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引线键合技术发展及键合实效机理分析（孙伟沈阳中光电子有限公司辽宁沈阳）备注：键合资料整理与技术应用参考制定时间2012 年5月12日摘要：引线键合以工艺简单、成本低廉、适合多种封装形式而在连接方式中占主导地位。
对引线键合工艺、材料、设备和超声引线键合机理的研究进展进行了论述与分析，列出了主要的键合工艺参数和优化方法，球键合和楔键合是引线键合的两种基本形式，热压超声波键合工艺因其加热温度低，键合强度高、有利于器件可靠性等优势而取代热压键合和超声波键合成为键合方法的主流，提出了该技术的发展趋势，劈刀设计、键合材料和键合设备的有效集成是获得引线键合完整解决方案的关键。
关键词：引线键合；球键合；楔键合；超声波键合；集成电路Progress on Technology of Wire BondingAbstract：Wire Bonding holds the leading position of connection ways because of its simple technique，low cost and variety for different packing forms. Discuss and analyz the research progress of wire bonding process,materials,devices and mechanism of ultrasonic wire bonding.The main process parameters and optimization methods were listed. Ball bonding and Wedge bonding are the two fundamental forms of wire bonding.Ultrasonic/thermosinic bonding became the main trend instead of ultrasonic bonding and themosonic bonding because of its low mentioned. The integration of capillaries design, bonding materials and bonding devices is the key of integrated solution of wire bonding.Key words: Wire bonding;Ball bonding;Wedge bonding;Ultrasonic wire bonding;IC随着集成电路的发展，先进封装技术不断发展变化以适应各种半导体新工艺和新材料的要求和挑战。
2023年半导体封装用键合铜丝行业市场发展现状半导体封装用键合铜丝是半导体制造行业中必不可少的重要材料之一，用于将芯片与外部封装材料连接。
随着芯片尺寸的不断缩小和集成度的不断提高，键合铜丝的要求也在不断增加，市场前景广阔。
以下是该行业市场发展现状的详细介绍。
一、市场需求与发展趋势随着人们对电子产品的要求不断提高，半导体芯片作为技术的先锋，具有广泛的应用前景。
而键合铜丝作为芯片制造中必须的材料之一，也必须不断进行技术升级和改良，以满足不断增长的市场需求。
例如，在智能手机、电脑和其他移动设备的使用需求中，芯片深度集成和小型化趋势日益明显。
这对键合铜丝的材料、技术和生产工艺都提出了更高的要求。
同时，为了解决现有芯片晶圆的使用量较高的问题，还需要开发出芯片堆叠及三维封装技术。
这些技术的推广也给键合铜丝生产提出了更高的技术要求。
二、市场规模与市场份额从市场份额来看，目前全球键合铜丝生产主要由三家企业垄断。
其中，分别是美国的独立硅电子公司、日本的日本大昌和韩国的LG Innotek。
这三家企业在市场上享有绝对的垄断地位，占据了绝大多数的市场份额。
其中，独立硅电子公司在市场上占据了60%以上的份额，成为联合硅电子公司之后，全球市场份额最大的厂商。
根据相关行业分析机构的统计数据来看，2019年半导体封装行业总体规模为293.1亿美元。
而至2024年，这一市场规模将有望提高至383.4亿美元左右。
其中，键合铜丝将会在半导体封装行业中成为重要的市场产品之一。
预计将获得逐步增长的市场份额。
三、市场竞争激烈的现状由于目前市场上存在垄断现象，所以需要更多的企业参与竞争。
国内企业在这方面的发展还相对比较薄弱。
原因在于，这个市场对技术要求比较高，对资金、人才等方面的投入也较为巨大，因此，对于新入局的企业来说，高门槛也成为一大挑战。
同时，由于市场竞争激烈，主要在价格领域展开。
而由于芯片制造中安全可靠性要求极高，所以并非只有价格优势，而是还要重视基础研究和技术上的创新。
引线键合技术的现状和发展趋势
集线键合技术是一种使用过程灵活，具有重要意义的电子连接技术，用于控制和连接
各种部件和线缆。
随着电子产品的技术发展，微电子器件和组件的大小不断减少，紧凑型
设计，需要更小的连接技术。
集线器连接技术和快速插口相结合，因此，它可以满足印刷
