傳輸介質(zhì) ppt

1、11 傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)234567雙絞線 雙絞線示意圖每根線的絕緣層用于隔離兩根導(dǎo)線，絞在一起可減少干擾 絞在一起限制了電磁能量的發(fā)射，并有助于防止雙絞線中的電流發(fā)射能量干擾其他導(dǎo)線。其次，絞在一起也使雙絞線本身不易被電磁能量所干擾，有助于防止其他導(dǎo)線中的信號干擾這兩根導(dǎo)線。 8雙絞線29序號序號12345678顏色顏色 橙白橙白橙橙綠白綠白藍(lán)藍(lán)藍(lán)白藍(lán)白綠綠棕白棕白棕棕10正面正面?zhèn)让鎮(zhèn)让?1類別類別最大傳輸速度最大傳輸速度應(yīng)應(yīng) 用用1類類2Mbit/s模擬和數(shù)字語音模擬和數(shù)字語音(電話電話)通信以及低速的數(shù)據(jù)傳通信以及低速的數(shù)據(jù)傳輸。輸。2類類4Mbit/s語音、語音、ISDN和不超過的和不

2、超過的4Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。傳輸。3類類16Mbit/s不超過不超過16Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。4類類20Mbit/s不超過不超過20Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。5類類100Mbit/s100Mbit/s距離距離100米的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸米的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。E5類類1000Mbit/s1000Mbit/s的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木钟蚓W(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸6類類2.4Gbit/s1000Mbit/s以上的的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。以上的的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。12UTP壓線鉗壓線鉗RJ45接頭接頭護(hù)套護(hù)套簡易測線儀簡易測線儀131415161.2同軸電纜同軸電纜

3、網(wǎng)絡(luò)中使用的第二種導(dǎo)線是同軸電纜，網(wǎng)絡(luò)中使用的第二種導(dǎo)線是同軸電纜，和有線電視所用的電纜一樣。同軸電纜較和有線電視所用的電纜一樣。同軸電纜較雙絞線有更好的抗干擾作用。與雙絞線絞雙絞線有更好的抗干擾作用。與雙絞線絞在一起以限制干擾不同，同軸電纜由一根在一起以限制干擾不同，同軸電纜由一根為金屬屏蔽層所包圍的導(dǎo)線組成。為金屬屏蔽層所包圍的導(dǎo)線組成。 171819類型類型技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)纜細(xì)纜粗纜粗纜直徑直徑0.25英寸英寸0.5英寸英寸傳輸距離傳輸距離185m500m接頭接頭螺旋形螺旋形BNC頭頭(端接端接)T形頭形頭(分接分接)AUI阻抗阻抗50 50 應(yīng)用的應(yīng)用的局域網(wǎng)類型局域網(wǎng)類型10Bas

4、e2(細(xì)纜以太網(wǎng)細(xì)纜以太網(wǎng))10Base5(粗纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng))20同軸電纜同軸電纜(coaxial cable) 由一對導(dǎo)體按同軸形式構(gòu)成線對。同軸電纜分為基帶由一對導(dǎo)體按同軸形式構(gòu)成線對。同軸電纜分為基帶(baseband)和寬帶和寬帶(broadband)同軸電纜，基帶同軸電纜又分粗同軸電纜，基帶同軸電纜又分粗纜和細(xì)纜兩種。纜和細(xì)纜兩種。1. 物理特性：單根同軸電纜的直徑為物理特性：單根同軸電纜的直徑為0.51cm左右。左右。2. 傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字信號傳輸，最高傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字信號傳輸，最高10Mb/s；寬帶同軸電纜可用于模擬信號和數(shù)字信號的傳輸，對于模

5、擬信號，寬帶同軸電纜可用于模擬信號和數(shù)字信號的傳輸，對于模擬信號，帶寬可達(dá)帶寬可達(dá)300450MHz。 3. 連通性：適用于點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)連接?；鶐щ娎|阻抗為連通性：適用于點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)連接?；鶐щ娎|阻抗為50，寬寬帶電纜阻抗為帶電纜阻抗為75。4. 地理范圍：基帶電纜地理范圍：基帶電纜(細(xì)纜細(xì)纜)最大傳輸距離限制在幾公里，而在同最大傳輸距離限制在幾公里，而在同樣的數(shù)據(jù)傳輸速率條件下，寬帶電纜樣的數(shù)據(jù)傳輸速率條件下，寬帶電纜(粗纜粗纜) 可達(dá)幾十公里?？蛇_(dá)幾十公里。 5. 抗干擾性：同軸電纜的抗干擾性比雙絞線強(qiáng)?？垢蓴_性：同軸電纜的抗干擾性比雙絞線強(qiáng)。6. 價(jià)格：安裝同軸電纜的費(fèi)用比雙絞線貴，比光

