本文研究了小外形晶体管（Small Outline Transistor,SOT）封装中0.8mil（20μm）细直径铜丝球键合工艺及可靠性。　　首先对铜丝球焊FAB成形工艺参数进行了优化。对各参数下的烧球质量分析表明，烧球时间和烧球电流是影响铜球尺寸的主要因素。随着烧球参数的增加，铜球直径也相应增加。保护气体流速对FAB尺寸的影响不明显，但直接影响到铜球防氧化效果以及成形的质量，保护气体流速达到一定值之后才能形成表面光滑无氧化的铜球。　　对键合过程中的主要工艺参数进行了优化，确定了0.8mil铜丝的理想工艺规范。结合工艺参数优化结果，讨论了各工艺参数对键合质量的影响规律。研究发现，键合阶段的参数对铜球焊点键合强度的影响比接触阶段参数更为明显，其中超声功率的影响最突出。在剪切试验中铜球焊点的失效模主要为：芯片铝焊盘残留、铜球残留、铜球内部断裂以及硅芯片损伤。　　对键合前后的铜球的结晶状态进行了研究，结果发现铜球主要由几个大尺寸柱状晶粒组成。同一晶粒内存在两个不同的区域，分析认为铜球晶粒生长过程分为两个阶段：初期以平面方式生长以及后期以胞状晶的形式进行。凝固初期由于固液界面前方的液相成分过冷较小，晶体以平面推进方式生长，随着固相金属增加，散热加快以及周围液相中溶质的富集，液相成分过冷增加，由扰动产生的凸起得以进一步长大，从而以胞状晶的形式进行长大。铜球底部较多的胞状晶结构有利于键合过程中变形亚晶的形成，促进键合界面有效结合。　　为了研究用环氧树脂材料塑封后铜丝球键合点的可靠性，本文分别采用了高低温冲击试验、电耐久性试验以及高温存储试验方法。研究结果表明铜丝球键合焊点具有良好的抗高低温冲击能力以及电耐久可靠性能。　　在高温存储环境下，铜球键合点的演化随存储温度以及时间的不同呈显不同的反应形式。在200℃以下以及250℃短时间存储时，主要发生的是铜球与铝焊盘间的扩散反应，其中在150℃和175℃下存储时金属间化合物（Inter-metallic Compounds,IMCs）生长缓慢，200℃时则明显加快，9天后IMC较厚处约1μm，并在界面处出现了裂纹，且随时间增加而扩展。250℃存储9小时后IMCs达1μm，并形成了明显的Kirkendall空洞，裂纹在此形成并扩展。　　250℃存储9小时后铜与塑封料中的元素（Sb）发生反应，在铜球和铜丝表层以及附近的塑封料中生成Cu3Sb、Cu2Sb等多种IMC，内部发生扩散并反应，金属整体性被破坏。通过复杂的相互作用，引线框架上的镀银层利用塑封料中的微通道扩散、迁移和反应，存储时间超过4天后银层迁移至铜球部位并聚集。300℃存储时铜丝与铜球的演化过程与250℃相似，但反应更剧烈，9小时后在铜丝部位存在大量的银。