芯片封装键合线-绝缘镀钯铜线

近年来，绝缘涂层键合线因其在引线键合过程中的出色灵活性而备受推崇，这种特性有效避免了引线间的短路问题。作为绝缘涂层金线的后续替代品，绝缘涂层键合铜线在先进封装技术领域逐渐崭露头角，被视为一种极具潜力的成本控制方案。对于那些包含极为复杂且多层焊线布局的产品而言，这种技术显得尤为重要.该工艺还在引线键合布局设计中提供了更大的灵活性，这可以导致管芯尺寸减小和衬底/引线框的标准化，从而节约成本。由于涂层线具有相互接触而不引起电短路的能力，所以该特征也被采用来基于器件要求产生或增强电容效应。

产生电容效应的绝缘涂层焊线布局

然而，与裸线键合工艺相比，绝缘线键合工艺具有一定挑战。使用了纳米有机材料作为绝缘层，两种金属的直接接触，键合线和铝焊盘形成IMC的是不可能） 。需要充分去除有机涂层，以实现两种金属的相互扩散。如果没有通过机械研磨(Mechanical Scrubbing)有效地消除键合线涂层， 会产生如下键合问题，例如:键合线不粘(NSOL)和短尾。第一焊点烧球，在形成自由空气球(FAB)之前存在 (EFO)烧球，可以燃烧和蒸发有机涂层，对于绝缘涂层键合线线来说是相对容易的工艺，但是较厚的绝缘涂层可能导致更多的或不规则的FAB形成在一些严重的情况下导致不粘在焊盘上的问题。

线材涂层对FAB形成的影响

Tape Ball Grid Array（TBGA）封装的最佳引线键合工艺和涂层材料配方，这标志着我们首次尝试使用18微米的钯铜（Pd Cu）线来实现47微米键合间距（Bond Pitch, BPP） 的大规模生产能力。 TBGA以难键闻名，由于在其基板配置中，在粘合剂层上方的聚酰亚胺挠性层上有着极细间距的引脚（lead finger）。特别是在处理细间距引脚的情况下。 表征和优化流程涉及四个关键因素： 劈(Capillary)、等离子体清洗、键合线涂层以及键合参数。

进行了一系列评估和试验，建立关于键合完整性和可焊性的每个因素的优化参数窗口。所有优化的设置后来被整合并进行大规模量产运行。根据HVM验证，所有的键合质量要求都得到满足。 键合MTBA实现了超过2小时，并成功通过了工业级封装可靠性压力测试，没有电气故障。

未优化的18μm绝缘钯铜线MTBA与目标

总之，通过详细的工艺表征和对制造性能的仔细考虑，TBGA封装上最具挑战性的18μm绝缘Pd Cu引线键合工艺成为可能。

18um绝缘钯铜线与钯铜线的键合强度对比