金线键合技术
金线键合工艺的质量控制-KSY版-2012
金线键合工艺的质量控制孙伟（沈阳中光电子有限公司辽宁沈阳）摘要：本文介绍引线（Au Wire）键合的工艺参数及其作用原理，技术要求和相关产品品质管控规范，讨论了劈刀、金线等工具盒原材料对键合质量的影响。
关键词：半导体器件(LED),键合金丝；键合功率；键合时间；劈刀；引线支架一引言半导体器件（光电传感器）LED芯片是采用金球热超声波键合工艺，即利用热能、压力、超声将芯片电极和支架上的键合区利用Au线及Ag线试作中（Cu 线也在试验中）对应键合起来，完成产品内、外引线的连接工作。
也是当今半导体IC行业的主要技术课题，因为在键合技术中，会出现设备报警NSOP/NSOL等常规不良，焊接过程中的干扰性等不良，在半导体行业中，键合工艺仍然需要完善，工艺参数需要优化等，键合工艺技术在随着全球经济危机下，随着原材料工艺变革和价格调整下不断探索Bonding新领域的发展。
已经建立了相对晚上的Bonding优化条件的体系中，在原材料的经济大战中，工艺技术将进一步推动优化Bonding条件体系二技术要求2.1 键合位置及焊点形状要求（1）键合第一焊点金球Ball不能有1/4的Bonding到芯片电极之外，不能触及到P型层与N型层分界线。
如下图1所示为GaAs单电极芯片Bonding 状态对比Photo：(2) 第二焊点不得超过支架键合区域范围之内，如图2所示.(3)第一焊点球径A约是引线丝直径Ø的3.5倍（现行1.2MIL金线使用，Ball Size 中心值控制在105um）左右，金球Ball形变均匀良好，引线与球同心，第二焊点形状如楔形，其宽度D约是引线直径Ø的4倍（即目标值：120um）左右，球型厚度H为引线直径Ø的0.6~0.8倍。
金球根部不能有明显的损伤或者变细的现象，第二焊点楔形处不能有明显裂纹。
图3为劈刀作用金球形变Ball形态的示意图。
图4 第二焊点形状：（4）键合后其其他表现技术要求规范：无多余焊丝，无掉片，无损伤芯片，无压伤电极。
镍钯金金线键合机理简析
镍钯金金线键合机理简析1. 引言镍钯金金线键合是一种常用的微电子封装技术，广泛应用于集成电路、传感器和其他微型器件的制造过程中。
本文将对镍钯金金线键合的机理进行详细分析和解释。
2. 镍钯金金线键合的定义镍钯金金线键合是一种通过热压力焊接方式将金线连接到芯片引脚或封装基板上的技术。
该过程使用了镍钯金合金作为焊料，通过高温和压力将焊料与芯片引脚或封装基板表面结合在一起。
3. 镍钯金焊料的特性3.1 镍钯金焊料的成分镍钯金焊料通常由镍、钯和少量其他元素组成。
其中，镍和钯是主要元素，可以根据具体需求进行调整。
这种组成可以提供良好的导电性能、可靠性和耐腐蚀性能。
3.2 镍钯金焊料的熔点镍钯金焊料具有较低的熔点，通常在400-450摄氏度之间。
这使得焊接过程能够在相对较低的温度下进行，避免对芯片引脚或封装基板造成过大的热应力。
3.3 镍钯金焊料的可靠性镍钯金焊料具有良好的可靠性，能够在长期使用和恶劣环境条件下保持稳定的连接。
这主要归因于焊料中镍和钯的高耐腐蚀性和良好的机械强度。
4. 镍钯金金线键合的工艺流程镍钯金金线键合的工艺流程包括以下几个关键步骤：4.1 表面处理首先，需要对芯片引脚或封装基板表面进行处理，以提供更好的连接性能。
常见的表面处理方法包括清洗、去氧化和涂覆保护层等。
4.2 印刷焊膏接下来，在芯片引脚或封装基板上印刷一层薄薄的焊膏。
这一步骤有助于提高焊接质量和连接可靠性。
4.3 放置金线然后，将金线放置在焊膏上。
金线的直径和长度可以根据具体需求进行选择。
4.4 热压力焊接在金线放置好后，使用热压力焊接机将焊料加热到一定温度，并施加适当的压力。
这使得焊料熔化并与芯片引脚或封装基板表面结合在一起。
4.5 冷却和固化最后，等待焊料冷却和固化，确保连接稳定可靠。
这一步骤通常需要一定的时间。
5. 镍钯金金线键合的机理镍钯金金线键合的机理可以分为以下几个方面：5.1 扩散在焊接过程中，镍钯金焊料与芯片引脚或封装基板表面发生扩散反应。
金线键合推力标准
金线键合推力标准
金线键合推拉力标准通常要求在室温下推拉10000次，并且连接强度不低于指定的要求值。
根据国际标准和行业经验，25μm金球焊引线键合推拉力标准通常在2~5克之间。
这个范围被认为是最适宜的，因为它既能够保证引线与芯片、基板之间的牢固连接，又不会对金球焊引线本身造成损伤。
为了确保25μm金球焊引线键合推拉力标准的准确性和一致性，需要进行严格的质量控制和检测。
首先，需要使用专业的键合设备和工艺参数来进行键合操作，以确保施加的推拉力在标准范围内。
其次，还需要使用合适的测试仪器来对键合后的引线进行拉力测试，以验证其质量是否符合标准要求。
请注意，具体推拉力取值还需要根据具体的键合工艺和材料来确定，以确保最佳的键合效果。
浅谈金线键合
