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在本文涉及产品中，由于产品加工误差较小，排除了焊盘本身的平整度影响。由此判断，可能是由于当前的焊线模式BSOB（Bond Stitch On Ball）造成了焊接面的不平整现象。BSOB金丝线弧模式是热超声金丝球焊键合的一种焊线模式，该模式的键合过程如图16
2012年11月8日 · Bond stitch on ball for bare copper wire Abstract: The integration of multiple functions IC into single package including MCM package, 3D stacking, system in package had became a trend in recent year.
- Tan Kai Chat, Liong Jin Yoong
- 2012
- 概觀
- 基本介紹
- 打線接合
- 瓷嘴
- 接合技術
- 接合材料
打線接合(英語：Wire bonding)是一種積體電路封裝產業中的製程之一，利用線徑15-50微米的金屬線材將晶片(chip)及導線架(lead frame)連線起來的技術，使微小的晶片得以與外面的電路做溝通，而不需要增加太多的面積。其他類似的接合技術如覆晶接合(Flip-chip)或卷帶式自動接合(Tape-Automated Bonding, TAB)都已經越趨成熟，雖然覆晶接合逐漸在吞食打線接合的市場，但目前仍以打線接合為最常見的接合技術
無論是何種打線接合的方法，都具有兩個焊接點，分別是位於晶片端的第一焊(First bond)及導線架端的第二焊(Second bond)。瓷嘴(capillary)是一種裝在打線機上的裝置，可讓線材穿過其中，類似縫紉機中的針，線材穿過位在打線機台上的瓷嘴，穿出瓷嘴的線材在晶片端經過下壓完成第一焊點後，線材就會與晶片上的基板連結，機器手臂上升將線引出瓷嘴，再將線材移往第二焊點，也就是導線架上的基板，一邊下壓一邊截斷線材，完成一個循環，緊接著再繼續下一打線接合的循環。 為了增加接合強度，在第二焊接點處，再壓上一顆球，稱之為BBOS(Bond Ball on Stitch)；或先壓上一顆球，再把第二焊接合在球上，稱為BSOB(Bond Stitch on Ball)。
楔型接合
楔型接合是將突出於瓷嘴的線材直接下壓至基板上，由於第一焊的限制，第二焊點的位置被限制在沿著第一焊接腳的方向上，無法如球型接合一樣自由，也因為如此，楔型接合的高度通常較球型接合來得小，外觀如拋物線一樣，焊點寬度約為1.5倍的線徑。
球型接合
球型接合則是先經過一個放電製程，稱為放電結球(Electronic flame off, EFO)，利用高壓電放電，將凸出瓷嘴的線熔化，因為表面張力的關係，金屬液體會凝固成一個球狀物，此時再下壓至基板上，接著引線向上，經過一個設定好的路徑，繞至第二焊點，直接下壓將線壓斷形成第二焊點，此魚尾形狀的第二焊點類似於楔型接合的焊點，常被誤認為楔型接合。 由於第一焊點的線材與基板呈現垂直的角度，因此第二焊點可自由選擇位置，不會受到第一焊位置的限制。此製程含有放電結球的步驟，因此稱之為球型接合，其焊點較楔型接合來得大，約2.5-5.0倍的線徑。 有時候為了降低球型接合的高度，會將一二焊位置交換，將二焊點接合在晶片上，使線材高度下降，業界稱為反打。
熱壓接合
貝爾實驗室在1957年發展一種物理連線技術，運用加熱及加壓，配合適合的下壓時間，將金屬線材連線至單晶線表面，利用此種方法，將金鍺兩金屬接合的溫度只需要250℃，較金鍺共晶溫度356℃來得低，因此在早期的打線接合是廣泛套用的技術。
超音波接合
由於部分基板不適合加熱，因此1966年發展出另一項技術，在接合的同時導入一超音波，除了接合之外還可協助清潔基板表面，此種方法可在室溫下操作，由於不須加熱即可達到與熱壓接合相同的效果，因此逐漸取代熱壓接合成為主流。
熱音波接合
結合兩者的優缺點，同時導入熱及超音波來接合，稱為熱音波接合。熱音波接合的溫度約控制在100-150℃，下壓力也遠低於超音波接合，可避免下壓力過大傷害基板，亦可避免溫度過高形成金屬間化合物。
金
接合的基板通常是鋁薄膜，早期常用鋁線作為接合材料，鋁線雖便宜但易氧化，導電性也不是最好的，在封裝產業的可靠度要求越來越高的同時，使用不易氧化的貴金屬逐漸成為趨勢。金線具有良好的導電性及不易氧化的特性，加上其良好的延展性，在微米級線材製作上不易斷裂，逐漸取代鋁線成為主流。但金線的價格高昂，在低成本及金價飆漲的同時，主流地位逐漸被取代。 金線是以高純度為主，但還是會添加極為微量的元素增加線材強度，一般來說都還可以維持在4N以上的純度。
