超聲波楔焊用鋁線

用于超聲波引線鍵合的細(xì)鋁線通常摻雜 1% 的硅以增加其強(qiáng)度（純鋁線太軟而不能拉成細(xì)線直徑尺寸）。這種鋁合金絲從 1960 年代開始使用，并被證明具有令人滿意的機(jī)械性能，因此 Al 合金絲至今變化不大，只是在一致性和重復(fù)性方面有所提高。

Si在500℃以下不能固溶，因此在Al絲中呈細(xì)小分散的粒子狀態(tài)。這些顆粒在熱處理過程中會(huì)長(zhǎng)大，大顆粒會(huì)作為應(yīng)力集中源（冒口），在器件的熱循環(huán)過程中誘發(fā)裂紋。并導(dǎo)致Al燈絲斷裂。然而，在實(shí)踐中，Al 引線鍵合與 1% Si 已被證明在數(shù)十億個(gè)設(shè)備中非?？煽俊?/span>

含1%或0.5%Mg的Al合金絲在室溫下為均勻固溶體。據(jù)此，這種Al線材應(yīng)該已經(jīng)是工業(yè)應(yīng)用中非常不錯(cuò)的選擇了。一些線材直徑達(dá)到 250um (10mil)。這種 0.5% 鎂鋁線在厚引線互連中的使用仍然有限。

用于超聲波楔焊的細(xì)Al線與線徑相近的用于球形鍵合的Au線的機(jī)械性能差異很大。通常，供應(yīng)的Al線處于去應(yīng)力狀態(tài)，這意味著它還沒有完全退火（僅部分退火）。超聲波粘合Al線的斷裂力為12~21g（25um線徑）。

含Si 1%，完全退火的AI絲，斷裂力范圍在4~7g左右，伸長(zhǎng)率在10%左右。這種 AI 線太軟，無法（有效地）實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng) IC 芯片的 Al 金屬層的超聲波鍵合。形狀粘合。通常，25um線徑鋁絲的斷裂力為14~16g，伸長(zhǎng)率范圍為0.5%~2%，與幾十年前使用的鋁絲相同。

選用低伸長(zhǎng)率的Al線，方便第二個(gè)鍵合點(diǎn)完成后的線夾-拉-夾過程，而使用的高伸長(zhǎng)率線在此過程中會(huì)被拉伸而不是折斷，通常這會(huì)導(dǎo)致引線松弛-通過，導(dǎo)致綁定操作停止。

然而，可以使用專門設(shè)計(jì)的鍵合毛細(xì)管切斷具有高伸長(zhǎng)率的粗線，并且使用具有平行凹槽的倒V形毛細(xì)管頭來限制鍵合的變形量。

因此，粗Al線即使完全退火，具有很高的伸長(zhǎng)率，但仍能鍵合。大多數(shù)粗Al絲的成分為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的99.99%，少數(shù)為含鎂0.5%的Al絲。然而，已使用的 99.99% Al 焊絲含有約 50ppm 的 Ni 添加劑。如上所述，其目的是減少塑料封裝中引線的腐蝕。 , 100% RH), 但該合金無細(xì)絲供應(yīng)。

由于粗鋁線通常與封裝上的 Ni 層或器件上的 Al 焊盤鍵合，因此對(duì) Au-Al 金屬間化合物形成的任何可能影響在這里都不是問題。