集成電路封裝技術(shù)1IntegratedCircuitPackagingTechnology芯片粘接1引線鍵合2引線鍵合工藝流程集成電路芯片互連是將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的I/O引線或基板上的金屬布線焊區(qū)相連接，只有實(shí)現(xiàn)芯片與封裝結(jié)構(gòu)的電路連接才能發(fā)揮已有功能。芯片互連常見(jiàn)的方法有引線鍵合(WireBonding,WB)、載帶自動(dòng)鍵合(TapeAutomatedBonding,TAB)、倒裝芯片鍵合(FlipChipBonding,FCB)三種。引線鍵合在諸多封裝連接方式中占據(jù)主導(dǎo)地位，其應(yīng)用比例幾乎達(dá)到90%，這是因?yàn)樗邆涔に噷?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。隨著半導(dǎo)體封裝技術(shù)的發(fā)展，引線鍵合在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍將是封裝連接中的主流方式。引線鍵合芯片封裝結(jié)構(gòu)示意圖引線鍵合芯片封裝實(shí)物示例圖引線鍵合是把芯片和外電路之間，用微細(xì)的金屬絲將芯片上的金屬壓焊點(diǎn)和封裝外殼的引線框架上對(duì)應(yīng)引腳上的壓焊點(diǎn)相連，實(shí)現(xiàn)芯片與封裝體之間的信號(hào)傳輸。地位：封裝工藝中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作用：實(shí)現(xiàn)芯片和外部引線框架的電性和物理連接。鍵合線采用什么材料？鍵合線！常用的引線鍵合材料有金線、鋁線、銀線及近年來(lái)發(fā)展的銅線。金線：采用的是99.99%的高純度金，使用最廣泛，傳導(dǎo)效率最好，具有很好的抗拉強(qiáng)度和延展率，但是價(jià)格也最貴。鋁線：多用在功率型組件的封裝。銀線：特殊組件所使用，目前為止還沒(méi)有純銀線，多以合金為主。銅線：價(jià)格較低、資源充足，載流和導(dǎo)熱能力強(qiáng)，但其產(chǎn)品的良率較低。金線金線引線在溫度高于250℃、熱壓頭的壓力作用下發(fā)生形變，產(chǎn)生塑性變形，此時(shí)金屬交界面處接近原子力的范圍，金屬間的原子產(chǎn)生相互擴(kuò)散，形成牢固的焊接。

熱壓鍵合超聲鍵合熱超聲鍵合引線鍵合工藝方式在壓頭壓力作用下，在金屬與被焊件之間產(chǎn)生超聲頻率的彈性振動(dòng)，以破壞接觸面上的氧化層且產(chǎn)生熱量，從而使兩個(gè)原本為固態(tài)的金屬牢固鍵合。該過(guò)程既不需要外界加熱，也不需要電流、焊劑，對(duì)被焊件的物理化學(xué)特性無(wú)影響。鍵合工藝為熱壓焊與超聲焊的結(jié)合。在超聲波鍵合的同時(shí)對(duì)加熱板和劈刀加熱，加熱的溫度約為150℃。加熱可以促進(jìn)金屬間原始交界面的原子相互擴(kuò)散及增強(qiáng)分子間的作用力。鍵合加熱溫度低、鍵合強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)使得熱壓超聲波鍵合成為鍵合方式的主力軍。金絲球形鍵合圖1標(biāo)準(zhǔn)線弧圖3J型線弧圖2FLAT線弧設(shè)備：引線鍵合機(jī)原理：引線鍵合機(jī)是一種集精密機(jī)械、自動(dòng)控制、圖像識(shí)別、光學(xué)、超聲波熱壓焊接等技術(shù)于一體的現(xiàn)代化高技術(shù)生產(chǎn)設(shè)備。通過(guò)攝像將芯片電路圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)，計(jì)算機(jī)完成電極位置識(shí)別，并控制鍵合機(jī)完成鍵合動(dòng)作。引線鍵合機(jī)收料區(qū)上料區(qū)顯示區(qū)鍵合區(qū)來(lái)料整理裝料設(shè)置參數(shù)鍵合收料質(zhì)量檢查鍵合圖鍵合過(guò)程球形鍵合過(guò)程包括產(chǎn)生焊球、形成線弧形狀、落下線型點(diǎn)產(chǎn)生魚(yú)尾。（1）產(chǎn)生焊球在電火花作用下將金線燒結(jié)成金球。（2）焊球?qū)⒔鹎蛲酒暮副P(pán)壓合，使焊球焊接在芯片焊盤(pán)上，在壓合過(guò)程中伴有超聲波振動(dòng)及芯片底部加熱的作用。鍵合過(guò)程（3）形成線弧形狀線型形狀的形成起始于焊球，終止于線型最高點(diǎn)。到達(dá)最高點(diǎn)之后，劈刀開(kāi)始下降，此時(shí)金線被夾子固定直至落在基板焊盤(pán)上并粘接。（4）第二點(diǎn)落下：第二點(diǎn)落下區(qū)域開(kāi)始于劈刀最高點(diǎn)，止于綁線焊盤(pán)，落下軌跡嚴(yán)格按照設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行。鍵合過(guò)程（5）焊接第二點(diǎn)劈刀落至第二點(diǎn)焊盤(pán)，劈刀上方的夾子夾緊金線，劈刀下壓，伴隨超聲波振動(dòng)，焊盤(pán)底部加熱。（6）拉斷金線完成金線與焊盤(pán)的粘接后，劈刀將會(huì)上升抬起將金線拉斷，在焊盤(pán)上留有魚(yú)尾。鍵合過(guò)程燒球：金線熔成液態(tài)，由于表面張力的作用而形成球狀。植球：劈刀下降到芯片焊點(diǎn)表面,球和焊盤(pán)金屬形成第一焊點(diǎn)。拉線、走線：劈刀