电路板设计要求，基于节省空间，实现加工比较快，成本较低，更加便捷小型化，并且可
以把线束组织起来，使得设备体积变小，使用方便，最大程度地提高了产品的整体紧凑性。
目前，集线器有多种的连接方式，主要有插入式连接，拧牙式插入式连接，电压提升
式插入式连接和复合插入式连接等，其中插入式连接是当前应用最为广泛的。
插入式连接
由末端和主端组成，当把主端插入末端容器中时，末端的键与主端的键啮合，形成紧密的
连接，以确保连接的牢固性和稳定性。
随着电子产品的发展，电子技术不断发展，集线器技术的应用也不断拓展和推广，在PCB，车辆电子领域都得到了迅速的发展和广泛应用。
根据当前电子行业的发展情况，集
线器技术在未来将更可能用于轻质模块设计，可以有效减少设备体积，提高器件紧凑度和
抗干扰能力。
未来集线器技术将向模块化、智能化，可编程的方向发展，以满足更多的应
用需求。
此外，当前和未来的集线器技术受到电子行业的高度重视，许多企业纷纷投入了大量
的资金进行开发，推动了集线器技术的持续发展和完善，为满足电子产品的多样化特性，
实现更小、更轻、更快、更精细的应用做准备。
因此，集线器技术将会成为未来电子产品设计的重要因素，越来越多的新一代集线器
产品应运而生，将会极大地丰富我们的选择，促进电子产品的发展。
2024年半导体封装用键合铜丝市场前景分析引言半导体封装用键合铜丝作为重要材料在半导体封装行业中起着关键作用。
本文将对半导体封装用键合铜丝市场前景进行分析，以帮助相关业内人士更好地了解该市场的发展趋势和商机。
市场概况随着现代电子产品越来越小型化和智能化，半导体封装行业对于高性能、高可靠性的材料需求不断增加。
半导体封装用键合铜丝由于其优良的导电性、可塑性以及良好的焊点可靠性，在半导体封装行业中应用广泛。
目前，全球半导体封装用键合铜丝市场规模正在不断扩大，具有巨大的发展潜力。
市场驱动因素1. 电子产品的快速发展随着智能手机、平板电脑、物联网、人工智能等电子产品的迅猛发展，半导体封装行业迎来了巨大的市场需求。
而键合铜丝作为半导体封装材料的重要组成部分，其需求也随之增加。
2. 技术创新驱动市场随着技术的不断进步和创新，半导体封装用键合铜丝的性能得到了极大的提升。
新型材料和工艺的引入，使得键合铜丝在封装过程中具有更高的可靠性和更好的导电性能，满足了市场的不断需求。
3. 产业链完善半导体封装用键合铜丝作为半导体封装行业的重要环节，其发展离不开完善的产业链支撑。
目前，全球范围内已形成了一条完善的半导体封装用键合铜丝产业链，从原材料供应、生产加工到销售和售后服务都得到了充分的保障。
市场竞争格局目前，全球半导体封装用键合铜丝市场竞争激烈，主要以少数大型企业为主导。
这些大型企业拥有先进的生产设备和技术，同时具备规模经济效应，从而在市场中占据较大份额。
此外，一些新兴企业也开始进入这个市场，通过技术创新和不断提升产品品质来与传统企业竞争。
市场前景展望1. 市场规模持续扩大随着电子行业的快速发展，半导体封装用键合铜丝市场规模将持续扩大。
预计未来几年，全球半导体封装用键合铜丝市场规模将保持稳定增长，并有望达到一个新的高峰。
2. 技术创新促进市场发展随着技术的不断进步，半导体封装用键合铜丝的技术将会不断更新和改进，以适应市场的需求。
铜丝在引线键合技术的发展及其合金的应用一、简介目前超过90%的集成电路的封装是采用引线键合技术,引线键合,又称线焊。
即用金属细丝将裸芯片电极焊区与电子封装外壳的输入，输出引线或基板上的金属布线焊区连接起来。
连接过程一般通过加热、加压、超声等能量，借助键合工具“劈刀”实现。
按外加能量形式的不同，引线键合可分为热压键合、超声键合和热超声键合。
按劈刀的不同，可分为楔形键合和球形键合。
引线键合工艺中所用导电丝主要有金丝、铜丝和铝丝，由于金丝价格昂贵、成本高，并且Au/Al金属学系统易产生有害的金属间化合物，使键合处产生空腔，电阻急剧增大，导电性破坏甚至产生裂缝，严重影响接头性能。
因此人们一直尝试使用其它金属替代金，由于铜丝价格便宜、成本低、具有较高的导电导热性，并且Cu/Al金属间化合物生长速于Au/Al，不易形成有害的金属间化合物。
近年来，铜丝引线键合日益引起人们的兴趣。
二、铜丝键合的工艺当今，全球的IC制造商普遍采用3种金属互连工艺，即：铜丝与晶片铝金属化层的键合工艺，金丝与晶片铜金属化层的键合工艺以及铜丝与晶片铜金属化层的键合工艺。
近年来第一种工艺用得最为广泛，后两者则是今后的发展方向。
1. 铜丝与晶片铝金属化层的键合工艺近年来，人们对铜丝焊、劈刀材料及新型的合金焊丝进行了一些新的工艺研究，克服了铜易氧化及难以焊接的缺陷。
采用铜丝键合不但使封装成本下降，更主要的是作为互连材料，铜的物理特性优于金。
特别是采用以下’3种新工艺，更能确保铜丝键合的稳定性。
（1）充惰性气体的EFO工艺：常规用于金丝球焊工艺中的EFO是在形成焊球过程中的一种电火花放电。
但对于铜丝球焊来说，在成球的瞬间，放电温度极高，由于剧烈膨胀，气氛瞬时呈真空状态，但这种气氛很快和周围的大气相混合，常造成焊球变形或氧化。
氧化的焊球比那些无氧化层的焊球明显坚硬，而且不易焊接。
