引线键合工艺介绍及质量检验

热超声引线键合工艺流程
内容:
一、工艺流程
1. 引线预处理:使用酒精对引线进行清洗,去除表面油脂等污染物。

2. 定位对齐:使用精密定位装置,将芯片引线和板引线精确对齐。

控制对齐误差在50μ以内。

3. 热压键合:将对齐好的芯片放入热压机,施加一定压力(约为30-80克/引线),同时加热到180-300°,保持1-10秒钟,完成键合。

4. 冷却固化:将键合好的产品取出,自然冷却至室温,完成固化。

二、工艺参数
1. 温度:180-300°(一般为200±10°)
2. 压力:30-80克/引线(一般为50±10克/引线)
3. 时间:1-10秒(一般为5±1秒)
4. 对齐精度:<50μ
5. 环境:无尘无油,相对湿度<60%
三、注意事项
1. 加热时间不能太长,否则可能造成芯片损坏。

2. 压力不能太大,否则可能造成引线变形。

3. 保持环境清洁,防止污染产品。

4. 热压后要完全冷却至室温,然后再进行其他测试。

5. 各参数应严格控制,确保产品质量。

6. 定期检查定位装置和热压机,保证设备精度。

１引言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。

半导体封装内部芯片和外部管脚以及芯片之间的连接起着确立芯片和外部的电气连接、确保芯片和外界之间的输入／输出畅通的重要作用，是整个后道封装过程中的关键。

引线键合以工艺实现简单、成本低廉、适用多种封装形式而在连接方式中占主导地位，目前所有封装管脚的９０％以上采用引线键合连接［１］。

目前封装形式一方面朝着高性能的方向发展，另一方面朝着轻薄短小的方向发展，对封装工艺圆片研磨、圆片粘贴、引线键合都提出了新的要求。

其中引线键合是很关键的工艺，键合质量好坏直接关系到整个封装器件的性能和可靠性。

本文将对引线键合工艺展开研究，分析影响键合质量的关键参数，以使引线键合满足封装工艺高质量、高可靠性的要求。

２引线键合工艺２．１简介引线键合工艺分为３种：热压键合（Ｔｈｅｒｍｏ－ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇ），超声波键合（ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＢｏｎｄｉｎｇ）引线键合工艺介绍及质量检验吕磊（中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京东燕郊１０１６０１）摘要：介绍了引线键合工艺流程、键合材料及键合工具，讨论分析了影响引线键合可靠性的主要工艺参数，说明了引线键合质量的评价方法，并提出了增强引线键合可靠性的措施。

关键词：引线键合；球形键合；楔形键合；毛细管劈刀；楔形劈刀；键合拉力测试；键合剪切力测试中图分类号：ＴＮ３０７文献标识码：Ａ文章编号：１００４－４５０７（２００８）０３－００５３－０８ＴｈｅＰｒｏｃｅｓｓＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄＱｕａｌｉｔｙＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆＷｉｒｅＢｏｎｄｉｎｇＬＶＬｅｉ（Ｔｈｅ４５ｔｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣＥＴＣ，ＢｅｉｊｉｎｇＥａｓｔＹａｎｊｉａｏ１０１６０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｅｓ、ｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｏｏｌｓｏｆｗｉｒｅｂｏｎｄｉｎｇ，ｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｗｉｒｅｂｏｎｄｉｎｇ；Ｂａｌｌｂｏｎｄｉｎｇ；Ｗｅｄｇｅｂｏｎｄｉｎｇ；Ｃａｐｉｌｌａｒｙ；Ｗｅｄｇｅ；ＢｏｎｄＰｕｌｌＴｅｓｔ收稿日期：２００８－００－００与热压超声波键合（Ｔｈｅｒｍｏ－ｓｏｎｉｃＢｏｎｄｉｎｇ）［２～３］。

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。

引线键合工艺参数对封装质量的影响因素分析1 引言目前IC器件在各个领域的应用越来越广泛，对封装工艺的质量及检测技术提出了更高的要求，如何实现复杂封装的工艺稳定、质量保证和协同控制变得越来越重要。

目前国外对引线键合工艺涉及的大量参数和精密机构的控制问题已有较为深入的研究，并且已经在参数敏感度和重要性的排列方面有了共识。

我国IC封装研究起步较晚，其中的关键技术掌握不足，缺乏工艺的数据积累，加之国外的技术封锁，有必要深入研究各种封装工艺，掌握其间的关键技术，自主研发高水平封装装备。

