鍵合絲的案例
布線設計是成功的基石：Ansys HFSS引領引線鍵合仿真潮流
引線鍵合是在PCB或芯片封裝中連接芯片和基板的微小“線路”，其正在接受特別考驗。作為連接通道，它們通常是信號損耗或信號退化的根源。半導體工程團隊必須將從材料、鍵合參數到工作環境條件的所有因素納入考慮，以設計出高可靠性的鍵合絲。
速度對于分析潛在的鍵合絲設計以及精準預測其作為PCB或芯片封裝一部分的性能至關重要，尤其在進行全面的物理測試所需的預算、員工工時和其它資源都很有限的情況下。那么，電子工程師如何才能在滿足嚴苛發布期限和財務目標的同時，實現提供完美鍵合絲性能所需的精準分析呢？
無與倫比的性能，充分滿足鍵合絲仿真需求
答案是通過Ansys HFSS對鍵合絲進行建模并仿真其性能，以及所連接的其它方面，包括PCB和芯片封裝。
Ansys為芯片、封裝、印刷電路板（PCB）和整個系統的建模提供了一個完整的仿真環境
HFSS是仿真高頻率信號及電源完整性設計的行業標準，可為繪制、導入和修改鍵合絲結構提供本地支持。即使面對極高的設計要求，這種高性能的解決方案也能幫助工程師輕松解決諸如材料選擇與厚度、封裝配置與鍵合參數等復雜挑戰。
在HFSS 3D Layout 2021 R1版本中，Ansys Electronics Desktop又有了更多功能，其中包括強大的全新鍵合絲編輯平臺和數據庫管理功能等。工程團隊可開發和共享其定制的鍵合絲配置文件庫，因此對于每一款新產品設計無需從頭開始。當產品開發商競相向市場推出新設計時，這不僅可節省時間，而且還可節約成本。
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引線鍵合是在PCB或芯片封裝中連接芯片和基板的微小“線路”，其正在接受特別考驗。作為連接通道，它們通常是信號損耗或信號退化的根源。半導體工程團隊必須將從材料、鍵合參數到工作環境條件的所有因素納入考慮，以設計出高可靠性的鍵合絲。
速度對于分析潛在的鍵合絲設計以及精準預測其作為PCB或芯片封裝一部分的性能至關重要，尤其在進行全面的物理測試所需的預算、員工工時和其它資源都很有限的情況下。那么，電子工程師如何才能在滿足嚴苛發布期限和財務目標的同時，實現提供完美鍵合絲性能所需的精準分析呢？
無與倫比的性能，充分滿足鍵合絲仿真需求
答案是通過Ansys HFSS對鍵合絲進行建模并仿真其性能，以及所連接的其它方面，包括PCB和芯片封裝。
Ansys為芯片、封裝、印刷電路板（PCB）和整個系統的建模提供了一個完整的仿真環境
HFSS是仿真高頻率信號及電源完整性設計的行業標準，可為繪制、導入和修改鍵合絲結構提供本地支持。即使面對極高的設計要求，這種高性能的解決方案也能幫助工程師輕松解決諸如材料選擇與厚度、封裝配置與鍵合參數等復雜挑戰。
在HFSS 3D Layout 2021 R1版本中，Ansys Electronics Desktop又有了更多功能，其中包括強大的全新鍵合絲編輯平臺和數據庫管理功能等。工程團隊可開發和共享其定制的鍵合絲配置文件庫，因此對于每一款新產品設計無需從頭開始。當產品開發商競相向市場推出新設計時，這不僅可節省時間，而且還可節約成本。
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引線鍵合是在PCB或芯片封裝中連接芯片和基板的微小“線路”，其正在接受特別考驗。作為連接通道，它們通常是信號損耗或信號退化的根源。半導體工程團隊必須將從材料、鍵合參數到工作環境條件的所有因素納入考慮，以設計出高可靠性的鍵合絲。
