芯耀
783
一、什么是打線鍵合（Wire Bonding）？
打線鍵合就是將芯片上的電信號從芯片內部“引出來”的關鍵步驟。我們要用極細的金屬線（多為金線、鋁線或銅線）將芯片的焊盤（bond pad）和支架（如引線框架或基板）之間做電連接。
可以理解為：
“芯片是大腦，但得靠血管（引線）把信號輸送出去，不然再聰明也干不了事?！?/p>
二、打線鍵合的核心目的：
建立電連接：芯片內部與封裝外部間的信號通道
提供可靠性：滿足電性能、機械穩(wěn)定性要求
保證生產良率：為后續(xù)封裝打好基礎
三、打線鍵合的類型
雖然有多種方式（例如熱壓鍵合、超聲鍵合、熱超聲復合鍵合等），這里我們主要講的是熱超聲金線球焊（Ball Bonding），這是最常見的一種，特別適合鋁焊盤+金線的組合。
四、打線鍵合的完整9步流程（一步一步講清楚）
? 步驟 1：準備金線
金線從打線機線軸中牽出，經過打線劈刀（Capillary）底部，露出短短的線尾。
? 步驟 2：形成“自由空氣球”（FAB）
打線機會用“放電”的方式，在金線尾部打出一個金球。這個球是在空氣中自然形成的，因此叫自由空氣球（Free Air Ball）。
就像是用電火花把金線的尾端熔掉形成一個金珠。
? 步驟 3：壓球到芯片焊盤
劈刀帶著金球對準芯片上的焊盤（bond pad），緩緩向下壓，讓金球和焊盤貼合。
? 步驟 4：完成第一個鍵合點（金球鍵合）
壓好后，打線機會開始施加：
一定的壓力
一定量的超聲波振動能量
控制作用時間
這樣做的目的是讓金球與芯片焊盤之間的金屬發(fā)生塑性變形+微觀摩擦焊接，最終牢牢焊在一起。
? 步驟 5：拉金線
劈刀抬起，同時拉動金線，從芯片焊盤開始畫出一段弧形線，將線帶到目標點：支架的焊盤（lead/frame pad 或 PCB pad）。
? 步驟 6：壓線到支架焊盤
劈刀移動到支架焊盤位置，再次往下壓線。
? 步驟 7：形成第二個鍵合點（魚尾鍵合）
再次施加：
壓力
超聲能量
時間控制
這次不是壓球，而是將金線壓成“魚尾”狀貼附到支架焊盤上，完成第二端焊接。
? 步驟 8：切線并保留線尾
劈刀繼續(xù)抬起，并在移動中切斷金線，在支架焊盤上留下“魚尾”，同時在劈刀口留下新的線尾，為下一根線準備。
? 步驟 9：循環(huán)進行下一根線的鍵合
回到第1步，周而復始，直到所有焊盤都連線完成。
五、打線工藝的四大核心參數
| 參數 | 作用 | 舉例說明 |
|---|---|---|
| 溫度（Bond Temp） | 提高金屬塑性，改善焊接效果 | 一般為100~150°C |
| 壓力（Bond Force） | 保證足夠接觸和變形 | 太小焊不牢，太大會壓壞焊盤 |
| 超聲能量（Ultrasonic Power） | 引發(fā)金屬分子間摩擦/擴散 | 控制能量大小避免“虛焊”或“飛線” |
| 超聲時間（Bond Time） | 決定超聲作用時長 | 配合能量使用，不能太短或太長 |
六、打線質量的關鍵控制點
1?? 金球尺寸控制：
金球直徑通常為60μm
厚度約20μm
太大易短路，太小焊接不牢
2?? 接合強度測試：
剪切力（Shear/Push Force）：芯片端金球推力 >?20克
拉力（Pull Force）：整條線拉斷前應 >?109克力
這些測試是驗證焊點強度是否達標的標準動作，不能忽略。
七、環(huán)境和工藝注意事項
?? 1. 濕氣控制：
若打線作業(yè)延遲超72小時，要進行低溫烘焙，把吸附的濕氣烤掉
否則在封裝注塑（Molding）時，水汽膨脹會導致封裝開裂或界面脫層
?? 2. 表面潔凈性：
焊盤若有污染或氧化層，會直接導致打線失?。ń鹎蛎撀洹Ⅳ~尾不粘）
必要時可使用等離子清洗機進行表面活化處理，恢復焊接性
八、打線后的可靠性隱患有哪些？
| 問題現象 | 可能原因 | 解決辦法 |
|---|---|---|
| 金球脫落 | 焊盤氧化、溫度低、超聲不足 | 表面清潔、調整參數 |
| 金線斷裂 | 金線受損、弧度過大 | 優(yōu)化拉線路徑、換線材 |
| 魚尾翹起 | 壓力不足、支架氧化 | 加壓、清洗支架表面 |
| 接觸電阻大 | 焊點不飽滿、焊接不牢 | 調整球徑、超聲能量 |
九、打線在整個封裝流程的位置
1. 晶圓切割 → 2. 芯片貼片 → 3. 銀膠烘焙 ?
→ 4. 打線鍵合 → 5. 封裝成型 → 6. 電性測試 → 7. 成品分選
總結
打線鍵合是芯片封裝中最細致、最關鍵的工序之一，涉及機械精度、材料性能、熱/超聲參數控制等多方面的綜合考量。金線雖細如發(fā)絲，但卻承擔著整個芯片與外部世界溝通的重任。
簡單說就是：“金線細如絲，失誤毀整批?！?/p>
歡迎加入行業(yè)交流群，備注崗位+公司，請聯系老虎說芯