銅
銅線，雖然是易氧化的材料，但其高強度的特性，可將線材製作到更細的線徑但維持相同的強度，銅鋁生成金屬間化合物的速度也是金鋁的十分之一，金屬間化合物是兩種金屬接觸而生成的化合物，會增加物件的電阻並產生熱，導致物件更快失效，因此採用銅線可以避免電阻大量升高並增加可靠度。銅線的高強度，可使線材挑戰更高難度的連線形狀，如封裝層疊。 雖然銅線價格低廉，但其易氧化的特性容易使晶片失效，因此在外層鍍上一層抗氧化的薄膜逐漸成為主流線材。因此，銅線的發展主要是以鍍層線及超高純度銅線為主流，其中鍍層線又以鈀金屬為最大宗，一般厚度都在100nm以下，通常主打低電阻的半導體封裝，因此會使銅線整體電阻上升的合金銅線不被考慮。
銀
銀線具有與金線接近的機械性質，具有較銅線優良的抗氧化特性，在LED的封裝中，其優良的反光特性可增加約10%的光量，逐漸被套用在部分的封裝中。銀線在放電結球時，可形成非常圓的球，銀線與鋁基板的接合效果也非常好，金屬間化合物的生成也相對較少，可以增加其接合的可靠度。 銀線的主流為合金線，銀含量越高代表其電阻率越低，而可能會影響其接合品質，但其優異的反光特性，使其較常被套用在LED封裝製程，其電阻率就不是最重要的考量因素，一般來說銀合金線的主成分通常為可互溶的銀金鈀三元素，依比例不同有不同的電阻率及功效。鍍層銀線也是一種被考慮的線材，通常選用的鍍層為金，由於芯部為純金屬銀，因此仍保有純銀的超低電阻特性，可提供給各種封裝形式使用。
Silver bonding wire for BSOB(Bond-Stitch-on-Ball)/BBOS(Bonding-Ball-on-Stitch) Abstract: With gradually adopted silver alloy wire bonding in IC and LED Packaging, BSOB becomes a common practice for die stacking in IC packaging and Multi-die Serial Bonding in LED, BBOS is adopted only in LED field.
- Zhi Ren
- 2016
2023年11月16日 · 采用反向引线键合技术 BSOB （Bond Stitch on Ball），以陶瓷外壳上的引脚为第一焊点，芯片键合区为第二焊点的顺序进行键合。 通过引线键合参数的调整，采用反向引线键合技术，本试验成功实现Φ30 μm 金丝线弧高度小于 100 μm 的引线键合，图 6是芯片上的焊点 SEM 图，弧高 60 μm 左右，键合点直径 75 μm 左右。 对于夹层式叠层芯片封装，顶层芯片的边缘部分架空在中间硅垫片的外侧，处于悬空状态。 这种悬挂结构的顶层芯片在引线键合过程中会翘曲变形，键合力和形变应力将导致外悬芯片碎裂或焊接不上等可靠性问题。 试验中通过优化引线键合参数，包括键合的劈刀类型、功率、温度、时间等，在控制引线键合强度、形变、弧度等质量的基础上，达到叠层芯片顶层外悬键合处不会碎裂的要求。
Abstract: The ball stitch on ball(BSOB) bonding mode is very common in wire bond, which greatly enhances the strength of the 2nd bonding and provides well support for the wire heel. The bump that is directly torn off by the wedge will leave a tail wire which will reduce the bonding strength.
2012年11月1日 · Bond stitch on ball for bare copper wire. Tan Kai Chat, Liong Jin Yoong. Published in International Electronics… 1 November 2012. Engineering, Materials Science. The integration of multiple functions IC into single package including MCM package, 3D stacking, system in package had became a trend in recent year.