速度對于分析潛在的鍵合絲設計以及精準預測其作為PCB或芯片封裝一部分的性能至關重要，尤其在進行全面的物理測試所需的預算、員工工時和其它資源都很有限的情況下。那么，電子工程師如何才能在滿足嚴苛發布期限和財務目標的同時，實現提供完美鍵合絲性能所需的精準分析呢？
無與倫比的性能，充分滿足鍵合絲仿真需求
答案是通過Ansys HFSS對鍵合絲進行建模并仿真其性能，以及所連接的其它方面，包括PCB和芯片封裝。
Ansys為芯片、封裝、印刷電路板（PCB）和整個系統的建模提供了一個完整的仿真環境
HFSS是仿真高頻率信號及電源完整性設計的行業標準，可為繪制、導入和修改鍵合絲結構提供本地支持。即使面對極高的設計要求，這種高性能的解決方案也能幫助工程師輕松解決諸如材料選擇與厚度、封裝配置與鍵合參數等復雜挑戰。
在HFSS 3D Layout 2021 R1版本中，Ansys Electronics Desktop又有了更多功能，其中包括強大的全新鍵合絲編輯平臺和數據庫管理功能等。工程團隊可開發和共享其定制的鍵合絲配置文件庫，因此對于每一款新產品設計無需從頭開始。當產品開發商競相向市場推出新設計時，這不僅可節省時間，而且還可節約成本。
此外，Ansys鍵合絲庫還支持Cadence鍵合絲設置文件的無縫導入，能夠將其存儲起來，以備將來使用。
展開 全球半導體材料產業鏈全面盤點
相關上市公司主要有：興森科技、深南電路
鍵合絲
半導體用鍵合絲是用來焊接連接芯片與支架，承擔著芯片與外界之間關鍵的電連接功能。鍵合絲的材料已經從過去的單一材料，逐步發展為金、銀、銅、鋁用相關復合材料組成的多品種產品。
全球半導體用鍵合絲的龍頭企業主要是主要是日本的賀利氏、田中貴金屬和新日鐵等。
相關上市公司主要有：康強電子
引線框架
引線框架作為半導體的芯片載體，是一種借助于鍵合絲實現芯片內部電路引出端與外部電路（PCB）的電氣連接，形成電氣回路的關鍵結構件。引線框架起到了和外部導線連接的橋梁作用，絕大部分的半導體中都需要使用引線框架，是電子信息產業中重要的基礎材料。
引線框架的通常類型有TO、DIP、SIP、SOP、SSOP、QFP、QFN、SOD、SOT等，主要用模具沖壓法和蝕刻法進行生產。
相關上市公司主要有：康強電子
切割材料
半導體晶圓切割是半導體芯片制造過程中重要的工序，在晶圓制造中屬于后道工序，將做好芯片的整片晶圓按照芯片大小切割成單一的芯片井粒，稱為芯片切割和劃分。
目前主流的切割方法分為兩類，一類是用劃片系統進行切割，另一種利用激光進行切割。其中劃片系統切割主要包括砂漿切割和金剛石材料切割，該技術起步較早市場份額較大，金剛石鋸片或者金剛石線是此類常見的劃片系統切割工具，但機械力切口較大，易導致晶圓破碎。激光切割屬于新興無接觸切割，切割表面光滑平整，適用于不同類型晶圓切割。
展開 
碳化硅芯片封裝工藝中那些“難念的經”
鍵合引線材料
盡管無引線鍵合可以有效地降低功率模塊的寄生電感，但引線鍵合作為一種工藝成熟、低成本的互連技術仍廣泛應用于功率模塊封裝以及 TO 系列分立器件封裝中。
互聯材料一覽
近年來，隨著功率器件封裝要求的提高，引線鍵合材料也得到了新的發展，如大功率器件上的鋁帶鍵合技術實現了對鋁線鍵合技術的替代。
其實“絲”和“帶”是兩種常見并且有鮮明特點的鍵合材料，比較容易選擇，個人認為鍵合帶具有更大的優勢。
鍵合帶相比鍵合絲具有更大的優勢：
·更好的導電性；
·更強的通流能力；
