鍵合絲是在半導(dǎo)體器件和集成電路組裝時(shí)，為使芯片內(nèi)電路的輸入/輸出鍵合點(diǎn)與引線框架的內(nèi)接觸點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)電氣連接的微細(xì)金屬絲內(nèi)引線。因電導(dǎo)率高、化學(xué)性能穩(wěn)固、焊接性優(yōu)秀和塑性精良等特點(diǎn)被作為鍵合內(nèi)引線，通常有金絲、金合金絲，銅絲、鍍鈀銅絲，銀絲以及銀合金絲等品種[1-4]。在鍵合絲材生產(chǎn)的過(guò)程中，有些材料基于自身的特點(diǎn)必要?dú)怏w珍愛(ài)，有些材料還必要中心退火，但總體生產(chǎn)流程是雷同的網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷，包含提純、熔煉、拉絲、退火和繞線工序等工藝。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中鍵合絲材直徑賡續(xù)減小(毫米到微米級(jí))，是通過(guò)減小模具直徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　根據(jù)金屬絲材質(zhì)的不同，模具數(shù)量也不雷同，但一樣平常一套模具的數(shù)量可達(dá)到百個(gè)。拉絲模具由模套和模芯組成，如圖2所示。模套重要用來(lái)固定模芯起到與設(shè)備配合的作用，同時(shí)，模芯與金屬線材接觸來(lái)完成塑性變形的過(guò)程，因此，拉絲模具的作用是通過(guò)模芯來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而且模芯質(zhì)量不僅決定了金屬線材的外觀質(zhì)量，還決定了壓縮線材所需的壓力，并影響拉拔后線材中的殘余應(yīng)力分布。常用模芯材料有硬質(zhì)合金、自然金剛石和聚晶金剛石等。其中聚晶金剛石模具因硬度高、耐磨性好、內(nèi)孔磨損均勻和抗沖擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛作為鍵合絲材的制備模具。按工作性子，模芯結(jié)構(gòu)可分為入口區(qū)、潤(rùn)滑區(qū)、壓縮區(qū)、定徑區(qū)和出口區(qū)五個(gè)區(qū)間(如圖2所示)。

　　入口區(qū)作用是方便穿線并存儲(chǔ)潤(rùn)滑劑，角度為70°左右;潤(rùn)滑區(qū)是指導(dǎo)金屬線材進(jìn)入壓縮區(qū)部分的區(qū)域，角度為40°左右;壓縮區(qū)是絲材的變形部分，是�？椎闹匾�結(jié)構(gòu)，壓縮區(qū)角度為15°左右;定徑區(qū)則是確定絲材的正確尺寸;而出口區(qū)是用于防止刮傷絲材外觀，出口區(qū)角度為70°左右。模芯的這五大區(qū)域必須嚴(yán)酷對(duì)中， 采用電火花加工與超聲波加工相結(jié)合的 工藝， 可以實(shí)現(xiàn)聚晶金剛石拉絲模具從粗到精的加 工要求。 根據(jù)拉絲模具在拉拔工序中的位置， 分為套模 和制品模。 制品模為最終獲得制品直徑的模具，而 在拉拔過(guò)程中所用到的其它模具均稱為套模。 拉絲 模具的失效體例有正常失效和非正常失效。 正常失 效是指拉絲模具經(jīng)過(guò)大量的生產(chǎn)使用， 因摩擦而自 然磨損或緩慢的產(chǎn)生塑性變形和委靡裂紋， 達(dá)到正 常使用壽命后的失效。 非正常失效是指模具未達(dá)到 設(shè)計(jì)使用期限江蘇人事考試，產(chǎn)生的斷裂、裂紋以及緊張的局部磨 損和塑性變形。 本文針對(duì)生 產(chǎn)過(guò)程中拉 絲模具缺陷 的常 見(jiàn) 類 型，以及其對(duì)鍵合絲材外觀質(zhì)量的影響，提出從拉絲模具管理、 潤(rùn)滑劑和控制鍵合絲材外觀質(zhì)量的角度 以延伸模具使用壽命，減緩模具磨損的有用措施。

