IC封裝你了解多少？2

1WIREBONDING**

引線鍵合是一種芯片到封裝的互連技術(shù)，其中在芯片上的每個(gè) I/O 焊盤與其相關(guān)的封裝引腳之間連接一根細(xì)金屬線。細(xì)線（通常為 25 μm 厚的 Au 線）鍵合在 IC 焊盤和引線框或封裝和基板焊盤之間。引線鍵合是電子封裝中最重要和最關(guān)鍵的制造工藝之一。引線鍵合的優(yōu)點(diǎn)是：

• 高靈活性，因?yàn)樗且粋€(gè)點(diǎn)對點(diǎn)的過程
• 低缺陷率或高良率互連處理
• 高可靠性互連結(jié)構(gòu)
• 支持該技術(shù)的大型工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施
• 設(shè)備、工具和材料技術(shù)的快速進(jìn)步

引線鍵合互連的缺點(diǎn)包括：

• 由于每個(gè)焊線的點(diǎn)對點(diǎn)處理，互連速率較慢
• 芯片到封裝的互連長度長，降低電氣性能
• 芯片到封裝互連所需的占用空間更大

芯片焊盤是鋁（或者是銅）。封裝焊盤接口可以由金屬化引線框架（通常是銅基合金）、金屬化芯片載體-有機(jī)層壓板、聚合物薄膜或陶瓷或金屬化印刷電路板組成。對于芯片載體，使用銅作為導(dǎo)體，先鍍鎳，然后鍍金。

大批量生產(chǎn)中使用兩種主要類型的引線鍵合：

i) 球鍵合（>95% 形成的所有引線鍵合）

ii) 楔形粘合

2球鍵合和楔形鍵合

球鍵合

最常見的引線鍵合技術(shù)（>95% 形成的所有引線鍵合），使用熱超聲焊接。主要優(yōu)點(diǎn)：毛細(xì)管形鍵合工具是圓形的，因此可以以圓形實(shí)現(xiàn)鍵合頭實(shí)現(xiàn)簡單高速 x-y 運(yùn)動(dòng)。熱超聲球鍵合的基本步驟是：

0. 在啟動(dòng)鍵合順序之前，使用高精度視覺系統(tǒng)將芯片和引線框圖案放置好。

1）在可控的毛細(xì)管鍵合力、中等溫度，給導(dǎo)線和毛細(xì)管以超聲波激發(fā)（60-120 kHz），與IC的鍵合焊盤形成球鍵合。

2）導(dǎo)線從毛細(xì)管中引出，形成導(dǎo)線環(huán)。現(xiàn)在在導(dǎo)線和封裝引線框架或芯片載體之間形成新月形接合。

3） 再次放出導(dǎo)線，尾部斷裂，電子火焰熄滅 (EFO) 點(diǎn)火以形成用于下一次鍵合的焊球。

楔形鍵合

大多數(shù)WB是在室溫下用鋁線完成的。然而，與傳統(tǒng)的引線鍵合（使用金線并且在鍵合過程中必須施加熱量）不同，在 WB 中，引線是在進(jìn)行超聲波鍵合的扁平或凹槽楔形工具下進(jìn)行的，并且在形成第一個(gè)鍵之前，從第一個(gè)鍵到第二個(gè)鍵的線必須定向成直線。

它的優(yōu)點(diǎn)：

最細(xì)的間距（以及更低的鍵合高度）的鍵合能力，主要是因?yàn)殒I合可以通過使線變形僅超出原始直徑 25-30% 來形成，而球鍵合則為 60-80%。

楔形鍵合工藝順序包括：

1. 將焊接工具中的夾線移動(dòng)到與IC鍵合焊盤接觸，并通過超聲波焊接形成芯片側(cè)楔形鍵合。
2. 將線材從毛細(xì)管中放出，通過提升楔形物形成線環(huán)。
3. 將楔形物放置在封裝鍵合位置上，并在導(dǎo)線和封裝引線框架或芯片載體之間形成楔形鍵合。再次，施加超聲波能量和受控的鍵合材料以形成楔離結(jié)合。

4）夾住導(dǎo)線后，楔塊向前轉(zhuǎn)動(dòng)以使導(dǎo)線在楔離鍵的跟部斷裂，并且鍵合循環(huán)在新的位置繼續(xù)進(jìn)行。