浅谈金线键合胡立波;高敏【摘要】引线键合是用非常细小的线把芯片上焊盘和引线框架连接起来的过程.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键合技术以及影响因素,介绍了键合机工作原理及设备的相关操作.【期刊名称】《电子制作》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】1页(P97)【关键词】引线键合;芯片;键合机【作者】胡立波;高敏【作者单位】江苏商贸职业学院;江苏商贸职业学院【正文语种】中文做集成电路成品的几道工序分别是磨片，划片，装片，固化，烘箱，键合，MC，QC，塑封。
金线键合的步骤是拿料，上料，机器工作，下料，检验。
拿料时要根据这台焊线机所做的是哪种产品去拿料，一台机子上不同的产品是不能混用的，不然芯片就会报废，对焊线机也是很不利的。
上料也是很有讲究的，一个料盒里的每条料不一定是按一个顺序放的，有些头尾没有放一致就要把那条料抽出来反一下再慢慢放入料盒。
上料时一定要认真确认这盒料是否有做过，如果做过了就不能再做了，不然就会双丝。
更不能把料条前后颠倒，这样所有的焊线就都反了，那么芯片就又要报废了。
在确认以上两点后就把料盒的后出口堵上，防止在机器工作时抖动把料条抖出来。
最主要的就是机器工作了，焊线机包括金线机、铝线机、超声波焊线机，而我们所用的就是金线机。
焊线机主要应用于大功率器件比如：发光二极管、激光管、中小型功率三极管、集成电路和一些特殊半导体器件的内引线焊接。
机器用于实现不同介质的表面焊接，是一种物理变化过程，首先金丝的首端必须经过处理形成球形，并且对焊接的金属表面先进行预热处理，接着金丝球在时间和压力的共同作用下，在金属焊接表面产生朔性变形，使两种介质达到可靠的接触并通过超声波摩擦振动，两种金属原子之间在原子亲和力的作用下形成金属键实现了金丝引线的焊接。
1 键合工艺条件1.1 键合机台压力/功率超声功率使焊线和焊接面松软，产生热能，形成分子相互嵌合合金，改变球形尺寸。
Bonding技术介绍
Ball Bonding(球焊)和 Wedge Bonding (平焊/楔焊)
2.1 Ball Bonding ( 球焊） 金线通过空心夹具的毛细管穿出，然后经过电弧放电使伸出
部分熔化，并在表面张力作用下成球形，然后通过夹具将球压焊 到芯片的电极上，压下后作为第一个焊点，为球焊点，然后从第 一个焊点抽出弯曲的金线再压焊到相应的位置上，形成第二个焊 点，为平焊（楔形）焊点，然后又形成另一个新球用作于下一个 的第一个球焊点。
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6 压焊工艺的评估：
通常，对压焊效果的评估有两种方法： 外观检查及机械测试 6.1 外观检查
外观检查主要通过光学显微镜，电子显微扫描（SEM），X 射线探测等 手段来实现。 SEM 探测图（良好的球焊效果及月牙形的尾部）
Bonding技术介绍
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6.2 机械测试 最常用的机械测试方法有两种： 拉力测试和焊球剪切测试
照明
温湿度
4.3 焊接表面的清洁
金线的储存条件 氩等离子 紫外线
N2 微量的污染都会影响 可靠性和焊接性
溶剂清洁
4.4 压焊金属线的物理性质
金属线的硬度
金属线的拉伸强度
合金成B分onding技术介绍
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Bonding技术介绍
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只有充分考虑以上因素，才能有效控制压焊工序，才能获得高精度， 高可靠性，高强度，和有竞争力价格的压焊产品。
要表现在以下几个方面： 8.2.1 全自动设备已应用于压焊工序 8.2.2 压焊的各项参数都可以精确的进行监控 8.2.3 压焊的速度已达到 100—125ms/焊接 8.2.4 压焊的最小间距已达到 50微米 8.2.5 通过改良压焊头的结构及相应工序，大大提高了压焊的可靠性
金线键合资料3
【金线焊接压力状态如图所示】如下图所示，进行超声波发振的同时也给焊接面施压。
超声波到底是何物？超为どど【关于素子火山口形状】素子火山口形状（焊接面下的电极缺损）发生原因主要是受施压过程中的过强的WB条件/瓷嘴头部形状（锅底形状的角度）影响。
【ＵＳ的设定范围】第一焊接点第二焊接点ＵＳ的范围５０～８０１００～１８０ＵＳ时间的范围３０～６０３０～８０※上表是参考值，是根据过去实际成绩设定的。
②关于压力金线只用超声波摩擦金球是不能焊接的。
所以施加超声波的同时一定要通过换能器施加压力。
从换能器出来的超声波只是横方向的发振，它虽然可以形成第一焊接点形状，但是因为没有纵方向的压力，电极面和金线之间形成共同的结晶。