6、纖便宜。價(jià)格：安裝同軸電纜的費(fèi)用比雙絞線貴，比光纖便宜。211.3光纖光纖光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種利用光在玻光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的璃或塑料制成的纖維中的全反射全反射原理而達(dá)原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具成的光傳導(dǎo)工具 .22光導(dǎo)纖維的發(fā)明光導(dǎo)纖維的發(fā)明 1870年的一天，年的一天，英國英國物理學(xué)家物理學(xué)家丁達(dá)爾丁達(dá)爾到皇家學(xué)會的演講廳講光的全到皇家學(xué)會的演講廳講光的全反射反射原理，他做了一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)：在原理，他做了一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)：在裝滿水的木桶上鉆個(gè)孔，然后用燈裝滿水的木桶上鉆個(gè)孔，然后用燈從桶上邊把水照亮。結(jié)果使觀眾們從桶上邊把水照亮。結(jié)果使觀眾們大吃一驚

7、。人們看到，放光的水從大吃一驚。人們看到，放光的水從水桶的小孔里流了出來，水流彎曲，水桶的小孔里流了出來，水流彎曲，光線也跟著彎曲，光居然被彎彎曲光線也跟著彎曲，光居然被彎彎曲曲的水俘獲了。曲的水俘獲了。人們曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，光人們曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，光能沿著從能沿著從酒酒桶中噴出的細(xì)酒流傳輸；桶中噴出的細(xì)酒流傳輸；人們還發(fā)現(xiàn)，光能順著彎曲的玻璃人們還發(fā)現(xiàn)，光能順著彎曲的玻璃棒前進(jìn)。這是為什么呢？棒前進(jìn)。這是為什么呢？ 后來后來經(jīng)過他的研究，發(fā)現(xiàn)這是全反經(jīng)過他的研究，發(fā)現(xiàn)這是全反射的作用射的作用.實(shí)際上，在彎曲的水流里，實(shí)際上，在彎曲的水流里，光仍沿直線傳播，只不過在內(nèi)表面光仍沿直線傳播，只不過在內(nèi)表面上發(fā)生了

8、多次全反射，光線經(jīng)過多上發(fā)生了多次全反射，光線經(jīng)過多次全反射向前傳播。次全反射向前傳播。 23光導(dǎo)纖維的使用光導(dǎo)纖維的使用后來人們造出一種透明度很高、粗細(xì)像蜘蛛后來人們造出一種透明度很高、粗細(xì)像蜘蛛絲一樣的玻璃絲絲一樣的玻璃絲光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維. 光導(dǎo)纖維可以用在通信技術(shù)里。光導(dǎo)纖維可以用在通信技術(shù)里。1979年年9月，一條月，一條33公里的公里的120路光纜通信系統(tǒng)路光纜通信系統(tǒng)在在北京北京建成，幾年后建成，幾年后上海上海、天津、天津、武漢武漢等等地也相繼鋪設(shè)了光纜線路，利用光導(dǎo)纖維地也相繼鋪設(shè)了光纜線路，利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行通信。進(jìn)行通信。 還可以制成的還可以制成的內(nèi)窺鏡內(nèi)窺鏡 ，用于醫(yī)療，用于

9、醫(yī)療. 鋪設(shè)鋪設(shè)1000公里的同軸電纜大約需要公里的同軸電纜大約需要500噸噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。足可見其利用價(jià)值。沙石中就含有石了。足可見其利用價(jià)值。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。英，幾乎是取之不盡的。 24光纖系統(tǒng)的運(yùn)用光纖系統(tǒng)的運(yùn)用 多股多股光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維做成的光纜可用于通信，它的傳導(dǎo)性能良好，傳輸信息容量大，一條通做成的光纜可用于通信，它的傳導(dǎo)性能良好，傳輸信息容量大，一條通路可同時(shí)容納數(shù)十人通話；可以同時(shí)傳送數(shù)十套電視節(jié)目，供自由選看。光導(dǎo)纖維路可同時(shí)容納數(shù)十人通話；可以同時(shí)傳送數(shù)十套電視節(jié)目，供自由選看。光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡

10、可導(dǎo)入心臟和腦室，測量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光內(nèi)窺鏡可導(dǎo)入心臟和腦室，測量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光導(dǎo)纖維連接的激光手術(shù)刀已在臨床應(yīng)用，并可用作光敏法治癌。導(dǎo)纖維連接的激光手術(shù)刀已在臨床應(yīng)用，并可用作光敏法治癌。高分子光導(dǎo)纖維開發(fā)之初，僅用于汽車照明燈的控制和裝飾?，F(xiàn)在主要用于醫(yī)學(xué)、裝高分子光導(dǎo)纖維開發(fā)之初，僅用于汽車照明燈的控制和裝飾?，F(xiàn)在主要用于醫(yī)學(xué)、裝飾、汽車、船舶等方面，以顯示元件為主。在通信和圖像傳輸方面，高分子光導(dǎo)纖飾、汽車、船舶等方面，以顯示元件為主。在通信和圖像傳輸方面，高分子光導(dǎo)纖維的應(yīng)用日益增多，工業(yè)上用于光導(dǎo)向器、顯示盤、標(biāo)識、開關(guān)類

11、照明調(diào)節(jié)、光學(xué)維的應(yīng)用日益增多，工業(yè)上用于光導(dǎo)向器、顯示盤、標(biāo)識、開關(guān)類照明調(diào)節(jié)、光學(xué)傳感器等，同時(shí)也用在裝飾顯示、廣告顯示。傳感器等，同時(shí)也用在裝飾顯示、廣告顯示。 面也獲得廣泛的應(yīng)用。面也獲得廣泛的應(yīng)用。25光纖的分類光纖的分類光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。如下。 （1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖紅外光纖、紅外光纖（紅外光纖（0.85pm、1.3pm、1.55pm）。）。 （2

12、）折射率分布：階躍（）折射率分布：階躍（SI）型、近階躍型、漸變）型、近階躍型、漸變（GI）型、其它（如三角型、）型、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。型、凹陷型等）。（3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。振保持光纖）、多模光纖。 （4）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復(fù)合材）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復(fù)合材料（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被料（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為覆材料還可分為無機(jī)材料無機(jī)材料（碳等）、金屬材料（銅、（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。鎳

13、等）和塑料等。 （5）制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積（）制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學(xué)）、化學(xué)汽相沉（汽相沉（CVD）等，拉絲法有管律法（）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。和雙坩鍋法等。 26光纖結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)：光纖結(jié)構(gòu)： 光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為璃芯（芯徑一般為50或或62.5m），中），中 間為間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125m），最外是加強(qiáng)用的樹脂涂層。），最外是加強(qiáng)用的樹脂涂層。 數(shù)值孔徑：數(shù)值孔徑： 入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所入射到

14、光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。光纖以。這個(gè)角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。光纖的數(shù)值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。的數(shù)值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同（AT&T CORNING）。）。 27光纖的衰減光纖的衰減 造成光纖衰減的主要因素有：造成光纖衰減的主要因素有：本征本征，彎曲，彎曲，擠壓，雜質(zhì)，擠壓，雜質(zhì)，不均勻不均勻和對接等。和對接等。 本征：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散本征：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，

15、固有吸收等。射，固有吸收等。 彎曲：光纖彎曲時(shí)部分光纖內(nèi)的光會因散彎曲：光纖彎曲時(shí)部分光纖內(nèi)的光會因散射而損失掉，造成的損耗。射而損失掉，造成的損耗。 擠壓：光纖受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲而擠壓：光纖受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。造成的損耗。 雜質(zhì)：光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳雜質(zhì)：光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。播的光，造成的損失。 不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。損耗。 對接：光纖對接時(shí)產(chǎn)生的損耗，如：不同對接：光纖對接時(shí)產(chǎn)生的損耗，如：不同軸（單模光纖同軸度要求小于軸（單模光纖同軸度要求小于0.8m），端），端面與軸

