焊线封装技术的概述

焊线封装技术是一种在半导体芯片或集成电路（IC）制造过程中的关键技术，它主要是使用细金属丝（通常为金、铝或铜）在芯片或IC上进行连接的过程，这些金属丝扮演着连接半导体芯片中的电路和外部封装引脚的角色，能够有效实现芯片内部电路与外部系统的电气连接。这种技术伴随着半导体技术的发展不断进行技术创新和改进，以满足现代电子设备日益复杂的功能需求和不断缩小的尺寸要求等。

常见的焊线材料

金丝

金丝由于具备优异的导电性以及抗氧化性，所以长期以来都是焊线材料的首选。在很多要求较高的半导体封装场景中，金丝能够很好地保证信号传输的准确性和稳定性。例如在一些高性能的计算芯片、复杂的通信芯片封装中使用金丝进行焊线封装。不过金丝材料也存在成本相对较高的问题，这在大规模生产和成本受限的电子设备制造中会成为一种限制因素。

铜丝

铜丝相对于金丝的一大优势就是成本低，其导电性与金相近，所以逐渐得到应用。但是铜丝与许多封装材料的相容性较差，在进行封装工艺时往往可能需要特殊的工艺才能保证连接的质量和稳定性。例如可能需要特别处理封装界面，或者采用特殊的焊接环境控制等手段，以避免出现如腐蚀之类影响连接效果的问题。当前在对成本较为敏感的一些电子产品的芯片封装中，铜丝焊线技术使用逐渐增多，例如某些消费类电子如电视机顶盒等部分芯片封装开始越来越多地采用铜丝焊线。

铝丝

在特定场景如高功率LED中铝丝因其良好的热性能而被采用。铝具有较好的散热特性，这对于高功率LED这种在工作中会产生大量热量的电子器件而言非常关键。通过铝丝进行焊线封装，有助于热量从芯片向外散发，从而提升整个器件的稳定性和使用寿命，避免因为过热导致芯片性能下降或者故障等情况的发生[1]。

焊线连接技术

楔焊

楔焊是利用超声振动和施加轻微的压力在片子上形成焊点。这种方式常用于铝丝和厚金丝焊接。在进行楔焊操作时，超声振动提供能量促使金属丝表面原子与芯片表面原子进行相互作用，使得在压力作用下能够形成有效的焊点，这种方式对于操作条件和设备参数具有相应要求，例如要精确控制超声功率和压力数值才能保证焊点质量。适用于铝丝主要是因为铝丝材料特性适合通过这种方式产生可靠焊点，而厚金丝采用楔焊，是由于厚金丝如果采用球焊不易控制小球成型等复杂操作，楔焊能够更稳定地将厚金丝焊接到芯片上。

球焊

球焊是先在焊线的一端形成一个小球，然后将这个小球压在芯片上形成焊点，这种方法常用于细金丝焊接。在球焊操作中，形成小球的质量对于最终焊点的质量至关重要。例如小球的形状、大小和表面平整度等都会影响到和芯片的连接质量。细金丝采用球焊更容易操作，球焊能够精确地将小球定位到芯片的连接点上。在一些对于焊接精度要求极高的小芯片或者高精度芯片的封装中，球焊技术用细金丝连接可以很好地实现信号的准确传输和电路的稳定连接。

应对挑战的新技术

多焊线封装

随着电子设备的发展，芯片的功率不断增加，而设备尺寸却不断减小。在这个过程中，普通的焊线封装面临着一些挑战。多焊线封装是应对这些挑战开发的新技术之一，具体来说，它是通过使用多条焊线并联连接，这种方式的主要目的是分散电流，从而可以减少电迁移和热问题。例如在一些高功率芯片的封装中，采用多焊线封装可以有效避免因为过强电流在单根焊线上产生电迁移，导致焊线断裂的情况，同时也有利于热量更加均匀地通过多根焊线传导出去，为应对高功率问题带来一种有效的解决方案。

无焊线封装

无焊线封装也是应对焊线封装挑战而产生的技术。这种技术采用其他非焊线的技术如薄膜连接或倒装方式来实现原本由焊线完成的芯片连接功能，从而完全避免使用焊线。例如在倒装封装结构中，芯片的有源面不是通过焊线与外部连接，而是将芯片倒立过来，直接将电极通过金属凸点与基板或者封装结构上相应的电极相连接。这样做可以避免焊线易断裂、易受电迁移影响等问题，并且在高频高速信号传输等方面往往具有更好的性能，不过无焊线封装技术的工艺成本相对较高，例如对设备和工艺控制要求更精确等，适用于一些对性能要求极高并且对成本不太敏感的高端芯片封装场景。

焊线封装技术的应用领域

消费电子设备

在现代消费电子设备如智能手机、平板电脑、智能手表等中焊线封装技术起着重要作用。智能手机中的各类芯片，如处理器芯片、存储芯片、电源管理芯片等，都离不开焊线封装技术来将芯片与外部电路或者其他芯片进行连接。平板电脑类似，从主板上各类核心芯片到各类传感器芯片的封装连接都需要焊线技术。智能手表由于其体积小，内部芯片密度高，焊线封装技术通过精细的金属丝连接操作，可以在极小的空间内实现芯片的稳定连接，保证产品正常运行。

汽车电子系统

汽车电子系统中的电子控制单元（ECU）、传感器、车载娱乐系统等都应用了焊线封装技术。例如在汽车发动机的ECU内部有多个芯片需要相互连接并与外部传感器等进行信息交互，焊线封装很好地满足了芯片间可靠连接的需求。同时汽车中的温度传感器、压力传感器等众多传感器内部的芯片为了与基座等实现信号传递，也会利用焊线封装技术。在车载娱乐系统中，像音频处理芯片、显示控制芯片等也是采用焊线封装技术连接到整个汽车电子电路架构中。

工业控制设备

工业控制设备如可编程逻辑控制器（PLC）、自动化仪表等，内部包含了大量的芯片。PLC中有微处理器芯片、输入输出接口芯片等，这些芯片在设备内部通过焊线封装技术进行连接。自动化仪表比如压力变送器、温度变送器内的芯片为了准确采集和传输数据，与外部电路的连接采用焊线封装技术。在工业生产线等对可靠性要求很高的环境下，焊线封装技术的成熟应用保证了工业控制设备的稳定运行。

焊线封装技术与其它技术的结合趋势

与3D封装技术的结合

3D封装技术旨在将多个芯片在垂直方向上进行堆叠和集成，从而极大地提高芯片的集成度。焊线封装技术可以在这个过程中用于不同层芯片之间的连接或者芯片与外部引脚的连接部分等。例如通过焊线将堆叠芯片中的某一层芯片准确地连接到外壳引脚或者到其他分层芯片的电路上，从而在3D封装结构里起到补充和桥接连接的作用。这样的结合能够在进一步满足小尺寸的同时，大幅提升设备的性能。

与系统级封装技术的结合

系统级封装是把多种功能的芯片和无源元件集成到同一个封装内，形成一个具有完整系统功能的封装体。焊线封装技术在系统级封装中的作用就是将这些不同的组件内部芯片之间、芯片与外部连接点进行有效连接。例如在一个集成了处理器、通信芯片、传感器芯片以及电容、电阻等无源元件的系统级封装中，焊线可以连接处理器和通信芯片方便数据交互，还可以将传感器芯片与外部引脚连接好方便信号输出输入等，从而实现整个系统功能在一个封装内的有效实现。

芯片封装清洗介绍

·         合明科技研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

·         水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

·         污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

·         这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

·         合明科技运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。