（即使第一侧的形状没有问题，强度也出不来。
例如：重量轻的兵乓球和重量重的铁球落到板上时，哪个可以跳起来？会嘣地一声跳起来吗？可以想象，跳不起来。
要是跳不起来的话，就得施加压力。
这样球就得有一定的重量。
这种情况就像金线焊接。
金线焊接的压力轻了换能器就会跳起来，重了就会给粘接点带来影响（第一，第二侧）。
这种压力的设定要根据一定的经验进行。
它会因焊接方的材料性质（ＬＥＤ素子／模型etc）和ＵＳ输出功率而有所不同。
【压力的设定范围】第一焊接点第二焊接点压力的范围３０～６０６０～１５０※上表是参考值，是根据过去实际成绩设定的③关于温度（ＷＢ加热器的温度设定）作为金线焊接必不可少的条件，除了ＵＳ（超声波）和压力之外还有温度。
正如前面所述，金线焊接是超声波和加热加压进行的。
温度主要是在施加压力和超声波进行焊接时对第一侧和第二侧进行预热，以便更容易形成共同的结晶。
ＷＢ机的预热温度当然要要使用ＣＢ完了的基板。
设定温度时要注意以下内容。
不要超过银浆软化温度。
银浆一旦超过温度，银浆就会软化而使强度下降。
因为LEDBU使用的是热硬化型的银浆。
不要超过电路板的耐热温度。
如果超过电路板的耐热温度就会使基板膨涨变形，就会造成焊接错位或者基板变色等原因。
金丝键合工艺培训
2. 二焊异常&问题：
二焊焊不上&二焊翘起 二焊焊偏 锁球&植球不良 有尾丝&尾丝过长
3. 线弧异常&问题：
金丝坍塌 金丝短路（碰线） 金丝倒伏
4. 其它：
断线 颈部受损 金线受损
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依照焊线图将已经黏附在导线架（Leadfream） 上的晶粒（Die）焊垫（Bond Pad）焊上金线以 便导线架外脚与内脚能够连接，使晶粒所设计的 功能能够正常的输出。
金丝（gold wire)
一焊 （Pad)
二焊 （Lead)
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Chamfer径的影响
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Chamfer Angle的影响
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线弧的形成
pad
lead
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线弧的形成
pad
lead
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线弧的形成
pad
lead
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微组装技术中金丝键合工艺研究
微组装技术中金丝键合工艺研究作者：蒯永清来源：《西部论丛》2017年第08期摘要：随着科学技术的发展，我国的微组装工艺有了很大进展，在微组装工艺中，金丝键合是一道关键工艺。
金丝键合质量的好坏直接影响微波组件的可靠性以及微波特性。
对金丝键合工艺的影响因素进行了分析，并通过设计实验方案对25μm金丝进行键合实验。
对键合金丝进行拉力测试，测量结果全部符合军标GJB548B-2005要求。
根据测量结果寻求最佳键合参数，对实际生产具有一定的指导意义。
关键词：微组装技术金丝键合参数提取引言引线键合实现了微电子产品优良的电气互连功能，在微电子领域应用广泛。
自动引线键合技术作为一种先进的引线键合技术具有绝对优势。
自动键合技术是自动键合机执行相应的程序，自动完成引线键合过程。
自动键合具有可控化、一致性好和可靠性高等优势。
随着电子封装技术的不断发展，微波组件正在不断向小型化、高密度、高可靠、高性能和大批量方向发展，对产品的可控化、高一致性、高可靠性和生产的高效率都提出了更高的要求，顺应发展趋势实现自动化生产已成为一种趋势。
所以，对自动化键合工艺的研究和优化是非常有必要的。
1金丝键合工艺简介金丝键合指使用金属丝（金线等），利用热压或超声能源，完成微电子器件中固电路内部互连接线的连接，即芯片与电路或引线框架之间的连接。
金丝键合按照键合方式和焊点的不同分为球键合和楔键合。
2金丝键合质量的影响因素2.1劈刀劈刀是金丝键合的直接工具，楔焊劈刀用于金丝、金带、铝丝、铝带等键合，主要分为深腔、非深腔、粗铝、金带/铝带键合等几大类，多为钨钢材料，刀头部分材料为陶瓷。
在一个完整的楔形键合中，第1键合点的键合强度主要受到劈刀的后倒角（BR）和键长（BL）、劈刀在键合第1点后上升过程、拉弧过程所产生的摩擦及拉力、线夹打开的宽度等因素的影响。
如果BR太小，则劈刀后倒角区域较锋利，就会导致第1键合点的根部较脆弱，在拉力测试实验中容易在此位置断裂。
金线键合技术
Bond Shear (cont.)
