铜线焊接

铜线球焊
一、铜线球焊的优点
1、价格优势：引线键合中使用的各种规格的铜丝，其成本只有金丝的1/3－1/10。

2、电学性能和热学性能：铜的电导率为0.62（μΩ/cm）－1，比金的电导率[0.42（μΩ/cm）－
1]大，同时铜的热导率也高于金，因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流。

3、机械性能：铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合。

二、铜线球焊的缺点
（1）铜容易被氧化，键合工艺不稳定
（2）铜的硬度、屈服强度等物理参数高于金和铝。

键合时需要施加更大的超声能量和键合压力，因此容易对硅芯片造成损伤甚至是破坏。

三、铜线球焊的流程
1、设备方面：
（1）采用保护气体对铜线进行保护（含3~5%氢氮混合气体），防止铜线球焊时氧化（见图一）。

图一氢氮混合保护气体吹气口
（2）打开氢氮混合气，流量控制在7-8 L/min（见图二）。

氢氮保护气体标识
图二保护气体流量表
2、球焊芯片
由于铜丝硬度比金丝大，因而铜线焊线区域相比金线焊线区域的铝层有所不同，具体如下：Wire Thickness (铜线尺寸) Bond pad thickness（芯片铝层厚度）
0.8mil 1.1um
1.0mil 1.5um
1.2mil
2.0um
1.5mil 3.0um
2.0mil
3.0um
3、由于铜丝硬度力比金丝大，因而铜丝的工艺参数相对要大（具体参数可参照组装图的工艺参数表）。

4、铜线球焊外观
（1）铜线不良外观：球焊时Cu线氧化，出现“红球”现象
图一图二
（2）合格的铜线球形
图一合格的Cu线球形图二球形不良图三焊球沾污或氧化
5、铜丝劈刀参照表
铜丝劈刀型号铜丝规格劈刀厂家
UTS-33IF-CM-1/16-XL Φ25 SPT
UTS-43LG-CM-1/16-XL Φ30 SPT
UTS-50KK-CM-1/16-XL Φ38 SPT
UTSDIC-64ML-AZM-1/16-XL Φ50 SPT
6、确定产品外观符合要求后，DAGE4000进行拉力、推球测试（不同铜丝规格的产品拉力、
推球标准具体见品管的过程质量检验标准)。

7、拉力、推球测试符合要求后进行腐球实验,目的是去除芯片表面的铝层，观察硅表面是否出
现“弹坑”现象。

8、确定产品合格后进行正常生产，并定期进行抽检观察球形外观。

三、以Φ25铜丝SOT-89封装产品为例：
(1)设备:增加氢氮混合保护气体吹气口
(2)打开氢氮混合气，流量控制在7-9L/min
(3)铜丝:ф25(宁波康强)
(4)劈刀: UTS-33IF-CM-1/16-XL(SPT厂商)
（6）先球焊一条产品确定外观符合要求后，用DAGE4000根据铜线尺寸Φ25进行过程质量检验标准。

拉力判断规范：≥7 g 推球规范：≥21g
（7）腐球实验:
实验方法：将已做过拉力、推球合格产品放入盐酸溶液中10分钟左右，待芯片的铝层与铜球脱落后观察硅表面是否有“弹坑”现象。

（8）腐球实验合格后进行批量生产，并定期进行抽检，观察球形外观。

铜线的注意点：
1、开始铜线球焊时，不能进行打火（EFO），否则焊球氧化，影响产品长期的电性能。

2、由于盐酸具有腐蚀性，是挥发性气体，因此在进行“腐球”实验时注意安全性。

3、在工艺参数设置的范围内，为了防止出现“弹坑”和“红球”现象，尽可能设置“功率小，
压力大”的工艺参数。

4、球焊完的产品尽快在八小时内下传到下道工序进行包封，如不能下传也必须放入氮气柜
中，防止产品氧化。

5、球焊结束时，要及时将未做完的铜线放入氮气柜中，防止铜丝的氧化。