集成电路封装中的引线键合技术研究

集成电路封装中的引线键合技术研究

摘要：本文以集成电路封装系统为研究对象，对其中的引线键合技术的工艺内

容进行研究分析。在简要介绍引线键合技术基础的前提下，分析多种类型的键合

技术，并重点在键合技术基础条件上，就温度、时间、键合工具、引线材料、键

合机理这四方面内容进行细化说明。

关键词：集成电路；封装处理；引线缝合

引言

集成电路封装技术，受到电气设备高速发展的影响，在行业领域与科技条件

的带动下，呈现出了高速率的发展条件。为了适应整体行业的发展状态，需要对

其中的技术条件进行升级，尤其在键合技术内容中，需在简要介绍基本概念内容

的基础上，引出整体技术应用要点，为相关研究提供参阅材料。

一、引线键合技术概述

引线键合技术，将技术细线作为材料与技术基础，通过对热、压力、超声波

等能量条件的利用，实现金属引线与基板焊盘之间的紧密焊合状态。此项技术，

是芯片技术领域中极为常见的技术手段，是维护电力互联状态、执行信息通信功

能的基础性技术条件。在理性的控制状态下，引线与极板之间，会出现电子共享

或原子扩散，并在联众金属间，出现原子量级的键合状态。功能属性上，引线键

合技术，将核心元件作为工作对象，对其行使导出与引入功能，以此展示自身技

术条件在集成电路封装中的技术应用价值。

二、多类型键合技术分析

集成电路的设置，可以分为多道操作工艺，并在磨片、划片、装片、烘箱、

键合、塑封等多项技术工序中，完成整体的技术管理。在IC封装技术条件下，芯片与引线之间的连接状态，是电源与信息号连接的基础，在连接方式上，呈现出

倒装焊、载带自动焊、引线键合三种技术类型。在应用条件上，引线键合表现出

明显的技术优势。而在传统封装条件下，引线键合技术也表现出一定的特异化内容，通常会使用球形焊接的流程工艺形式。

球形焊接技术，首先要设置第一点焊接，并将其位置固定在芯片表面。然后

通过线弧的成型处理，引导出第二点焊接，并将其设置在引线框架或者基板的表面。技术原理上，通过离子化的空气间隙，引导出“电子火焰熄灭”现象，并在形

成金属球的过程中，产生所谓的自由空气球，表现出技术条件下独有的特征属性。而在键合处理的过程中，这一技术条件，表现出了明显的精度优势，可以分别在

不同的方向上作出补偿控制点，以此保证整体焊接处理的合理状态[1]。

整体角度出发，键合技术需遵照基本的工艺条件设置需求，在基础设备、键

合时间、键合温度等多方面内容的控制条件下，保证整体键合操作工艺的合理化

状态。尤其在键合机台压与功率的控制上，应尊重超声功率的基本应用条件，将

焊线与接触面保持在相对较为松软的条件下，在输入能量的同时，保证物质分子

态结构之间的嵌合，完成新形状的塑造。

三、键合技术的基础条件说明

（一）温度条件

温度是控制键合操作的重要指标，对整体技术的应用合理性状态，有着直接

且绝对的影响。适当的温度条件，是执行引线键合的基础。在键合处理中，温度

所产生的能量条件，会消除在键合接触面中产生的氧化物质，可以有效地提高键

合处理的技术效果。针对这一问题，技术领域进行了大量的研究实践分析，并确

定了统一的键合操作最优温度状态。通常情况下，将200℃-240℃，作为最优化

的键合消耗条件，如果键合处理中的环境温度低于这一温度条件，就无法发挥消

除氧化层的技术处理效果。反之，如果高于这一温度区间，对键合技术的应用条件，也会造成危害，并在接触面上，增加出现氧化物的概率。因此，需要对键合

的温度进行系统化的控制，使其在相应的温度区间中，维护键合技术处理的有效性，提高整体集成封装技术的适应性条件。

（二）时间条件

键合操作，是一个流程化的技术过程中，虽然所用的时间相对较为短暂，但

在整体的键合处理中，也会随着键合点位置的变化，表现出明显的差异性条件。

通常情况下，键合处理所消耗的实践越长，键合球吸收的能量也就相对越多，这

一条件，直接增加了键合接触界面的直径参数。此时，会对键合界面的强度起到

明显的强化效果，但是这种条件也会相应的缩减键合的强度。同时，如果键合的

时间过长，会大大的增加键合点的范围，增加键合空洞的形成概率。因此，键合

处理的技术过程中，需要对实际技术条件进行分析，在确定具体应用环境的同时，合理控制键合时间，以此保证整体键合处理的有效性，为整体集成电路封装处理

的优化奠定基础。

（三）键合工具

引线键合处理中，需要使用特定的提供具设备，在执行能量传递工作的过程中，保证操作界面的良性键合效果。通常情况下，键合设备工具，需要针对键合

技术的应用形式，分别对超声波、热量、压力等不同类型的能量形态进行传递了，同时还需要将键合所用的引线材料固定的工具上，以此保证技术操作处理的有效性。而不同的键合处理方法与流程，所选用的键合工具也有所差异[2]。例如，在

楔形键合技术中，主要通过楔形劈刀设备，完成键合操作，而其材质，主要由碳

钛合金或者钨碳材料组成。又如，在球形键合技术中，会将毛细管劈刀设备作为

操作工具，而其材质大多为陶瓷材料，明显的区别于楔形键合设备。另外，无论

是哪一种键合工具，其应用中的大小型号，都会对整体键合处理的精度与稳定性

状态产生影响，需要得到相关技术人员的重视，并在应用作出必要的调整。

（四）引线材料

引线材料是键合技术处理中的基础，常见的引线多为铜、铝、金等技术材料。铜线的应用最为普遍，在经过键合处理之后，通常无需进行二次封装处理。同时，在使用铜线进行键合处理的过程中，可以有效地降低杂物的出现概率，避免劈刀

出现堵塞问题，保证良好的运行状态。在键合处理的过程中，需要重点关注铜丝

结构的强度属性与延展性状态，并在优化铜丝纯度的同时，使其应用价值得到保证。另外，在实践过程中发现，在铜丝的引线材料中，适当的加入其它元素的金

属物质，会使铜丝在键合处理中发生明显的质量变化，并展现出差异化特征。

以金线为材料基础的键合技术，在实际应用中，也有明显的技术优势，并在

封装实务操作中，具有一定代表性。技术操作中，用于金线键合的设备，应使用

电火花将金丝端部转换为球形结构，然后在焊压点与金丝连接位置，使用热超声

技术完成处理。这一条件下，使接触面发生变化，并在形成氧化膜的同时完成IC

芯片的球焊处理，保证金线焊材使用的合理性状态。金线键合处理中，还需对劈

刀设备进行使用管理，在劈刀达到一定使用次数之后，及时进行更换，以此保证

设备使用质量条件，而为了维护整体技术的合理性，还需对设备更换情况进行记录，使技术管理的内容更加全面。另外，在金线材料的使用中，应当调整并控制

整体工序内容与操作方法，在上料、固定等工作中保证金线应用技术的合理性。