銅製程挑戰不比金線少建立客戶信賴為首要工作2010/07/19-李洵穎
在黃金價格節節高升下，銅打線製程成為近年來半導體產業備受關注的議題。與金線相較，採用銅線可望節省10~15%，但銅線因較硬、易氧化等物理化學特性，其所面臨的挑戰不比金線少，封測業者必須以更為嚴謹的流程進行控管，累積更長期的資料庫，建立客戶對銅線信賴度和可靠度的信心，才能營造大量生產的契機。
黃金價格驚驚漲，銅儘管漲跌不一，但2010年以來跌勢均多。以6月底、7月初的黃金價格而言，每盎司達1,240美元，而同期間的銅價換算後每盎司0.1875美元，兩者達天壤之別。
日月光技術推廣處長曾安實表示，以31毫米X31毫米、腳數624支和BGA封裝型態的晶片而言，在大小、封裝方式和腳數相同的條件下，打銅線和打金線後的晶片成品價格相差達17.4%。整體而言，他估計採用銅線的成本應該可以比金線減少10~15%，視線徑、線數和訂單量多寡而有不同。
黃金高漲確實帶給IC設計、IDM廠和封裝業者莫大的成本壓力，因而激勵半導體業者轉換到銅打線製程的意願高漲。其應用範圍從過去只有分離式元件和高功率元件，擴大至消費性產品如數位相機、LCD TV、滑鼠等，PC領域和通訊領域皆有產品線採用銅打線製程，例如基頻IC、WiFi系統單晶片(SoC)等皆在第1季開始改變製程。
為因應上述趨勢，日月光積極擴充銅打線機台，預計第3季增加700~800台，屆時累計機台數將突破3,000台。依照目前內部的初步計畫，日月光計劃第4季會放緩新增機台的腳步，增加300~400台。日月光仍為銅打線機台規模最大的封測廠。
曾安實說，銅打線製程的挑戰並不輸金線。銅線和金線最大的差異在於銅易氧化，由於打線過程中，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。銅線在共晶結合上，與金線不同，金線會有擴散現象，但銅線的金屬間共金化合物(IMC)生成較慢，只有表面結合。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，且銲線參數也相對變大，因此必須考量PAD厚度及球的尺寸，否則容易將PAD壓出範圍，或是邊緣未殘留鋁層的狀況。
目前客戶採用銅打線製程意願確實增加，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，銅打線業者必須要一再確認線路設計以及打線方式，並確認打線位置和參數。在以上因子都確認之後，才能拿實際的晶粒進行打線。這些流程比金線管控還要更為嚴謹。此外，未來需要累積更多資料庫，來確保信賴度，以提升大量生產的機會。