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引线键合的三种方式
2025-02-17
引线键合是一种微电子封装技术，它使用金属线作为连接载体，通过特定的方式将芯片的金属引脚与基板上的焊点或引线进行连接。这一过程确保了芯片与外部电路的有效电气连接和信号传输。引线键合的三种主要方式如下：
一、热压键合
- 原理：利用压力和热量将引线和键合区压焊在一起，使其发生塑性变形，同时破坏金属表面的氧化层，使接触面压焊的原子达到原子引力范围，从而实现键合。
- 特点：常用于金丝的键合。焊头的加热温度一般在150℃左右，芯片的加热温度一般在200℃以上。热压焊存在金属尖端变形大、易损坏、焊点结合力小等缺陷。
- 焊点形状：热压焊键合完成后，会形成两个焊点。第一焊点呈球形，这是因为在键合过程中，金球因受压力而略微变形，以增加键合面积并穿破金属表面氧化层等阻碍键合的因素。第二焊点即金属引线键合结束时的焊点，呈楔形。
二、超声波键合（超声键合焊）
- 原理：利用超声波发生器产生的超声波振动（通常在60~120kHz范围内），使连接设备的劈刀发生水平方向弹性振动，同时施加向下的压力。这两种力的共同作用使引线在焊区金属表面迅速摩擦，从而发生塑性变形并与键合区紧密接触完成焊接。
- 特点：常用于铝丝的键合。超声波键合两端的键合点一般呈楔形。
三、热超声键合（热声键合焊）
- 原理：结合热压焊和超声波焊的优点，利用超声波和热量共同作用实现键合。在键合过程中，外加热源激活材料的能级，促进两种金属的有效连接以及金属间化合物的扩散和生长。同时，超声波振动有助于去除金属表面的氧化层并形成紧密的键合。
- 特点：主要用于金丝和铜丝的键合。加热温度通常低于热压焊（如100℃），但结合超声波振动能够实现更紧密的键合，提高键合的可靠性和稳定性。
综上所述，引线键合的三种方式各有特点，适用于不同的应用场景和材料类型。在实际应用中，需要根据具体需求和条件选择合适的键合方式以确保键合质量和可靠性。
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