16、心不垂直，端面不平，對接心徑不匹面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。配和熔接質(zhì)量差等。 28光纖傳輸優(yōu)點(diǎn)光纖傳輸優(yōu)點(diǎn) 頻帶寬頻帶寬 損耗低損耗低 重量輕重量輕 抗干擾能力強(qiáng)抗干擾能力強(qiáng) 保真度高保真度高 工作性能可靠工作性能可靠 成本不斷下降成本不斷下降 1.4銅線30目錄目錄鍵合銅線的優(yōu)勢缺陷最新發(fā)展31如圖如圖 1.1 所示，鍵合線起聯(lián)結(jié)硅片電極與引線框架的外部引出端子的作用，所示，鍵合線起聯(lián)結(jié)硅片電極與引線框架的外部引出端子的作用，并傳遞芯片的電信號、散發(fā)芯片內(nèi)產(chǎn)生的熱量，是集成電路封裝的關(guān)并傳遞芯片的電信號、散發(fā)芯片內(nèi)產(chǎn)生的熱量，是集成電路封裝的關(guān)鍵材料。鍵材料。3

17、2銅線與其它金屬綜合性能的比較銅線與其它金屬綜合性能的比較33銅絲用于鍵合絲的優(yōu)勢銅絲用于鍵合絲的優(yōu)勢材料成本低材料成本低1Mil=0.0254mm表中可以看到，在表中可以看到，在3mil鍵合絲比較中，金絲成本是銅絲成本的鍵合絲比較中，金絲成本是銅絲成本的100倍以上倍以上銅線成本與金線銅線成本與金線成本對比成本對比34鍵合銅絲的電學(xué)性能和力學(xué)性能鍵合銅絲的電學(xué)性能和力學(xué)性能熱膨脹熱膨脹系數(shù)系數(shù)熱導(dǎo)熱導(dǎo)率率比熱比熱電阻電阻率率張力張力強(qiáng)度強(qiáng)度熔化熔化熱熱熔熔點(diǎn)點(diǎn)35 這些結(jié)果說明銅線比金線強(qiáng)度高這些結(jié)果說明銅線比金線強(qiáng)度高 80%以上，導(dǎo)電性強(qiáng)以上，導(dǎo)電性強(qiáng) 33%，導(dǎo)熱性高導(dǎo)熱性高 25%。

18、銅材料的機(jī)械性能優(yōu)于金材料的機(jī)械性能。銅材料的機(jī)械性能優(yōu)于金材料的機(jī)械性能使得銅線形成高穩(wěn)定線型的能力強(qiáng)過金線，特別是在塑封使得銅線形成高穩(wěn)定線型的能力強(qiáng)過金線，特別是在塑封的過程中，當(dāng)引線受到注塑料的外力作用時(shí)，銅線的穩(wěn)定的過程中，當(dāng)引線受到注塑料的外力作用時(shí)，銅線的穩(wěn)定性強(qiáng)過金線，這樣在模壓和封閉過程中可以得到優(yōu)異的球性強(qiáng)過金線，這樣在模壓和封閉過程中可以得到優(yōu)異的球頸強(qiáng)度和較高的弧線穩(wěn)定性。銅絲的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能顯著頸強(qiáng)度和較高的弧線穩(wěn)定性。銅絲的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能顯著優(yōu)于金絲和鋁優(yōu)于金絲和鋁-1%硅絲，因此能夠以更細(xì)的焊線直徑達(dá)到硅絲，因此能夠以更細(xì)的焊線直徑達(dá)到更好的散熱性能及更高的額定功

19、率。更好的散熱性能及更高的額定功率。36金屬間化合物金屬間化合物(Intermetallic)生長速度慢生長速度慢 在同等條件下，在同等條件下，Cu/Al 界面的金屬間化合物生長速度比界面的金屬間化合物生長速度比 Au/Al 界面的慢界面的慢 10 倍。因此，銅絲球焊焊點(diǎn)的可靠性要高于金絲球倍。因此，銅絲球焊焊點(diǎn)的可靠性要高于金絲球焊焊點(diǎn)。焊焊點(diǎn)。Cu-Al金屬間化合物緩慢增長金屬間化合物緩慢增長37高純單晶銅被作為最初的鍵合銅線應(yīng)用于微電子連接中，但高純單晶銅被作為最初的鍵合銅線應(yīng)用于微電子連接中，但是隨著鍵合銅線應(yīng)用的廣泛和在復(fù)雜電路中應(yīng)用，以高純是隨著鍵合銅線應(yīng)用的廣泛和在復(fù)雜電路中應(yīng)用

