金丝键合工艺原理
键合设备的磁致伸缩换能器在超高频63.5KHz/115KHz正弦波磁场的感应下,迅速伸缩而产生弹性振动,经变幅杆传给劈刀,劈刀在对金丝施加一定压力的情况下,带动金丝在被焊接的金表面上迅速摩擦,使金丝和金表面产生塑性形变和破坏金层界面的氧化薄膜(高熔点,不导电。在450℃,增大压力,也不能得到较好的冶金焊接),使得两个纯净的金属面紧密接触,形成牢固的冶金焊接。表面温度和引线变形的分析表明这个过程可分成三个阶段:
a)清洗过程
超声功率主要是用来产生热量和清洗表面和摩擦清除表面氧化层和污染层,只有很少一部分用来产生变形。在这个过程中,键合劈刀压着引线在键合表面。
b)混合过程
超声功率用来挤压金丝和接触表面并引起键合表面温度明显上升。发生局部焊接和引线焊接到焊盘上。劈刀磨擦基本上固定了引线,焊丝的温度进一步上升。
c)扩散过程
没有明显的变形和温度上升。键合劈刀磨擦在引线表面产生的热量使得焊点表面温度上升,进一步松弛了焊接的区域。这个回火的过程通过校正扩散接触面,稳定键合点,使它不会太脆。