金线和铜线的差别
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。
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
ACP金线与铜线对比分析报告
环境要求：无尘间条件要求，湿度40%-60%
温度25度±3
镀钯铜线，是在裸铜线的外表电镀一层厚约100nm—200nm的金属钯， 钯的化学性质不活泼，长时间在空气和潮湿的环境中比较稳定，不易氧 化。
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铜线在制成中的易出现的问题
1) 铜线氧化，造成金球变形，影响产品合格率。 2) 第一焊点铝层损坏(铝电极芯片），对于<2um的铝层 厚度尤其严重 3)第二焊点缺陷， 主要是由于铜线不易与支架结合，造 成的月牙裂开或者损伤，导致二焊焊接不良，客户使用过 程中存在可靠性风险；BSOB和BBOS是铜线工艺的难点 4)对于很多支架， 第二焊点的功率，USG（超声波）摩 擦和压力等参数需要要优化，优良率不容易做高； 5)设备MTBA（小时产出率）会比金线工艺下降，影响产 能； 6)操作人员和技术员的培训周期比较长，对员工的技能素 质要求相对金线焊接要高，刚开始肯定对产能有影响
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。
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金线与铜线的性能比对
三：机械性能 断裂张力，线径为25.4um时，金线为11.2g，铜线为 13.2g 布氏硬度,金线为20N/mm² ，铜线为40N/mm²， 铜线抗拉强度高，但硬度偏大，焊接时易损伤芯片 Pad。
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铜线具有电导率、热传导性、韧性等优与金线，但 是在热膨胀，抗氧化性，硬度，焊接工艺等方面与金 线相比较差，目前多用于低端LED封装，价格便宜。 铜线需密封且存储周期短，打线时需要使用保护气体 ，需用到氢气H2，增加了一定的危险性。
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。
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。
引线键合技术
引线键合技术
引线键合技术是一种微电子制造中常用的连接技术，其主要原理是通过高温、高压下将金属线与芯片内部电路连接起来。
这种技术具有高可靠性、高密度、低成本等优点，已经成为现代电子制造领域中不可或缺的一部分。
引线键合技术主要分为金线键合和铜线键合两种。
其中，金线键合适用于高端芯片，其使用金属线作为连接材料，可以实现更高的导电性能和更好的耐腐蚀性。
而铜线键合则适用于低端芯片，其使用铜线作为连接材料，成本更低，但相对导电性能和耐腐蚀性略有不足。
引线键合技术的发展是电子制造业不断进步的重要标志。
随着科技的不断发展，引线键合技术也在不断升级，成为连接芯片和封装的主流技术之一。
未来，引线键合技术将会更加高效、智能化，为电子制造业的发展带来更大的推动力。
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金和铜的电导率
金和铜的电导率
金和铜是两种常见的金属元素，它们在电导率方面有着不同的表现。
电导率是物质导电能力的量度，其数值越大，表示物质导电的能力越强。
在常温下，金的电导率为4.10×10^7S/m，是所有金属中电导率最高的。
这也是为什么金属制品通常被用于制造电子设备和电线的原因之一。
金材料具有良好的导电性和耐腐蚀性，因此它被广泛应用于电子、通讯、航空航天和医疗等领域。
相比之下，铜的电导率为5.96×10^7S/m，稍低于金。
但是，铜是比金更普遍，更经济的材料，因此它通常被用于制造电线、电缆和电子设备等。
铜材料有良好的导电性、耐腐蚀性和可塑性，因此它也被广泛应用于建筑、汽车、造船和制造业等领域。
总的来说，金和铜的电导率都非常高，使它们成为重要的导电材料。
根据具体的应用场景和需求，可以选择使用金或铜这两种材料。
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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。