-失效模式
无比效推球模式
5. Wire shear & other interferences – 推刀推线或其 它
- 推刀推过球上部或未推掉球的全部 - 推球过程中推刀接触芯片表面 - 推球结束后推刀划到芯片 - 其它
Bond Shear Strength Criteria
热超声焊工艺机理
定义：用导线将半导体芯片上的电极与 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．
热超声焊工艺机理（续）
在焊线制程中，在高温，超声波功率，压力及其 他因素的作用下，象金和铝这样相互接触的两种 金属发生软化变形，同时两种金属间发生原子扩 散形成金属化合物 (Intermatellic Compound) 或合金(Alloy)，保证焊线 键合是可靠的电路连接。
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金线
金线是键合工艺中非常重要的直接原材料，需要 符合以下要求： 正确的合金组份以保证合格的机械及电性能 适当的生产工艺与热处理 正确的尺寸（线径及长度） 合格的表面质量（表面清洁无污染或损伤） 良好的放线性能（可顺利的从线轴放线，无打弯 或扭曲）
Gold Property
Melting point:—1064℃ Boiling point:—2807℃ Density—19.32g/mm 3 Electrical resistivity— 0.022Ω.mm2/m Elasticity —78KN/mm2 Shear moudle —28KN/mm2 Resistance (Φ25μｍ,20℃) —46.88Ω/m No oxidizing , good stability & reliability, easy to bond and produce
【资料】金丝键合工艺培训汇编
金丝（gold wire)
一焊 （Pad)
二焊 （Lead)
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3 键合耗材
1. 金丝 （gold wire)
1）金丝按直径分类：
30um&25um&18um 2）金丝按供应商分类：
国产金丝&进口金丝 3）金丝主要特性：
a . 纯度 b . 拉断力 (BL) c . 延展率（EL)
2.劈刀（capillary)
1）劈刀是根据产品的实际情况而选取 2）劈刀选取的好坏直接决定焊线（一 焊&二焊）的外观和产品性能 3）劈刀都是有使用寿命（500k） 4）劈刀的主要尺寸
一焊的形成
pad
lead
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PRESSURE
一焊的形成
Ultra Sonic Vibration
pad
heat
lead
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PRESSURE
线弧的形成
反向高度形成
pad
lead
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线弧的形成
pad
lead
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金丝键合工艺培训
06
金丝键合工艺发展趋势 与展望
新型金丝材料的研究与应用
总结词
新型金丝材料具有更高的强度、耐腐蚀性和导电性，能够满足高精度、高性能电子产品的需求。
详细描述
随着科技的不断发展，新型金丝材料的研究和应用成为金丝键合工艺的重要发展方向。新型金丝材料 具有更高的强度、耐腐蚀性和导电性，能够满足高精度、高性能电子产品的需求。这些新材料的应用 将有助于提高焊接质量和可靠性，延长产品的使用寿命。
详细描述
基板材料应具备较好的导热性、导电性和耐腐蚀性，常用的基板材料有陶瓷、玻璃、硅和金属等。选 择合适的基板材料能够提高键合点的机械强度、电气性能和热稳定性，降低生产成本和维护成本。
焊接工具的选择
总结词
焊接工具的选择对于金丝键合工艺的实 施效果具有重要影响。
VS
详细描述
焊接工具应具备高效、稳定和可靠的特点 ，常用的焊接工具包括焊台、焊嘴、助焊 剂等。选择合适的焊接工具能够提高焊接 效率、降低能耗和减少不良率，同时保证 焊接质量的一致性和稳定性。
金丝键合工艺培训
目录
• 金丝键合工艺简介 • 金丝键合工艺流程 • 金丝键合材料与工具 • 金丝键合技术要点 • 金丝键合常见问题与解决方案 • 金丝键合工艺发展趋势与展望
01
金丝键合工艺简介
金丝键合的定义
总结词
金丝键合是一种利用金属丝进行连接的微电子封装技术。
详细描述
金丝键合是一种在微电子封装中广泛应用的连接技术，主要利用金属丝（通常 是金丝）进行连接，实现芯片与芯片、芯片与线路板之间的电气连接。