新型EFO工艺是在成球过程中增加惰性气体保护功能，即在一个专利悬空管内充入氮气，确保在成球的一瞬间与周围的空气完全隔离，以防止焊球氧化，焊球质量极好，焊接工艺比较完善。
引线键合（WireBonding）引线键合(Wire Bonding)——将芯片装配到PCB上的方法 | SK hynix Newsroom结束前工序的每一个晶圆上，都连接着500~1200个芯片（也可称作Die）。
为了将这些芯片用于所需之处，需要将晶圆切割(Dicing)成单独的芯片后，再与外部进行连接、通电。
此时，连接电线（电信号的传输路径）的方法被称为引线键合（Wire Bonding）。
其实，使用金属引线连接电路的方法已是非常传统的方法了，现在已经越来越少用了。
近来，加装芯片键合（Flip Chip Bonding）和硅穿孔（Through Silicon Via，简称TSV）正在成为新的主流。
加装芯片键合也被称作凸点键合（Bump Bonding），是利用锡球（Solder Ball）小凸点进行键合的方法。
硅穿孔则是一种更先进的方法。
为了了解键合的最基本概念，在本文中，我们将着重探讨引线键合，这一传统的方法。
一、键合法的发展历程图1. 键合法的发展史：引线键合(Wire Bonding)→加装芯片键合(Flip Chip Bonding)→硅穿孔（TSV）下载图片为使半导体芯片在各个领域正常运作，必须从外部提供偏压（Bias voltage）和输入。
因此，需要将金属引线和芯片焊盘连接起来。
早期，人们通过焊接的方法把金属引线连接到芯片焊盘上。
从1965年至今，这种连接方法从引线键合(Wire Bonding)，到加装芯片键合(Flip Chip Bonding)，再到TSV，经历了多种不同的发展方式。
引线键合顾名思义，是利用金属引线进行连接的方法；加装芯片键合则是利用凸点（bump）代替了金属引线，从而增加了引线连接的柔韧性；TSV作为一种全新的方法，通过数百个孔使上下芯片与印刷电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）相连。
二、键合法的比较：引线键合(Wire Bonding)和加装芯片键合(Flip Chip Bonding)图2. 引线键合(Wire Bonding) VS加装芯片键合(Flip Chip Bonding)的工艺下载图片三、引线键合（Wire Bonding）是什么？图3. 引线键合的结构（载体为印刷电路板（PCB）时）下载图片引线键合是把金属引线连接到焊盘上的一种方法，即是把内外部的芯片连接起来的一种技术。
引线键合技术的现状和发展趋势引线键合技术是一项重要的组装工艺，用于将手机壳、电路板、塑料件等不同材料的零部件固定在一起以构成一个整体。
它是机械加工过程中一种巧妙的设计，可以提高装配精度、提高裁剪效率，更安全的安装产品的零件。
近年来，由于其贴片加工的速度和精度的提高，以及更灵活的设计和更好的可靠性，引线键合技术正受到越来越多的欢迎。
引线键合技术的发展经历了经典的干粉键合法、贴片键合法和高温熔接等不同时期。
干粉键合法是一种依靠熔合剂的热固性聚合物来增强键合的连接强度，可以将不同的材料和结构进行有效组装。
但是，无论是由于热固性聚合物的键合厚度和键合面积有限，还是由于热固性聚合物的流动性很差，这种键合方法都存在着一些缺点，比如在极端温度下容易损坏，因此也不太适合大量生产。
在此后，贴片键合技术出现了，它利用压力将贴片系统固定于板材上，贴片系统中的双刃螺丝、挤压弹簧或滑动支架等都可以键合到板材上。
在贴片键合的技术中，无论是型材的弹性性能，还是板材的抗压强度，都要求比干粉键合更高，因此它可以更有效地处理大型组件，而且更加精确和可靠。
此外，高温熔接技术是生产过程中至关重要的一环，它可以将固定的线的两端熔接在一起，以形成一个强大的结构。
这项技术不仅可以提高装配精度，而且可以节约大量时间，可以在短时间内完成大量的组装任务。
除此之外，它还能有效地减少人工，节省生产成本，并且可以防止状态，在低温下仍可保持稳定性。
综上所述，引线键和技术已经发展了许多，从干粉键合到贴片键合，再到高温熔接，每一种技术都在各自的领域中发挥着重要的作用。
在未来，随着科技的发展，人们将进一步改进和提高引线键合技术，以满足不断发展中的新需求。
同时，在生产过程中，将继续加强整个组装工艺，进一步提高装配效率、可靠性和可重复性，以更加经济高效的方式实现精密组装。
总之，引线键合技术发展前景广阔，有望在各个领域中发挥重要作用。
希望未来的科技发展能够带来更多种类的引线键合技术，拓展现有的技术应用范围，使它成为一种更安全、可靠、经济的组装方案，为人们的日常生活和工作提供更多的便利。
引线键合技术
引线键合技术是一种微电子制造中常用的连接技术，其主要原理是通过高温、高压下将金属线与芯片内部电路连接起来。
这种技术具有高可靠性、高密度、低成本等优点，已经成为现代电子制造领域中不可或缺的一部分。
引线键合技术主要分为金线键合和铜线键合两种。
其中，金线键合适用于高端芯片，其使用金属线作为连接材料，可以实现更高的导电性能和更好的耐腐蚀性。
而铜线键合则适用于低端芯片，其使用铜线作为连接材料，成本更低，但相对导电性能和耐腐蚀性略有不足。
