最後更新:2026年10月8日後段製程・先進封裝封裝中國大陸:引线键合

打線接合(Wire Bonding)是什麼

Wire Bonding

打線接合是以直徑約15~50μm的金・銅等細金屬線,連接半導體晶片電極與導線架或IC載板端子的後段製程連接技術。分為以瓷嘴(capillary)形成焊球進行接合的球形接合(ball bonding),以及以超音波接合鋁線的楔形接合(wedge bonding),目前出貨的封裝大多數仍以此方式連接。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

打線接合是以細金屬線連接半導體晶片電極焊墊與導線架或IC載板端子的連接製程。線徑在一般IC約為15~50μm,功率半導體用的鋁線則可達數百μm。這是自1960年代沿用至今的封裝技術,即使在覆晶等新連接方式普及的現在,出貨的半導體封裝大多數仍以此方式連接。執行連接的設備稱為打線機(wire bonder)。

主要方式有球形接合與楔形接合。球形接合是以放電熔化從瓷嘴(capillary)工具尖端送出的金屬線前端,形成小焊球,再施加熱・荷重・超音波接合到晶片焊墊上(第一焊點)。接著一邊送線一邊拉出線弧移動到引腳側,以壓扁金屬線的方式接合並切斷(第二焊點、魚尾焊點,stitch bond)。每1條線以0.1秒以下的時間重複此動作。楔形接合則不形成焊球,而是以楔形工具(wedge tool)壓住金屬線並以超音波接合,可在室溫下接合,廣泛用於使用粗鋁線的功率半導體。線材方面,正從長期作為標準的金(Au),逐漸改用可降低成本的銅(Cu)、鍍鈀銅線以及銀合金線。

品質以拉扯金屬線量測強度的拉線試驗(wire pull test),以及從側面推擠焊球使其剝離的推球試驗(ball shear test)確認。線弧的高度與形狀也很重要,太低會碰觸晶片邊緣,太長則在封膠時被樹脂推擠而變形(沖線,wire sweep),與相鄰金屬線短路。與覆晶相比,由於線路較長、電感較大,且電極只能配置在晶片周邊,因此不適合多腳數・高速的先進邏輯產品。另一方面,打線接合成本低、設計自由度高,在記憶體多層堆疊、感測器、功率半導體、車用IC等領域至今仍是主流的連接方式。

打線接合(Wire Bonding)的常見問題

打線接合與覆晶有何不同?
打線接合是將晶片朝上放置,以細金屬線將周邊電極連接到外部端子。覆晶則是將晶片翻轉,以排列在整個表面的凸塊直接與載板接合。覆晶線路短,適合多腳數・高速,但成本較高;打線接合成本低,用於廣泛的產品。
打線接合使用哪些金屬?
球形接合長期以金線為標準,但因金價高漲,正逐漸改用銅線、鍍鈀銅線以及銀合金線。楔形接合主要使用鋁線,在通過大電流的功率半導體中,也使用直徑數百μm的粗鋁線、銅線或帶狀線材。

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