在集成電路封裝行業(yè)中，引線(xiàn)鍵合工藝的應用產(chǎn)品超過(guò)90%。引線(xiàn)鍵合是指在一定的環(huán)境下，采用超聲加壓的方式，將引線(xiàn)兩端分別焊接在芯片焊盤(pán)上和引線(xiàn)框架上，從而實(shí)現芯片內部電路與外部電路的連接。引線(xiàn)鍵合工藝發(fā)展至今，主要的引線(xiàn)材料有金線(xiàn)、鋁線(xiàn)、銅線(xiàn)等。在MCU、DSP等芯片中，傳統鍵合工藝仍以金線(xiàn)為主，但已出現銅線(xiàn)鍵合工藝的替代趨勢。主要原因有：

        （1）銅線(xiàn)鍵合球剪切力比金線(xiàn)高15%～25%，拉力值比金線(xiàn)高10%～20%，且在塑封注塑時(shí)具有良好的抗沖彎性；

        （2）銅線(xiàn)相較于金線(xiàn)而言，導電率和導熱性都優(yōu)于金線(xiàn)；

        （3）銅線(xiàn)的成本優(yōu)勢遠超金線(xiàn)，成本僅為金線(xiàn)的1/10。

盡管銅線(xiàn)在很多方面都優(yōu)于金線(xiàn)，但銅線(xiàn)鍵合在以往的產(chǎn)品應用中，可靠性的表現卻顯得差強人意。據統計，銅線(xiàn)鍵合應用中的失效主要形式為鍵合線(xiàn)和基體分離、腐蝕、IMC過(guò)度生長(cháng)等。引起失效的主要有以下因素：

        （1）銅線(xiàn)比金線(xiàn)更容易氧化；

        （2）銅線(xiàn)硬度大，超聲能量或鍵合力難以控制，工藝窗口較窄；

        （3）銅線(xiàn)耐腐蝕性差，對塑封材料要求高于金線(xiàn)。

        隨著(zhù)引線(xiàn)封裝技術(shù)的發(fā)展，銅線(xiàn)鍵合能夠滿(mǎn)足芯片的多引腳、密間距、小鍵合的發(fā)展要求，進(jìn)而實(shí)現功能更加復雜、功耗更低、價(jià)格更便宜的市場(chǎng)化需求。在汽車(chē)上使用銅線(xiàn)鍵合工藝的芯片產(chǎn)品也逐年提升。而針對該類(lèi)型產(chǎn)品的可靠性問(wèn)題，AEC組織也制定了相關(guān)測試標準，即AEC-Q006 （Qualification Requirements for Components using Copper (Cu) Wire Interconnections）。

        鍵合線(xiàn)作為連接封裝與晶片的重要材料，若采用的鍵合線(xiàn)為銅線(xiàn)，需要特別關(guān)注硅片與封裝相互影響方面（CPI）的試驗。以IC的車(chē)規驗證為例，以往只需要依據AEC-Q100標準開(kāi)展測試，而對于銅線(xiàn)鍵合IC，則必須考慮AEC-Q006的額外要求，即進(jìn)行AEC-Q100 Group A項目的加嚴測試，重點(diǎn)考察晶片與封裝的可靠性，主要包括封裝材料之間的熱膨脹匹配性、濕氣對封裝連接材料的腐蝕、高溫對鍵合線(xiàn)連接處的IMC生長(cháng)等，相關(guān)試驗流程如圖1所示：

圖1：銅線(xiàn)AEC-Q100環(huán)境試驗流程圖

        ②涉及到兩次應力（stress 2×）測試的試驗主要是TC、HAST/THB、PTC、HTSL，其中TC和HAST/THB主要是針對銅線(xiàn)的工藝窗口較窄，且銅線(xiàn)的耐腐蝕性較差展開(kāi)考察。另外，標準針對這兩項試驗也給出了相應試驗優(yōu)化流程。第一次應力試驗后鍵合線(xiàn)力學(xué)性能和截面觀(guān)察測試可以放到第二次應力后再執行。

        ③對于PTC試驗來(lái)說(shuō)，無(wú)需進(jìn)行鍵合線(xiàn)力學(xué)性能和截面觀(guān)察的測試，主要的原因是：在A(yíng)EC-Q的可靠性模型中，PTC這個(gè)試驗主要傾向于考察焊點(diǎn)疲勞和die attach這個(gè)兩個(gè)方面的可靠性。

        ④HTSL試驗主要考察鍵合線(xiàn)的IMC生長(cháng)，該測試在兩次應力試驗后均需進(jìn)行鍵合點(diǎn)剖面切片觀(guān)察；另外影響IMC的生長(cháng)的因素主要可以分為溫度和塑封料氯離子含量等兩大要素，因此執行該項試驗需要盡可能不要選擇超過(guò)150°C的測試溫度作為測試條件。

        [1] AEC - Q006 Rev - A: Qualification Requirements for Components using Copper (Cu) Wire Interconnects

        [2] AEC - Q100 Rev - H: Failure Mechanism Based Stress Test Qualification For Integrated Circuits

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