比金丝球焊大很多,因此铜丝球焊第二焊点比金丝球焊变形损伤大,铜丝球焊拉伸时容易发生第二焊点断裂,第二焊点断裂又分为鱼尾处断裂(根部断裂)和焊点剥离(引线和焊盘界面剥离),如图9所示,铜丝球焊拉伸在老化初期为鱼尾处断裂,老化16天以后焊点剥离逐渐增多,主要是因为铜丝球焊老化过程中第二焊点被氧化,从而也导致拉伸断裂载荷下降。
4结论
(1)铜丝球焊焊点的金属间化合物生长速率比金丝球焊焊点慢得多,认为Cu与Al原子尺寸差Au与Al原子尺寸差大,Cu和Al电负性差较小是其本质原因。
(2)铜丝球焊焊点具有比金丝球焊焊点更稳定的剪切断裂载荷,并且在老化一定时间内铜丝球焊焊点表现出更好的力学性能。
(3)铜丝球焊焊点和金丝球焊焊点老化后的失效模式有较大差别。