芯片Wire Bond全自動(dòng)化焊線機(jī)引線鍵合工藝有哪些？

芯片Wire Bond全自動(dòng)化焊線機(jī)引線鍵合工藝有哪些？

芯片焊線機(jī)引線鍵合是什么？

引線鍵合是封裝過程中的關(guān)鍵工序。鍵合的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)封裝器件的性能和可靠性。大約1/4到1/3的半導(dǎo)體器件故障是由芯片互連引起的。

因此，芯片互連對(duì)器件長(zhǎng)期使用的可靠性影響很大。引線鍵合技術(shù)也直接影響封裝的整體厚度，芯片通過引線鍵合互連。

引線鍵合的過程如下：首先將芯片固定在金屬引線框架上，然后通過引線鍵合工藝將細(xì)金屬線依次鍵合到芯片和引線框架上。引線鍵合工藝中使用的導(dǎo)線主要有金線、銅線和鋁線。引線鍵合的原理是利用加熱、加壓和超聲波破壞焊接表面的氧化層和污染，產(chǎn)生塑性變形，使鉛與待焊表面緊密接觸，達(dá)到原子間的吸引力范圍，使界面間的原子擴(kuò)散形成焊接點(diǎn)。

芯片焊線機(jī)常用的引線鍵合方法有熱壓鍵合、超聲波鍵合和熱聲鍵合三種。

(1)熱壓粘合。熱壓鍵合是利用壓力和加熱的方法，使金屬絲與焊接區(qū)接觸面的原子達(dá)到原子間吸引力范圍，從而達(dá)到鍵合的目的，常用于金線鍵合。

(2)超聲波粘合焊接。超聲波鍵合是利用超聲波（60~120kHz）發(fā)生器使鉚釘水平振動(dòng)并同時(shí)施加向下的壓力，使壓紋刀帶動(dòng)引線在下方焊接區(qū)域的金屬表面上快速摩擦。這兩股力量的作用。引線在能量的作用下發(fā)生塑性變形，與鍵合區(qū)緊密接觸完成焊接，常用于鋁線的鍵合。

(3) 熱聲粘合。熱聲鍵合主要用于金線和銅線的鍵合。它也使用超聲波能量，但與超聲波鍵合不同，鍵合時(shí)提供外部加熱源，鍵合線不需要磨損表面氧化層。外熱的目的是激活材料的能級(jí)，促進(jìn)兩種金屬的有效連接和金屬間化合物的擴(kuò)散和生長(zhǎng)。

芯片焊線機(jī)引線鍵合焊接工藝有哪些類型？

有兩種類型的引線鍵合工藝：球鍵合和楔形鍵合

(1)球焊工藝

球焊工藝的過程：將焊絲垂直插入毛細(xì)管鉚釘?shù)墓ぞ咧?，焊絲在電火花的作用下被加熱融化成液態(tài)，并因表面張力。液滴使焊球接觸晶圓的鍵合區(qū)域，對(duì)焊球加壓，在焊球和焊盤金屬之間形成冶金結(jié)合，完成焊接過程。當(dāng)有鍵合點(diǎn)（焊盤）時(shí)，利用壓力和超聲波能量形成新月形焊點(diǎn)，鉚釘垂直移動(dòng)切斷導(dǎo)線尾部，從而完成兩次焊接和一次電弧循環(huán)。

(2)楔形鍵合工藝

楔形鍵合工藝的過程：將導(dǎo)線插入楔形毛細(xì)管背面的一個(gè)小孔中，導(dǎo)線與晶圓鍵合區(qū)的平面成30°～60°的夾角。當(dāng)楔形筋下降到焊盤的鍵合區(qū)時(shí)，筋將導(dǎo)線壓在鍵合區(qū)表面，通過超聲波或熱超聲焊接實(shí)現(xiàn)第一點(diǎn)鍵合，然后筋提升并沿肋后部移動(dòng)，孔按預(yù)定軌跡相應(yīng)方向移動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)第二個(gè)鍵合點(diǎn)（焊盤）時(shí)，利用壓力和超聲波能量形成第二個(gè)鍵合點(diǎn)，鉚釘垂直移動(dòng)，切斷導(dǎo)線的尾部，從而完成兩個(gè)一焊一弧循環(huán)。