黄全全，王 立，柴 駪

（南瑞联研半导体有限责任公司，江苏南京211000）

0 引言

长期以来，由于其特殊的工作环境，对功率器件和电子元器件长期质量可靠性要求越来越高，其键合系统的失效是影响功率器件和电子元器件可靠性的重要因素之一［1］。因此，迫切需要分析影响键合铝线及掺杂铝线的特性，并采取有效措施提高键合质量的方法。

1 键合铝线特性与熔断电流

键合铝线按线径分为细铝线和粗铝线，细铝线线径为0.7～4英寸，粗铝线线径为5～20英寸。按成分分为纯铝、铝-硅、铝-镁、铝-铜等，目前，一般在引线中添加50万分之一的Ni元素，以减少封装材料对引线的腐蚀。

1.1 键合粗铝线化学组成成分的铝线的特性

纯铝粗铝线的综合特性如表1—2所示。表1为不同线径的粗铝线的机械特性。

表1 纯粗铝线机械特性

表2 Al-0.5%Mg粗铝线机械特性

为了提高铝线的疲劳强度，一般会在铝线中添加0.5%的Mg。表2为Al-0.5%Mg铝线的机械特性。

表3为纯Al线以及Al-0.5%Mg线的热学和电学特性。

从表1—3可知，键合粗铝线中掺杂一些其他的元素。从表3可知，如Al-0.5%Mg，只是改变了铝线力学方面的性能，对电学和热学的影响可忽略。从表1、2中得出，加入0.5%Mg后铝线的延伸率和断裂载荷大大提升，从而改善了铝线的抗疲劳性。

1.2 不同线径键合铝线的熔断电流计算及分析

公式（1）为对于不同线径铝线熔断电流的计算公式：

表3 纯Al线及Al-0.5%Mg线的热学及电学特性

If:Fusing current(A)Tf:Time to fuse open a wire(sec)

d0:Diameter of wire(mm) I0:Loop Length(mm)

We defined If calculated at t=∞as permissible current.

除了这种公式之外还有一种更为普遍和常见的计算Au/Cu/铝键合线熔断电流的通用计算公……