·更高的抗熱疲勞能力；
·更好的抗機械振動能力；
·較低的接觸電阻和寄生電感；
·可實現較低的弧度；
·可縱向疊加增加鋁帶密度；
·可分散芯片表面的鍵合壓力，最大程度保護芯片不受損傷；
鍵合帶相比鍵合絲的不足：
·橫向角度的靈活性較差，只能直線分布；
·受到芯片布局影響；
·相對材料成本較高；
·相對設備配件成本較高；
如果模塊走線基本都是簡單的直線型；芯片的有效鍵合面積內有足夠區域可以綁定鍵合帶；單顆芯片使用鍵合鋁帶總的載流值大于所使用鍵合絲的最大根數的載流值，可以嘗試使用鋁帶。
銅材料由于其導電導熱性能均優于鋁材料，且與硅材料的熱膨脹系數失配小于鋁與硅材料，因此銅替代鋁是封裝互連發展的趨勢，但是銅替代鋁又存在著材料價格高，生產設備升級等成本因素，因此在現階段用于引線鍵合的鋁銅復合引線或鋁銅復合帶（Ribbon）材料得以發展，實現了封裝互連材料的一種過渡。
純銅鍵合材料可以說是在鍵合絲和鍵合帶中的“戰斗雞”。
性能優勢大家有目共睹，鍵合銅絲在DBC之間的互聯應用也非常多，例如英飛凌工業模塊已經在IGBT模塊中有大量應用。
展開 系統級封裝可靠性的研究現狀及存在問題
當 SiP 產品中堆疊的薄芯片通過引線鍵合實現互連時，由于鍵合過程會對芯片引入很大的應力，內部互連時需要對鍵合絲的跨度尺寸特別關注。當堆疊芯片厚度在 75 μm 左右，很少進行引線鍵合，以避免芯片碎裂; 當堆疊芯片厚度增加到 150 μm 或更大時，鍵合絲的跨度可達 2 mm。目前，通過 TSV、微凸點技術等先進堆疊工藝的應用，國內堆疊封裝實現的堆疊芯片數量已經達到 128 層。
由于硅基芯片存在壓阻效應，SiP 封裝引入的機械應力會影響產品的性能。由于硅晶圓、襯底、模塑化合物和粘接材料之間存在熱失配，SiP 在使用過程存在熱 － 機械應力。因此選擇合適的封裝材料以及采用合理的工藝流程，有利于減少熱 － 機械應力。仿真技術的引入，可對新設計的 SiP 產品的熱失配應力進行模擬，有利于減少產品的熱 － 機械應力。
SiP 產品有復雜的互連系統，焊點的可靠性關系到異質材料間電氣與機械連接的可靠性，在很大程度上決定了產品的質量。SiP 在循環彎曲、跌落等機械應力作用下，主要的失效點集中在焊點位置，特別是當包封體的硬度較大時。高硬度的包封體會將更多的力傳遞到焊球上，加速互連失效。除此之外，傳遞到內部的力會引起基板變形、翹曲，導致芯片的破碎、基板粘接分層、封裝和基板間的焊接脫落等失效現象。新加坡的 Lee 等在有限元仿真分析的基礎上，考慮蠕變、彈性、塑性應變等多種失效機理，應用Cofin-Manson 疲勞壽命定律，成功預測各種封裝焊點的疲勞強度; Kimiko Mishiro 等預測了 BGA /CSP 跌落試驗的可靠性，并與仿真結果進行比較，對焊球跌落過程中受到的形變做詳細的分析。西安電子科技大學的韓培宇通過對 SiP 進行機械結構振動分析及可靠性計算實現了 SiP 系統上的芯片位置和尺寸的優化。
展開 碳化硅芯片封裝工藝中那些“難念的經”
鍵合引線材料
盡管無引線鍵合可以有效地降低功率模塊的寄生電感，但引線鍵合作為一種工藝成熟、低成本的互連技術仍廣泛應用于功率模塊封裝以及 TO 系列分立器件封裝中。
互聯材料一覽
近年來，隨著功率器件封裝要求的提高，引線鍵合材料也得到了新的發展，如大功率器件上的鋁帶鍵合技術實現了對鋁線鍵合技術的替代。
其實“絲”和“帶”是兩種常見并且有鮮明特點的鍵合材料，比較容易選擇，個人認為鍵合帶具有更大的優勢。
鍵合帶相比鍵合絲具有更大的優勢
：
