Wire bonding，just so so_【PCB电路设计与GenesisCAM大师】

Wirebonding介绍键合线是半导体封装内部的芯片与基板或芯片之间的连接。确保芯片与封装外部电气连接...

Wire bonding 介绍

键合线是半导体封装内部的芯片与基板或芯片之间的连接。确保芯片与封装外部电气连接、输入/输出畅通，是封装流程中重要的一步。引线键合在诸多封装连接方式占据主导地位，其应用比例几乎达到九成，这是因为它具备工艺实现简单，成本低廉等优点，随着半导体封装技术的发展，引线键合在未来一段时间内仍将是封装连接中的主流方式。

键合方式目前主要有三种

1，热压键合：引线温度高于250℃、在热压头的压力作用下发生形变，产生塑性形变，是的金属丝与焊盘接触面的原子间达到原子的引力范围，从而达到键合的目的。常用于金丝的键合，一端是球形，一端是楔形。

2，超声波键合：利用超声波（60~120Hz）发生器使劈刀发生水平弹性震动，以破坏接触面上的氧化层且产生热量，从而使两个原本为固态的金属牢固键合，该过程不需要外界加热，也不需要电流、焊剂、对被焊物件的物理化学特性无影响。常用语Al丝的键合。键合点两端都是楔形。

3，热压超声波键合：此工艺为热压焊与超生焊的结合，加热温度为150℃，加热可以促进金属间原始交界面的原子相互扩散即增强分子间的作用力，激活材料的能级。键合温度低，键合强度高等有点是的热压超声波键合成为键合方式的主流。一般用于Au丝和Cu丝的键合

线丝的种类

1，金线：适合焊球与压焊，高导流能力，高导热能力，线径多样化（17um，20um，25um，38um），价格高

2，铝线：压合方式焊接，载流能力弱，热传导差，不适合细间距芯片焊盘的键合，键合时不需要芯片背部加热。

3，铜线：价格低廉，载流能力强（高于金线），导热能力强（高于金线），高强度，可以适合细小间距键合，容易被氧化，工艺不稳定，强度大，键合时需要更大的压接，容易导致芯片损坏。

键合步骤

1，产生焊球：在电火花作用下将金线烧结成金球。

2，焊球：将金球往芯片的焊盘压合，使焊球焊接在芯片焊盘上，在压合过程中伴有超声波振动及芯片底部加热的作用。

3，形成线弧形状：线型形状的形成起始于焊球，终止于线型最高点。到达最高点之后，劈刀开始下降，此时金线被夹子固定直至落在基板焊盘上并粘接。在这个过程中确定了线弧的长度、高度、形状。

4，焊接第二点：开始于劈刀最高点，止于绑线焊盘，劈刀上方的夹子夹紧金线，劈刀下压，伴随超声波振动，焊盘底部加热。

5，拉断金线。劈刀将会上升抬起将金线拉断，在焊盘上留有鱼尾。

Wire bonding工艺适合的封装

1， QFN：在封装内部，芯片粘贴在中间的大焊盘上，引荐键合至四周的引脚上。

2，功率器件：芯片直接粘接在基材上，此类基材多数采用陶瓷

3， BGA：单芯片的键合BGA封装，芯片为四侧引线键合

4，多芯片叠层键合：在两层芯片之间都有键合线键出

5，射频模块：射频模块内部的键合

6，芯片内侧键合：键合线分布在芯片的中心部位。

未来的键合技术

1，键合间距进一步减小。

2，高可靠的Cu键合

3，快速的键合周期和低温键合技术以适应BGA的严格要求。

4，高精度的摄像和位置反馈系统和伺服系统。

5，多旋转头的键合设备

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