标准线夹的端部表面是用蓝宝石或精密抛光金属制成的，以避免损伤引线表面，对于引线带，线夹端部表面采用的是陶瓷或稍微粗糙一些的材料制成的，为的是在扯线期间能够更好地夹住引线，对截面积大的引线，这点非常关键。 对于30°送线角度的键合机，键合引线在穿过线夹和劈刀孔后仍然保持30°，这时线夹的位置是最理想的，并且不允许将线夹与劈刀间的间隙调大，以便于深腔体封装电路的键合，如果将这个问题调大，线夹在送线时会引起线夹和劈刀间的引线弯曲或是劈刀孔堵塞，进而导致尾丝长度一致性、弧度高度一致性和断丝的问题，一般来说，键合点的尾丝长度只有12.7μm左右，在线夹送出尾丝的过程中，任何微小的堵塞都可能造成不适当的尾丝长度问题，对于深腔体封装电路的键合，可以使用38°、45°和60°送线结构的键合机。 3.3.2 工作台扯丝在有一些封装中，由于封装的胶体较深，或由于在第二键合的后面有其他零件，或由于其他一些原因会妨碍线夹扯线。于是就不能采用线夹来断丝，而需要采用工作台来断丝，工作台扯丝和线夹扯丝的区别在于工作台扯丝时工作台移动而线夹不移动，线夹只处于打开和闭合状态，在工作台扯丝工艺中，当第二键合完成后，键合劈刀稍微升高一些以离开键合表面（此时线夹是打开的）。机器的X-Y工作台沿着与键合引线相反的方向移动（在非旋转键合头键合机中，扯线时X-Y工作台只是沿Y方向移动），拉出一段引线（作为下一根引线第一键合点的尾丝），然后线夹闭合，工作台继续移动，键合引线在最弱处，即第二键合点的根部被拉断。黄金规则1规定：对于任何楔焊键合机（带状引线或圆形引线），线夹到劈刀孔或缝的距离越小，尾丝、弧线和扯线控制就越好。有一些机器采用垂直送线结构，使用的劈刀为垂直楔焊键合劈刀，这类似于球焊键合的毛细管劈刀，在这种情况下，引线带从上面垂直穿过劈刀的中心，穿过劈刀端部的送线小缝（象标准的引线带键合劈刀一样）。在这种机器中，线夹被安装在劈刀的上面，因而不会受到任何（键合时劈刀周围元件、外壳等情况）影响。然而，在这种结构的机器中，存在由于线夹到劈刀端部送线小缝间距离较大（它比劈刀的长度还长）而产生的问题，这就违反了黄金规则，会引起尾丝控制问题。
3.4 带状引线楔焊键合劈刀碳化钨是最好的材料，但碳化钨只适合于铝引线带的键合，选择这种材料是由于它们具有不容易与键合引线/引线带形成键合且容易制造，以及耐磨损，有一些劈刀制造厂家在劈刀端部使用了一些其他的材料，如锇等，以加长其工作寿命和实现更好的超声能量转换，工艺工程师们仍将进一步深入地对这类劈刀的每一种专用性质进行分析，由于锇劈刀比标准的碳化钨要昂贵，这类劈刀的实用价值还有待证实。劈刀直径：劈刀的直径与使用机器换能器的变幅杆有关，大多数劈刀的直径是1.5875mm，一些机器使用3.175mm劈刀。
劈刀长度：一般使用劈刀的长度有11.1mm、15.875mm、19.05mm、21.0mm和27.38mm。劈刀的长度对超声变幅杆的设计及超声波长的选择是非常关键的。劈刀的平直面：劈刀的平直面一般是在劈刀的前面，用于劈刀的安装定位，它与换能器的设计有关，大多数机器都是用螺钉从前面把劈刀固定在换能器的变幅杆上，固定时劈刀的平直面朝前。也有一些设计者把劈刀的平直面设计在劈刀的背面。劈刀的脚：劈刀的下端头和劈刀的底部是最关键的，因为它是产生键合的部位。劈刀的下端头又被称作"脚"，它的前面是脚尖，后面是脚跟。劈刀的脚尖和脚跟的半径很关键，脚跟必须有相对较大的半径，以防止在第一键合点的根部产生裂纹；但在第二键合点后的扯线又需要它的半径要小一些，以利用扯线。脚尖的半径也要足够大且光滑，以利于送线。劈刀底部结构：对于带状引线，最好使用在底部和送线小缝间开有凹槽的劈刀，黄金规则2规定：劈刀底部在引线带送线方向上要有一个"十字形槽"，这个凹槽给出了一些间隙，使在劈刀升高拉弧时不会在第一键合点的脚跟弯曲处引起裂纹。 4 结束语对于高频应用来说，带状引线键合是一种更好的方法，甚至在许多方面都超过了圆形引线，但也还存在一些问题，在使用中，封装结构将决定是采用线夹断丝还是采用工作台断丝。引线带键合劈刀、引线带、键合参数等都需要试验，以便于找出最佳的劈刀尺寸、引线带规格和键合参数。