·更好的導電性；
·更強的通流能力；
·更高的抗熱疲勞能力；
·更好的抗機械振動能力；
·較低的接觸電阻和寄生電感；
·可實現較低的弧度；
·可縱向疊加增加鋁帶密度；
·可分散芯片表面的鍵合壓力，最大程度保護芯片不受損傷；
鍵合帶相比鍵合絲的不足：
·橫向角度的靈活性較差，只能直線分布；
·受到芯片布局影響；
·相對材料成本較高；
·相對設備配件成本較高；
如果模塊走線基本都是簡單的直線型；芯片的有效鍵合面積內有足夠區域可以綁定鍵合帶；單顆芯片使用鍵合鋁帶總的載流值大于所使用鍵合絲的最大根數的載流值，可以嘗試使用鋁帶。
展開 2026年越南國際半導體、光電及智能電子科技展覽會
展出范圍
半導體材料：硅片及硅基材料、硅晶圓、硅晶片、單晶硅、硅片、鍺硅材料、S01材料、太陽能電池用硅材料及化合物半導體材料、石英制品、石墨制品、防靜電材料、光刻膠及其配套試劑、晶圓膠帶、光掩膜版、電子氣體、特種化學氣體、CMP拋光材料、封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、封測材料等。
晶圓制造及封裝：晶圓制造、SiP 封裝、硅晶圓及IC封裝載板、印制電路板、封裝基板和設備及組裝和測試等、封裝設計、測試、設備與應用制造與封測、EDA、MCU、印制電路板、封裝基板半導體材料與設備等。
集成電路制造技術：晶圓制造/代工、模擬集成電路、數/模混合集成電路；相關微處理器、存儲器、FPGA、分立器件、光電器件、功率器件、傳感器件等技術器件；集成電路終端產品。
半導體設備制造：封裝設備、擴散設備、焊接設備、清洗設備、測試設備、制冷設備、氧化設備、貼片機、單晶爐、氧化爐、研磨機、光刻機、刻蝕機、拋光機、離子注入設備、CVD/PVD設備、涂膠/顯影機、回流焊、波峰焊、探針臺、潔凈室設備等。
已布局越南市場的部分企業
國際巨頭：蘋果、三星、英特爾、諾基亞、高通、安靠、LG、佳能、松下、康寧、德州儀器、恩智浦等
中國大陸：立訊精密、TCL華星、新思、勝宏、建滔、龍旗、歌爾、環旭電子、舜宇、深超、賽伍等
臺灣地區：富士康、鴻海、友達光電、和碩科技、擎亞、英業達、四維精密等
日本企業：日東電工、住友電木、富士通、民幸、丸和、Fujikura、ORIX金融集團等
韓國企業：韓國IC、韓亞微米、BOS?、Hana Micron、SK海力士、Hayward Quartz?
展開 參加 2024年越南國際半導體材料及集成電路展覽會 打開東盟熱門市場
等
展出范圍
半導體材料：硅片及硅基材料、硅晶圓、硅晶片、單晶硅、硅片、鍺硅材料、S01材料、太陽能電池用硅材料及化合物半導體材料、石英制品、石墨制品、防靜電材料、光刻膠及其配套試劑、晶圓膠帶、光掩膜版、電子氣體、特種化學氣體、CMP拋光材料、封裝基板、引線框架、鍵合絲、包封材料、陶瓷基板、封測材料等。
晶圓制造及封裝：晶圓制造、SiP 封裝、硅晶圓及IC封裝載板、印制電路板、封裝基板和設備及組裝和測試等、封裝設計、測試、設備與應用制造與封測、EDA、MCU、印制電路板、封裝基板半導體材料與設備等。
集成電路制造技術：晶圓制造/代工、模擬集成電路、數/?；旌霞呻娐?；相關微處理器、存儲器、FPGA、分立器件、光電器件、功率器件、傳感器件等技術器件；集成電路終端產品。
半導體設備制造：封裝設備、擴散設備、焊接設備、清洗設備、測試設備、制冷設備、氧化設備、貼片機、單晶爐、氧化爐、研磨機、光刻機、刻蝕機、拋光機、離子注入設備、CVD/PVD設備、涂膠/顯影機、回流焊、波峰焊、探針臺、潔凈室設備等。
