半导体引线键合工艺过程中的脱焊问题研究

I 摘要 铜引线焊接技术是目前半导体制造工艺上应用时间相对较短、技术还不太成熟但市场占有率越来越高的芯片封装技术。随着引线焊接各项技术指标的不断提高,传统的金线、铝线已逐步趋于其指标极限。而铜线在芯片引线焊接具有良好的机械、电、热性能,它替代金线和铝线可缩小焊接间距,提高芯片频率和可靠性，但是铜由于表面易氧化使其可焊性变差, 随着引线焊接速度不断提高，一个大问题就不断暴露出来，它就是焊接熔球与焊盘共晶失效（脱焊缺陷）的问题，当共晶面处于失效临界时，器件可以通过瞬间测试，但器件的可靠性很差。如果器件的可靠性差，将会发生客户在使用过程中出现间隙性失效或在较高温度疲劳失效的现象。 本文在充分学习和了解引线焊接的基本要素的情况下 ，通过对可能在引线焊接中导致脱焊的影响因素 球形成、熔球焊接、引线焊接头运行轨迹、夹具问题、机器振动，劈刀寿命、超声波强 度及特性、温度特性等进行分析，并针对分析出来的各种因素进行工程试 验，利用扫描电子显微镜 (观察型貌和素分析共晶的情况，并基于大量的工程试验结果的分析得到了大规模生产过程中最易失效缺陷的因素。找出了乐山 菲尼克斯现有铜引线焊接工艺中导致引球脱焊的原因。 本文中大量的工程试验数据，结果分析为深入了解影 响第一焊接点质量的机理和规律提供了依据。为以后的研究和工 程分析提供了素材，可以为工艺制定及第一焊接点缺陷的预防起到引导作用。 关键词： 铜引线；引线焊接；脱焊缺陷 is in in is up is is of to of by in on of to of in of to of in it 录 第一章 绪论 .题概述 .题依据和研究意义 .内外研究现状 .领域研究的发展态势 .二章 引线焊接技术 .导体封装流程引线焊接概要 .备介绍 .线焊接材料 .球形成 . 11 线焊接方式 . 热压焊接 . 12 声焊接 . 12 压超声焊接 . 13 种焊接技术的比较 . 13 刀 .线焊接过程 . 球形焊接工艺 . 16 形焊接工艺 . 17 接工艺比较 . 18 声波引起的温度特性 .声波在引线焊接机换能杆中的传递特性 .境温度特性 .线焊接的界面特性 .三章 引起铜球脱焊失效缺陷因素分析 .引球脱焊缺陷简述 .线因素 .刀因素 .声波因素 .动因素 .尾和打火因素 .接温度因素 .接污染因素 .素元素影响 .接夹具状态 .四章 工程试验及结果分析 .验方向 .陷检测方法 .线污染 .由球氧化 .片焊盘污染 .刀寿命 .接能量参数 .五章 结论 .谢 .考文献 .1 第一章 绪论 题概述 目前，在中国大陆西部已经有愈来愈多的半导体封装 企业出现，大量的外来资金投向半导体封装行业，本公司则是国 企与美资的合资公司。通常在这些半导体封装工厂中的一般制造过程可分为：晶 圆贴膜、晶圆烘烤、晶圆切割、芯片清洗、芯片到框架引脚的引线焊接、塑封、 电镀、弯曲、去筋、成型，分拣、终端测试、激光打印、编带等复杂过称。作为 目前和可预见的将来半导体封装内部连接的主流方式，引线焊接都将是整个封装 工序中最主要和最重要的环节，引线焊接的好坏，直接影响最终产品的合格率和 可靠性。引线焊接技术在超声熔球、焊接精度、焊接速度、线弧形状的精确控制 等方面不断提高以满足制造效率、焊接质量和器件可靠性的要求。然而随着引线 焊接速度不断提高的同时，引线焊接过程中的一个大问题却不断暴露出来，它就 是引线熔球与焊盘共晶失效的问题，当共晶面处于失效临界时器件可以通过瞬间 测试，但器件的可靠性很差。如果器件的可靠性差将会发生客户在使用过程中出 现间隙性失效或在较高温度疲劳失效的现象。 当前，由于半导体行业为了降低成本，提高产品竞争 力，将引线焊接工艺中关键的引线材料由金线改为成本低廉的铜 线。由于铜具有很好的导电性、延展性和可焊性，在有氮氢混合保护气体充分保 护的情况下，采用热压超声焊接工艺时与铝焊盘形成稳定可靠的共晶层，获得可 靠性很高的半导体器件。