本文将对引线键合工艺展开研究，分析影响封装质量的关键参数，力图为后续的质量影响规律和控制奠定基础。

2 引线键合工艺WB随着前端工艺的发展正朝着超精细键合趋势发展。

WB过程中，引线在热量、压力或超声能量的共同作用下，与焊盘金属发生原子间扩散达到键合的目的。

根据所使用的键合工具如劈刀或楔的不同，WB分为球键合和楔键合。

根据键合条件不同，球键合可分为热压焊、冷超声键合和热超声键合。

根据引线不同，又可分为金线、铜线、铝线键合等。

冷超声键合常为铝线楔（xiē）键合。

热超声键合常为金丝球键合，因同时使用热压和超声能量，能够在较低的温度下实现较好的键合质量，从而得到广泛使用。

2.1 键合质量的判定标准键合质量的好坏往往通过破坏性实验判定。

通常使用键合拉力测试（BPT）、键合剪切力测试（BST）。

影响BPT结果的因素除了工艺参数以外，还有引线参数（材质、直径、强度和刚度）、吊钩位置、弧线高度等。

因此除了确认BPT的拉力值外，还需确认引线断裂的位置。

主要有四个位置：⑴第一键合点的界面；⑵第一键合点的颈部；⑶第二键合点处；⑷引线轮廓中间。

BST是通过水平推键合点的引线，测得引线和焊盘分离的最小推力。

剪切力测试可能会因为测试环境不同或人为原因出现偏差，Liang等人 [1]介绍了一种简化判断球剪切力的方法，提出简化键合参数（RBP）的概念，即RBP=powerA ×forceB×timeC ，其中A，B，C为调整参数，一般取0.80， 0.40，0.20。

微组装引线键合工艺1、采用引线键合工艺应符合下列规定：（1）引线键合工艺适用于将电路内部的芯片、基板、外壳引脚上的金属化键合区一一对应互连形成电气连接；（2）按所施加能量方式的不同，引线键合工艺可分为热压键合、超声波键合、热压超声波键合；（3）按引线键合形式的不同，引线键合工艺可分为球形键合和楔形键合；（4）按键合材料的不同，引线键合工艺可分为金丝键合、铝丝键合、铝硅丝键合、铜丝键合。

2、引线键合的主要工序应符合下列规定：（1）引线键合前宜先校验引线键合规范，确认工艺参数的稳定性，并检查基板材料可键合性；（2）键合前应保证键合区域清洁；（3）应根据装配图纸要求确定引线材料、型号和尺寸，引线安置在键合工具的过程中应保证引线表面的清洁；（4）应按装配图纸要求，并应按正确的位置与方向要求将待键合的引线准确键合在相应的焊盘上；（5）进行热超声金丝球形键合时，应调整好EFO打火强度及丝尾端与打火杆的间隙大小，成球的直径宜为金丝直径的2倍～3倍；（6）采用金丝进行铝键合区IC芯片的引线键合时，键合加热温度不宜高于15 0℃；（7）应控制超声功率、超声时间、键合压力和键合温度，并应确保不损伤芯片、有较大的键合强度和好的焊点形态；（8）应选择劈刀规格，楔形劈刀的刀尖宽度、针形劈刀(焊针)的轴孔直径宜为引线直径的1.3倍～1.6倍；（9）焊点应落在焊盘中心，牢固、无虚焊、无短路；（10）引线键合后应在显微镜下目检引线和键合质量，并应进行键合拉力测试。

3、引线键合的工艺运行条件应符合下列规定：（1）引线键合工艺宜在等于或优于7级净化区中进行；（2）手动引线键合工艺可使用压缩空气；（3）选用铜线进行引线键合时，宜在氮气或氮氢混合气体的保护气氛中进行。