　　1、鍵合絲材生產(chǎn)與模具題目

　　1.1 模具缺陷的常見(jiàn)類型

　　模具在服役過(guò)程中，正常磨損情勢(shì)有：微裂紋、 輕度磨損、變形等，當(dāng)這些磨損積累到肯定程度后將 造成模具的失效，如圖 3 所示。 當(dāng)服役一段時(shí)間后， 模芯未出現(xiàn)磨損，如圖 3(a)所示;當(dāng)服役后出現(xiàn)磨損 時(shí)，可看出模芯底端出現(xiàn)磨損，�？壮扇�角形結(jié)構(gòu)， 如圖 3(b)所示;當(dāng)服役后出現(xiàn)變形時(shí)，可看出模孔邊 緣出現(xiàn)顯明的多邊形趨勢(shì)，如圖 3(c)所示。 在生產(chǎn)過(guò) 程中，如模具出現(xiàn)上述情況，將直接影響金屬線材的 外觀質(zhì)量、圓度和直徑。

　　此外在生產(chǎn) 中常見(jiàn)的表 面題目是由 模 孔 不 潔 凈，存在異物造成的，如圖 4 中箭頭位置所示，雖然 這并不是模具自己的失效，但對(duì)生產(chǎn)存在很大影響。

　　1.2 模具相干的金屬線材外觀題目

　　造成金屬線材缺陷的重要題目有兩大類： 一大 類為外觀題目，包含劃傷、橫向損傷、指紋、同化、粘 附物、線不直和粘線等;另一大類為繞線題目，包含 散線、 纏繞和多優(yōu)等題目。 繞線題目依托于繞線程序、張力等調(diào)整進(jìn)行改進(jìn);而外觀題目，除人為的劃 傷、指紋、同化、粘附物外，多半與模具質(zhì)量有關(guān)。 模孔磨損、 變形或存在污物容易使絲材外觀存 在劃傷、變形以及污染等題目，如圖 5 所示。 從圖 5 (a)可看出，線材已發(fā)生顯明變形;圖 5(b)為圖 5(a)中 方框的局部放大圖， 從圖可看出： 存在黑色襯底物 質(zhì)，屬于潤(rùn)滑劑的殘留物;當(dāng)線材發(fā)生顯明變形后， 呈現(xiàn)立方體趨勢(shì)， 且外觀存在較多不同程度的劃傷 及分布不等的污物，如圖 5(c)所示。 這是由于當(dāng)金屬 線材外觀出現(xiàn)劃傷易造成此處潤(rùn)滑劑殘留; 對(duì)于有 鍍層的線材，劃傷將破壞鍍層的珍愛(ài)作用;對(duì)于易氧 化線材將加速其氧化， 劃傷將造成鍵合過(guò)程中粘線 及不易焊合題目。當(dāng)金屬線材外觀存在污染時(shí)，將造 成燒球時(shí)打黃火，“golf ball”的出現(xiàn)，以及污染物積 累堵塞劈刀的題目。當(dāng)�？装l(fā)生變形時(shí)，將導(dǎo)致金屬 線材受力不均勻從而生產(chǎn)的線材不直， 即使經(jīng)過(guò)退 火處理工藝也無(wú)法 消弭其拉拔 過(guò)程中產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力，最終造成在鍵合過(guò)程中燒球不好，歪絲題目的出 現(xiàn)，此外還將導(dǎo)致潤(rùn)滑液在變形位置的集聚，造成潤(rùn) 滑液的殘留。

　　2、模具質(zhì)量相干因素

　　假定模具質(zhì)量合格，每套模具加工率精確的前提 下，如何延伸模具的使用壽命，是關(guān)乎鍵合絲材質(zhì)量以 及生產(chǎn)成本的題目修改簡(jiǎn)歷，分別從以下 3 個(gè)方面進(jìn)行論述。

　　2.1 模具管理

　　模具管理包含模具的領(lǐng)用規(guī)定、模具使用要求、 模具停用規(guī)定等。

　　(1) 模具領(lǐng)用規(guī)定。 不同設(shè)備因?yàn)樵O(shè)備拉力和 控制精度不同，采用不同尺寸的拉絲模具，故每臺(tái)設(shè) 備所用模具是確定的。 再者不同鍵合絲材因?yàn)樽约?性能的不同，所采用模具的加工率是不同的，比如較 硬的金屬，如銅絲、鍍鈀銅絲等選用較小加工率的模 具，而金絲、銀絲等可選用較大加工率的模具，故針 對(duì)不同的線材，所需的模具是確定的。因此模具領(lǐng)用 必須與設(shè)備、與線材類型相對(duì)應(yīng)，不可混用。