但是由于铜的抗氧化能力较差，在高温焊接时很容易发 生熔球表面氧化，而氧化层会阻碍共晶层的形成，在严重时就会引起共晶失效即脱焊现象。 本课题“半导体铜引线封装过程中的脱焊问题研究” 则是由本公司工程部下达，作者负责该项目的全部工艺工程试验 的设计、试验及结果分析，并直接负责提出该问题的解决方案。在充分学习和了 解引线焊接的基本要素的情况下，对可能在引线焊接中导致脱焊的影响因素进行 分析，并针对分析出来的因素进行工程试验，找出乐山菲尼克斯现有焊接工艺中 导致脱焊的原因，为公司有效控制大规模生产工艺流程优化提供专业的数据分析依据。 题依据和研究意义 由于铜引线相对于传统的金引线焊接有三大优势：1）能提高 度；2）能 2 提高 可靠性；3）大大降低封装材料成本。所以越来越多的公司都在开发铜引线焊接工艺。但引线焊接技术的生产成 本低、精度高、互连焊点的可靠性高且产量大等特点，使得这种技术成为芯片互 连的主要工艺方法而广泛用于各种芯片级封装中，也广泛应用于低成本的板上芯 片封装中。而引线焊接是整个封装工序中最主要和最重要的环节，引线焊接的好 坏，直接影响最终产品的合格率和可靠性。 本公司作为中国大陆西部的首家大型半导体封装厂， 主力产品是小信号表面贴装的半导体分立元器件，它主要包括时有共晶焊接和银浆焊两种芯片焊接形式，引线焊接材料主 要是金线和铜线。本公司的分立器件主要用于汽车电源管理行业， 所使用质量管理体系也是汽车行业特殊要求的产品的质量管理要求很 高。同时可靠性试验，也是严格按照美国军方标准的要求来进行。尽管公司几乎 所有引线焊接机都来自世界顶尖企业- 日本新川公司，但随着公司规模的不断扩 大，封装种类的不断增加，焊接速度的不断提高，尤其是在成本压力下，将引线 材料由抗氧化性很好的金转变为抗氧化性较差的铜后，引线焊接脱焊问题就越来 越突显出来。本也同样遇到了引线焊接脱焊问题。2007年，2008年，已遇到多起因为引线脱焊而引起的顾客抱怨，而在2009年和2010年因脱焊引起的顾客抱怨更是成倍增长， 可靠性实验室的失效分析数据也显示引线脱焊的数量在不断增加。 摆在面前的问题是顾客抱怨来的太快，没有经验可借鉴，需要成立专门的突击小 组来解决问题。因此熔球脱焊的缺陷也已成为本公司的产品质量的一大隐患而引 起公司管理层的高度重视，公司管理层下达了必须尽快解决问题的任务。 然而由于引线的熔球直径太小, 肉眼很难看出 异常，小倍数的显微镜下也不易发现熔球脱焊的器件，因此很难在生产 过程中进行在线数据跟踪，不得不借助大倍数和高精度的显微镜进行离线观察才 能发现并判断器件是否有熔球脱焊的缺陷。而即使大倍数和高精度的显微镜能在 离线观察的情况下发现缺陷，但这样做的检测速度很慢，不能跟上大规模生产的 需求。好在现在的引线焊接机都具有自动检测的功能，可以自动检测是否有脱焊 现象发生，但此检测是瞬间检测，只有几个豪秒的时间，不能反映器件的可靠性 能，所以小组需要研究出能反映器件可靠性能的技术指标。 熔球脱焊问题是半导体整个行业都在面对的问题，本 公司作为现代划管理的国际大公司，一向以追求产品零缺陷为目 标，对影响产品可靠性的问题都会投入巨大的人力和物力，可以提高产品合格率,减少近50%的顾客抱怨。 3 内外研究现状 铜引线焊接工艺是从 90年代开始逐步在半导体封装企业流行起来。由于传统的金线和铝线焊接工艺应用的已经很完善 ，全球各地大大小小的封装企业都在应用，几乎已经没有任何技术挑战，但是随 着全球市场竞争的日渐加剧，在迫于成本和新技术开发的巨大压力下，越来越多 的电子企业开始投入到铜互联工艺研发队伍中，并且取得巨大的成功。 对于传统的热超声焊接法，在 2005年 5月，中南工业大学利用扫描电镜 声焊接纵切面和横界面的微观变化及其结构特性，并比较其差异后具体分析了焊接 界面结构随超声功率和焊接作用时间变化的规律。