引线键合工艺介绍及质量检验引线键合工艺是一种广泛应用于电子元器件制造的连接技术，它通过金属引线的熔融连接实现芯片与外部电路的连接。

这种工艺具有高可靠性、低成本、高生产效率等优点，因此在电子产业中得到广泛应用。

本文将详细介绍引线键合工艺的过程、质量检验方法及其应用实例。

准备：包括芯片贴装、引线框架设计、选择合适的引线材料和键合设备等。

键合：通过加热或超声波能量使金属引线与芯片和外部电路键合。

检测：对键合后的产品进行外观和功能性检测。

封装：将检测合格的产品进行封装，以保护其内部电路并提高可靠性。

质量检验是保证引线键合工艺成品质量的重要环节。

以下是一些建议的质量检验步骤和方法：外观检测：通过目视或显微镜检查产品外观，判断是否有键合不良、毛刺、断线等问题。

功能性检测：利用检测仪器进行电气性能测试，确保产品在规定范围内正常运行。

X光检测：利用X光无损检测技术对产品内部结构进行观察，以发现潜在的内部缺陷。

可靠性测试：进行环境试验、寿命测试等，以评估产品的长期性能和可靠性。

微处理器封装：在微处理器封装中，引线键合工艺用于将芯片与外部电路进行连接，以确保微处理器能够正常工作。

传感器制造：在传感器制造中，引线键合工艺用于将敏感元件与信号处理电路进行连接，以提高传感器的精度和可靠性。

医疗设备制造：在医疗设备制造中，引线键合工艺用于将电子元件与医疗器械进行连接，以确保医疗器械的安全性和有效性。

引线键合工艺作为电子元器件制造中重要的连接技术，具有不可替代的地位。

通过对其工艺过程的了解和对其质量检验方法的掌握，有助于提高电子元器件制造的整体水平和产品的可靠性。

随着科技的不断发展，我们有理由相信，引线键合工艺将继续在未来的电子产业中发挥重要作用。

超声引线键合点是指通过超声波振动将金属导线与芯片或基板连接起来的连接点。

超声引线键合点的形态包括圆形、椭圆形、扁平形等，其中圆形是最常见的形态。

超声引线键合点的形态受多种因素影响，如键合工艺参数、金属导线材料、芯片或基板材料等。

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 -。

引线键合剪切试验方法引线键合剪切试验方法是一种用于评估材料强度和断裂行为的实验方法。

它常被用于研究材料的力学性能和设计工程结构时的可靠性。

引线键合剪切试验方法通常包括以下步骤：1. 样品制备：首先，需要准备用于试验的样品。

样品一般是由两个不同材料的金属或非金属片材通过粘接剂粘合而成。

样品的尺寸和形状可以根据具体需要进行设计和制备。

2. 试验装置：为了进行引线键合剪切试验，需要设计和制造一个试验装置。

该装置主要包括应用力的装置和力学测试设备。

应用力的装置用于施加剪切力，力学测试设备用于测量样品的应变和断裂行为。

3. 引线键合剪切试验：将样品放置在试验装置中，并施加剪切力。

通过调节施加的剪切力，可以观察到样品的强度和断裂行为。

通常，试验会在不同的剪切力下进行，以获得材料的力学性能曲线。

4. 结果分析：根据试验结果，可以分析材料的强度、韧性和断裂特性。

强度是指材料在剪切载荷下的最大承载能力，可以通过试验曲线的最大点来确定。

韧性是指材料在断裂前的变形能力，可以通过试验曲线下的面积来计算。

断裂特性包括断裂模式和断裂位置等。

引线键合剪切试验方法具有以下优点：1. 简单易行：引线键合剪切试验方法不需要复杂的设备和高超的技术，可以在实验室中进行。

2. 准确可靠：通过引线键合剪切试验，可以获取材料的力学性能和断裂行为的准确数据，为工程设计和材料选择提供依据。

3. 可定量分析：引线键合剪切试验可以通过分析试验曲线，得到材料的强度、韧性和断裂特性等定量参数，为材料的仿真和预测提供参考。

4. 应用广泛：引线键合剪切试验方法适用于各种材料，如金属、塑料、复合材料等，可以用于研究不同材料的力学性能和断裂行为。

引线键合剪切试验方法是一种简单可靠的实验方法，用于评估材料的强度和断裂行为。

通过该方法可以获取准确的数据，为工程设计和材料选择提供依据。

在实际应用中，需要根据具体需求和材料特性进行合理设计和选择试验条件，以获得可靠的试验结果。

光子引线键合技术随着科技的进步，现在我们可以利用更为先进的光子引线键合技术来实现电子元件中进行高精准度的电路连接。

光子引线键合技术是一种高性能的封装技术，光子引线可以实现两个不相邻区域的连接。

它主要应用于微型集成电路、光电子学和光学研究等领域，成为了现在最流行的一种连接方式。