http://wenku.baidu.com/view/7b8fb02ab4daa58da0114ab7.html

这里有一份铜线和金线的详细试验结果与分析
1 引言
丝球焊是引线键合中最具代表性的焊接技术，它是在一定的温度下，作用键合工具劈刀的压力，并加载超声振动，将引线一端键合在IC芯片的金属法层上，另一端键合到引线框架上或PCB便的焊盘上，实现芯片内部电路与外围电路的电连接，由于丝球焊操作方便、灵活、而且焊点牢固，压点面积大（为金属丝直径的2.5－3倍），又无方向性，故可实现高速自动化焊接[1]。
丝球焊广泛采用金引线，金丝具有电导率大、耐腐蚀、韧性好等优点，广泛应用于集成电路，铝丝由于存在形球非常困难等问题，只能采用楔键合，主要应用在功率器件、微波器件和光电器件，随着高密度封装的发展，金丝球焊的缺点将日益突出，同时微电子行业为降低成本、提高可靠性，必将寻求工艺性能好、价格低廉的金属材料来代替价格昂贵的金，众多研究结果表明铜是金的最佳替代品[2－6]。
铜丝球焊具有很多优势：
（1）价格优势：引线键合中使用的各种规格的铜丝，其成本只有金丝的1/3－1/10。
（2）电学性能和热学性能：铜的电导率为0.62（μΩ/cm）－1，比金的电导率[0.42（μΩ/cm）－1]大，同时铜的热导率也高于金，因此在直径相同的条件下铜丝可以承载更大电流，使得铜引线不仅用于功率器件中，也应用于更小直径引线以适应高密度集成电路封装；
（3）机械性能：铜引线相对金引线的高刚度使得其更适合细小引线键合；
（4）焊点金属间化合物：对于金引线键合到铝金属化焊盘，对界面组织的显微结构及界面氧化过程研究较多，其中最让人们关心的是"紫斑"（AuAl2）和"白斑"（Au2Al）问题，并且因Au和Al两种元素的扩散速率不同，导致界面处形成柯肯德尔孔洞以及裂纹。降低了焊点力学性能和电学性能[7，8]，对于铜引线键合到铝金属化焊盘，研究的相对较少，Hyoung－Joon Kim等人[9]认为在同等条件下，Cu/Al界面的金属间化合物生长速度比Au/Al界面的慢10倍，因此，铜丝球焊焊点的可靠性要高于金丝球焊焊点。
1992年8月，美国国家半导体公司开始将铜丝球焊技术正式运用在实际生产中去，但目前铜丝球焊所占引线键合的比例依然很少，主要是因此铜丝球焊技术面临着一些难点：
（1）铜容易被氧化，键合工艺不稳定，
（2）铜的硬度、屈服强度等物理参数高于金和铝。键合时需要施加更大的超声能量和键合压力，因此容易对硅芯片造成损伤甚至是破坏。
本文采用热压超声键合的方法，分别实现Au引线和Cu引线键合到Al-1％Si-0.5％Cu金属化焊盘，对比考察两种焊点在200℃老化过程中的界面组织演变情况，焊点力学性能变化规律，焊点剪切失效模式和拉伸失效模式，分析了焊点不同失效模式产生的原因及其和力学性能的相关关系。
2 试验材料及方法
键合设备采用K＆S公司生产的Nu-Tek丝球焊机，超声频率为120m赫兹，铜丝球焊时，增加了一套Copper Kit防氧化保护装置，为烧球过程和键合过程提供可靠的还原性气体保护（95％N25％H2），芯片焊盘为Al＋1％Si＋0.5％Cu金属化层，厚度为3μm。引线性能如表1所示。
采用DOE实验对键合参数（主要为超声功率、键合时间、键合压力和预热温度四个参数）进行了优化，同时把能量施加方式做了改进，采用两阶段能量施加方法进行键合，首先在接触阶段（第一阶段），以较大的键合压力和较低的超声功率共同作用于金属球（FAB），使其发生较大的塑性变形，形成焊点的初步形貌；随之用较低的键合压力和较高超声功率来完成最后的连接过程（第二阶段），焊点界面结合强度主要取决于第二阶段，本文所采用的键合参数，如表2所示。
为加速焊点界面组织演变，在200℃下采用恒温老化炉进行老化实验，老化时间分别为n2天（n＝1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11）。为防止焊点在老化过程中被氧化，需要在老化过程中进行氮气保护。
焊点的横截面按照标准的制样过程进行制备。但由于焊点的尺寸原因需要特别精心，首先采用树脂进行密封，在水砂纸上掩模到2000号精度，保证横截面在焊点正中，再采用1.0μm粒度的金刚石掩模剂在金丝绒专用布上抛光，HITACHIS－4700扫描电镜抓取了试样表面的被散射电子像，EDX分析界面组成成分。