05
金丝键合常见问题与解 决方案
焊接不牢问题
总结词
焊接不牢是金丝键合过程中常见的问题，可能导致连接 失效。
芯片金线键合
芯片金线键合芯片金线键合技术是半导体封装领域中的一项重要技术，它在芯片制造过程中起着关键的作用。
芯片金线键合是将芯片与封装基板之间的电连接建立起来的过程，通过金线将芯片上的电极与封装基板上的引脚相连接，实现电信号的传输。
金线键合技术的好坏直接影响着芯片的可靠性、稳定性和性能。
芯片金线键合技术的发展离不开材料科学和微电子工艺的进步。
芯片金线键合所使用的金线材料主要有铝线和金线两种。
铝线具有低成本、良好的导电性和可焊接性等优点，广泛应用于大规模集成电路的制造中。
而金线则具有更好的导电性能、稳定性和可靠性，适用于高端芯片的制造。
随着科技的进步，金线键合技术也在不断发展，金线材料的性能得到了优化，使得芯片的可靠性和稳定性得到了进一步的提升。
芯片金线键合技术的过程主要包括金线的成型、对准和焊接三个步骤。
首先，在芯片上进行金线成型，一般采用传统的金属细丝拉伸工艺。
然后，将成型的金线与芯片上的引脚进行对准，确保金线的精准连接。
最后，将金线焊接到封装基板上，形成稳固的连接。
这个过程需要高度精密的设备和技术，以保证金线的正确定位和焊接质量。
任何一个环节出现问题都会导致芯片的失效和性能下降。
芯片金线键合技术在电子产品的制造中扮演着重要的角色。
它不仅对芯片的可靠性和稳定性有直接影响，还对电子产品的性能和寿命有很大影响。
一个好的金线键合工艺能够确保芯片与封装基板之间的电连接稳定，避免电阻和电感等问题的产生，提高电信号传输的速度和质量。
而一个不良的金线键合工艺则会导致电连接不稳定，引起芯片的故障和损坏。
芯片金线键合技术的发展也不断推动着电子产品的进步。
随着科技的不断发展，电子产品的功能越来越强大，尺寸越来越小。
芯片金线键合技术的不断创新和进步，使得芯片的集成度和性能得到了大幅提升，同时也为电子产品的微型化和高性能化提供了可能。
芯片金线键合技术是半导体封装中不可或缺的一环，它对芯片的可靠性和性能有着重要的影响。
随着科技的发展，金线键合技术也在不断创新和进步，为电子产品的制造提供了更好的解决方案。
金线-wafer键合强度标准
金线-wafer键合强度标准近年来，随着微电子技术的飞速发展，金线-wafer键合技术作为一种重要的封装工艺，被广泛应用于集成电路、传感器、MEMS器件等领域。
而金线-wafer键合的质量和可靠性直接影响着器件的性能和稳定性，因此制定金线-wafer键合强度标准显得非常重要。
在进行金线-wafer键合强度标准的讨论之前，首先需要对金线-wafer 键合的工艺流程和原理有一个清晰的了解。
金线-wafer键合是指在芯片封装过程中，使用金线将芯片与衬底(wafer)进行连接的一种工艺。
而金线-wafer键合的强度标准，则主要是指金线连接的牢固程度和稳定性。
针对金线-wafer键合强度标准的制定，首先需要考虑的是对金线连接强度的定量分析。
在实际的生产中，可以通过应力测试、拉力测试等手段来对金线-wafer键合的强度进行测试和评估。
通过对多组样品的测试数据进行统计分析，可以得到金线-wafer键合强度的分布规律和标准差，从而为制定强度标准提供依据。
另外，除了定量分析之外，金线-wafer键合强度标准的制定还需要考虑到工艺和材料的影响。
在金线-wafer键合过程中，不同的工艺参数和材料选择都会对键合强度产生影响，因此需要在制定标准时对工艺和材料进行全面考量。
金线的直径、键合温度、压力等工艺参数，以及金线和衬底的材料性质都会对键合强度造成影响，需要在标准中进行详细规定。
除了以上考虑因素外，金线-wafer键合强度标准的制定还需要充分考虑到不同应用场景的需求。
不同的器件在使用过程中会受到不同的环境和应力，对键合强度的要求也会不同。
因此需要根据不同应用场景的需求，针对不同的器件类型和用途，制定相应的键合强度标准，以保证器件在实际使用中的可靠性。
金线-wafer键合强度标准的制定需要充分考虑定量分析、工艺和材料影响以及不同应用场景的需求，才能够为微电子封装行业提供统一的标准和规范。
只有制定了科学合理的强度标准，才能够保证金线-wafer键合技术的质量和可靠性，推动微电子封装行业的持续发展。
金丝引线键合的影响因素探究
金丝引线键合的影响因素探究1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对金丝引线键合的简要介绍和对本文研究的背景进行说明。
在电子封装技术中，金丝引线键合技术是一种常用的方法，用于连接芯片与封装基板之间的金属引线。
金丝引线键合技术具有高可靠性、高密度和低功耗等优点，因此在集成电路（IC）的制造过程中得到广泛应用。