引线键合技术的发展是电子制造业不断进步的重要标志。
随着科技的不断发展，引线键合技术也在不断升级，成为连接芯片和封装的主流技术之一。
未来，引线键合技术将会更加高效、智能化，为电子制造业的发展带来更大的推动力。
- 1 -。
课堂引线框架铜合金材料的研究现状及发展趋势导读：引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。
引线框架用铜合金大致分为铜一铁系、铜一镍-硅系、铜一铬系、铜一镍一锡系(JK--2合金)等，三元、四元等多元系铜合金能够取得比传统二元合金更优的性能，更低的成本，铜一铁系合金的牌号最多，具有较好的机械强度，抗应力松弛特性和低蠕变性，是一类很好的引线框架材料。
由于引线框架制作及封装应用的需要，除高强度、高导热性能外，对材料还要求有良好的钎焊性能、工艺性能、蚀刻性能、氧化膜粘接性能等。
材料向高强、高导电、低成本方向发展在铜中加人少量的多种元素，在不明显降低导电率的原则下，提高合金强度(使引线框架不易发生变形)和综合性能，抗拉强度600Mpa以上，导电率大于80%IACS的材料是研发热点。
并要求铜带材向高表面，精确板型，性能均匀，带材厚度不断变薄，从0.25mm向o.15mm、0.1mm逐步减薄，0.07一0.巧~的超薄化和异型化。
按照合金强化类型可分为固溶型、析出型、析中型从材料设计原理看，引线框架材料几乎都是析出强化型合金，采用多种强化方法进行设计，主要有形变强化、固溶强化(合金化强化)、晶粒细化强化、沉淀强化，加人适量的稀土元素可使材料的导电率提高1.5一3%IACS，有效地细化晶粒，可提高材料的强度，改善韧性，而对导电性的影响很小。
从加工硬化与固溶硬化相结合和固溶一时效硬化以及复合强化等方面进行研究，改进材料性能。
随着电子通讯等相关信息产业的快速发展，对集成电路的需求越来越大，同时对其要求也越来越高。
现代电子信息技术的核心是集成电路，芯片和引线框架经封装形成集成电路。
作为集成电路封装的主要结构材料，引线框架在电路中发挥着重要作用，例如承载芯片、连接芯片和外部线路板电信号、安装固定等作用。
2023年键合线行业市场分析现状键合线行业是指在电子产品、通讯行业中，电子器件和电路板上需要进行电子元件连接或固定的一种材料，其主要应用领域包括电子产品制造、汽车电子、航空航天、工业控制等。
目前，键合线行业市场呈现出以下几个现状。
一、市场规模持续扩大随着电子产品的广泛应用和技术的不断进步，键合线作为电子连接领域的重要材料之一，其市场规模快速扩大。
据统计，全球键合线市场规模在过去几年中每年以10%以上的速度增长，预计到2025年将超过100亿美元。
二、技术不断升级键合线行业的发展离不开技术进步的推动。
现阶段，键合线行业主要应用的技术包括金线键合、铜线键合以及银线键合等。
相对而言，金线键合是目前应用最广泛的技术，但铜线键合以其更低的成本和更好的电性能在电子产品制造业中有着较好的发展前景。
三、市场竞争激烈随着市场规模的不断扩大，键合线市场的竞争也日益激烈。
目前，全球键合线市场主要由少数几家大型跨国企业垄断，如日本的住友化学、台湾的台湾东元等，它们以其较好的产品品质和产能规模占据市场的主导地位。
同时，国内的键合线企业也在不断提升产品质量和技术水平，加强自主创新，以争夺市场份额。
四、环保要求提高随着社会环境意识的提高和环保要求的加强，键合线行业也面临着更高的环保压力。
其中一个主要问题是键合线产品中所用的材料如金、银和铜等都属于有限资源，在生产过程中会产生一定的废水和废气，对环境造成一定的污染。
因此，键合线企业需要加强绿色生产理念，推进环境友好型产品的研发和应用，以满足市场和环保需求。
五、市场发展潜力巨大键合线行业在未来仍然具备较大的发展潜力。
首先，随着5G技术和物联网的快速发展，电子产品的市场需求将进一步增加，这将提高键合线的市场需求；其次，汽车电子和航空航天等领域对键合线的需求也将持续增长，这将为键合线行业带来更多机遇；此外，随着新材料和新工艺的不断涌现，键合线行业也将不断迭代和创新。
总之，键合线行业市场分析现状表明，随着技术的进步和市场需求的增加，键合线行业具备很大的发展潜力。
芯片封装中铜丝键合技术的研究进展／王彩媛等・２０７・开始会形成一个焊球，然后把这个球焊接到焊盘上形成第一焊点，而楔形键合则是将引线在加热加压和超声能量作用下直接焊接到芯片的焊盘上［７］。
１．２．１球形键合球形键合过程中，通过劈刀向金属球施加压力，同时促进引线金属和下面的芯片电极金属发生塑性变形和原子间相互扩散，并完成第一焊点，然后劈刀运动到第二点位置，第二点焊接包括楔形键合和拉尾线，通过劈刀外壁对金属线施加压力以楔形键合方式完成第二焊点，焊接之后拉尾线是为下一个键合循环金属球的形成作准备。
劈刀升高到合适的高度以控制尾线长度，这时尾端断裂，然后劈刀上升到成球的高度。
形球的过程是通过离子化空气间隙的电子火焰熄灭（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｆｌａｍｅ－ｏｆｆ，既Ｕ）过程实现的。
球形键合是一种全方位的工艺（即第二焊点可相对第一焊点３６０。
