SiP封装工艺12—Wire Bonding补充

admin

========内含视频，建议WiFi环境下观看========

芯片封装互联

芯片与封装的互联方式常见的主要有两种，Wire Bonding（引线键合）和Flip Chip（倒装芯片），如下图所示。引线键合工艺，需要分两个步骤，一先把芯片粘结在载板上，实现物理连接，第二步才是引线键合，实现电性连接；而倒装芯片则只需一个步骤即可同时实现物理连接和电性连接。
' h  S; e2 D- N2 _1 L! j" I

' J. |% p( Y9 @2 i" K) p% ]5 I引线键合和倒装封装

楔焊(Wedge Bonding)
9 v% D) D/ R8 ]  W( l% d) Q
' D& k2 X: c  ]2 Q: N芯片与载板的引线键合，常用的键合方法有热超声焊、热压焊、超声焊，材料有金线、铜线、铝线等。引线键合根据键合点焊接形式不同，可以分为两种。第一种是球焊（Ball Bonding，一般也称为Ball-Wedge Bonding），常用焊材金线和铜线，其特点是第一焊点是焊球，通过热超声使焊丝与芯片的金属pad融接，第二点为鱼尾（stitch），通过热超声焊将焊丝压接在载板上，详见下图，其具体工艺过程在本系列第6节已做详细介绍，此处不在赘述。第二种是楔焊（Wedge-Wedge Bond），第一焊点和第二焊点都是通过超声压分别与芯片和载板焊接，常用焊材是铝线和金线，详细的焊接过程请参考下面视频。

) i& _) N3 m( j4 p不同的焊接方式及对应的Tooling

* C! I5 V' ~; {% b: \$ d

0 b% V9 p; I9 U3 |& {2 O对于Wedge-Wedge Bond来说，其焊线长度相对较短，电阻电感小，非常有利于高频信号和大电流通过。金线常用在高速高频信号芯片的键合上，如射频微波芯片、光芯片等；铜线、铝线常用在大功率、大电流的芯片焊接上，如IGBT，实物如下图。

Wedge-Wedge Bond实物

8 E* B  G, |3 G6 E0 K2 h金线焊接工艺成熟，但成本较高，在商用领域有被铜线取代的趋势。铜线导电性好，价格便宜，缺点就是硬度太大，键合时需要更大的压力，容易对芯片造成伤害，随着铜线键合工艺的成熟，此缺点正在慢慢被克服。目前金线、铜线的直径一般不超过50um，而铝线直径则从50um到500um不等。
2 C) A7 i/ D* e6 ~带式键合（Ribbon Bonding）
3 q) U6 i3 B  A  f4 W. |7 ^. k- x: Q
7 O1 Y3 Z6 E- }6 ~  z, K3 [( w4 @除上述两种常见的键合方式，还有一种带式键合（Ribbon Bonding），其键合过程与Wedge Bonding相似，但材料不是线状，二是带状的，主要有金带和铝带。由于金属带比较宽，可以提供更小的电阻和电感。铝带主要应用在大功率上，金带射频微波器件上，详见下图。其工艺过程，请参考视频。

" Y/ ?# B0 ~8 y! ~- h! KRibbon Bond

( N; L' f$ B$ P* \7 E9 X, E

7 H, @9 |; M  [! d9 p
2 U+ C; Q$ V% A9 M) P
6 D# S. f0 V) B

0 d. }* C4 P( G. V0 I4 y更多精彩，请加“IC封装设计”技术交流微信群！
! a$ _( D" X% V3 W9 K" P加入方法:加群主微信auhijnap,注明公司,姓名,技术专长,验证加入。
% Z; S# E! v. a8 G* E9 x4 q学习,交流,分享IC封测技术,包括但不限于设计,仿真,工艺,可靠性...

: W3 e/ H% P4 u1 P! I  X( r国内主要IC,封测,载板厂商已到齐,台日韩封测载板厂家正在邀请...
  ?9 e5 a! C! r) E5 @' @3 g已加入厂商（部分）：
兴森、越亚、深南、康源……
# I9 `6 n! S: k. D
* U8 t4 i5 |. v& ^: ^  Y长电、华天、通富、晶方、芯健......
展讯、联芯、全志、华为、中兴、国科、联想、芯源、锐迪科、瑞芯微、景嘉微、汉天下、新岸线、国民技术……

2 L5 T8 S0 m* y" fASE, Amkor, PTI, SPIL, UTAC, STATS ChipPAC,  Unisem, Sandisk, Shunsin, Qorvo, Micron,Ramaxel,MTK ……
Ansys,Keysight,Cadence……