然而，金丝引线键合的质量和性能受到许多因素的影响，如金丝材料、焊接参数、设备条件等。
因此，深入了解金丝引线键合的影响因素，并探索如何优化这些因素对键合质量和性能的影响，对于提高金丝引线键合工艺的可靠性和效率具有重要意义。
本文将针对金丝引线键合的影响因素展开研究，通过综合分析文献和实验数据，探讨金丝引线键合的定义、原理以及主要影响因素。
通过对这些影响因素的分析和比较，我们将为金丝引线键合工艺的优化提供有力的理论支持和实践指导。
最后，通过总结金丝引线键合的影响因素，并对未来研究方向进行展望，本文旨在为金丝引线键合技术的发展和应用提供参考，为相关领域的研究人员和工程师提供借鉴和启示。
同时，希望通过本文的研究成果，能够促进金丝引线键合技术的进一步改进，提高键合质量和性能，推动电子封装技术的不断发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构本文将按照以下结构展开对金丝引线键合的影响因素进行探究：第一部分是引言部分，对本文的背景和目的进行介绍。
首先，我们会概述金丝引线键合的重要性和应用场景，以引起读者的兴趣。
其次，我们会明确文章的结构，向读者说明本文将围绕哪些主题进行讨论。
最后，我们会明确本文的目的，即希望通过探究影响金丝引线键合的因素，为相关领域的研究和应用提供指导。
第二部分是正文部分，将详细介绍金丝引线键合的定义和原理，并分析影响金丝引线键合的因素。
首先，我们会给出金丝引线键合的定义，并阐述其基本原理和工作原理，以帮助读者了解金丝引线键合的基本概念。
接着，我们会系统地探究影响金丝引线键合的因素，包括但不限于金丝的材料特性、键合参数的选取、键合过程的控制等。
KnS相关参数
焊线总结W/B 金线键合1键合原理:A) 键合实质:a)宏观：通过焊接介质使导体联通的过程.B微观：分子运动形成合金的过程.B)键合工艺的发展史:a)冷压键合.:运用机械冲压键合b)超声波冷压键合.:引入超声研磨概念,在冲压同时运用超声研磨,使键合更良好. 超声研磨是通过换能器传送.换能器是将电能转发成机械能的装置.此键合方式使用50-60 KHZ 低频换能器,多运用于铝线键合.c)超声波热压球键合:在以前的键合工艺上引入温度概念,加快分子运动使键合良好. 以前的机型使用60 KHZ 的换能器；为更好的焊接质量，发展使用大于或等于100 KHZ 的高频换能器。
此键合工艺运用于金线和铜线键合.C) 键合工艺须考虑的物料：a)劈刀b)键合线c)键合区尺寸及厚度d）基板e )D/A 质量1)KnS 自动球键合的键合过程及参数设置:（参照《基本制程参数指导客户版》）3）常见失效分析：A）bond off （不粘）与Peeling（拔铝垫）：bond off （不粘）：为合金生长过少，应适当加大USG，适当减少FORCE，增加Pre-USG 参数,如有必要，需启用Scrub補助。
（若材料晃动，则须尽量避免USG对材料晃动的影响，故须运用较小USG较大Force，启用Scrub補助.）Peeling（拔铝垫）：为合金生长过多，震裂铝层，应适当加大Force，减少USG，增加Init’Force 参数.B）Short tail (线尾短)：为第二焊点粘接不良，适当加大USG和Force，若材料不良，需启用Scrub補助，建议将XY scrub设为5 micn,Scrub cycles 设为3。
（若基板浮动，则须尽量避免USG对材料晃动的影响，故须运用较小USG较大Force，启用Scrub補助.）C）Wire Sway:Case1:Wire sway but loop Base consistent/Capillary Geometry;/Aire tensional problems;/Wire path related;/Wire spool;/Sencond bond parameters related.Case2:Wire sway with inconsistent loop Base/Air Blow at marginally profile too strong;/Wire Pull常见参数含义及运用BOND TIME焊接时间BONE FORCE 焊接压力BONE USG焊接超声USG：超声输出USG MODE：超声输出模式-1：USG POWER 功率输出模式2：USG VOLTS 电压输出模式3：USG CURRENT 电流模式目前而言USG CURRENT的设定使用是可以达到最佳的制程转移效果USG BOND TIME：超音波能量输出的时间Init’l USG Time (%) (Min 0, Max 100)初使焊黏时间百分比来设定初始超音波能量的作用时间，内定设定值是0 msecInit’l USG Level (%) (Min 0, Max 500)依据第一焊黏点的超音波输出能量大小的百分比（Current / Voltage / Power）来设定初始超音波能量的大小内定设定值是100%。