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）。
键合金丝用途介绍
键合金丝用途介绍1. 引言键合金丝是一种用于电子封装技术中的关键材料，广泛应用于半导体芯片的制造过程中。
本文将详细介绍键合金丝的定义、分类、特性以及在电子封装中的主要用途。
2. 键合金丝的定义和分类键合金丝，又称焊线或焊丝，是一种用于芯片封装过程中连接芯片与封装基板之间的关键材料。
根据不同的材质和制造工艺，键合金丝可以分为以下几类：2.1 铜线铜线是最常见和广泛使用的键合金丝之一。
它具有良好的导电性能和可焊性，适用于大多数晶圆制造工艺。
铜线通常分为纯铜线和镀铜线两种类型。
2.2 金线金线是一种高档次的键合金丝材料，具有优异的导电性能和可靠性能。
由于其昂贵的成本，金线主要应用于高端芯片制造领域，如高频射频芯片、光通信芯片等。
2.3 铝线铝线是一种低成本的键合金丝，适用于一些对导电性能要求不高的应用场景。
然而，铝线的可靠性相对较差，容易受到氧化和应力影响。
2.4 其他材料除了铜、金、铝之外，还有一些特殊材料的键合金丝被广泛使用，如合金线、镍线等。
这些特殊材料的键合金丝通常具有特定的物理和化学性质，以满足某些特殊应用领域的需求。
3. 键合金丝的特性键合金丝作为芯片封装中的重要材料，具有以下主要特性：3.1 导电性能键合金丝需要具备良好的导电性能，以确保信号传输的可靠性和稳定性。
不同材质的键合金丝在导电性能上有所差异。
3.2 可焊接性键合金丝需要具备良好的可焊接性，以确保与芯片引脚或封装基板之间形成可靠连接。
不同材质和直径的键合金丝在可焊接性上也有所差异。
3.3 可靠性键合金丝需要具备良好的可靠性，能够承受温度、湿度、机械应力等环境因素的影响，保持连接稳定并不易断裂。
3.4 尺寸和直径键合金丝的尺寸和直径对于芯片封装工艺至关重要。
不同封装工艺和应用场景需要选择适当直径和长度的键合金丝。
4. 键合金丝在电子封装中的主要用途键合金丝在电子封装中有多种重要用途，下面将详细介绍其中几个主要应用：4.1 芯片与引脚连接键合金丝被广泛应用于芯片与引脚之间的连接，通过焊接或压力焊等方式实现芯片与封装基板之间的电气连接。
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。
金线工艺改铜线工艺
金线工艺改铜线工艺我从事教育工作这么多年，见过各种各样的知识和技艺，今天想跟您唠唠“金线工艺改铜线工艺”这个事儿。
咱先来说说这金线工艺，在过去那可是相当的金贵！金线，顾名思义，就是用金子做成的线。
那制作出来的东西，金光闪闪，精美绝伦，常常用于高档的珠宝首饰或者是珍贵的艺术品中。
不过，这金子做的线，成本太高啦，不是一般人能承受得起的。
有一次，我去参观一个传统工艺展览，就看到了一件金线工艺制作的精美饰品。
那细腻的纹路，璀璨的光芒，简直让人移不开眼睛。
我凑近了仔细瞧，那每一个细节都处理得恰到好处，真的是巧夺天工。
但是，旁边的介绍牌上写着的价格，也着实让人咋舌。
这也就引出了咱们今天要说的重点——铜线工艺。
随着技术的发展和成本的考虑，铜线逐渐走进了工艺制作的舞台。
铜线虽然没有金线那么昂贵和耀眼，但它也有自己的独特优势。
铜线相对来说价格亲民得多，这就使得更多的人能够接触和使用这种材料进行创作。
而且，铜线的柔韧性和可塑性也不错，通过巧妙的设计和精湛的技艺，同样能打造出令人赞叹的作品。
我记得有个学生，叫小李，他特别喜欢手工制作。
一开始，他一心想着用金线来做个小挂件，可是成本太高，根本实现不了。
后来，在老师的引导下，他尝试了铜线工艺。
刚开始，他还有些不情愿，觉得铜线不够高大上。
但是当他真正动手操作起来，发现铜线也能做出很漂亮的造型。
他一点点地弯曲、缠绕，脸上的表情从怀疑变成了专注和兴奋。
最后完成的作品，虽然没有金线的那种奢华，但却充满了创意和个性。
其实啊，金线工艺改铜线工艺，这不仅仅是材料的变化，更是一种创新和适应。
就像我们的生活一样，有时候不能一味地追求昂贵和奢华，要学会在不同的条件下，发挥自己的创造力，找到最合适的方式。
无论是金线工艺还是铜线工艺，它们都有自己的价值和魅力。
关键是，我们要根据实际情况，灵活运用，让这些工艺为我们的生活增添更多的美好和惊喜。
总之，金线工艺有它的辉煌，铜线工艺也有它的精彩。
在这个不断变化的世界里，我们要学会接受新的事物，用不同的材料和方法，创造出属于自己的独特作品。