剪切实验和拉伸实验是研究焊点力学性能和失效模式的主要实验方法，采用Royce 580测试仪对各种老化条件下的焊点进行剪切实验和拉伸实验，记录焊点的剪切断裂载荷和拉伸断裂载荷，剪切实验时，劈刀距离焊盘表面4μm，以5μm/s的速度沿水平方向推动焊点，Olympus STM6光学显微镜观察记录焊点失效模式，对于每个老化条件，分别48个焊点用于剪切实验和拉伸实验，以满足正态分布。
3 试验结果与分析
3.1 金、铜丝球焊焊点金属间化合物成长
丝球焊是在一定的温度和压力下，超声作用很短时间内（一般为几十毫秒）完成，而且键合温度远没有达到金属熔点，原子互扩散来不及进行，因此在键合刚结束时很难形成金属间化合物，对焊点进行200℃老化，如图1所示。金丝球焊焊点老化1天形成了约8μm厚的金属间化合物层，EDX成分分析表明生成的金属间化合物为Au4Al为和Au5AL2，老化时间4天时出现了明显的Kirkendall空洞，铜丝球焊焊点生成金属间化合物的速率要比金丝球焊慢很多，如图2所示，在老化9天后没有发现明显的金属间化合物，在老化16天时，发现了很薄的Cu/Al金属间化合物层（由于Cu和Al在300℃以下固溶度非常小，因此认为生成的Cu/Al相是金属间化合物），图3显示了老化121天时其厚度也不超过1μm，没有出现kirkendall空洞。
在温度、压力等外界因素一定的情况下，影响两种元素生成金属间化合物速率的主要因素有晶格类型、原子尺寸、电负性、原子序数和结合能。Cu和Au都是面心立方晶格，都为第IB族元素，而且结合能相近，但是Cu与Al原子尺寸差比Au与AL原子尺寸差大，Cu和AL电负性差较小，导致Cu/Al生成金属间化合物比Au/Al生成金属间化合物慢。
3.2 金、铜丝球焊焊点剪切断裂载荷和失效模式
图4显示了金、铜丝球焊第一焊点（球焊点）剪切断裂载荷老化时间的变化，可以看到，无论对于金球焊点还是铜球焊点，其剪切断裂载荷在很长一段时间内随老化时间增加而增加，随后剪切断裂载荷下降，这主要与不同老化阶段剪切失效模式不同有关，同时可以发现，铜球焊点具有比金球焊点更稳定的剪切断裂载荷，并且在未老化及老化一定时间内，铜球焊点的剪切断裂载荷比金球焊点好，老化时间增长后，铜球焊点剪切断裂载荷不如金球焊点，但此时金球焊点内部出现大量Kirkendall空洞及裂纹，导致其电气性能急剧下降，而铜球焊点没有出现空洞及裂纹，其电气性能较好。