其研究结果表明：超声焊接界 面的形状特性像一个中央未完全结合的椭圆，产生焊接区域主要是皱脊周边区域 ，其焊接强度取决于激烈起皱的周边和未结合的中央面积比；当焊接作用力和超声波功率固定时，随着焊接时间的增加 ,焊接区向中央延伸；当焊接作用力和作用 时间固定时，随着超声波功率的增加，焊接区里皱脊面会逐步扩大； 散偶的扩散效应及 接界面就很可能形成金属间化合物 在 2005年 1月，西安石油化工学院物理实验室进行了超声引线焊接过程的瞬态温度特性研究活动。该研究假定的实验条 件是在固定超声振动的持续作用下，金属焊球与焊盘之间的相对滑动速度为 V，假设摩擦系数是 U，则在界面产生的单位面积热量公式 P=。由此，超声引线焊接过程与动力学、摩擦学、热学、材料力学等学科密切相关，由于焊接的有效时间极短，一般作用时间不足 20毫秒，且随着摩擦产生热量引发热变形，引起焊 接界面温度迅速上升，进而导致界面摩擦系数发生改变，这个瞬态过程是非常复杂的。 2005 年 3 月，武汉华中科技大学研究并结论：第一焊点直径大小是由很多因素决定的，在诸多因素中对第一焊点即焊球直径影响最大的是金球与金线直径比，可以认为起着决定性的作用。除了金球与 金线直径比外，劈刀冲击速度、冲击减速高度、焊接时间和超声能量大小对第一 焊点直径的影响也较大，其他相关因素对第一焊点的直径均不产生较大影响，但其中的某些参数，如：焊接区温度差异、超声波波形变异等对系统的可焊性有影响 ，当焊接工艺不稳定或焊接失效时可通过调整此类参数以达到理想焊接效果。 2005 年 6 月，浙江宁波大学研究表明：在超声波金线焊接中，虽然金线和焊接平台间的接触界面较大，但实验显示， 焊接部位只发生在接触截面的周边，这 4 是一种特别的焊接界面形态和超声波线焊 的机理。它采用弹塑性、大变形的非线性有限元方法，模拟了超声波线焊的过程 ，分析了接触界面的接触压强分布，发现不均匀的接触压强分布是导致这种焊点 形态的主要原因。这种不均匀的焊点形态也将影响对压碶按压力作用的理解，过 高的压碶按压力并不一定有助于超声波线焊。 对于引线颈部有限元受力分析， 2004 年上海交通大学材料科学与工程学院通过对 件中金线所受应力的有限元模拟，发现金线所受应力与塑封材料的膨胀系数、焊点大小、金线粗细、金线 拱起高度等因素有关。结果表明：由于热膨胀失配引起的金线应力最大处位于金 线根部位置，在一般情况下，这个部位在所承受的内应力作用下产生的形变最大 ，最有可能发生受伤和断裂，引起器件失效3。模拟结果与实际失效情况相一致。此外，发现：当环氧树脂塑封料热膨胀系数为 1.0 x 10，金线最大应力等效应力出现最小值，约为原来的 1/6；通过有限元模拟、近一步优化工艺参数，可 以使得引线应力得到大幅度降低，表明有限元模拟分析法是电子封装应力失效分析的基础性环节和行之有效的工具4。 领域研究的发展态势 半导体分立器件即晶体管是在 1947年在美国发明的，当时贝尔实验室的巴尔丁和布吞公布了他们的发明，他们做了一 个非常简单的电子装置，就是在一块锗晶体上，用两个非常细的金属针尖扎在锗 的表面，在一个探针上加一个负电压，在一个针上加正电压 , 我们现在分别称为发射极和集电极， 样就形成了一个有放大作用的 晶体管也就是现代电子工业的大米，可以说，没有晶体管就没有现代的科技繁荣。 当前系统芯片和闪存是人们普遍热捧的对象，而分立 半导体元器件几乎无人问津。但是，没有一家电子设备制造商能 够把分立器件供应商排除在其合格供应商名单之外。这是因为，没有一种终端设 备能够在不采用分立半导体元器件的情况下工作。分立半导体元器件可以把原始 电流转变成可用的、稳定的电源，然后帮助控制和管理这些电器。 今天，半导体已广泛地用于家电、通讯、工业制造、航空、国防等领域。 1994年，电子工业的世界市场份额为 6910亿美元， 1998年增加到 9358亿美元。