郝艳鹏，赵喜清，王增琴，马生生，郝耀武

（中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原，030024）

在微电子制造业中，引线键合作为一门复杂的组装和制造工艺技术，利用热、压力、超声波能量使金属引线与基板焊盘紧密结合，实现芯片与基板间的电气互连和芯片间的信息互通[1]。引线键合是提高通用微电子器件、专用集成电路、薄厚膜混合集成电路、多芯片组装、系统集成电路等微电子电路性能的关键技术。

焊接压力是影响引线键合强度的重要因素之一。键合期间，焊接压力的施加能够维持劈刀和引线相互接触而不滑动，然后施加超声振动，使引线和焊盘在接触面产生耦合作用，理想控制条件下，引线和基板间会发生电子共享或原子的相互扩散，从而使两种金属键实现原子量级上的键合[2，3]。焊接压力过小会导致引线和焊盘不粘连，而过大又会导致引线或键合焊盘产生较大的塑性应变，引起踵部的裂纹。

1 键合压力机构设计原理分析

本文提出一种弹性压力输出机构，主要包括音圈电机和平行四边形板簧，如图1所示。音圈电机是一种特殊形式的直接驱动电机，因原理与扬声器类似而得名。音圈电机的工作原理如图2所示，其工作原理为洛伦兹力原理。将通电导体置于磁场中，即产生力（F），力的大小取决于磁场强度（B），电流（I）和线圈匝数（N），用公式表示为F=kNBIL，其中k为常数。

图1 弹性压力输出机构示意图

图2 音圈电机运动原理图

平行四边形板簧是类似于弹簧的一种结构，根据胡克定律可知，在其弹性形变范围内，受力大小与产生的形变量成正比，即F=k·△x，其中k为劲度系数，是弹簧的一种属性，与弹簧的材料、结构有关，△x为形变量。……