封装之打线简介

1.Wire bond原理： 对金属丝和压焊点同时加热和超声波，接触面便产生塑性变形，并破坏了界面的氧化膜，使其活性化，通过接触面两金属之间的相互扩散，形成金属化合物而完成连接。

2.常用线材： 金线，Ag合金线，钯铜线，纯铜线。 基于0.8mil，20um各种线材特性比较如下： 金线的主要优点： 硬度低，应力小，不容易产生弹坑。 抗氧化性好，在高温高湿下环境下的长期可靠性好。 缺点：成本较高，金属迁移率高，相比其他线材易产生Kirkendall Void。

银合金线的主要优点: 硬度低，应力小，不容易产生弹坑，成本低。 缺点：相比其他线材断裂载荷偏小。

铜线的主要优点： 成本低，电阻率小，金属迁移速率低，高温不易产生Kirkendall Void。 缺点：硬度大，容易产生弹坑，高温高湿下易腐蚀。

铜线和钯铜线优缺点比较： 1）钯铜线具有更好的耐腐蚀性 2）钯铜线开封后可以存储7天，纯铜线只能存储3天。 3）钯铜焊接时在纯氮气环境下，纯铜线需要在氮氢混合气体中。

3.Wire Capillary （劈刀）：

Capillary主要的尺寸

• H：Hole Diameter
• T：Tip Diameter
• B：Chamfer Diameter (orCD)
• IC：Inside Chamfer
• IC ANGLE：Inside Chamfer Angle
• FA：Face Angle (Face角)
• OR：Outside Radiu

CD径过大，Bonding強度越弱，易造成虛焊。
Chamfer角：小→Ball Size：小 Chamfer角：大→Ball Size：大 OR（Outer Radius）及FA（Face Angle）：对Hill Crack、Capillary的OROuter Radius）及FA（Face Angle）的数值是重要影响因素

4.Wire Bonding的过程：

1） 焊头在打火高度 2） 焊头由打火高度下降到第一焊点搜索高度 3）第一焊点接触阶段 4）第一焊点焊接阶段 5）完成第一点压焊后, 焊头上升到反向高度 6）焊头上升到线弧高度位置 7）XYZ 移向第二压点搜索高度 8）第二压点焊接階段 9）焊头在尾丝高度，拉断尾丝。

First bond:

2nd Bond:

线弧：

5.Wire Bonding的主要参数：Time(时间) 、Power(功率）、Force(压力） 、Temperature（温度）
6.Wire bonding 的弧形：

BPO: Ball Pad opening BPP: Ball pad Pitch 下表为不同直径金线的直径对应的最小BPO/BPP 和最大线长。

BPO至少5um。 最大弧长是根据芯片高度，焊针尺寸，弧高要求，芯片偏移量，线径通过实验得到的安全长度。 6.Wire bond 测试： 主要项目Wire pull test (拉力测试), ball shear test（第一点推力测试） , stich pull test （第2点拉力测试）, IMC coverage（金属化合物覆盖率），Crater test （弹坑实验）, remain Al thickness（铝垫残留厚度）及可靠性试验后的Cross section。
本文作者：闫妍
点击查看原文