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超聲波壓焊(Wire Bonding)技術介紹

星之球激光 來源:東商網2012-08-27 我要評論(0 )   

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

       超聲波壓焊(Wire Bonding)是一種初級內部互連方法,用作連到實際的裸片表面或器件邏輯電路的最初一級的內部互連方式,這種連接方式把邏輯信號或芯片的電訊號與外界連起來。其它的初級互連方式包括倒裝芯片和卷帶自動焊接(TAB) ,但是超聲波壓焊在這些連接方法中占有絕對優勢,所有互連方式中有90%以上都是用這種方法。在這個數字中又有約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,一個熔化的金球黏在一段在線,壓下后作為第一個焊點,然后從第一個焊點抽出彎曲的線再以新月形狀將線(第二個楔形焊點)連上,然后又形成另一個新球用于下一個的第一個球焊點。金絲球焊被歸為熱聲制程,也就是說焊點是在熱(一般為150)、超聲波、壓力以及時間的綜合作用下形成的。℃

        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,通常都在室溫下進行。楔焊將兩個楔形焊點壓下形成連接,在這種制程中沒有球形成。鋁線焊接制程被歸為超聲波線焊,形成焊點只用到超聲波能、壓力以及時間等參數。

       不同制程類型的采用取決于具體的應用場合。比如金線壓焊用于大批量生產的場合,因為這種制程速度較快。鋁線壓焊則用于封裝或PCB不能加熱的場合。另外,楔形壓焊制程比金線壓焊具有更精細的間距。目前,金線壓焊的間距極限為60μm;采用細鋁線楔形壓焊可以達到小于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導線架(Lead Frame)上,再以細金屬線,將芯片上的電路與基板或導線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,銅線也正被評估取代金線的可能性。芯片在基板與導線架上的固定 (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,主要依據封裝的氣密性要求、散熱能力、及熱膨脹系數等條件來決定。金-硅、金-錫的共晶合金、與填銀的環氧樹脂黏著劑。因為焊線接合技術的簡易性及應用在新制程上的便捷性,再加上長久以來所有配合的技術及機具都已開發健全,近來在自動化及焊線速度上更有長足的進步,所以在目前焊線接合仍是市場上主要的技術。

 

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