引线邦定是一种最古老、最低成本的互联方案,而金具有抗氧化侵蚀能力和高导电性,同时可通过热压缩法和超声波焊接技术邦定到指定位置,因此金线邦定工艺被广泛应用于NTC热敏芯片与半导体器件外部引线的连接。
在一个简单的引线邦定流程中,首先会将NTC热敏芯片附接在框架或基质上;然后使用引线键合机将导线从系统中的线轴送入细管中,热量使得导线的末端形成一个小球;再使用焊接机将焊球焊接在焊接面,该系统环绕着导线,然后将其缝合;最后,模塑材料覆盖电线。接下来,广东爱晟电子科技有限公司为大家详细介绍一下金的特性以及金线的相关参数。
金的主要特性
物理特性
1、导电性:金的电阻率为2.05μΩ·cm,导电性良好,仅次于银和铜;
2、导热性:金的热传导系数为317W/mK,导热性良好,仅次于银和铜;
3、延展性:金具有良好的延展性,容易制造成各种线径的线材。易键合,线弧成型好。
化学特性
金的化学性质稳定,耐腐蚀性高,高温下也不易氧化。
机械特性
金的线弧稳定性高,在MD后不易变形
金线由于其延展性好,化学性质稳定且机械强度可抗模流冲击等良好性质,是半导体封装中主要的键合线材之一。金线的选择主要考虑以下参数:
一、纯度
金线根据纯度分为合金线和掺杂线。合金线纯度一般为99%、99.9%。掺杂线一般为99.99%以上,剩下0.01%掺杂不同比例不同种类的微量元素,得到不同硬度或刚度的金线,以适应不同的封装需求。
掺杂钯、铂能减缓IMC生长,抵抗溴的腐蚀,减缓空洞产生,从而提高键合可靠性。掺杂铍能减少FAB变形,有利于形成覆盖率大的初始IMC,提高弧形稳定性以及金线硬度。掺杂钙能利用其高硬度的特点,提高金线强度。稀土类金属的热影响区(HAZ,Heat Affected Zone)短,其晶粒细小,能耐高温、高强度,因此掺杂稀土类金属可以使烧球的晶格更加匀称,FAB更圆,从而提高径向的热抵抗能力。
二、拉断力(BL,Breaking Load)
金线拉伸至断裂时所用力的临界值。
三、延伸率(EL,Elongation)
0.1m的金线所能拉伸的最大余量占原长的百分比。
1.测试方式
将0.1m金线固定在治具上,治具以10nm/min的速率移动,直到金线被拉断。
2.公式:
其中,L’为测试后的线长度,L为测试前的线长度。
四、热影响区
热影响区指的是打火烧球后的热量对金线内部晶粒的影响区域。由于高温影响,该区相较于金线其它部分,晶粒变大且硬度减小将近20%,该区的长度及晶粒大小会影响线弧的形状和强度。
五、线径(WD,Wire Diameter)
金线直径的选择需要综合考虑产品最大允许电流、焊盘开口(BPO,Bonding Pad Opening)尺寸、线圈长度(loop length)等因素。
参考数据:
秦岭农民《Wire-Bonding半导体键合金线特性》
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