隨著集成電路的發展,點火模塊功能不斷增強,引線越來越多,而體積卻越來越小,導致焊盤(pad)在整個電路中所占的面積比不斷上升。引線鍵合(Wire bonding)作為半導體行業芯片封裝的互連工藝,逐漸成為解決產品小型化的一個關鍵技術。為實現點火模塊小型化,輕量化的目標,滿足客戶對產品升級換代需求,健科電子引進美國深腔焊工藝,幫助縮小產品尺寸并增強焊接穩定性。
深腔焊屬于引線鍵合的一種,其原理是通過超聲波使劈刀發生水平彈性振動,同時施加向下壓力。劈刀在兩種力作用下帶動引線在焊區金屬表面迅速摩擦,引線發生塑性變形,與鍵合區緊密接觸完成焊接。
健科電子Wire bonding有金線和鋁線兩種不同制程,均在千級無塵車間里進行。
不同制程類型的采用取決于具體的應用場合。比如健科運用金線邦定壓力傳感器JK-SP001芯片和陶瓷基板,因為金線線徑小,具有很好的抗拉強度和延展率,所以可以行形成各種弧形,且具有抗氧化侵蝕能力和高導電性,同時可以很容易地通過超聲波焊接技術鍵合到指定位置;高純鋁絲導電性好,耐蝕性優,同金絲相比成本低,與鋁膜不產生金屬間化合物,故鋁線多用于晶體管,集成電路的組裝,健科的塑封模塊和塑框模塊就大量運用的粗鋁絲超聲波鍵合工藝。
鍵合工序是點火模塊生產過程中的關鍵工序之一,人機料法環的任何一個環節都會對鍵合可靠性造成影響,從而導致電路失效。鍵合質量的好壞往往通過破壞性實驗判定,通常使用鍵合拉力測試(Bond Pull Test)。影響BPT結果的因素除了工藝參數以外,還有鍵合材料(材質、直徑、強度和剛度)、焊盤材質、吊鉤位置、弧線高度等。健科電子通過對鍵合過程中可能影響焊接可靠性的因素進行實驗與分析,對可能出現的問題進行預防,以提高鍵合的可靠性,從而提高器件的整體性能。
目前Wire bonding在電動汽車領域技術有了新的發展。2006年TESLA率先將wire bonding技術運用到電芯連接方案。在TESLA看來,傳統的焊接工藝十分耗時、容易失敗。同時也很難測試電池之間的連接、導體是否存在問題。
引線鍵合作為點火模塊生產工序中的關鍵,在未來相當長一段時間仍將是模塊內部連接的主流方式。隨著封裝尺寸的減小,新材料、新封裝形式的應用,健科電子對深腔焊的應用會越來越廣泛。