任意角度），其工艺过程如图１所示。
图１球形键合过程Ｆ．唔１Ｂａｌｉｂ０啦ｐｒｏｃｅｓｓ１．２．２楔形键合楔形键合是用楔形劈刀将热、压力、超声传给金属线，在一定时间形成焊接，焊接过程中不出现焊球。
在劈刀的压力和超声波能量的作用下，金属线和焊盘金属的纯净表面接触并最终形成连接。
楔形键合是一种单一方向焊接工艺（即第二焊点必须对准第一焊点的方向）。
传统的楔形键合仅仅能在线的平行方向上形成焊点，旋转的楔形劈刀能使楔形键合机适合不同角度的焊线，在完成引线操作后移动到第二焊点之前劈刀旋转到程序规定的角度。
常见楔形键合工艺是室温下的铝线超声波键合，其成本和键合温度较低。
由于楔形键合形成的焊点小于球形键合，特别适用于微波器件，尤其是大功率器件的封装。
１．３工艺参数引线键合的工艺关键首先是温度控制。
一般温度调节范围为２００～３５０＂Ｃ，调节精度为１℃；其次是精确定位控制，即对芯片、引线框架的精确定位；然后是工作参数的设定，包括对驱动超声波换能器、线夹、电子打火的电流、电压、频率、振幅、键合压力、时间等参数的合理设置，以保证焊接点的精度、焊接质量和长期可靠性。
2024年半导体封装用键合铜丝市场需求分析1. 引言键合技术在半导体封装中起着至关重要的作用。
键合铜丝作为一种常用的键合材料，具有优良的电导性和高可靠性，被广泛应用在半导体封装行业。
本文旨在对半导体封装用键合铜丝的市场需求进行分析，探讨其市场前景和发展趋势。
2. 键合铜丝的特性键合铜丝具有以下几个重要特性：•优良的电导性：铜作为一种良好的导电材料，键合铜丝具有较低的电阻和良好的电导性能，能够有效传导电信号。
•高可靠性：键合铜丝具有良好的焊接性能和可靠性，能够承受高温、高湿和机械应力等环境条件。
•尺寸稳定性：键合铜丝具有较低的线膨胀系数，不易受温度变化和热应力的影响，能够保持稳定的尺寸。
3. 市场需求分析3.1 市场规模半导体封装市场是键合铜丝的主要应用领域之一，其市场规模主要取决于半导体封装行业的需求。
随着科技的进步和电子产品市场的不断扩大，半导体封装行业的市场需求呈现稳步增长的趋势。
根据市场研究机构的数据，预计未来几年半导体封装市场规模将继续扩大，为键合铜丝市场提供更大的需求空间。
3.2 技术创新驱动需求增长随着半导体封装技术的不断革新和发展，对键合铜丝的需求也在不断增长。
新一代芯片和封装技术对键合铜丝的要求越来越高，需要具有更好的导电性能、更高的可靠性和更低的线膨胀系数。
因此，技术创新是推动键合铜丝需求增长的重要驱动因素。
3.3 电子消费品市场的快速发展电子消费品市场的快速发展也推动了键合铜丝的市场需求。
随着智能手机、平板电脑、电视等电子产品的普及，对半导体封装的需求不断增加。
而键合铜丝作为半导体封装的关键材料，受益于电子消费品市场的发展而得到持续需求。
3.4 区域市场差异键合铜丝的市场需求在不同地区存在一定的差异。
发达地区如北美、欧洲和日本，对键合铜丝的需求相对较高，主要由其先进的半导体封装行业和电子消费品市场驱动。
而在新兴市场如中国和印度，随着电子消费品市场的快速崛起，对键合铜丝的需求也在逐渐增加。
2024年引线键合设备市场分析现状引线键合设备是半导体行业中的一种关键设备，用于将芯片引线（金线）连接到芯片封装的引脚上。
随着电子产品的不断发展，人们对芯片封装的要求也越来越高，这促使了引线键合设备市场的快速增长。
本文将对引线键合设备市场的现状进行分析。
1. 市场规模引线键合设备市场在过去几年中呈现出稳定增长的态势。
根据市场研究公司的数据，2019年全球引线键合设备市场规模达到了XX亿美元。
预计到2025年，市场规模将进一步增长至XX亿美元。
这一增长主要受到电子产品需求的推动，尤其是智能手机、平板电脑和汽车电子等产品的快速普及。
2. 市场竞争格局目前，引线键合设备市场的竞争格局较为激烈。
主要的市场参与者包括美国的公司A、日本的公司B以及中国的公司C等。
这些公司在技术研发、产品质量和市场份额等方面都具有一定的竞争优势。
此外，其他一些小型企业也在市场中扮演着重要角色。
3. 技术发展趋势随着芯片封装技术的不断进步，引线键合设备也在不断发展。
目前，市场上出现了一些新的技术趋势。
例如，先进的自动化引线键合设备能够实现更高的生产效率和更低的故障率。
此外，一些创新技术如球与球（C2C）键合和银线键合也在逐渐得到应用。
这些新技术的应用将进一步推动市场的发展。
4. 市场增长驱动因素引线键合设备市场的增长主要受到以下因素的驱动：4.1 电子产品需求增加随着电子产品的普及，对芯片封装的需求不断增加。
智能手机、平板电脑和汽车电子等产品的快速发展，为引线键合设备市场提供了持续的增长动力。
4.2 技术进步推动创新随着技术的不断进步，引线键合设备的性能得到了很大的提升。
新的材料和工艺不断涌现，使得设备的精度和稳定性得到有效改善。
这些技术创新推动了市场的发展。
4.3 产业发展政策支持许多国家和地区都出台了一系列政策来支持半导体和电子产业的发展。
例如，中国实施了“半导体产业发展规划”，为引线键合设备市场提供了良好的政策环境和市场机遇。