芯片金线键合
芯片金线键合芯片金线键合是一种常见的芯片封装技术，它在电子设备制造过程中起着重要的作用。
本文将从多个角度介绍芯片金线键合的原理、应用以及相关的发展趋势。
一、芯片金线键合的原理芯片金线键合是将芯片与封装基板之间的电连接通过金线来实现的技术。
它是一种微电子封装工艺，通过焊接金线将芯片的引脚与封装基板上的焊盘相连接，以实现电信号的传输。
芯片金线键合的主要原理包括：焊点的形成、金线的形成和焊接的过程。
焊点的形成是通过将金线与芯片引脚和焊盘相连接，形成一个稳定的电连接。
金线的形成是通过将金线材料加热至熔点，然后利用焊接工具将金线与芯片引脚和焊盘焊接在一起。
焊接的过程是通过控制温度和焊接时间来实现的，以确保焊接的质量和稳定性。
芯片金线键合技术广泛应用于各种电子设备中，包括手机、电脑、电视等消费电子产品，以及汽车电子、医疗电子等工业领域。
它在电子设备制造过程中起着关键的作用，可以实现芯片与封装基板之间的电连接，保证设备的正常工作。
在手机等消费电子产品中，芯片金线键合技术可以实现芯片与封装基板之间的电连接，以实现手机的各种功能，如通信、计算、存储等。
在汽车电子领域，芯片金线键合技术可以实现汽车电子设备的制造，包括车载娱乐系统、导航系统、安全系统等。
三、芯片金线键合的发展趋势随着电子设备的不断发展，芯片金线键合技术也在不断进步和创新。
未来，芯片金线键合技术将朝着以下几个方向发展：1. 高密度键合：随着芯片尺寸的不断缩小，芯片金线键合技术需要实现更高的密度，以适应芯片引脚的增多和更高的数据传输需求。
2. 低温键合：为了避免芯片和封装基板在键合过程中的热应力，芯片金线键合技术将朝着低温键合的方向发展，以提高键合的可靠性和稳定性。
3. 新材料的应用：为了提高芯片金线键合的性能，将引入新材料的应用，如高导电材料、高温材料等，以满足不同应用场景的需求。
4. 自动化生产：为了提高生产效率和降低成本，芯片金线键合技术将朝着自动化生产的方向发展，通过机器人和自动化设备实现键合工艺的自动化。
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焊线工艺分类(续)
2。超声楔焊
- 利用超声能量作用于压紧在一起的两种
金属间形成键合 3。热压焊 - 利用加热及压紧力形成键合。该技术
1957年在贝尔实验室被使用，是最早的 封装工艺技术，但现在已很少在用。
金线来料检验
- 金线的主要测试指标是抗张强度（拉
断力）及延展率
- 外观检验标准为表面完整性．比较好
的测试方法是使用ＳＥＭ．
- 放线性能
键合工艺质量控制测试
Visual Inspection（目检） Bond Shear（推球） Wire Pull（拉线） Wire peel（第二焊点拉线） IR microscopy（红外线显微镜） Cross-section（抛面分析） Chemical etch（化学腐蚀）
热超声焊与超声楔焊比较
金属线 焊线工具 焊线温度 焊线机
T/S
U/S
Au/Cu
Al/Au
Capillary
Wedge
需加热
室温
-电火花放电烧球 -不需烧球
-焊头与焊线
-焊头与焊线
无方向要求
方向一致
金丝球焊工艺图示
金丝球焊工艺图示(续)
金丝球焊工艺图示(续)
金丝球焊工艺图示(续)
第一点球焊 主要参数
金丝球焊工艺图示(续)
金丝球焊工艺图示(续)
金球形成 主要参数
z 线尾长度 （Wire tail length） z EFO 参数设顶定 (ball size ratio/torch current, torch time) z EFO gap z 线尾熔化后，表面张力使其冷却凝固时形成圆球状 主要特性 z 金球太小会造成capillary堵孔 z 金球太大易产生焊点偏及“Golf”球
z 超声功率/压力/时间 (US_Power/Force/Time) z 键合温度 (Bond Temperature) z 芯片焊区金属层类型 (Bonding Pad Metallization) z Capillary设计 z 图象识别系统（PRS）性能 主要特性 z 焊球形状（球径/Ball Size，球高/Ball Height） z 键合强度 (Ball Shear Strength) z 无凹坑 （Cratering) z 焊球位置精度 (Bond Placement)
- 失效模式
失效模式
CODE NO.
Ball Lift
1
Ball Shear
2
Bond Pad Lift
3
Cratering
4
* Wire Shear/Others
5
Notes: * 无效推球
Bond Shear (cont.)
-失效模式
Ball Lift
Aluminum Shear
Bond Shear (cont.)