对于金球焊点，剪切实验共发现了5种失效模式：完全剥离（沿球与铝层界面剥离）、金球残留、铝层断裂、球内断裂和弹坑，图5显示了金球焊点剪切失效模式随老化时间的变化，未老化时，Au/Al为还没有形成金属间化合物，剪切失效模式为完全剥离，由于Au/Al老化过程中很快生成金属间化合物，失效模式在老化初期马上发展为以铝层剥离为主：随后，铝层消耗完毕，老化中期失效模式以金球残留为主，此时断裂发生在金属间化合物与金球界面；老化100天以后金球内部断裂急剧增加，成为主要失效模式，导致剪切断裂载荷降低。
对于铜球焊点，剪切实验共发现了4种失效模式：完全剥离、铜球残留、铝层断裂和弹坑。图6显示了铜球焊点剪切失效模式随老化时间的变化，由于铜球焊点200℃时生成金属间化合物很慢，因此其剪切失效模式在老化较长时间内以完全剥离为主：弹坑随老化进行逐渐增多，尤其老化81天后，应力型弹坑大量增加，导致剪切断裂载荷下降，图7所示为弹坑数量随老化时间变化，需要说明的是弹坑包括应力型弹坑和剪切性弹坑，应力型弹坑为剪切实验之前就已经存在的缺陷，而剪切型弹坑是由于接头连接强度高，在剪切实验过程中产生，因此只有应力型弹坑是导致剪切断裂载荷下降的原因，相对金球焊点，铜球焊点剪切出现弹坑较多，主要是因为铜丝球焊键合压力比金丝球焊大。
2.3 金、铜丝球焊拉伸断裂载荷和失效模式
图8显示了金、铜丝球焊拉伸断裂载荷随老化时间的变化，金丝球焊拉伸断裂载荷随老化时间变化不大，拉伸断裂模式以第一焊点和中间引线断裂为主。铜丝球焊拉伸断裂载荷随老化时间不断下降，由于铜的塑性比金差，而且铜丝球焊第二焊点键合压力比金丝球焊大很多，因此铜丝球焊第二焊点比金丝球焊变形损伤大，铜丝球焊拉伸时容易发生第二焊点断裂，第二焊点断裂又分为鱼尾处断裂（根部断裂）和焊点剥离（引线和焊盘界面剥离），如图9所示，铜丝球焊拉伸在老化初期为鱼尾处断裂，老化16天以后焊点剥离逐渐增多，主要是因为铜丝球焊老化过程中第二焊点被氧化，从而也导致拉伸断裂载荷下降。
4 结论
（1）铜丝球焊焊点的金属间化合物生长速率比金丝球焊焊点慢得多，认为Cu与Al原子尺寸差Au与Al原子尺寸差大，Cu和Al电负性差较小是其本质原因。
（2）铜丝球焊焊点具有比金丝球焊焊点更稳定的剪切断裂载荷，并且在老化一定时间内铜丝球焊焊点表现出更好的力学性能。
（3）铜丝球焊焊点和金丝球焊焊点老化后的失效模式有较大差别。


