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淺談引線鍵合Wire Bonding工藝(二)

發布時間:2023-05-06   點擊次數:413次

典型引線的材質:金(Au)/鋁(Al)/銅(Cu)選用說明

金屬引線的材質是根據綜合考慮各種焊接參數(parameter),并組合成最妥當的方法來決定的。這里指的參數所涉及的事項繁多,包括半導體的產品類型、封裝種類、焊盤大小、金屬引線直徑、焊接方法,以及金屬引線的抗拉強度和伸長率等有關信賴度的指標。典型的金屬引線材質有金(Au)、鋁(Al)和銅(Cu)。其中,金絲多用于半導體的封裝。

金絲(Gold Wire)的導電性好,且化學性很穩定,耐腐蝕能力也很強。然而,早期多使用的鋁絲的最大缺點就是易腐蝕。而且金絲的硬度強,因此,在一次鍵合中可以很好地形成球狀,并能在二次鍵合中恰到好處地形成半圓形引線環(Loop,從一次鍵合到二次鍵合金絲形成的形狀)。

鋁絲(Aluminum Wire)比金絲直徑更大,間距(pitch)也更大。因此,即使使用高純度的金絲形成引線環也不會斷裂,但純鋁絲則很容易斷裂,所以會摻和一些硅或鎂等制成合金后使用。鋁絲主要用于高溫封裝(如 Hermetic)或超聲波法等無法使用金絲的地方。

銅絲(Copper Wire)雖價格便宜,但硬度太高。如果硬度過高,不容易形成球狀,且形成引線環時也有很多限制。而且,在球鍵合過程中要向芯片焊盤施加壓力,如果硬度過高,此時,焊盤底部的薄膜會出現裂紋。此外,還會出現牢固連接的焊盤層脫落的“剝落(Peeling)"現象。盡管如此,由于芯片的金屬布線都是由銅制成的,所以如今越來越傾向于使用銅絲。當然,為了克服銅絲的缺點,通常會摻和少量的其他材質形成合金后使用。

鍵合絲.jpg



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