一、工艺原理
键合工艺:用导线将半导体芯片上的电极经过键合设备通过施加压力机械振动、电能或热能等不同能量于接头处,形成连接接头的一种方法与外部引脚相连接的工艺，即完成芯片与封装外引脚间的电流通路。
二、键合材料
键合丝分为四种:铝线、合金丝、键合金线、键合铜线
键合金线：金丝纯度为99.99%，掺入（5~10）*0.001‰铍（Be）或者（30~100）*0.001‰（Cu）;
键合铝线：加入1%的硅（Si）或者1%的镁（Mg）键合铜丝：焊接时需加保护性气体,防止氧化为改善键合铜丝性能，相关生产单位可以利用碱土元素作为脱氧剂，常用的元素主要包括 Sr、Ca、Mg 以及 Be。
合金丝：金铝丝、金铜丝
三、金丝键合过程
楔焊具有能达45m 细间距的键合能力,焊点处引线直径变形可低至20%~30%线径，因没有金球及形成金球产生的热影响区，楔焊金丝弧度可低至50pm，寄生效应相对较小，非常适用于微波电路的射频互连，但金丝楔焊具有方向性，楔焊速度慢，且对键合界面要求更高。微波多芯片模块采用自动金丝楔焊可精确控制拱形，确保互连金丝拱形一致性和键合质量，能显著提高微波多芯片产品的性能
不同键合材料在金丝键合时所需要设置的超声功率参数存在差异。在产品生产过程中，根据实际生产验证情况对超声功率参数进行调整.
推荐参数如下：
超声功率 150～350LSB
超声时间 85～95ms
超声压力 16～24g
四、键合步骤
（1）将需要键合的模块先放在压焊底座上预热2～3分钟，再放入键合平面，并固定；
（2）调节好工作台的高度，保证被压件表面与劈刀端面平行接触，同时机器能在所要求的行程内工作；
（3）调节好键合台上显微镜的放大倍数和焦距，至清晰为止；
（4）移动操作手柄，将第一焊点精确地移动到劈刀正下方，缓慢降低焊头，使其落到第一个焊点上；
（5）移动操作手柄使焊头升起到一定高度，再次移动操作手柄，将第二个焊点精确地移动到劈刀正下面，缓慢降低焊头，使其落到第二个焊点上；
（6）焊接完成后焊头自动上升到复位位置；
（7）观察焊点外观判断参数设置是否得当，若形变或拉力不符合标准则可对参数进行适当调整，直到符合标准为止。若调整参数无法使其符合标准，则需通知工艺人员进行分析，找到问题并修正后再实施压焊；
（8）键合完成后，将产品使用镊子轻轻取下，放置在冷却台上冷却；
（9）关闭设备相关电源；
五、判断标准
在显微镜下检查，主要检测内容和技术要求如下：
（1）所有的键合点应牢固、无虚焊、无短路、不允许有不符合键合图纸要求的、遗漏的、额外的金丝；
（2）金丝键合点上不允许用导电胶加固，检查无多余物残留；
（3）金丝高度、弧度基本一致，自然弯曲成拱形；
（4）尾丝长度不能超过引线直径的2倍；
（5）金丝交叉时，金丝间距至少是金丝直径的2倍；
（6）焊点形状要求，长：1.5D≤L≤6D，宽：2D≤L≤3D，如示意图所示。
来源于集成电路与微系统封装，作者
赵工
13488683602
zhaojh@kw.beijing.gov.cn
欢迎各公众号，媒体转载，申请加白名单秒通过
投稿/推广/合作/入群/赞助/转发 请加微信13488683602