典型引线的材质:金(Au)/铝(Al)/铜(Cu)选用说明
金属引线的材质是根据综合考虑各种焊接参数(parameter),并组合成最妥当的方法来决定的。这里指的参数所涉及的事项繁多,包括半导体的产品类型、封装种类、焊盘大小、金属引线直径、焊接方法,以及金属引线的抗拉强度和伸长率等有关信赖度的指标。典型的金属引线材质有金(Au)、铝(Al)和铜(Cu)。其中,金丝多用于半导体的封装。
金丝(Gold Wire)的导电性好,且化学性很稳定,耐腐蚀能力也很强。然而,早期多使用的铝丝的最大缺点就是易腐蚀。而且金丝的硬度强,因此,在一次键合中可以很好地形成球状,并能在二次键合中恰到好处地形成半圆形引线环(Loop,从一次键合到二次键合金丝形成的形状)。
铝丝(Aluminum Wire)比金丝直径更大,间距(pitch)也更大。因此,即使使用高纯度的金丝形成引线环也不会断裂,但纯铝丝则很容易断裂,所以会掺和一些硅或镁等制成合金后使用。铝丝主要用于高温封装(如 Hermetic)或超声波法等无法使用金丝的地方。
铜丝(Copper Wire)虽价格便宜,但硬度太高。如果硬度过高,不容易形成球状,且形成引线环时也有很多限制。而且,在球键合过程中要向芯片焊盘施加压力,如果硬度过高,此时,焊盘底部的薄膜会出现裂纹。此外,还会出现牢固连接的焊盘层脱落的“剥落(Peeling)"现象。尽管如此,由于芯片的金属布线都是由铜制成的,所以如今越来越倾向于使用铜丝。当然,为了克服铜丝的缺点,通常会掺和少量的其他材质形成合金后使用。
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