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超聲波壓焊(Wire Bonding)技術(shù)介紹

星之球激光 來(lái)源:東商網(wǎng)2012-08-27 我要評(píng)論(0 )   

超聲波壓焊(Wire Bonding)是一種初級(jí)內(nèi)部互連方法,用作連到實(shí)際的裸片表面或器件邏輯電路的最初一級(jí)的內(nèi)部互連方式,這種連接方式把邏輯信號(hào)或芯片的電訊號(hào)與外界連起...

       超聲波壓焊(Wire Bonding)是一種初級(jí)內(nèi)部互連方法,用作連到實(shí)際的裸片表面或器件邏輯電路的最初一級(jí)的內(nèi)部互連方式,這種連接方式把邏輯信號(hào)或芯片的電訊號(hào)與外界連起來(lái)。其它的初級(jí)互連方式包括倒裝芯片和卷帶自動(dòng)焊接(TAB) ,但是超聲波壓焊在這些連接方法中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),所有互連方式中有90%以上都是用這種方法。在這個(gè)數(shù)字中又有約90%采用金線超聲波壓焊,其余的則使用鋁及其它貴金屬或近似貴金屬的材料。

       超聲波壓焊用于芯片到基板、基板到基板或者基板到封裝的連接,它有兩種形式: 球焊和楔焊。 金絲球焊是最常用的方法,在這種制程中,一個(gè)熔化的金球黏在一段在線,壓下后作為第一個(gè)焊點(diǎn),然后從第一個(gè)焊點(diǎn)抽出彎曲的線再以新月形狀將線(第二個(gè)楔形焊點(diǎn))連上,然后又形成另一個(gè)新球用于下一個(gè)的第一個(gè)球焊點(diǎn)。金絲球焊被歸為熱聲制程,也就是說(shuō)焊點(diǎn)是在熱(一般為150)、超聲波、壓力以及時(shí)間的綜合作用下形成的?!?/p>

        第二種壓焊方法是楔形制程,這種制程主要使用鋁線,但也可用金線,通常都在室溫下進(jìn)行。楔焊將兩個(gè)楔形焊點(diǎn)壓下形成連接,在這種制程中沒(méi)有球形成。鋁線焊接制程被歸為超聲波線焊,形成焊點(diǎn)只用到超聲波能、壓力以及時(shí)間等參數(shù)。

       不同制程類型的采用取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)合。比如金線壓焊用于大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合,因?yàn)檫@種制程速度較快。鋁線壓焊則用于封裝或PCB不能加熱的場(chǎng)合。另外,楔形壓焊制程比金線壓焊具有更精細(xì)的間距。目前,金線壓焊的間距極限為60μm;采用細(xì)鋁線楔形壓焊可以達(dá)到小于60μm的間距。

焊線式(wire bond)

        焊線接合首先將芯片固定在合適的基板或?qū)Ь€架(Lead Frame)上,再以細(xì)金屬線,將芯片上的電路與基板或?qū)Ь€架上的電路相連接如圖所示。

 

         連接的方法,通常利用熱壓、超音波、或兩者合用。在此技術(shù)中所用金屬線的直徑,通常在25到75μm之間。金屬線的材料以鋁及金為主,銅線也正被評(píng)估取代金線的可能性。芯片在基板與導(dǎo)線架上的固定 (Die Bond) ,主要是利用高分子黏著劑、軟焊焊料、及共晶的合金等。芯片固定材料的選擇,主要依據(jù)封裝的氣密性要求、散熱能力、及熱膨脹系數(shù)等條件來(lái)決定。金-硅、金-錫的共晶合金、與填銀的環(huán)氧樹(shù)脂黏著劑。因?yàn)楹妇€接合技術(shù)的簡(jiǎn)易性及應(yīng)用在新制程上的便捷性,再加上長(zhǎng)久以來(lái)所有配合的技術(shù)及機(jī)具都已開(kāi)發(fā)健全,近來(lái)在自動(dòng)化及焊線速度上更有長(zhǎng)足的進(jìn)步,所以在目前焊線接合仍是市場(chǎng)上主要的技術(shù)。

 

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