引線鍵合機是用于將芯片和基板通過金屬引線進行通訊連接的一款半導(dǎo)體封裝設(shè)備。從鍵合的原理來劃分，有熱壓鍵合、超聲鍵合和熱超聲鍵合三種類型。熱壓鍵合是引線在熱壓頭的壓力作用下，高溫加熱焊絲（>250oC）發(fā)生形變，通過對時間、溫度、壓力的調(diào)控實現(xiàn)鍵合；超聲鍵合是在室溫下，在被焊接表面施加壓力和超聲頻率的彈性振動，破壞被焊接件之間的氧化層，使兩固態(tài)金屬牢固鍵合；熱超聲鍵合是熱壓鍵合和超聲鍵合的組合，可降低加熱溫度、提高鍵合強度，有利于器件的可靠性，應(yīng)用最為廣泛。從鍵合工藝來劃分，又分為球焊和楔焊，其中球焊鍵合的一焊點是由高壓電弧放電將鍵合絲熔化，在表面張力的作用下形成球形，然后將球壓焊到芯片的電極上，再從一焊點抽出彎曲的金線再壓焊到相應(yīng)的位置，形成二焊點。而楔焊是將兩個楔形焊點壓下形成連接，不需要燒球工藝。下圖1和圖2是兩種鍵合工藝的焊點示意圖。球焊鍵合常用的鍵合絲為金線、銀線和銅線，而楔焊鍵合絲常用為金線、鋁線，金帶或鋁帶。
圖1 球焊焊點示意圖
圖2 楔焊焊點示意圖
引線鍵合機根據(jù)上述鍵合工藝原理主要分為球焊鍵合機和楔焊鍵合機兩種類型，引線鍵合機作為半導(dǎo)體后道封裝最關(guān)鍵的工藝設(shè)備，自上世紀60年代誕生以來，取得了長足的發(fā)展，鍵合的速度和精度不斷得到提升，最先進的全自動球焊鍵合機其鍵合精度可達2um@3σ，鍵合速度為40ms/線，主要為一些國外的生產(chǎn)廠商如ASM、K&S。
多功能引線鍵合機是用于芯片和基板連接的一款手動鍵合設(shè)備，常用于航空航天、科研院所的產(chǎn)品試制，小批量生產(chǎn)。主要的生產(chǎn)商有美國的WESTBOND、HYBOND等企業(yè)。 漢先科技作為我國本土專業(yè)從事鍵合機研發(fā)和生產(chǎn)的設(shè)備商，致力于半導(dǎo)體鍵合設(shè)備的國產(chǎn)替代，自主研制的M6000系列多功能引線鍵合機通過精密的機械結(jié)構(gòu)和高度集成的硬件軟件控制，實現(xiàn)引線和基板焊盤的精密連接，可用于金絲、鉑金絲、銅絲、銀絲、鋁絲、金帶等多種類型的引線鍵合，廣泛適用于半導(dǎo)體器件的實驗室研發(fā)、產(chǎn)品原型試產(chǎn)、產(chǎn)品評估、產(chǎn)品返修等。
圖3 M6000系列多功能鍵合機
產(chǎn)品特點
M6000系列多功能鍵合機采用模塊化設(shè)計理念，遵循人機工程學(xué)設(shè)計原理，設(shè)備功能配置靈活，鍵合性能穩(wěn)定，兼具優(yōu)秀的用戶操作體驗，主要有以下4大特色：
（1） 球焊/楔焊/球楔一體三款功能自由配置，鍵合功能全
可以根據(jù)產(chǎn)品的鍵合工藝要求，一鍵配置球焊或楔焊功能，球焊模塊支持普通球焊、柱狀植球、BBOS、BSOB等多種鍵合工藝，楔焊功能支持單次焊接最大30個連續(xù)焊點數(shù)量，精密光機設(shè)計和優(yōu)秀運控算法保證了斷絲長度高一致性。
（2） 多檔超聲功率設(shè)置，響應(yīng)速度快
設(shè)備的超聲輸出支持恒電流、恒電壓、恒功率三種模式，具有8檔超聲量程選項設(shè)置，可以根據(jù)鍵合產(chǎn)品的工藝要求自由選擇，超聲響應(yīng)速度快，最小超聲功率精度小于0.4mW。
（3） 全閉環(huán)壓力控制，鍵合精度高
鍵合頭電機采用高精密音圈電機，并配有高精密光柵尺，通過閉環(huán)反饋控制，對鍵合頭壓力進行動態(tài)補償，鍵合力控制精度達到±0.1g。
（4） 適用金線/銀線/鋁線//金帶等多種鍵合材料，應(yīng)用范圍廣
采用一體化精密光機系統(tǒng)設(shè)計，線夾和過線機構(gòu)可以兼容不同線徑鍵合材料，根據(jù)不同材料特性，線徑最小為15 μm，最大可達100μm，金帶鍵合的最大寬度為300μm，涵蓋了絕大部分的鍵合材料。
產(chǎn)品系列
M6000系列多功能引線鍵合機共包括三款產(chǎn)品：M6000:球楔一體鍵合機；M6100:球焊鍵合機；M6200:楔焊鍵合機。根據(jù)鍵合工藝要求不同可用于不同類型產(chǎn)品封裝，特點如下：
M6000多功能球楔一體鍵合機：同時具有球焊和楔焊的功能，配置球楔一體式換能器，設(shè)備內(nèi)置球焊、楔焊兩套軟件控制系統(tǒng)，球焊/楔焊功能可一鍵切換，適用于金絲，鉑金絲，銅絲，鋁絲，鋁帶等多種鍵合材料。
M6100多功能球焊鍵合機：支持常規(guī)球焊、壓焊、墊焊、植球等多種球焊鍵合工藝，具有EFO分段打火功能，適用于金絲、鉑金絲、銅絲等多種鍵合材料。
M6200多功能楔焊鍵合機：先進的力控制算法和換能器設(shè)計，可滿足深腔器件鍵合需求，適用于金絲、鋁絲、金帶、鋁帶等多種鍵合材料。
應(yīng)用領(lǐng)域
M6000系列多功能鍵合機應(yīng)用廣泛，主要用于以下六大類電子元器件的鍵合封裝。
微波器件、分立器件、MEMS器件、光電器件、RF器件、光通訊器件
圖4多功能鍵合機應(yīng)用領(lǐng)域