而其中由于美国经济的衰退，导致了半导体市场的下滑，即由 1995年的 1500多亿美元，下降到 1998年的 1300多亿美元。经过几年的徘徊，目前半导体市场已有所回升。 5 随着现代科学技术的进步，半导体器件从分立走向集 成。现在已可将近一亿个器件集成在一块芯片上，由于器件尺寸 不断缩小使器件数量不断增加，改进料电路功能，使电路日趋复杂，而可靠性问题也日益显得重要。 应用已深入到国民经济各部分，相应的 靠性也日益显得迫切与重要。电子制造业从诞生的第一天起就和产品电气失效这一梦魇形影不离。电气失效也许只是因为 一个晶体管被击穿而造成，直接损失不过区 区几毛钱，而一旦有问题的电子系统在飞行、医疗监护等环境中出错，损失却是灾难性的！ 现在一块电路板的实效，不仅影响到人民的生命财产安全， 有时还会涉及到国家的政治声誉。例如 1957 年美国先锋号卫星因一个价值 2 美元的器件实效，造成价值百万美元的卫星原地坠毁国内外有许多这样的由可靠性引起事 故的严重事例因此，在微电路发展的同时，其可靠性也逐渐为人们所认识，并 得到密切关注与重视现在全世界都关注着电子产品的可靠性。随着现代科学技 术特别是尖端科学仪器装备的发展，对仪器元器件可靠性的要求越来越高。 例如， 家用电视机要求器件失效率为 500业通讯设备要求器件失效率为 100特，而工作卫星系统要求器件失效率则为 1特。因此，人们对器件的失效分析亦愈加重视。美国出自军事目的，早在 60 年代初就业已建立可靠性研究机构，如每年为用户提供大量微型电路可靠性数据的罗马航空研究中心 , 1965 年建设了具有相当规模的失效分析实验室。 又有报告说明半导体器件失效约有 25%由焊接引起的。这种失效大都和金丝与铝层或铝丝与镀金管腿焊接时形成 金属化合物有关。 目前行业内关于引线焊接技术的研究大都集中在倒装 芯片、超细间距和在线焊接质量的检测上。而忽略了如何提高引 线焊接质量，提高大规模生产条件下的器件可靠性以及如何降低废品率的问题上。 6 第二章 引线焊接技术 导体封装流程引线焊接概要 半导体封装工厂中的一般制造过程可分为：封装车间拿到合格的芯片后 , 按照以下的工艺进行封装测试 , 包装出货。 晶圆尺寸通常从 3 英寸到 12 英寸之间，目前市场上 812 英寸的晶圆多用于件，而 46 英寸晶圆则多在分立器件上， 3 英寸晶圆则主要用于厚度小于 100微米的超小、超薄晶圆上。一片硅晶圆通 常在晶圆厂出厂时已被加工成有无数粒小芯片在其上的晶圆，小芯片数量通常是在 2、 3 万到 10 万粒之间。 晶圆切割工艺则主要是为了把晶圆中的小芯片分开成 单个的个体，其外形像骰子(样，以便于后续的工序将其拾拣到引线框架上。清洗通常都用去离子的纯净水对切割后的晶圆进行高压冲洗， 目的是为了洗去切割过程中产生并遗留在硅晶圆上硅粉粒。芯片与引线框架的焊 接是将晶圆上切割分开的小芯片一粒一粒地拾拣到引线框架上，之所以要拾拣到 引线框架上是为了后续工序中可以大规模地一次性地封装多粒，以达到高效的目 的。芯片到框架引脚的引线焊接则是为了完成芯片中的每一个 I/O 点与器件管脚之间的连接。 塑封则是将器件进行封壳的一个过程，目的是为了保证器件有很好的 电气绝缘性能和使用寿命。塑封后的器件则要经过电镀处理，镀上铅、锡等以增加管脚的可焊性，后经过打弯 /切筋 /成型，以得到器件从引线框架上脱离，并使器件 得到便于在印刷电路板上安装的外型要求。分拣 /终测 /打印 /编带则用于筛选器件的优劣，并将合格的产品打上器件型号、生产时间、批号及制造厂家的印记，最后 将成品装在编带或管套中，便于器件使用厂家的印刷电路板自动插件机使用。 从上叙述可知，引线焊接技术是半导体器件封装过程 中常使用的一种互连方法。 电子封装的互连焊接是在器件的每一个 I/O 端和与其相对应的封装引脚之间焊接上一根细丝，一次焊接一个点。