20、，以高純單晶銅為原料的鍵合銅絲在應(yīng)用過程中暴露出一些弊端，單晶銅為原料的鍵合銅絲在應(yīng)用過程中暴露出一些弊端，最為明顯的問題就是其本身容易腐蝕，在室溫下就可以與最為明顯的問題就是其本身容易腐蝕，在室溫下就可以與氧氣發(fā)生反應(yīng)，高溫時(shí)氧化速率會明顯增大。氧氣發(fā)生反應(yīng)，高溫時(shí)氧化速率會明顯增大。銅的氧化對鍵合銅線銅的氧化對鍵合銅線(直徑直徑 0.015-0.075mm)的電學(xué)性能、力的電學(xué)性能、力學(xué)性能和鍵合性能等產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，造成鍵合過程中出學(xué)性能和鍵合性能等產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，造成鍵合過程中出現(xiàn)現(xiàn) NSOP(No Stitch on Pad)(焊點(diǎn)不粘焊點(diǎn)不粘)現(xiàn)象及鍵合后的拉現(xiàn)象及鍵合后的拉力和球

21、推力不能達(dá)到要求，造成器件早期失效，降低其使力和球推力不能達(dá)到要求，造成器件早期失效，降低其使用性能及器件的可靠性。用性能及器件的可靠性。38鍵合銅絲第二焊點(diǎn)頸部氧化現(xiàn)象鍵合銅絲第二焊點(diǎn)頸部氧化現(xiàn)象39目前，鍵合銅線多采用高純銅為原料，其應(yīng)用過程中存目前，鍵合銅線多采用高純銅為原料，其應(yīng)用過程中存在諸多問題。首先，銅鍵合線硬度較高，尤其是第一焊在諸多問題。首先，銅鍵合線硬度較高，尤其是第一焊點(diǎn)焊接過程中，如圖所示，由于銅的加工硬化速率高于點(diǎn)焊接過程中，如圖所示，由于銅的加工硬化速率高于金，在第一焊點(diǎn)焊接后，銅線硬度增加金，在第一焊點(diǎn)焊接后，銅線硬度增加 40%以上，這以上，這樣就增加了基板損傷

22、的幾率。樣就增加了基板損傷的幾率。鍵合金絲與高純鍵合銅絲硬度對比鍵合金絲與高純鍵合銅絲硬度對比Hv 顯微顯微硬度硬度40鍵合銅絲第一焊點(diǎn)變形機(jī)理及其硬度過高造成的基板損傷鍵合銅絲第一焊點(diǎn)變形機(jī)理及其硬度過高造成的基板損傷41對于高純銅鍵合絲來說，第二焊點(diǎn)的不穩(wěn)定造成焊接過程中對于高純銅鍵合絲來說，第二焊點(diǎn)的不穩(wěn)定造成焊接過程中 short tail（尾絲短）問題的出現(xiàn)頻率較高，如圖所示，嚴(yán)重增加了（尾絲短）問題的出現(xiàn)頻率較高，如圖所示，嚴(yán)重增加了MTBA（維修間隔平均時(shí)間），降低了（維修間隔平均時(shí)間），降低了 UPH（每小時(shí)件數(shù)），對于（每小時(shí)件數(shù)），對于焊線數(shù)目較多的產(chǎn)品，該影響更為嚴(yán)重，部

