半導(dǎo)體引線鍵合工藝的兩種基本方法

引線鍵合工藝一般采用自動(dòng)化專用設(shè)備進(jìn)行。鍵合工藝參數(shù)可精確控制，具有線材力學(xué)性能重復(fù)性高、鍵合速度快（兩焊一線循環(huán)過(guò)程可達(dá)100ms以內(nèi)）等特點(diǎn)。引線鍵合工藝中的每根互連線都可以獨(dú)立鍵合。這是一個(gè)單點(diǎn)的、單元化的過(guò)程。使用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行鍵合時(shí)，不同的器件可以通過(guò)編程調(diào)整在同一臺(tái)設(shè)備上完成。鍵合工藝，靈活性高。目前，各種打線輔助工具和配套材料的制造技術(shù)已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)形成了比較完整的技術(shù)體系，在生產(chǎn)成本上具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

引線鍵合的基本方法

引線鍵合有球形鍵合、楔形鍵合兩種基本方式。

球形鍵合

球焊法的工藝步驟是：先在引線端形成焊球并完成焊球連接，然后進(jìn)行布線，再在另一端完成楔形連接。一般球徑為導(dǎo)線直徑的2～3倍，細(xì)引線的間距為導(dǎo)線直徑的1.5倍，大引線的間距為導(dǎo)線直徑的3～4倍。焊頭尺寸一般不大于焊盤尺寸的3/4，約為導(dǎo)線直徑的2.5～5倍。導(dǎo)線的弧高一般在150um左右，弧長(zhǎng)一般小于導(dǎo)線直徑的100倍。

球形鍵合時(shí)，將引線垂直插入鍵合設(shè)備的毛細(xì)管鉚釘工具中，引線在電火花作用下被加熱成液態(tài)，由于表面張力的作用形成球形;在光學(xué)定位和精確控制下，鉚釘下落，使球體接觸晶圓的鍵合區(qū)，對(duì)球體加壓，使球體與焊盤金屬形成冶金結(jié)合，完成焊接過(guò)程；然后提升切碎機(jī)并沿預(yù)定軌道移動(dòng)，稱為弧形布線，到達(dá)第二個(gè)接合點(diǎn)（焊盤）；利用壓力和超聲波能量形成月牙形焊點(diǎn)，斬波器垂直運(yùn)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)。

楔形鍵合

楔形鍵合的工藝步驟是：先在引線的一端完成楔接，然后進(jìn)行布線，再在另一端完成楔接。

楔形鍵合法具有鍵合速度快、間距小、可靠的特點(diǎn)，鍵合點(diǎn)比絲線大2~3mm，能形成牢固的鍵合。但采用楔形鍵合方式時(shí)，焊盤長(zhǎng)軸必須在走線方向，間距要適合鍵合間距要求，焊盤尺寸要支持長(zhǎng)鍵合點(diǎn)和尾線。

楔形鍵合的穿線是通過(guò)楔形鉚釘背面的小孔實(shí)現(xiàn)的，使導(dǎo)線與芯片鍵合區(qū)的平面形成30°至60°的夾角。當(dāng)楔形鉚釘下降到焊盤鍵合區(qū)時(shí)，用黑客刀將金屬絲壓在表面，通過(guò)超聲波或熱超聲焊接完成鍵合。