陶瓷劈刀是一種具有垂直方向孔的軸對(duì)稱陶瓷工具，因其具有高硬度、高耐磨、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、表面光潔度高及尺寸精度高等優(yōu)勢(shì)，在半導(dǎo)體引線鍵合焊接領(lǐng)域中扮演著不可替代的角色。引線鍵合是將芯片電極面朝上粘貼在封裝基座上，用金屬絲將芯片電極與引線框架上對(duì)應(yīng)的電極通過(guò)焊接的方法連接的過(guò)程。引線鍵合的目的是將芯片與外部封裝框架電氣連通，以確保電信號(hào)傳遞的通暢。金屬導(dǎo)線的選擇會(huì)影響到焊接質(zhì)量、器件的可靠性等方面，理想的材料應(yīng)滿足如下條件：(1)可與半導(dǎo)體材料形成良好的接觸；(2)化學(xué)性能穩(wěn)定；(3)與半導(dǎo)體材料形成良好的結(jié)合力；(4)導(dǎo)電性能良好；(5)易焊接，焊接過(guò)程保持一定的形狀。黃金作為一種金屬，化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)電性能優(yōu)異、具有良好的延展性、容易加工成絲，作為引線焊接材料的首選。目前半導(dǎo)體封裝行業(yè)大多數(shù)采用金線焊接。然而，由于黃金作為貴重金屬，具有明顯的稀缺性，價(jià)格昂貴，導(dǎo)致封裝成本高。隨著封裝技術(shù)的發(fā)展，銅絲價(jià)格低廉，機(jī)械、電子、熱學(xué)性能優(yōu)異，其焊接成本不到金絲的30％，因此，被認(rèn)為是金絲最好的替代品。

目前機(jī)械加工(機(jī)械加工指經(jīng)過(guò)機(jī)械拋光)制作的陶瓷劈刀的表面粗糙度不合適，導(dǎo)致金屬線焊接效果較差，雖然采用化學(xué)蝕刻處理能夠獲得合適的表面粗糙度，但是化學(xué)蝕刻處理會(huì)對(duì)焊接劈刀的耐磨性能和機(jī)械性能存在消極影響，而較大程度的影響其使用壽命。

陶瓷劈刀的分類及制備

由于陶瓷劈刀的使用能夠影響芯片的質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定性，因此在微電子領(lǐng)域中對(duì)于陶瓷劈刀加工設(shè)備的選擇是非常重要的。

目前可用的陶瓷劈刀，除了球形鍵合過(guò)程中使用的陶瓷劈刀外，還有楔形鍵合中使用的楔形劈刀。兩種陶瓷劈刀有原則性的區(qū)別

類型不同，鍵合方式自然也不同。球形鍵合的一般弧度高度是150μm，弧度長(zhǎng)度要小于100倍的絲線直徑，且鍵合頭尺寸不要超過(guò)焊盤尺寸的3/4，球尺寸一般是絲線直徑的2到3倍，細(xì)間距約1.5倍；楔形鍵合，焊盤尺寸必須支持廠的鍵合點(diǎn)和尾端，焊盤長(zhǎng)軸必須在絲線的走線方向，焊盤間距因適合于固定的鍵合間距。

但無(wú)論使用哪種類型的陶瓷劈刀，性能不達(dá)標(biāo)一切都空談。而在半導(dǎo)體封裝成本日益降低要求下，低成本的鍵合線勢(shì)在必行，因此銅線勢(shì)必會(huì)取代金線會(huì)成為未來(lái)替代金線的主要鍵合線。但是，銅線在熱循環(huán)中的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)比金線差，而且還比金線、合金線更硬，因此在引線鍵合的時(shí)候需要用更大的超聲波和更大粘接力，這就要求基板和陶瓷劈刀都需要具有更高的強(qiáng)度、更好的耐磨損性能以及可靠性，以避免封裝效果變差。對(duì)于鍵合劈刀來(lái)說(shuō)，改善陶瓷材料的制備及使用方法都是可行之道。