3.1 BOND的过程的图示
Bond过程是一个极其复杂的过程，它汇集了计算机控制技术、高精度图像识别处理技术（PRS）、高精度机械配合、自动控制反馈等高科技。以下是一个WIRE BOND过程的图示:



（1）准备打金线 （2）进行PAD BONGING （3）上升到LOOP最高点 （4）向LEAD下落



（5）进行LEAD BONGING （形成WELD） （6）上升到TAIL LENGTH的高度 （7）烧球


USG就是前后的高频振荡（超声波，每秒几万次到20几万次了
（假定设定为equ 130%，usg 100mA）是：
若一个芯片只有前后左右四根线，
8 q6 j; x& O% c; y/ c, ]+ L前后两根线（Y方向）usg=100mA；
8 E$ N Z, i2 Q左右两根线（X方向）usg=100x130%
若还有其他线，比如说在45度角的样子，他的usg就可能是115mA；
4 x9 N" H# D* W$ d1 T只是usg大小的补偿，usg方向还是前后了，Z方向的是force。
X方向可以用scrub参数，这个小幅振动由马达模拟输出



我从事半导体封装已经十一年了，主要从事封装前道BG, SAW, DB 和WB的制成维护与开发，现在，由于国际金价持续走高，铜线的封装比重增加，现在，就将我这些年对铜线的研究与大家分享。
镀钯铜线与裸铜线的区别镀钯铜线是在裸铜线的表面镀了一层钯，钯是一种很稳定的金属，优点是不被氧化。所以与裸铜线相比，优点为，1）. 镀钯铜线的存储时间更长，对存储的环境要求没有裸铜线高；: 2). 钯线的焊接过程中，只需要N2保护就可以，裸铜线的焊接必须是N2，H2混合气（forming gas）;3). 在焊接工艺控制中，钯线与裸铜线没有差异，都需要采用合理的参数来控制高硬度的铜球焊接（在下面将详细叙述铜线焊接的工艺参数）。
V镀钯铜线的缺点是价格高，一般是裸铜线价格2-3倍。2. 铜线的焊接
2.1 第一点的焊接（ball bonding
由于铜球的硬度远远高于金球，所以铜线ball bond焊接易出下列废品，
Metal,
LCrater,
Golf Bond为了控制这些废品，需要用特殊的参数加以控制，以下是控制要点，
( F; D+ S4 R& \# q1 Z1）. 焊接过程分阶段，一般分两个阶段就能焊接，对一些易产生lift metal或cratering的device，可用三个阶段焊接。第一阶段，只用force, 不加power，这个阶段主要是把球压成型，一般地，对0.8mil的铜线，用30-50g的force, 1.0mil 40-80g, 1.2mil 60-120g, 1.5mil 150-250g, 1.7mil 250-450g, 2mil 350-500g. 第二阶段，用power, 焊接force要小，这样易于焊接，不易产生NSOP，焊接的power可以用one time in a factor 的实验方法的到，而对force，一般是第一阶段force的1/2或1/3。第一阶段主要是对crater 与lift metal的控制，第二阶段主要是对NSOP的控制，当然，第二阶段power用得很大，也会产生crater 与lift metal. 一些特殊device需要用到第三阶段，一般地，前二阶段能控制crater, lift metal，但NSOP的PPM很高时，增加第三阶段，第三阶段是在第二阶段继续增加power和减小force. 如果还有问题就打开scrub 功能或enhancer的功能。
第二点焊接（stitch bond）的控制同样原理，铜线硬于金线，所以，以下是主要问题，
Short Tail
与第一点焊接相同，分阶段焊接。第一阶段只用force压成型，第二阶段用power与force, 但force 不能太小，force太小不能克服第二点的震动。
另外，bond head的速度要放慢。
B如果用moxsoft的线，对第二点的帮助比较大，毕竟maxsoft的线要比一般铜线软。


楼主是45所的？

老哥，咨询一下球焊的问题。比如焊接后引线表面划伤这种情况是不允许发生还是有个度。引起这个问题的原因有哪些？