單晶銅是由日本工�(yè)大學(xué)的大�(Ohno)教授所�(fā)明的“高�?zé)徼T模式連續(xù)鑄造法”所制造的�(dǎo)體技�(shù)。因?yàn)殍T造過程經(jīng)過特殊加熱處理,所以可以獲得單�(jié)晶狀�(dǎo)�,每一�(jié)晶可以延伸數(shù)百公尺以�。在�(shí)際應(yīng)用之�(shí),在�(zhǎng)度上�(jié)晶粒僅有一�(gè),并沒有所謂“晶粒界面”存�;在訊號(hào)傳訊�(shí),無(wú)需透過晶粒與晶粒之間的“晶界�,訊�(hào)更易于穿透與傳導(dǎo),因此損耗極低,堪稱是相�(dāng)完美的線材�
用單晶連鑄技�(shù)拉出的銅材僅由一�(gè)晶粒組成,具有超常的�(jī)械加工性能和電�(xué)特性。其特點(diǎn)有三�
1.單晶銅純度達(dá)�99.9999[%]�
2.電阻比普通銅材低8[%]�13[%]�
3.韌性極�,普通銅材扭�(zhuǎn)16圈即斷,單晶銅材可扭�(zhuǎn)116��
如此�(yōu)�(shì),使單晶銅產(chǎn)品成為制作高保真音視頻信�(hào)、高頻數(shù)字信�(hào)傳輸線纜和微電子行業(yè)用超微細(xì)絲的材料,可用于手機(jī)、音�、電腦等�(lǐng)�,使微電子器件性能更佳、體積更小、壽命更�(zhǎng)�
1、集成電路封裝領(lǐng)域:
單晶銅鍵合絲替代鍵合金絲�(yīng)用到微電子中的封裝業(yè),如大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路和甚大�(guī)模集成電�、二極管、三極管等半�(dǎo)體分立器件及LED燈發(fā)光芯片封裝業(yè)等。在日益激烈競(jìng)�(zhēng)的電子工�(yè)�,高成本效益,已不能滿足集成電路封裝�(yè)的發(fā)�,為了降低成本,�(guó)�(nèi)外眾多產(chǎn)�(yè)�(lǐng)域在尋找一種更便宜的導(dǎo)體替代昂貴的金絲材料。單晶銅鍵合絲具有機(jī)�、熱�(xué)、電�(xué)性能�(yōu)良及其化合物增長(zhǎng)慢等特�。在特定條件要求�,線徑可以減小到一�,單晶銅鍵合絲高的拉伸率、剪切強(qiáng)�,可以有效降低絲球焊過程中可能發(fā)生的絲擺、坍塌等�(xiàn)�,有效緩解了采用直徑小的一些組裝難度。在很大程度上提高了芯片頻率和可靠�,適�(yīng)了低成本、細(xì)間距、高引出端元器件封裝的發(fā)�。南通富士通、天津摩托羅�、上海英特爾、蘇州英飛凌、天水華天科技等國(guó)�(nèi)較大的集成電路封裝測(cè)試企�(yè)一開始試用單晶銅鍵合絲�(yùn)用于IC封裝技�(shù)的發(fā)�,晶片上的鋁金屬化層更換為銅金屬化層,因?yàn)樵诰你~金屬化層上可以直接焊�,而不需要像鋁金屬化層那樣加一層金屬焊接層,這不但能增強(qiáng)器件特性還能降低成�,同�(shí),在工藝�,逐漸將傳�(tǒng)的金絲更換為單晶銅鍵合絲,解決細(xì)間距的器件封裝,�(duì)器件超細(xì)間距的要求成為降低焊絲直徑的主要�(qū)�(dòng)�。因而,在今后的大規(guī)模集成電�、超大和甚大�(guī)模集成電路封裝業(yè)種,單晶銅絲球焊技�(shù)是目前國(guó)際上正在興起的用于微電子器件芯片�(nèi)引線連接的一種高科技�(chuàng)新技�(shù),今后在球焊技�(shù)工藝中比將成為主流技�(shù)。單晶銅鍵合絲作為鍵合引線材料是�(xiàn)在和將來(lái)電子封裝�(yè)的必然趨�(shì)。此�,由于黃金價(jià)格的上漲,更加快著單晶銅鍵合絲代替鍵合金絲的步伐,所�,單晶銅鍵合絲無(wú)論在�(guó)�(nèi)外還是現(xiàn)在和將來(lái)都具有非常大的潛在市�(chǎng)和巨大的�(fā)展商�(jī)�
2、高�(biāo)�(zhǔn)音頻視頻傳輸�(lǐng)域:
單晶銅絲其結(jié)�(gòu)僅由一�(gè)晶粒組成,不存在�(jīng)理之間產(chǎn)生的“晶界�,不�(huì)�(duì)通過的信�(hào)�(chǎn)生反射和折射而造成信號(hào)失真和衰�,因此具有獨(dú)特的高保�?zhèn)鬏敼δ?,所�?guó)際市�(chǎng)上首先用于音視頻傳輸�,多集中于音響喇叭線、電源線、音頻連接�、平衡線、數(shù)碼同軸線、麥克風(fēng)�、DVD色差視頻�,DVI和HDMI線纜及各種接插件��
3、高�(biāo)�(zhǔn)通信�(wǎng)�(luò)線纜傳輸�(lǐng)域:
近年�(lái),國(guó)�(nèi)外又開始將單晶銅絲用于通信�(wǎng)�(luò)線,隨著電腦通信�(wǎng)�(luò)技�(shù)的發(fā)�,對(duì)�(wǎng)�(luò)傳輸線的傳輸速度要求越來(lái)越高,傳輸速度高也就是線的使用頻率范圍�,頻率范圍高,則信號(hào)衰減就嚴(yán)�。較早的5類線可用�100MHz,而超5類線也只�120MHz,自推出單晶銅絲材料制作的網(wǎng)�(luò)線以�,使用頻率可�(dá)350MHz以上,超�6類線�(biāo)�(zhǔn)很多�6類線�250MHz�。根�(jù)1999-2000年的�(tǒng)�(jì)�(shù)�(jù)�(lái)看,平均每年需求量�12[%]的速度持續(xù)增長(zhǎng)。預(yù)�(jì)今后10年內(nèi)�(chǎn)品的需求量將達(dá)到現(xiàn)階段的兩倍以�。網(wǎng)�(luò)�(shù)�(jù)通訊線纜,由于缺乏高性能材料方面的支持,所�,六類以上線纜基本上位國(guó)外產(chǎn)品所占領(lǐng)。據(jù)�(yù)�(cè),二十一世紀(jì)初亞太地區(qū)將是�(wǎng)�(luò)信息�(fā)展的熱點(diǎn)地區(qū)。高保真音視頻線纜,我國(guó)年用量在20�(wàn)km以上,隨著我�(guó)人民生活水平的提高,影音�(shè)備消�(fèi)將會(huì)大幅度的提高,與之匹配的次音視頻傳輸線將�(huì)大量增加�
單晶銅絲用于鍵合引線的優(yōu)�(shì)主要表現(xiàn)在以下幾�(gè)方面�
1.單晶粒:相對(duì)目前的普通銅材(多晶粒),而單晶銅絲只有一�(gè)晶粒,內(nèi)部無(wú)晶界。而單晶銅桿有致密的定向凝固組織,消除了橫向晶界,很少有縮�、氣孔等鑄造缺�;且�(jié)晶方向拉絲方向相�,能承受更大的塑性變形能�。此�,單晶銅絲沒有阻礙位�(cuò)滑移的晶�,變彀冷�、硬化回�(fù)�,所以是拉制鍵合引線�¢0.03-0.016mm)的理想材料�
2.高純度:目�,在我國(guó)的單晶銅絲(原材料)可以做到99.999[%]�5N)或99.9999[%]�6N)的純度�
3.機(jī)械性能好:與同純度的金絲相比具有良好的拉伸、剪切強(qiáng)度和延展性。單晶銅絲因其優(yōu)異的�(jī)械電氣性能和加工性能,可滿足封裝新技�(shù)工藝,將其加工至¢0.03-0.015mm的單晶銅超細(xì)絲代替金�,從而使引線鍵合的間距更小、更�(wěn)��
4.導(dǎo)電�、導(dǎo)熱性好�?jiǎn)尉с~絲的�(dǎo)電率、導(dǎo)熱率比金絲提�20[%],因此在和金絲徑相同的條件下可以承載更大的電�,鍵合金絲直徑小�0.018mm�(shí),其阻抗或電阻特性很難滿足封裝要��
5.低成本�?jiǎn)尉с~絲成本只有金絲的1/3-1/10,可節(jié)約鍵合封裝材料成�90[%];比重是金絲�1/2�1噸單晶銅絲可替代2噸金�� �(dāng)今半�(dǎo)體行�(yè)的一些顯著變化直接影響到了IC互連技�(shù),其中成本因素也是推�(dòng)互連技�(shù)�(fā)展的主要因素。目前金絲鍵合長(zhǎng)度超�5mm,引線數(shù)�(dá)�400以上,其封裝成本超過0.2美元。而采用單晶銅絲鍵合不但能降低器件制造成�,提高競(jìng)�(zhēng)�(yōu)�(shì)。對(duì)�1密耳焊�,成本可降低75[%]�2密耳可�(dá)90[%]�
維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��
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