用于半导体封装工艺中的芯片键合解析

芯片键合，作为切割工艺的后道工序，是将芯片固定到基板（substrate）上的一道工艺。引线键合（wire bonding）则作为芯片键合的下道工序，是确保电信号传输的一个过程。wire bonding是最常见一种键合方式。

Gold Bonding Wire: 半导体键合金线/金丝

用于半导体封装工艺中的芯片键合。

Wire Bond/金线键合： 指在对芯片和基板间的胶粘剂处理以使其有更好的粘结性能后,用高纯金线把芯片的接口和基板的接口键合。

成分为金（纯度为99.999%），掺杂银、钯、镁、铁、铜、硅等元素。

掺杂不同的元素可以改变金线的硬度、刚性、延展度、电导率等参数。

一、 目的：建立基本的 wire bonding 标准，制定生产过程中产品合格／不合格的判断标准。

二、 范围：本标准只适用于金线球焊工艺。

三、 基本焊接条件：热压超声波焊接用于金线键合，所需的温度、压力、超声波功率及时间视不同机型、不同材料有很大不同，具体根据机型、材料特性科学设定。

四、 品质判断标准：

1） 球形标准，如下图所示： 

① 球的直径：以2.5φ-3.5φ为标准 ，低于2.5φ为球小，大于3.5φ为球大。

② 球的厚度：以0.5φ-1.5φ为标准，低于0.5φ为球扁，大于1.5φ为球厚。

③ 球畸形：焊线偏离焊球中心超过1/2φ为球畸形。 

注：以上φ为金线直径，以下类同。

线形标准：

① 线形不良：线摆动以≤3φ、S 形≤2φ为标准，超过此标准为线形不良。线形摆动如下图所示

② 线受损：以≤1/4φ为标准，超过1/4φ为线受损不可接受。 

③ 弧形标准：晶粒边距金线垂直距离至少1.5φ，少于1.5φ为线低；晶粒面距线形最高不超过 200um，如下图所示。

④ 跪线：如下图所示，圆圈处所指的金线贴在焊接表面上为跪线，不可接受。标准线形为圆圈处所指的金线与焊接表面应有一定角度。

3） 焊口标准：

① 焊口：长为0.8φ—1.5φ，宽为1.5φ—2.5φ，且瓷咀印必须完整，超出此规格范围为不可接受，如下图所示：

② 线尾：线尾长度必须≤1φ，大于1φ时为线尾长，不可接受。跪线 length：0.8φ—1.5φ width：1.5φ—2.5φ 瓷咀印 

③ 虚焊、脱焊：焊球与Die面接触，焊口与Frame 表面接触，拉力测试为0时为虚焊；焊球或焊口中有一个不与焊接表面接触时为脱焊。如下图所示

4) 位置标准： 

① 走位：球走位：焊球须在IC pad位置内或恰好压在 Pad 边上，超出pad位置为球走位。焊口走位：焊点须在PCB金手指内，焊口离金手指边至少 1φ。超出金手指 为焊口走位。

② 漏线：应焊线的位置没有焊线。 

③ 焊错位：金线没有焊在指定 Pad 上而是焊在别的 Pad 上。

5） 拉力及推球标准： 

① 拉力测试方法：拉力测试时以靠近焊球金线弧形最高处为基准，如下图所示：

金线拉力管制，如下表：

备注：23、23J 为同一直径的金线，对 SOT-54、SOT-23 产品 Wire bonding 时有两个引线方向，方向不同金线的管制拉力不同，用J来区分，其余类同。

③ 推球不良：推球时使用推球机做推力实验，推球力至少16g以上，金线在pad上残留量≥60%，不满足此规格为推球不良。

审核编辑：汤梓红