23、分產(chǎn)品只有鍵合金絲的焊線數(shù)目較多的產(chǎn)品，該影響更為嚴(yán)重，部分產(chǎn)品只有鍵合金絲的 60%Short tail 形成原理形成原理42高純鍵合銅絲應(yīng)用過程出現(xiàn)的問題高純鍵合銅絲應(yīng)用過程出現(xiàn)的問題43高純鍵合銅絲與鍵合金絲高純鍵合銅絲與鍵合金絲 UPH 對比對比44鍵合銅線以其低的成本因素、優(yōu)良的電學(xué)性能和力學(xué)性能，在微電鍵合銅線以其低的成本因素、優(yōu)良的電學(xué)性能和力學(xué)性能，在微電子封裝逐步替代金線應(yīng)用于中低端半導(dǎo)體器件中，但實(shí)際應(yīng)用中，子封裝逐步替代金線應(yīng)用于中低端半導(dǎo)體器件中，但實(shí)際應(yīng)用中，由于銅線本身容易腐蝕由于銅線本身容易腐蝕( 氧化氧化) 、Cu/Al金屬間化合物在高溫高濕環(huán)金屬間化合物在高溫

24、高濕環(huán)境下容易失效等原因，在大規(guī)模集成電路及境下容易失效等原因，在大規(guī)模集成電路及 LED封裝中的應(yīng)用受到封裝中的應(yīng)用受到了限制了限制; 鍍鈀銅線在銅線表面形成一層純鈀，能夠有效提高銅線的鍍鈀銅線在銅線表面形成一層純鈀，能夠有效提高銅線的耐腐蝕性能及高溫高濕環(huán)境下器件的可靠性耐腐蝕性能及高溫高濕環(huán)境下器件的可靠性;目前鍍鈀鍵合銅線采目前鍍鈀鍵合銅線采用電鍍工藝在較粗用電鍍工藝在較粗 (直徑直徑0.15mm) 線材上電鍍較厚的金屬鈀，然線材上電鍍較厚的金屬鈀，然后采用拉制工藝制備出所需規(guī)格鍍鈀鍵合銅線，而該工藝存在對環(huán)后采用拉制工藝制備出所需規(guī)格鍍鈀鍵合銅線，而該工藝存在對環(huán)境污染嚴(yán)重、進(jìn)一步拉

25、制過程中鈀層脫落、鈀層厚度不均勻等問題，境污染嚴(yán)重、進(jìn)一步拉制過程中鈀層脫落、鈀層厚度不均勻等問題，此外，拉制過程由于銅和鈀的塑性形變性能不同，很難拉制微細(xì)此外，拉制過程由于銅和鈀的塑性形變性能不同，很難拉制微細(xì)( 直徑直徑0.016mm) 鍍鈀鍵合銅線鍍鈀鍵合銅線;鍵合銅線無鹵直接鍍鈀工藝采用鍵合銅線無鹵直接鍍鈀工藝采用在成品鍵合銅線直接涂鍍納米鈀有機(jī)溶液，通過熱處理工藝將納米在成品鍵合銅線直接涂鍍納米鈀有機(jī)溶液，通過熱處理工藝將納米鈀沉積在線材表面，避免了電鍍工藝對環(huán)境的污染、拉制過程中斷鈀沉積在線材表面，避免了電鍍工藝對環(huán)境的污染、拉制過程中斷線及鈀層脫落等問題線及鈀層脫落等問題;45由

26、于電鍍流水線較長，成品細(xì)銅線無法直接電鍍，只有在較粗線由于電鍍流水線較長，成品細(xì)銅線無法直接電鍍，只有在較粗線徑徑 0.2mm左右電鍍，然后進(jìn)行后道處理并拉制，工藝較為復(fù)雜，左右電鍍，然后進(jìn)行后道處理并拉制，工藝較為復(fù)雜，且存在嚴(yán)重污染且存在嚴(yán)重污染46無鹵直接鍍鈀工藝流程簡單，消除了電鍍對環(huán)境的污染，避免了預(yù)處無鹵直接鍍鈀工藝流程簡單，消除了電鍍對環(huán)境的污染，避免了預(yù)處理、表面清洗、中間熱處理等工藝過程，減少了對線材表面的損傷理、表面清洗、中間熱處理等工藝過程，減少了對線材表面的損傷47臺積電就臺積電就WLCSP發(fā)表演講，發(fā)表演講，封裝技術(shù)水平提高封裝技術(shù)水平提高半導(dǎo)體封裝技術(shù)相關(guān)國際學(xué)會半