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24小時通訊QQ：564975014
展開 淺談半導體材料的特點及未來
最后就是封裝材料，封裝是芯片制造的最后一個環節，而封裝材料就是芯片封裝切割過程中所用到的材料，其中主要包括芯片粘結材料、陶瓷封裝材料、封裝基板、鍵合絲、引線框架、切割材料，而封裝材料的廠商主要以日本企業為主。
除此之外，根據相關數據顯示，在眾多半導體材料中，硅片以37%的占比位列第一；其次就是占比13%電子氣體和光掩模；之后便是7%的光刻機輔材和拋光材料；最后剩下的就是光刻膠、靶材和濕化學品了。
除了按照芯片制造流程分類，還可以按照化學成分為元素半導體和化合物半導體，其中鍺和硅是最常見的元素半導體，而化合物半導體主要包括第Ⅲ和第Ⅴ族化合物（砷化鎵、磷化鎵等）、第Ⅱ和第Ⅵ族化合物（ 硫化鎘、硫化鋅等）、氧化物（錳、鉻、鐵、銅的氧化物），以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物組成的固溶體（鎵鋁砷、鎵砷磷等）。
03 半導體材料的特點及優勢
半導體材料的重要程度不言而喻，那是這些半導體材料究竟有哪些特點和優勢呢？
目前常見的半導體的導電機理是通過電子和空穴這兩種載流子來實現，因此相應的有N型和P型之分，半導體材料通常具有一定的禁帶寬度，而且它的電特性會容易受到外界環境的影響，如溫度、光照等，其次不同的導電類型材料是通過摻入特定的雜質來制備的，尤其是重金屬快擴散雜質和深能級雜質對材料性能的影響最大。
因此，半導體就要擁有很高的純度，而這不僅使得用來生產半導體材料的原材料也有具有極高的純度，還對生產環境的純度也有很高的純度，從而來減少生產過程中雜志污染度，此外，因為半導體材料大部分都是晶體，因此半導體器件對于材料晶體的完整性也有著更高的要求。
展開 2026上海國際精密陶瓷暨IGBT產業鏈展覽會
3、陶瓷基板及封裝外殼：陶瓷封裝外殼、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜電路板、厚膜電路板、陶瓷封裝基座、熱沉、氧化鋁、氮化鋁、氮化硅、氧化鈹、莫來石粉體及基板等；
4、金屬材料：銀粉、金粉、銅粉、鎳粉、焊料（焊片、焊膏）、MLCC用內/外電極漿料、LTCC銀漿、金漿、鎢鉬漿料、銅漿、靶材、無氧銅帶、可伐合金、金屬沖壓件等；
5、助劑：陶瓷和導電漿料用分散劑、黏合劑、增塑劑、絮凝劑、礦化劑、消泡劑、潤滑劑、燒結助劑等；
6、陶瓷加工設備：砂磨機、球磨機、真空脫泡機、三輥機、噴霧造粒機、干壓機、流延機、注塑機、3D打印機、模具、干燥設備、研磨機、精雕機、裁片機、激光設備、打孔機、填孔機、絲網印刷機、疊層機、層壓機、等靜壓機、熱切機、整平機、排膠爐、燒結爐、釬焊設備、電鍍設備、化學鍍、噴銀機、浸銀機、端銀機、真空鍍膜設備、顯影設備、去膜設備、蝕刻機、濕制程設備、等離子清洗、超聲波清洗、自動化設備、剝離強度測試儀、AOI檢測設備、打標機；
二、IGBT產業鏈：
2、1、材料：碳化硅，陶瓷襯板（DBC、AMB）、封裝管殼、鍵合絲、散熱基板（銅、鋁碳化硅AlSiC）、導熱硅凝膠、環氧灌封膠、焊料（預制焊片）、銀膜/銀膏、散熱器（銅、鋁）、功率引出端子（銅端子）、外殼（工程塑料PPS、PBT、高溫尼龍）、清洗劑等；