2023年键合铜丝行业市场发展现状键合铜丝行业是电子行业中的一个重要分支，主要用于制造各种连接器、集成电路等电子元器件。
随着电子行业快速发展，键合铜丝行业也迎来了市场发展的新机遇。
本文将就现阶段键合铜丝行业的市场发展现状进行分析。
一、市场规模持续扩大当前，全球电子行业的市场规模持续扩大，而键合铜丝作为电子行业中的重要元器件，其市场规模也在不断扩大。
根据市场调研数据，自2017年起，全球键合铜丝市场规模已经突破了52亿美元，预计到2024年将达到78亿美元。
同时，对于亚洲市场来说，由于亚洲是电子行业的重要生产和消费市场，因此亚洲地区的键合铜丝市场规模也将占据全球市场的大部分份额。
二、技术不断创新随着科技的不断发展和进步，键合铜丝行业也不断地进行技术创新和改进。
目前，键合铜丝的技术越来越高端，不仅涉及到多种材料、设计和制造工艺，更多的是要求其拥有更高的精度、耐用度和可靠性。
为了满足市场需求，许多企业开始加大研发投入，不断引进国内外先进的技术，并加强创新。
三、行业竞争激烈当前，全球键合铜丝市场中的企业数量很多，且竞争激烈。
由于资本和技术门槛较低，因此容易在短时间内形成一个竞争激烈的市场环境。
但是，随着行业的发展和趋于成熟，这种竞争也逐渐趋于稳定。
一些大型企业通过不断拓展产品类别、开发新市场、提高专业技术水平等方式，来保持自身的竞争优势。
四、成本压力增加键合铜丝行业生产所需的材料和设备较为复杂，因而也使得其生产成本较高。
在全球经济形势不稳定、资金压力加大的背景下，企业在生产、生产环境以及管理等方面都会面临更大的成本压力。
尽管键合铜丝的市场需求量不断增加，但面对成本压力，企业亦需通过不断优化生产和管理流程、提高生产效率等手段，来降低成本。
总之，随着全球电子行业的快速发展，键合铜丝作为其重要组成部分，市场需求量也呈现逐年递增的态势。
但同时，该行业也需面对激烈的竞争、高成本等压力。
只有愈加优化产品质量和提高竞争力，才能够在行业中保持稳定的发展。
2024年引线键合设备市场发展现状引言引线键合设备是电子封装过程中必不可少的工具，用于将导线焊接到芯片引脚上，以实现电路连接。
随着电子产业的发展，引线键合技术在集成电路制造、半导体封装、电子元器件制造等领域日益重要。
本文将对引线键合设备市场的发展现状进行综述，以期为相关行业提供参考与借鉴。
市场概况引线键合设备市场作为电子封装工艺链的重要环节，发展迅速。
根据市场研究报告，全球引线键合设备市场规模从2015年的X亿美元增长到2020年的X亿美元，年均复合增长率达X％。
市场发展主要受以下因素影响：1.电子产业的快速增长和半导体市场的持续繁荣。
2.技术进步和创新，使引线键合设备更加高效、可靠和灵活。
3.客户对品质和可靠性的要求不断提升。
发展趋势1. 高速和高密度引线键合技术的需求增长随着电子设备越来越小型化，对高速和高密度引线键合技术的需求不断增加。
尤其是在5G通信、人工智能、物联网等领域，对芯片引线键合的要求更为严格。
传统的金球键合技术正渐渐不能满足市场需求，新的键合技术例如铜线键合、线性振动键合等得到广泛应用。
2. 智能化和自动化生产设备的普及随着工业4.0的推动，智能化和自动化生产设备在引线键合设备市场中得到广泛应用。
智能化设备能够实时监测和调节键合质量，提高生产效率和品质稳定性。
自动化设备可以减少人工操作，提高生产效率和稳定性，降低成本。
3. 环保与节能要求的提升环保和节能是当今社会发展的重要目标，引线键合设备制造商也在不断研发和推广符合环保要求的设备。
例如，采用低能耗和低排放的材料和工艺，减少对环境的负面影响。
同时，一些国家和地区对环保设备给予政策支持，进一步推动市场发展。
4. 行业竞争加剧随着市场的迅速扩大，引线键合设备市场的竞争也日益激烈。
在市场开拓和产品创新方面，行业内外的竞争对手都在加大投入和研发力度。
为了在市场中立于不败之地，企业需要不断提升技术水平、降低成本、加强品牌宣传。
挑战和机遇引线键合设备市场在快速发展的同时也面临一些挑战和机遇。
2023年引线键合设备行业市场分析现状引线键合设备是半导体封装工艺中不可或缺的一环，其市场份额和发展状况直接关系到整个半导体封装行业的发展。
本文将从市场规模、行业竞争、技术进步和市场趋势等方面对引线键合设备的市场现状进行分析。
一、市场规模随着半导体封装行业的快速发展，引线键合设备的市场规模也在不断扩大。
据市场研究机构的数据显示，2019年全球引线键合设备市场规模约为35亿美元。
而根据预测，未来几年引线键合设备市场的年均复合增长率将保持在8%以上，到2025年市场规模有望达到50亿美元以上。
这主要受益于半导体封装行业的快速发展以及电子产品的广泛应用。
二、行业竞争目前引线键合设备行业存在着较为激烈的竞争态势。
市场上主要的引线键合设备供应商包括西门子、K&S、明基科技、ASM、松下等。
这些公司不仅在引线键合设备的生产和销售上有一定的竞争力，而且在技术研发、产品创新和市场拓展方面也具备一定优势。
此外，亚太地区的引线键合设备市场发展势头较为迅猛。
中国、日本和韩国等亚洲国家是全球引线键合设备的主要生产和消费地。
随着这些国家的半导体封装工艺水平的提升和电子产品需求的增加，亚太地区引线键合设备市场将继续迎来更大的发展机遇。
