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銅制程挑戰(zhàn)不比金線少　建立客戶信賴為首要工作

時(shí)間：2010-07-19 08:08:00

關(guān)鍵字：封裝 PAD 數(shù)據(jù)庫芯片

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[導(dǎo)讀]在黃金價(jià)格節(jié)節(jié)高升下，銅打線制程成為近年來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注的議題。與金線相較，采用銅線可望節(jié)省10~15%，但銅線因較硬、易氧化等物理化學(xué)特性，其所面臨的挑戰(zhàn)不比金線少，封測業(yè)者必須以更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧鞒踢M(jìn)行控

在黃金價(jià)格節(jié)節(jié)高升下，銅打線制程成為近年來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注的議題。與金線相較，采用銅線可望節(jié)省10~15%，但銅線因較硬、易氧化等物理化學(xué)特性，其所面臨的挑戰(zhàn)不比金線少，封測業(yè)者必須以更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧鞒踢M(jìn)行控管，累積更長期的數(shù)據(jù)庫，建立客戶對銅線信賴度和可靠度的信心，才能營造大量生產(chǎn)的契機(jī)。
黃金價(jià)格驚驚漲，銅盡管漲跌不一，但2010年以來跌勢均多。以6月底、7月初的黃金價(jià)格而言，每盎司達(dá)1,240美元，而同期間的銅價(jià)換算后每盎司0.1875美元，兩者達(dá)天壤之別。
日月光技術(shù)推廣處長曾安實(shí)表示，以31毫米X31毫米、腳數(shù)624支和BGA封裝型態(tài)的芯片而言，在大小、封裝方式和腳數(shù)相同的條件下，打銅線和打金線后的芯片成品價(jià)格相差達(dá)17.4%。整體而言，他估計(jì)采用銅線的成本應(yīng)該可以比金線減少10~15%，視線徑、線數(shù)和訂單量多寡而有不同。
黃金高漲確實(shí)帶給IC設(shè)計(jì)、IDM廠和封裝業(yè)者莫大的成本壓力，因而激勵(lì)半導(dǎo)體業(yè)者轉(zhuǎn)換到銅打線制程的意愿高漲。其應(yīng)用范圍從過去只有分離式組件和高功率組件，擴(kuò)大至消費(fèi)性產(chǎn)品如數(shù)字相機(jī)、LCD TV、鼠標(biāo)等，PC領(lǐng)域和通訊領(lǐng)域皆有產(chǎn)品線采用銅打線制程，例如基頻IC、WiFi系統(tǒng)? 瘣馱?SoC)等皆在第1季開始改變制程。
為因應(yīng)? z趨勢，日月光積極擴(kuò)充銅打線機(jī)臺，預(yù)計(jì)第3季增加700~800臺，屆時(shí)累計(jì)機(jī)臺數(shù)將突破3,000臺。依照目前內(nèi)部的初步計(jì)劃，日月光計(jì)劃第4季會放緩新增機(jī)臺的腳步，增加300~400臺。日月光仍為銅打線機(jī)臺規(guī)模最大的封測廠。
曾安實(shí)說，銅打線制程的挑戰(zhàn)并不輸金線。銅線和金線最大的差異在于銅易氧化，由于打線過程中，因放電及熱板加熱，會形成氧化銅，已氧化的FAB(Free Air Ball)球形較不圓，容易造成打不黏。銅線在共晶結(jié)合上，與金線不同，金線會有擴(kuò)散現(xiàn)象，但銅線的金屬間共金化合物(IMC)生成較慢，只有表面結(jié)合。銅比金的硬度高，如果打線力量或角度不對，則銅線路徑控制就會失準(zhǔn)，且焊線參數(shù)也相對變大，因此必須考慮PAD厚度及球的尺寸，否則容易將PAD壓出范圍，或是邊緣未殘留鋁層的狀況。
目前客戶采用銅打線制程意愿確實(shí)增加，但仍有其他客戶對銅打線的信賴度存有疑慮。為了降低客戶的疑慮，銅打線業(yè)者必須要一再確認(rèn)線路設(shè)計(jì)以及打線方式，并確認(rèn)打線位置和參數(shù)。在以上因子都確認(rèn)之后，才能拿實(shí)際的晶粒進(jìn)行打線。這些流程比金線管控還要更為嚴(yán)謹(jǐn)。此外，未來需要累積更多數(shù)據(jù)庫，來確保信賴度，以提升? q生產(chǎn)的機(jī)會。

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