27、導(dǎo)體封裝技術(shù)相關(guān)國際學(xué)會“2015 Electronic Components and Technology Conference（ECTC）”（2015年年5月月2629日，美國圣地亞哥）于美國時(shí)日，美國圣地亞哥）于美國時(shí)間間2015年年5月月26日開幕。日開幕。 全球最大的硅代工企業(yè)全球最大的硅代工企業(yè)臺灣臺積電（臺灣臺積電（TSMC）在上屆的）在上屆的“ECTC 2014”上只做了一場演講，而本屆做了四場演講。其中兩場是關(guān)于三維積層的，其余上只做了一場演講，而本屆做了四場演講。其中兩場是關(guān)于三維積層的，其余兩場是關(guān)于晶圓級兩場是關(guān)于晶圓級CSP（wafer-level chip scal

28、e package：WLCSP）的。）的。題為題為“A flexible interconnect technology demonstrated on a Wafer-level Chip Scale Package”的演講（演講序號的演講（演講序號20-2），是關(guān)于旨在提高），是關(guān)于旨在提高200mm2大面積芯片的大面積芯片的WLCSP封裝可靠性的內(nèi)容。臺積電不僅從事半導(dǎo)體前工序，還封裝可靠性的內(nèi)容。臺積電不僅從事半導(dǎo)體前工序，還在向晶圓級封裝領(lǐng)域擴(kuò)大業(yè)務(wù)，其技術(shù)水平備受關(guān)注。在向晶圓級封裝領(lǐng)域擴(kuò)大業(yè)務(wù)，其技術(shù)水平備受關(guān)注。 不用底部填充樹脂也不用底部填充樹脂也可以確保封裝可靠性可以確保封

29、裝可靠性 一般而言，一般而言，WLCSP的芯片面積越大，封裝基板與硅之間的熱膨脹差所導(dǎo)致的的芯片面積越大，封裝基板與硅之間的熱膨脹差所導(dǎo)致的應(yīng)力就越大。因此，基板與應(yīng)力就越大。因此，基板與WLCSP的接合處的接合處焊球上會產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致封焊球上會產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致封裝可靠性降低。為改善這一點(diǎn)，原來采取的方法是在基板封裝后在基板與芯片裝可靠性降低。為改善這一點(diǎn)，原來采取的方法是在基板封裝后在基板與芯片之間注入底部填充樹脂來加固的。之間注入底部填充樹脂來加固的。 48 與之不同的是，此次的目標(biāo)是，即便是大芯片也不用注入底部填充樹脂便可以與之不同的是，此次的目標(biāo)是，即便是大芯片也不用注入底部填充樹脂便可

30、以確保封裝可靠性。在硅芯片上呈陣列狀排列焊盤（確保封裝可靠性。在硅芯片上呈陣列狀排列焊盤（Pad)，以銅線鍵合形成，以銅線鍵合形成N字字形引線端子。將線頭作為連接端子，在以錫膏印刷方式預(yù)涂了焊盤形引線端子。將線頭作為連接端子，在以錫膏印刷方式預(yù)涂了焊盤(land)的印的印刷基板上作倒裝芯片接合。刷基板上作倒裝芯片接合。 臺積電對這種樣品實(shí)施了跌落試驗(yàn)和溫度循環(huán)試驗(yàn)，評估了封裝可靠性。結(jié)臺積電對這種樣品實(shí)施了跌落試驗(yàn)和溫度循環(huán)試驗(yàn)，評估了封裝可靠性。結(jié)果表明，兩項(xiàng)試驗(yàn)可靠性都得到改善，據(jù)稱由此得出即使大面積芯片，也可以果表明，兩項(xiàng)試驗(yàn)可靠性都得到改善，據(jù)稱由此得出即使大面積芯片，也可以不用底部填充樹脂就能實(shí)現(xiàn)出色的封裝可靠性。不用底部填充樹脂就能實(shí)現(xiàn)出色的封裝可靠性。 驗(yàn)證使用的樣品是在驗(yàn)證使用的樣品是在200mm2的正方形硅芯片上，呈陣列狀排列了的正方形硅芯片上，呈陣列狀排列了1000多個(gè)多個(gè)400m間隔的圓形焊盤，并作銅線鍵合的。在間隔的圓形焊盤，并作銅線鍵合的。在N字形引線形成技術(shù)上，引線鍵字形引線形成技術(shù)上，引線鍵合廠商日本合廠商日本KAI