Composite Ceramic
Capillary设计（续）
Manufature Process
SPT CIM (陶瓷注模) vs. Grinding（磨削）
Capillary设计（续）
Manufature Process (Cont.)
Capillary设计（续）
Capillary 主要尺寸对键合工艺的影响
金丝球焊工艺图示(续)
金丝球焊工艺图示(续)
线弧形成 主要参数
z 金线尺寸，类型 z Capillary 设计 z 焊线机线弧计算及送线系统性能等 z 金线热影响区高度(HAZ) z 线轴放线性能 主要特性 z 线弧高度（Loop height） z 线弧扭曲（Wire sway） z 线弧下垂（Wire sagging） z 塑封过程中线弧冲弯 （Wire sweep during molding）
金丝球焊工艺图示(续)
金丝球焊工艺图示(续)
第二点楔焊 主要参数
z 超声功率/压力/时间 (US_Power/Force/Time) z 焊线温度 (Bond Temperature) z 框架表面质量 z 框架压紧状况 z Capillary设计 主要特性 z 焊点不粘 （Lifted post） z 焊点压扁 （Smash bond） z 断线 （Broken wire）
A division of SPT Roth Group
金线键合封装 技术简介
焊线封装工艺
焊线封装工艺：用导线将半 导体芯片上的电极与外部引 脚相连接的工艺，即完成芯 片与封装外引脚间的电流通 路．
焊线工艺(续)
BGA
QFP
焊线工艺(续)
QFN
Smart Card
焊线工艺分类
1。热超声/金丝球焊
Example
QFP 208 Au 1.0mil ESEC 3088 80um 90um 200um 70um
Capillary设计需要的应用信息（续）
Item
Example
Bond Pad Metallization :
1%Si.05%CuAl
Distance between Pad to Lead :
FAB centering Ball size/Ball shape Ball strength Tail bond strength
Capillary设计（续）
T/FA/OR: Tip diameter/face angle/out radius
Stitch length
Heel transition
热超声焊工艺机理
定义：用导线将半导体芯片上的电极与 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．
热超声焊工艺机理（续）
在焊线制程中，在高温，超声波功率，压力及其 他因素的作用下，象金和铝这样相互接触的两种 金属发生软化变形，同时两种金属间发生原子扩 散形成金属化合物 (Intermatellic Compound) 或合金(Alloy)，保证焊线 键合是可靠的电路连接。
热超声焊工艺机理（续）
1st Bond(Ball)
2nd Bond(Stitch)
US
Force
F
US
T Temperature
热超声焊工艺机理（续）
Bond Force
将金球或金线固定于焊线位置以便于超 声能量的传播
焊线压力使金线与焊接表面紧密压合， 并将金线延伸变形
金线延伸使其表面污染破裂，露出纯金 金线的纯金表面与键合表面相互接触即 可发生金属间的分子键合
……
die damage
Bond Shear
破坏性测试 第一焊点推球测试焊点的键合强度 推球测试会在最弱的结合面剪切第一焊 点（金球，金铝结合面，焊点金属层与芯 片基底结合面．．．）．所以推球后需观 察推落模式. 该测试是球焊工艺的业界标准测试项目
Bond Shear (Cont.)
Bond Shear (cont.)
Build-up related life span
OR
Recommendation: - Select the largest T
SL
FA
T
- larger OR with smaller FA, vice verse
Capillary设计（续）
Bonding pad pitch limitation on tip size
Visual Inspection
体视显微镜缺陷目检：
missing wire
broken wire
misbond
bad loop
lifted bond
second bond impression
weak/smashed bond pad/lead bond placement
foreign metter
-失效模式
Ball(Intermetallics) Shear
Ball (Au) Shear
Bond Shear (cont.)
-失效模式
Bond Pad Lift
Cratering
Bond Shear (cont.)
-失效模式
Wire Shear
Bond Shear (cont.)
-失效模式
Capillary 主要尺寸 – 密间距设计
Capillary设计（续）
材料
SPT的非密间距capillary的材料为高纯Al2O3精细颗粒高密度陶瓷材料（平均颗 粒度＜２微米） ．密间距 capillary 则是选用ZrO2掺杂的超细颗粒陶瓷材料 （平均颗粒度＜０．２５微米） ．
High Density Ceramic
Bond Shear (cont.)
-失效模式
无比效推球模式
5. Wire shear & other interferences – 推刀推线或其 它
- 推刀推过球上部或未推掉球的全部 - 推球过程中推刀接触芯片表面 - 推球结束后推刀划到芯片 - 其它
Bond Shear Strength Criteria
Capillary设计需要的应用信息
Item
Application : Lead Count : Wire Material/Diameter : Bonder / Model : Bond Pad Opening Size : Pad Pitch : Loop Height (target) : Mashed Ball Diameter :
3.0mm
Lead Width :
150um
Lead Pitch :
200um
Lead Metallization :
Silver plated Copper