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。
铜和金的电阻率
铜和金的电阻率嘿，朋友们！今天咱来聊聊铜和金的电阻率这档子事儿。
咱先说铜啊，这铜可是咱日常生活里常见得很的金属呢！你看那电线，好多不就是铜做的嘛。
铜的电阻率相对来说比较低哟，这就好比是一条路，电阻小就像是路很平坦、很通畅，电流在里面跑起来那叫一个顺畅呀！你想想，要是家里的电线电阻率太高，那咱开个灯都得等半天，多闹心呀！再看看金，那可是金光闪闪的宝贝呀！金的电阻率比铜可要高一些呢。
就好像是一条稍微有点崎岖的小路，电流走起来就没那么顺溜啦。
不过金有它特别的地方呀，它稳定呀，不容易被氧化啥的。
这就好像是一个很靠谱的朋友，虽然可能行动慢点，但关键时刻不掉链子呀！那有人可能就会问啦，那为啥不都用铜，或者都用金呢？这你就不懂了吧！要是都用铜，那有些对稳定性要求特别高的地方咋办？要是都用金，那成本得多高呀，咱普通老百姓能用得起吗？这就跟咱吃饭一样，不能顿顿都大鱼大肉吧，也得搭配点蔬菜呀，这样营养才均衡嘛！你说要是没有铜和金的这些特性，咱的生活得变成啥样呀？那电器估计都没法好好工作啦，咱的手机呀、电脑呀，说不定都得罢工咯！所以说呀，铜和金的电阻率可真是太重要啦，它们就像是幕后的小英雄，默默地为我们的生活服务着。
你再想想，要是电阻率这东西能随便变来变去，那不乱套啦？就好比今天这条路好走，明天突然就变成荆棘丛啦，那还怎么走呀！所以呀，铜和金的电阻率稳定在那，就是给我们吃了一颗定心丸呀。
咱平时可能不会特别注意到这些，但它们真的无处不在呀！从小小的电子元件到大大的电力设备，都有它们的身影呢。
这不就跟咱身边的好多人和事一样嘛，平时不觉得咋样，等真没了才发现有多重要呢！总之呢，铜和金的电阻率虽然是个小小的物理概念，但对我们的生活影响可大着呢！咱得好好珍惜它们，利用好它们的特性，让我们的生活变得更美好呀！难道不是吗？。
半导体器件键合用铜线 标准
半导体器件键合用铜线标准随着电子科技的不断发展，半导体器件在各个领域的应用得到了广泛推广。
在半导体器件生产过程中，键合是一个重要环节，而键合用的材料也成为制约器件性能和可靠性的关键。
在过去的几十年里，金线一直是半导体器件键合的主要材料。
然而，随着技术的进步和对成本效益的不断追求，铜线逐渐取代金线成为键合的首选材料。
铜的导电性能优越，具有较低的电阻率和出色的导电性能，这对于提高半导体器件的性能和传输信号速度至关重要。
与金线相比，铜线的成本低廉，因此能够降低生产成本和器件价格，从而更好地满足市场需求。
然而，铜线在键合过程中也存在一些挑战。
与金线相比，铜线更容易氧化，而氧化会导致接触电阻的增加，影响器件的性能和稳定性。
为了克服这一问题，需要在铜线表面进行处理，通常是采用镀锡或镀银等方法来保护铜线，提高其抗氧化性能。
此外，由于铜线比金线更硬，键合过程中的压力和功率控制需要更加准确，以确保键合的质量和可靠性。
为了确保半导体器件键合用铜线的质量和一致性，制定一套相关的标准至关重要。
这些标准应该包含以下几个方面：1. 材料要求：包括铜线的成分、纯度、尺寸、形状等方面的要求。
材料的选择将直接影响键合的效果和性能。
2. 表面处理：应明确铜线表面处理的方法和要求，以保证铜线在键合过程中的稳定性和可靠性。
3. 键合过程控制：包括压力、功率、时间等参数的控制要求，以及键合过程中的监测和检测方法。
这些控制要求和方法应能够确保键合的质量和一致性。
4. 质量检验：应明确键合产品的质量检验要求，包括键合强度、电阻、导电性能、表面状态等方面的测试方法和要求。
5. 相关技术要求：除了上述要求之外，还应结合实际应用需求，指定其他相关技术要求，例如键合的可靠性、耐环境性、热稳定性等方面的要求。
通过制定和遵守相关的标准，可以提高半导体器件键合用铜线的生产效率和质量稳定性，进而推动半导体器件的发展。
此外，制定标准还有助于促进产业链上下游企业之间的合作和交流，形成共识，推动整个行业的发展。
铜线控制工艺
2020/12/21
铜线控制工艺
铜线产品与金线产品不同点
1）原材料保存条件/包装条件 2 ) 使用周期 3）打线生产时通铜线需要保护气。 4）铜线较金线硬，压焊参数有不同。 5) 对于芯片铝垫厚度要求不同 6）设备需求 7）在线检查
铜线控制工艺
1. 原材料保存条件/包装条件-1
1.目前所使用的铜线区分为 4N 铜线与 镀钯（Coating Pd 铜线）两种，而且 从外观上就可以直接区分出来另外线边仓的人员在领取铜线后不可以将外包 装拆后再放进保险柜中。
