精密陶瓷劈刀的應(yīng)用

陶瓷劈刀具體是做什么用的？

在了解陶瓷劈刀從事的是什么工作前，首先要了解一下半導(dǎo)體的封裝技術(shù)。在IC封裝中，芯片和引線框架（基板）的連接為電源和信號(hào)的分配提供了電路連接。有三種方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)部連接：倒裝焊、載帶自動(dòng)焊和引線鍵合。

雖然倒裝焊的應(yīng)用增長(zhǎng)很快，能大幅度提升封裝的性能，但是過(guò)于昂貴的成本使得倒裝焊僅僅用于一些高端的產(chǎn)品上，目前90%以上的連接方式仍是引線鍵合。“引線鍵合”類(lèi)似于高科技縫紉機(jī)，能夠利用極細(xì)的線將一塊芯片縫到另一芯片或襯底上。引線鍵合技術(shù)主要用于低成本的傳統(tǒng)封裝，中檔封裝，內(nèi)存芯片堆疊等。

這些在引線鍵合中所使用的鍵合線材須具有以下條件：良好的力學(xué)性能、優(yōu)異的導(dǎo)電性、高的熱傳導(dǎo)性、低的線性熱膨脹系數(shù)、化學(xué)性能穩(wěn)定、較低的材料硬度等。在金屬材料中，金（Au）、銀（Ag）和銅（Cu）都能滿(mǎn)足以上條件，而陶瓷劈刀，正是負(fù)責(zé)將金屬材料排出并“拉絲”的器件。

陶瓷劈刀的演變史

陶瓷劈刀，又名瓷嘴，毛細(xì)管，早期時(shí)劈刀的主要材質(zhì)是碳化鎢、碳化鈦和氧化鋁陶瓷等，但碳化鎢的機(jī)加工困難，不易獲得致密無(wú)孔隙的加工面，且熱導(dǎo)率高，鍵合時(shí)的熱量易被劈刀帶走；碳化鈦比碳化鎢更柔韌，但在超聲波時(shí)刀頭的振動(dòng)振幅比碳化鎢劈刀大；而高純氧化鋁，由于具有很強(qiáng)的耐磨損性能和化學(xué)穩(wěn)定性，而且導(dǎo)熱率低，因此不需要加熱劈刀本身，在自動(dòng)鍵合設(shè)備上使用時(shí)焊接次數(shù)可達(dá)到100萬(wàn)次。此外解決劈刀的同軸度問(wèn)題就需要采用同軸度加工設(shè)備來(lái)達(dá)到目的。

陶瓷劈刀的演變，很大程度上取決于鍵合線材的變化。雖然金線、銅線、銀線都是可靠的鍵合線材，但隨著黃金價(jià)格的飆升，具有比金線更好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度，且更便宜的銅線被公認(rèn)為是最有希望取代金線的線材。同時(shí)，銅的金屬間化合物生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比金慢，因此不會(huì)產(chǎn)生柯肯德?tīng)柨斩矗沟勉~線鍵合的接頭性能優(yōu)于金絲鍵合。