三、技术进步随着半导体封装工艺的进一步发展，引线键合设备的技术也在不断升级。
目前市场上主要的引线键合技术包括金线键合、铝线键合和铜线键合等。
其中，金线键合是目前最常用的引线键合技术，其具有可靠性高、导电性好等优势。
而与此同时，铝线键合和铜线键合等新兴技术也逐渐得到应用，为引线键合设备行业带来了更多的发展机会。
四、市场趋势随着电子产品需求的不断增加，引线键合设备的市场前景十分广阔。
而且，随着5G、人工智能、物联网等新兴技术的快速发展和应用，半导体封装行业将会产生更多的市场需求，从而推动引线键合设备市场的进一步发展。
同时，环保和能源节约也成为当前引线键合设备行业的发展趋势。
随着能源价格上涨和环境保护意识的提高，引线键合设备的能源消耗和废弃物排放等问题将受到越来越多关注。
铜丝引线键合技术的发展摘要铜丝引线键合有望取代金丝引线键合，在集成电路封装中获得大规模应用。
论文从键合工艺﹑接头强度评估﹑键合机理以及最新的研究手段等方面简述了近年来铜丝引线键合技术的发展情况，讨论了现有研究的成果和不足，指出了未来铜丝引线键合技术的研究发展方向，对铜丝在集成电路封装中的大规模应用以及半导体集成电路工业在国内高水平和快速发展具有重要的意义。
关键词集成电路封装铜丝引线键合工艺1.铜丝引线键合的研究意义目前超过90%的集成电路的封装是采用引线键合技术。
引线键合（wire bonding）又称线焊，即用金属细丝将裸芯片电极焊区与电子封装外壳的输入/输出引线或基板上的金属布线焊区连接起来。
连接过程一般通过加热﹑加压﹑超声等能量借助键合工具（劈刀）实现。
按外加能量形式的不同，引线键合可分为热压键合﹑超声键合和热超声键合。
按劈刀的不同，可分为楔形键合（wedge bonding）和球形键合(ball bonding)。
目前金丝球形热超声键合是最普遍采用的引线键合技术，其键合过程如图1所示。
由于金丝价格昂贵﹑成本高，并且Au/Al金属学系统易产生有害的金属间化合物，使键合处产生空腔，电阻急剧增大，导电性破坏甚至产生裂缝，严重影响接头性能。
因此人们一直尝试使用其它金属替代金。
由于铜丝价格便宜，成本低，具有较高的导电导热性，并且金属间化合物生长速率低于Au/Al，不易形成有害的金属间化合物。
近年来，铜丝引线键合日益引起人们的兴趣。
但是，铜丝引线键合技术在近些年才开始用于集成电路的封装，与金丝近半个世纪的应用实践相比还很不成熟，缺乏基础研究﹑工艺理论和实践经验。
近年来许多学者对这些问题进行了多项研究工作。
论文将对铜丝引线键合的研究内容和成果作简要的介绍，并从工艺设计和接头性能评估两方面探讨铜丝引线键合的研究内容和发展方向。
图1 金丝球形热超声键和过程2.铜丝引线键合的研究现状2.1工艺研究2.1.1防止铜丝氧化与金丝不同的是，铜丝在空气中极易氧化在表面形成一层氧化膜，而氧化膜对铜球的成形与质量有害，并且还有可能导致接头强度低，甚至虚焊（Non-Stick），因此必须采取措施防止铜丝氧化。
Kaimori等尝试通过在铜丝表面镀一层抗氧化的金属来防止铜丝氧化，他们尝试了Au﹑Ag﹑Pd﹑Ni，发现镀的铜丝能形成较好的铜球，并且形成的接头力学性能也强于单纯的铜丝。
但是此方法并未见任何工业应用的报道。
目前工业应用中主要是采用保护气体来防止铜丝氧化，主要有如图2所示的两种保护装置。
至于保护气体，Tan等﹑Hang等以及Singh等都发现使用95%N2和5%H2混合而成的保护气具有较好的抗氧化效果。
图2 两种常见的铜丝防氧化装置示意图2.1.2工艺参数由图1的球形热超声键合过程可以知道，键合质量与引线﹑劈刀﹑压力﹑能量和基板等因素有关。
影响键合接头性能的主要工艺参数如图3所示。
图3 影响键和性能的主要工艺参数研究各种工艺参数对引线键合强度性能的影响，有利于键合工艺的设计和工艺参数的优化。
Hang等发现铜线的端部距离火花放电的电极越近，火花放电后形成的铜球成形越好。
并且Tan等和Hang等均发现铜球的直径与火花放电的电流和时间之间存在如式（1）的关系：()()tFAB（1）DIf⋅=2式中FAB（D）为铜球的直径；I为火花放电电流强度；t为火花放电时间。
可以通过调节I和t获得成形好﹑质量高的铜球。
Hang等通过一系列试验得到了直径为23μm的铜丝键合得到的球形焊点的抗剪强度随超声功率﹑压力﹑超声频率和温度变化的曲线（图4），为工艺参数的优化提供了一定的基础。
图4 抗剪强度随超声功率﹑压力和超声频率变化的曲线目前铜丝引线键合应用中，多依赖经验来确定工艺参数，尚未得到比较完善的工艺参数范围。
2.2铜丝引线键合的接头性能评估引线键合的接头性能主要表现为接头强度以及热疲劳寿命等。
Toyozawa等和Khoury等的试验结果均表明，铜丝球形焊点抗拉强度与抗剪强度都强于相同直径的金丝焊点，其中抗剪强度的优势尤为明显。
Cu/Al金属间化合物生长速率低于Au/Al，尤其是在高温下（图5），因此在交界层不会形成柯肯德尔空洞（Kirk-endall V oid），使铜丝键合的接头性能优于金丝键合。
Hong等研究了铜丝球形焊点退火后的力学性能，发现接头抗剪强度随着退火时间的增加而变大，认为是由于界面金属的扩散而导致。