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5.对于芯片铝垫厚度要求
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 损伤甚至破坏。这也是有区别铜线工艺的芯片表面铝层为何要厚于金 线制程芯片表面铝层原因，一般要求下，金线制程的芯片表面铝层厚 度控制在2um就足够了，而铜线制程的芯片表面铝层厚度大约要控制 在3~4um以上才会有所保障。
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3. 打线生产时通铜线需要保护气
保护气体:氢氮混合气体 混合比例:氮95%氢5%,避免因铜球氧化. 流量:0.2~1.0L/min
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4. 打线参数
铜线较金线硬, 铜线工艺所用的参数要比金线工艺大，如功率、压力、时 间等等，且容易出现弹坑风险。铜的硬度、屈服强度等物理参数高于金 线和铝线，键合时需要施加更大的超声能量和键合压力 .(详见附件)
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3rew
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2020/12/21
铜线控制工艺
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6.设备需求
劈刀使用寿命较金线短(一般在30~60万次); 劈刀的a角比打金线用的更大,以增加焊球后接触能力; 劈刀需要定时清洁; 劈刀需要特殊材质; 打火杆定期清洁, 需要保持尖端无氧化;
金和铜的电阻
金和铜的电阻
金和铜的电阻率不同，其中铜的电阻率比金小。
具体来说，金的电阻率约为2.44×10^-8 Ω·m，而铜的电阻率约为1.68×10^-8 Ω·m。
这意味着单位长度的金材料电阻大于铜材料电阻，所以铜的导电性能相对更好。
在实际应用中，由于铜的物理性质稳定且易于加工，它被广泛用于电线、变压器、电磁线圈等领域。
而金虽然导电性能也很好，但由于其价格昂贵，通常只在电子元器件等需要高导电性能且对成本要求不高的场合中使用。
综上所述，铜和金各有其优点，选择哪种材料要根据具体使用情况和价格等因素加以考虑。
如需更多信息，建议咨询材料学专家或查阅相关文献资料。
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。
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。
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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。
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％％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Copper Kit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＋％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μm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Royce 580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，Olympus STM6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。
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**，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。
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。