半导体晶圆引线键合的三种基本技术

引线键合有三种基本技术：超声波楔形键合、热压键合和热超声球键合。

(1) 超声波楔形键合

超声波楔接是利用超声波（60~120kHz）发生器使连接设备的铆钉水平方向弹性振动，同时施加向下的压力，从而引导铆钉主线与铆钉金属表面快速摩擦。焊接区发生塑性变形，同时金属表面的氧化层被去除，引线与焊接区紧密接触，完成焊接。超声波楔形键合两端的键合点一般呈楔形。

(2)热压键合

热压键合是利用压力和热量将引线和键合区压焊在一起，使其发生塑性变形，同时破坏金属表面的氧化层，使接触面压焊的原子达到原子重力范围，使原子之间有吸引力它通过产生力提供结合。对于热压焊，焊头的加热温度一般在150℃左右，芯片的加热温度一般在200℃以上。常用的焊头形状有楔形、针形和锥形。附着点通常在尖端为球形，在尖端为楔形。热压焊存在金属尖端变形大、易损坏、焊点结合力小等缺陷，目前已很少采用。

(3) 热声波焊球

球焊是引线键合中应用广泛的工艺技术，其键合点紧密，压力点面积大，无方向要求，操作方便灵活。热声波球键合利用超声波和热量激活材料能级，促进两种键合金属的有效连接和金属间化合物的扩散和生长。在热超声球焊中，焊线不需要侵蚀表面氧化层，加热温度远低于热压焊（通常为100°C）。