光子引线键合技术分成下面几个步骤。

1. 元器件检查在进行光子引线键合技术前，需要对所要连接的元器件进行检查。

检查元器件的表面是否平整，是否有磨损、氧化等问题，以避免产生异常电路连接。

2. 加热将光子引线加热至固定温度，并将元器件放置在光子引线及其附近，让它们和光子引线之间建立电气、光学和热学接触。

3. 对准对准是接下来的一个非常关键的步骤。

在此步骤中，需要对准所要连接的元器件与光子引线的电极。

在微调整方面，可以使用显微镜来观察微小的区域，并调整元器件和光子引线的位置，以确保它们完全对齐。

4. 连接当准确对准了光子引线和元器件的位置后，就可以进行光子引线键合。

光子引线的结构中有多个线髓，其中每一个线髓都可用于连接一个电极。

光子引线置于元器件和基底之间，通过应用压力，将它们连接起来，并形成一个强有力的电气和光学接触。

5. 测试和封装最后，当电路连接完成后，需要进一步测试其性能和完整性。

一旦确保了电路计算正确，就可以进行封装以保护电子元件。

这个过程包括封装电路板和基板，使电信号和光学信号能够到达所需的区域。

总体而言，光子引线键合技术是一项强大且高效的电路连接技术，可以实现对电子元件进行高精度的连接，因此被广泛应用于微型集成电路、光电子学和光学研究等领域。

在未来，随着科技的进一步发展，光子引线键合技术将继续发挥其独特的作用，以支持更加复杂的电子元器件的设计和实现。

成都电子机械高等专科学校毕业论文题目引线键合工艺及其影响因素的研究研究引线键合工艺及其影响因素＿＿着重金丝球键合分析内容提要引线键合就是用非常细小的线把芯片上焊盘和引线框架(或者基板)连接起来的过程。

金线焊接工艺，是引线键合工艺的一种。

它是利用金线将芯片上的信号引出到封装外壳的管脚上的工艺过程。

本文主要探讨集成电路封装中金丝球键合工技术以及影响因素。

关键字引线键合工艺热超声焊球形焊接步骤引线键合线弧技术影响因素 WB与塑封的关系目录绪论一………………………………………………………集成电路封装测试工艺流程简介▲前道工艺▲后道工艺贴膜注模研磨激光打印抛光烘烤晶片装裱电镀切割电镀后烘烤第二道外观检查料片装裱焊片切割银浆烘烤去粘等离子清洗拣装焊线（wire bond）第四道检查第三道外观检查测试，包装，出货二…………………………金丝球焊线机简述2.1 …………………………………引线键合工艺介绍2.2…………………………………引线键合机的介绍2.2.1…………………………键合机校正系统设计与实现金球引线键合（Gold Ball Wire Bonding）循序渐进的键合工艺2.2.2 …………………………………………………………校正系统设计2.2.2.1……………………………………………………伺服系统校正2.2.2.2……………………………………图像系统校正（PRS）2.2.2.3…………………………………………物料系统校正（MHS）2.2.2.4……………………………………热台压板电动机校正2.2.2.5………………………………………前后导轨电动机校正2.2.2.6…………………………………………进出料电动机校正2.2.2.7………………………………………键合头十字坐标校正2.2.2.8 ………………………………………EFO打火高度校正2.2.2.9 ……………………………………………USG校正2.2.2.10…………………………………………键合压力校正三.…………………………………………………引线键合的质量检测3.1……………………………………对键合焊球形貌外观检测3.1.1…………………………………………………两键合点的形状3.1.2…………………………………………键合点在焊盘上的位置3.1.3……………………………………键合点根部引线的变形情况3.2…………………………对键合点引线与焊盘的粘附情况的测试3.2.1……………………………………………Intermetallic实验3.2.2…………………………………………………Cratering 实验3.2.3……………………Wire pull Test ( 破坏性键合拉力测试 )四.分析金线焊接的影响因素五.浅谈金丝球键合对注模的影响致谢参考文献绪论集成电路的封装就是指安装半导体集成电路芯片用的外壳，它不仅起着安放、固定、密封、保持芯片和增强电热性能的作用，而且芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接，从而实现内部芯片与外部电路的连接。