Khoury等做了一系列铜丝接头和金丝接头在相同温度下工作﹑以及经受相同温度范围的热循环等试验，认为铜丝键合的热疲劳寿命至少不低于金丝键合。
图5 Cu/Al金属间化合物生长速率低于Au/Al目前，对铜丝引线键合的接头性能的研究主要集中在相同条件下铜丝与金丝键合接头性能的对比试验研究方面，缺乏详尽的显微组织分析和力学性能测试。
2.3超声波的机理研究热超声键合中，超声是主要的外加能量之一。
目前人们对超声的作用机理做了一些研究，发现在超声键合中，超声至少起到两方面的作用：超声软化和摩擦。
2.3.1超声软化金属在超声激励下强度和硬度减小的现象称为超声软化。
Langenecker把这种现象归因于超声的能力，认为位错优先吸收声能，使位错从钉扎位置开动，暂时使金属软化，增加塑性能力，允许金属在相对较低的压力下变形。
目前人们对超声软化的机理尚无定论，而且热超声键合中超声波对金属力学行为影响的定量分析尚未见报道。
2.3.2摩擦Mayer通过显微传感器研究金丝热超声键合时发现金球与基板接触面之间的摩擦是形成键合的重要条件，并且认为没有摩擦就没有键合。
Lum等在研究金丝键合在铜基板上所留下的痕迹时，发现许多痕迹呈明显的环状（图6），正好可以用Mindlin的弹性接触理论来解释。
在相同的压力下，随着超声功率的增大，圆环的内径减小，直至由微摩擦（microslip）变为相对滑动（gross sliding）（图7）。
根据以上研究，合理的设计压力和超声波功率，能够得到良好的键合点。
至于铜丝键合中超声的摩擦作用如何，是否与金丝相似，目前尚未有报道。
图6 环状键和痕迹图7 超声功率增加，键合痕迹由微摩擦变为相对滑动的示意图2.4实时监测与有限元分析2.4.1实时监测实时监测键合过程中的温度﹑应力应变等参数的变化，根据监测到的数据实时调节输入参数，对引线键合过程的机理研究以及质量控制均十分有利。
Schneuwly等提出一种热电偶温度测量技术，他们在键合点处通过改进的劈刀引入Ni线和Au球形成热电偶来在线测量键合过程温度的瞬时变化，试验设置及操作过程都比较复杂，结果离散性较大。
Suman等通过在基板中植入一种兼容的铝-硅热电偶传感器实现了实时监测键合过程的温度。
Mayer等开发了新型的原位监测方法，通过在连接处植入集成传感器，可实现连接过程中温度和压力信号的实时监测（图8）。
图8 集成传感器2.4.2有限元分析目前，随着商业有限元软件的发展，有限元方法越来越多的应用于引线键合的质量评估与分析中。
引线键合是一个热力耦合的过程，并且伴随着超声振动和内部扩散，难以模拟。
为了简化，现在大多数模型都采用2维轴对称结构，并且把超声简化为热源处理。
Zhang等建立了一个3维模型，并且通过改变接触面上的摩擦系数来尝试模拟超声的摩擦作用。
Viswanath等也建立了一个3维模型来模拟热超声引线键合在Cu/low-k基板上的情形。
到目前为止，在模型中尚未考虑超声软化效果以及内部扩散作用，模型还不够完善。
3.铜丝引线键合存在的问题铜丝引线键合与金丝相比具有价格便宜﹑成本低﹑导电导热性高和接头强度高等一系列优点，然而铜丝键合也存在一些金丝键合所不易出现的缺陷，主要有基板裂纹（Underpad Crack）﹑硅坑（Silicon Cratering，图9）﹑接头强度低（Weak Bond）和虚焊（Non-Stick）等。
一般认为由于铜丝硬度高于金丝，这意味着铜丝键合时需要更高的超声功率和更大的压力，这样比较容易对硅基板造成损害，从而导致基板裂纹和硅坑缺陷的产生，而如果超声功率和压力设置偏小，又会导致接头强度低甚至导致虚焊。
另外，由于同种金属焊接无金相的差异，铜丝可以直接键合在封装外壳的铜基上，因此封装外壳的铜基上不必像金丝键合那样镀银，这样导致铜基表面氧化，即使采用保护气体也不能完全防止，所以第二焊点往往强度较低，甚至虚焊。
图9 硅坑缺陷为了防止缺陷的产生，人们采取了各种措施。
Mori向纯的6N Cu中加入一种不影响铜丝硬度的成分，制成一种新的铜丝。
试验表明这种新铜丝能够解决一些问题，如硅基板的损坏问题，但并未说明所加入是何种成分。
Kaimori等在铜丝表面镀Pd来防止铜丝氧化，并且获得质量较好的第二焊点。
Toyozawa等提出了一种压力两级加载技术（图10），试验表明运用此技术在一定条件下能够解决基板裂纹和硅坑问题。
目前工业应用中，主要运用这种加载技术。
但是基板缺陷仍然存在，人们尚未能够解决，这些缺陷严重影响了铜丝键合的大规模应用。
图10 压力加载结论与展望铜丝由于成本低﹑导电导热性好﹑接头强度高等优点在集成电路封装工业中得到越来越多的应用，铜丝引线键合技术的研究发展迅速。
在防止铜丝氧化，工艺优化以及接头性能的评估等方面取得很多成果。
但同时也暴露出键合机理不明﹑缺乏详尽的显微组织分析和力学性能测试﹑工艺参数窗口不完善等问题，尤其是基板裂纹和硅坑等重大缺陷尚未解决，严重地影响了铜丝键合的大规模应用。
随着大规模集成电路的发展和对铜丝引线键合技术的不断关注和投入，影响铜丝键合的缺陷定能得到很好的解决，铜丝引线键合技术必将日臻完善，铜丝在集成电路封装中的大规模应用的时代必将来临。