由于引 线焊接技术的生产成本低、精度高、互连焊点的可靠性高且产量大等特点，使得 这种技术成为芯片互连的主要工艺方法晶圆芯片 背面减薄 划片 (分片 )粘片 /焊线 塑封后固化 电镀表面处理 切割成型 测试、打标签、编带 包装出货。 7 而广泛用于各种芯片级封装中，也广泛应 用于低成本的板上芯片封装中。作为目前和可预见的将来半导体封装内部连接的主流方式5， 引线焊接都将是整个封装工序中最主要和最重要的环节，引线焊接质 量的好坏，会直接影响最终企业产品的合格率和使用的可靠性。引线焊接技术在 超声熔球、焊接精度、焊接速度、线弧形状的精确控制等方面不断提高以满足制造效率、焊接质量和器件可靠性的要求。 备介绍 随着引线焊接速度和精度的不断提高，对半导体制造设备的极限能力提出了严峻的挑战。引线焊接机的主要特点是： 1）高加速度可以达到 15g， 2)高控制精度可以达到 米， 3）高耐用性和高可靠性。这就要求设备供应商必须具备先进的机械机构设计理论和运动控制技术， 并有高级软件设计团队来满足引线焊接设备对对准和定位精度的高要求，以实现 平稳、快速、精确定位，及在高速运行下的伺服驱动系统的快速起停。由于企业 对焊接速度的要求不断提高，软件的实时性要求就越来愈严格。引线焊接技术需 要多个分系统通过多道工序相互合作才能完成，由此决定了其主机控制系统要具 备同时并发出多个指令的能力，且必须能很好协调和处理每一项任务间的逻辑关系。 现代引线焊接机多为自动焊接机，现代的引线焊接机 是利用高速图像识别系统进行处理定位获得芯片焊盘座标，利用 作台驱动焊接机头移动至设定的芯片焊盘上，利用机头的超声波焊臂将已经用高压电火花（ 过 2000 伏特）使金属丝端部已形成的自由球（ 焊球移动至芯片焊盘上加热，加压力和加超声，使接触界面产生塑性变形并完全破 坏了铝质焊盘的表面的氧化层，否则焊接被氧化层阻挡而使焊接失效，铝焊盘活 化并通过接触使两金属面之间原子的相互扩散结合而完成共晶焊接（球焊） ；然后，机头通过线性马达平台的快速移动到达芯片底座外引线的框架管脚，再在加热 、加压力和加超声的情况下完成切焊，从而完成一条线弧的焊接。 目前 , 国内外许多家公司都在生产自动焊接机 , 有 K&S 公司生产的 司生产的 产的 系列焊线机等 . 各种机器的外观都不一样，但是其基本结构和原理是相同的，现在我以 司生产的 为研究对象。 具体其构成为下图 2述几部份： 8 图 2接机头结构图 焊接机头分别由：光学识别系统、金属丝张力机构、 线夹机构、电子打火系统（ 、超声波换能杆、超声波换能器 Z 方向驱动系统、 动送料系统等组成。 下面具体介绍各机构和系统的情况： 通常光学识别系统是摄相机将待焊接的芯片图像经过 镜头光学放大后，转换成数字信号存储到机器所带的储存器中， 通过计算机的灰度处理后，与计算机中原储有的人工设定好的区域的灰度进行比 较，从而得到精确定位，再将所得到的位置信号去驱动匹配的执行机构的图像处理系统。 金属丝张力机构是为金属丝提供适当的张力从而使金 属丝在焊接中保持合适的形状。金属丝在张力机构中必需保证均 衡的张力，同时也必需保证金属丝在机构中保持的影响金属丝的完整性。 线夹机构为压电陶瓷驱动，快速而准确的打开，关闭 ，打开时提供足够的空间让引线无阻碍的通过。关闭时必须保证 足够的夹持力以拉断金属丝同时又不能损伤引线的完整性。 电子打火系统（ 通过对打火杆上的电流及放电时间的精确控制来控制尖端放电过程，也控制了引线尾线所受的 能量，从而得到精确控制引线线尾形成自由球的系统。系统结构如下图 2示： 光学识别系统 超声波换能器 超声波焊臂 线夹 金属丝张力机构 9 图 2子打火机构图 超声波换能器将交流电经滤波、整流、电源激励波形 控制等几个部分，产生高频的功率信号，经电缆传输到超声波换 能器，通常用于焊接的换能杆内都在后端装备压电材料，由换能杆实现电能、机 械能转换而发出高频超声波，同时实现自动反馈和及时矫正超声波的频率相位， 从而使换能杆保持在最佳工作状态，输出功率可根据不同的条件而进行调节。