2、2、設備及配件：真空焊接爐、貼片機、固晶機、引線鍵合機、X-ray、推拉力測試機、等離子清洗設備、點膠機、絲網印刷機、超聲波掃描設備、動靜態測試機、點/灌膠機、銀燒結設備、垂直固化爐、甲酸真空共晶爐、自動封蓋設備、高速插針機、彎折設備、超聲波焊接機、視覺檢測設備、推拉力測試機、高低溫沖擊設備、功率循環測試設備、打標機、檢驗平臺、治具等；
█展位收費：
展開 
硬科普！半導體制造產業鏈的三大類材料有啥？
引線框架及鍵合材料
引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合材料
（金絲、鋁絲、銅絲）
實現芯片內部電路引出端與外引線的電氣連接，形成電氣回路的關鍵結構件，它起到了和外部導線連接的橋梁作用，絕大部分的半導體集成塊中都需要使用引線框架，是電子信息產業中重要的基礎材料。
引線框架用銅合金大致分為銅一鐵系、銅一鎳-硅系、銅一鉻系、銅一鎳一錫系
(JK--2合金)
等，三元、四元等多元系銅合金能夠取得比傳統二元合金更優的性能。
硬科普！半導體制造產業鏈的三大類材料有啥？
引線框架及鍵合材料
引線框架作為集成電路的芯片載體，是一種借助于鍵合材料（金絲、鋁絲、銅絲）實現芯片內部電路引出端與外引線的電氣連接，形成電氣回路的關鍵結構件，它起到了和外部導線連接的橋梁作用，絕大部分的半導體集成塊中都需要使用引線框架，是電子信息產業中重要的基礎材料。
引線框架用銅合金大致分為銅一鐵系、銅一鎳-硅系、銅一鉻系、銅一鎳一錫系(JK--2合金)等，三元、四元等多元系銅合金能夠取得比傳統二元合金更優的性能。
參考來源：
1、半導體材料專題報告：半導體材料空間廣闊，國產替代迫在眉睫深度研究；來源：東莞證券研究所。
2、半導體材料專題報告：市場空間巨大，國產替代大有可為；來源：國信證券。
3、科普下IC晶圓切割的精準刀法；吳川斌的博客。
來源：粉體圈Alpha整理
展開 干貨｜關于電感線圈你一定要知道的事兒
2、器件固有缺陷引起的失效
與器件固有缺陷有關的失效原因主要有：
表面問題、金屬化問題、壓焊絲鍵合問題、芯片鍵合問題、封裝問題、體內缺陷等。
在這幾種原因中，對器件可靠性影響較大的是表面問題、鍵合問題和粘片問題引起的失效，它們均帶有批次性，且經常重復出現。
(1) 表面問題
從可靠性方面考慮，對器件影響最大的是二氧化硅層內的可動正離子電荷，它會使器件的擊穿電壓下降，漏電流增大，并且隨著加電時間的增加使器件性能逐漸劣化。
有這種缺陷的器件用常規的篩選方法不能剔除，對可靠性危害很大。
此外，芯片表面二氧化硅層中的針孔對器件可靠性的影響也較大。
有這種缺陷的器件，針孔剛開始時往往還有一層極薄的氧化層，器件性能還是正常的，還可順利通過老煉、篩選等試驗，但長期使用后由于TDDB效應和電浪涌的沖擊，針孔就會穿通短路，引起器件失效。
(2) 金屬化問題
引起器件失效的常見的金屬化問題是臺階斷鋁、鋁腐蝕、金屬膜劃傷等。
對于一次集成電路，臺階斷鋁、鋁腐蝕較為常見：
對于二次集成電路來說，內部金屬膜電阻在清洗、擦拭時被劃傷而引起開路失效也是常見的失效模式之一。
(3) 壓焊絲鍵合問題
常見的壓焊絲鍵合問題引起的失效有以下幾類。
①壓焊絲端頭或壓焊點沾污腐蝕造成壓焊點脫落或腐蝕開路。
②外壓焊點下的金層附著不牢或發生金鋁合金，造成壓焊點脫落。
③壓焊點過壓焊，使壓焊絲頸部斷開造成開路失效。
④壓焊絲弧度不夠，與芯片表面夾角太小，容易與硅片棱或與鍵合絲下的金屬化鋁線相碰，造成器件失效。
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