IC封装你了解多少？2

1WIREBONDING**

引线键合是一种芯片到封装的互连技术，其中在芯片上的每个 I/O 焊盘与其相关的封装引脚之间连接一根细金属线。细线（通常为 25 μm 厚的 Au 线）键合在 IC 焊盘和引线框或封装和基板焊盘之间。引线键合是电子封装中最重要和最关键的制造工艺之一。引线键合的优点是：

• 高灵活性，因为它是一个点对点的过程
• 低缺陷率或高良率互连处理
• 高可靠性互连结构
• 支持该技术的大型工业基础设施
• 设备、工具和材料技术的快速进步

引线键合互连的缺点包括：

• 由于每个焊线的点对点处理，互连速率较慢
• 芯片到封装的互连长度长，降低电气性能
• 芯片到封装互连所需的占用空间更大

芯片焊盘是铝（或者是铜）。封装焊盘接口可以由金属化引线框架（通常是铜基合金）、金属化芯片载体-有机层压板、聚合物薄膜或陶瓷或金属化印刷电路板组成。对于芯片载体，使用铜作为导体，先镀镍，然后镀金。

大批量生产中使用两种主要类型的引线键合：

i) 球键合（>95% 形成的所有引线键合）

ii) 楔形粘合

2球键合和楔形键合

球键合

最常见的引线键合技术（>95% 形成的所有引线键合），使用热超声焊接。主要优点：毛细管形键合工具是圆形的，因此可以以圆形实现键合头实现简单高速 x-y 运动。热超声球键合的基本步骤是：

0. 在启动键合顺序之前，使用高精度视觉系统将芯片和引线框图案放置好。

1）在可控的毛细管键合力、中等温度，给导线和毛细管以超声波激发（60-120 kHz），与IC的键合焊盘形成球键合。

2）导线从毛细管中引出，形成导线环。现在在导线和封装引线框架或芯片载体之间形成新月形接合。

3） 再次放出导线，尾部断裂，电子火焰熄灭 (EFO) 点火以形成用于下一次键合的焊球。

楔形键合

大多数WB是在室温下用铝线完成的。然而，与传统的引线键合（使用金线并且在键合过程中必须施加热量）不同，在 WB 中，引线是在进行超声波键合的扁平或凹槽楔形工具下进行的，并且在形成第一个键之前，从第一个键到第二个键的线必须定向成直线。

它的优点：

最细的间距（以及更低的键合高度）的键合能力，主要是因为键合可以通过使线变形仅超出原始直径 25-30% 来形成，而球键合则为 60-80%。

楔形键合工艺顺序包括：

1. 将焊接工具中的夹线移动到与IC键合焊盘接触，并通过超声波焊接形成芯片侧楔形键合。
2. 将线材从毛细管中放出，通过提升楔形物形成线环。
3. 将楔形物放置在封装键合位置上，并在导线和封装引线框架或芯片载体之间形成楔形键合。再次，施加超声波能量和受控的键合材料以形成楔离结合。

4）夹住导线后，楔块向前转动以使导线在楔离键的跟部断裂，并且键合循环在新的位置继续进行。