芯耀
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一、什么是打線鍵合（Wire Bonding）？
打線鍵合就是將芯片上的電信號(hào)從芯片內(nèi)部“引出來”的關(guān)鍵步驟。我們要用極細(xì)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(hào)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(nèi)部與封裝外部間的信號(hào)通道
提供可靠性：滿足電性能、機(jī)械穩(wěn)定性要求
保證生產(chǎn)良率：為后續(xù)封裝打好基礎(chǔ)
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(fù)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(zhǔn)備金線
金線從打線機(jī)線軸中牽出，經(jīng)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(jī)會(huì)用“放電”的方式，在金線尾部打出一個(gè)金球。這個(gè)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(gè)金珠。
? 步驟 3：壓球到芯片焊盤
劈刀帶著金球?qū)?zhǔn)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(gè)鍵合點(diǎn)（金球鍵合）
壓好后，打線機(jī)會(huì)開始施加：
一定的壓力
一定量的超聲波振動(dòng)能量
控制作用時(shí)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(shí)拉動(dòng)金線，從芯片焊盤開始畫出一段弧形線，將線帶到目標(biāo)點(diǎn)：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(dòng)到支架焊盤位置，再次往下壓線。
? 步驟 7：形成第二個(gè)鍵合點(diǎn)（魚尾鍵合）
再次施加：
壓力
超聲能量
時(shí)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(dòng)中切斷金線，在支架焊盤上留下“魚尾”，同時(shí)在劈刀口留下新的線尾，為下一根線準(zhǔn)備。
? 步驟 9：循環(huán)進(jìn)行下一根線的鍵合
回到第1步，周而復(fù)始，直到所有焊盤都連線完成。
五、打線工藝的四大核心參數(shù)
| 參數(shù) | 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(huì)壓壞焊盤 |
| 超聲能量（Ultrasonic Power） | 引發(fā)金屬分子間摩擦/擴(kuò)散 | 控制能量大小避免“虛焊”或“飛線” |
| 超聲時(shí)間（Bond Time） | 決定超聲作用時(shí)長(zhǎng) | 配合能量使用，不能太短或太長(zhǎng) |
六、打線質(zhì)量的關(guān)鍵控制點(diǎn)
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(qiáng)度測(cè)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(yīng) >?109克力
這些測(cè)試是驗(yàn)證焊點(diǎn)強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作，不能忽略。
七、環(huán)境和工藝注意事項(xiàng)
?? 1. 濕氣控制：
若打線作業(yè)延遲超72小時(shí)，要進(jìn)行低溫烘焙，把吸附的濕氣烤掉
否則在封裝注塑（Molding）時(shí)，水汽膨脹會(huì)導(dǎo)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(huì)直接導(dǎo)致打線失?。ń鹎蛎撀?、魚尾不粘）
必要時(shí)可使用等離子清洗機(jī)進(jìn)行表面活化處理，恢復(fù)焊接性
八、打線后的可靠性隱患有哪些？
| 問題現(xiàn)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(diào)整參數(shù) |
| 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(diǎn)不飽滿、焊接不牢 | 調(diào)整球徑、超聲能量 |
九、打線在整個(gè)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(cè)試 → 7. 成品分選
總結(jié)
打線鍵合是芯片封裝中最細(xì)致、最關(guān)鍵的工序之一，涉及機(jī)械精度、材料性能、熱/超聲參數(shù)控制等多方面的綜合考量。金線雖細(xì)如發(fā)絲，但卻承擔(dān)著整個(gè)芯片與外部世界溝通的重任。
簡(jiǎn)單說就是：“金線細(xì)如絲，失誤毀整批?！?/p>
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