现阶段 的自动焊接机超声频率一般达到100上，焊辟材质使用可靠性更高的钛合金材料，从而为更细间距产品生产提供了有力的保障。 图 2声波电路控制单元原理图 图 2能器控制示意图 虽然超声波发生装置的原理框图及超 声波发生装置的硬件原理几乎是一样的，但是不同的应用场合，不同的处理对 象，原理上的差别还是很大的。现代焊 10 接机中的超声波发生装置大都以核心处理 单元、锁相环电路、数字逻辑电路、控制用输入数字量等核心单元部分组成。其核心单元主要负责完成各类 、 、 信号的处理6，各控制模式相关文件的保存及信号诊断，按规定协议进行通讯等；其中数字逻辑部分主要负责一 些必要的逻辑控制、状态检测信号；控制输入数字量是为了自动控制频率、功率 等输出参数，输入数字信号位数的多少也影响着控制的精度 (当然是在发生装置最大解析度以内 )7。其示意性的原理框如图 2示。 超声波换能器 Z 方向驱动系统在现在的自动化超声波热压焊设备中一般采用音圈电机实现 Z 方向的高速高精度移动，并同时通过力矩控制实现对金属丝焊球成形时静压力的持续恒定。现阶段的自动焊接机的 Z 方向解析度达到了 米，压力控制达到了 焊接机器设备的 台（ 带动焊接机头在 向上实现高速高精度的平面移动与定位机构， 般有三种方式：第一种是早期（ 70 年代）的步进电机带动滚珠丝杆进行移动；第二种是中期（ 90 年代）线性平面电机驱动；第三种是当前最先进的 线性直流电机驱动。 现在的自动焊线机 机解析度达到 米，加速度达到 10g。 自动送料系统为自动将装载芯片的载带，移动到指定 的位置加温进行焊接，然后再送入下料部进行装载。自动送料系 统必需有精确的温度控制，现在的温度解析度一般达到 ，可靠高速的运送系统，自动焊接机在焊接好金属丝后，金属丝同芯片在运送过程中必需保证良好的 状态，不能受损，影响产品的质量，同时也必需高速而精确的将芯片运送至加热 处，进行焊接，保证设备的速度同产品的质量。 线焊接材料 常用的焊接引线材料有：金丝、铝丝、铜丝以及铝硅 合金丝，金属丝多数是十几微米至数百微米直径。 作为一种引线材料，由于铜本身的硬度太大，在焊接时需要较大的下压静力、较强的超声波功率、及较高的焊接温度。而且铜线在熔球形成过程中，铜被再结晶，一旦这个再结晶过程中铜被氧化，则铜熔球更加坚硬，焊接过程中极易造成芯片焊盘甚至整个芯片的损伤。为了防止熔球不被氧化，不得不采用大量的惰性气体进行保护，通常使用氮氢混合气体，其中氢气被作为还原剂使用。因此铜线 11 的应用目前都处于开发成长阶段，根据本公司试运行的结果看，铜线同发生脱焊缺陷的概率比金线要大的多。 铝线是一种较常规使用的引线，但铝作为引线材料的缺点是不易做得太细，导电率不如金线好，同样粗细线径的引线所承载电流较小，大电流情况下易出现电迁移现象等。故铝线的普及率不如金线，且很难在高密度，超细线距要求下的环境中应用。 金作为引线材料，具有易烧结成球，熔球 不易氧化，金线导电率好，可承载较大电流等特点，被广泛使用于半导体封 装行业，并占据目前整个导体封装行业的主流地位，但是由于成本压力和铜线技 术的不断发展，越来越多的封装企业选择将分离器件由金线转向铜线。 球形成 焊接前金属熔球即自由球 形成是：首先电子打火系统在电子打火杆和稳定长度的金属线尾丝间产生一个高电压（通常大于 2000 伏） ，而金属线则通过线夹回路与零线接通，从而打火杆其实就 可以当作是一个放电电极，与金属线尾丝间有一定的距离，通常是 1米，形成一个较大强度的电场空间，在加电压时打火杆与引线附近的空气被强电场首先电 离分解成正负离子；随着正负离子分别向阳极和阴极迅速迁移过程中又冲击电离 空气中的其他原子，如此的雪崩效应