　　(2) 模具使用要求。 模具在使用前必須采用超 聲波進(jìn)行清洗并吹干， 之后采用模具顯微鏡觀察模 孔質(zhì)量，�？讏A度好，無(wú)磨損、變形和污物方可使用。 若存在磨損、變形則立即停用，返廠修復(fù)，若存在污 物，采用針式超聲波再次清洗，潔凈方可使用，否則 返廠。 每道拉制工序結(jié)束后，重新替換模具，替代的 模具清洗、吹干備用。

　　(3) 模具停用規(guī)定。 模具服役時(shí)間是通過(guò)拉制鍵 合絲材的產(chǎn)量與直徑結(jié)合來(lái)控制。 在產(chǎn)量與直徑均未 超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，且模具未出現(xiàn)任何情勢(shì)的磨損時(shí)可以繼承 使用;若瀕臨極限數(shù)值時(shí)，應(yīng)增大檢測(cè)的頻率;若超出 了某一極限數(shù)值應(yīng)立即停用。 拉絲模具中的制品模主 要通過(guò)直徑控制，而套模重要通過(guò)產(chǎn)量控制。

　　2.2 潤(rùn)滑劑

　　金屬絲材通過(guò)拉絲模具產(chǎn)生塑性變形， 在塑性 變形過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很高的熱量和溫度， 故在拉制過(guò) 程中必須采用潤(rùn)滑劑進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑， 削減對(duì)模具 的磨損及線材的磨損。

　　(1) 潤(rùn)滑劑類型。不同類型的鍵合絲材，根據(jù)本 身的性能特點(diǎn)采用不同類型的潤(rùn)滑劑。 如鍵合金絲 的拉制，因?yàn)榻鹪�素自己具有�?yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)固性，可 以采用一樣平常的潤(rùn)滑劑進(jìn)行; 而對(duì)于鍵合銅絲和鍵合 銀絲，因?yàn)椴牧献约阂籽趸�，通常選用添加抗氧化劑 的潤(rùn)滑液。再者根據(jù)潤(rùn)滑劑自己的特點(diǎn)，適用于不同 的工序。 例如碳含量較高的潤(rùn)滑劑(1# )潤(rùn)滑結(jié)果良 好，可以在拉拔的初期階段使用，但易產(chǎn)生殘留，容 易造成鍵合過(guò)程中的粘線題目， 故在拉制的后期將 采用碳含量較低的潤(rùn)滑劑(2# )。

　　(2) 潤(rùn)滑劑濃度。鍵合絲材的拉制工序河南人事考試網(wǎng)首頁(yè)，根據(jù)直 徑的不同，可以分為粗拉、中拉、細(xì)拉和超細(xì)拉工序。 每個(gè)工序因?yàn)樵O(shè)備的拉力不同，線材的直徑不同，潤(rùn) 滑劑的濃度不同，基本規(guī)律為隨著直徑的降低，濃度 賡續(xù)降低。 針對(duì)每個(gè)工序，若潤(rùn)滑劑濃度過(guò)高，易造 成殘留;若潤(rùn)滑劑濃度過(guò)低，潤(rùn)滑結(jié)果不好易造成模 具過(guò)早失效及鍵合絲材外觀缺陷， 故潤(rùn)滑劑濃度是 影響模具壽命的緊張參數(shù)。 鍵合絲材拉拔過(guò)程中用 到的潤(rùn)滑劑都是水溶性的， 潤(rùn)滑劑濃度的降低將使 上個(gè)工序中殘留的潤(rùn)滑劑稀釋。 潤(rùn)滑劑濃度合適與 否可以通過(guò)顯微鏡觀察鍵合絲材表 面質(zhì)量間接 獲 得，若外觀優(yōu)秀，完好陷，無(wú)殘留則濃度適宜;若存在 拉拔痕跡，則濃度較低;若殘留較多，則濃度較高。針 對(duì)鍵合金絲的拉制，潤(rùn)滑劑類型及濃度如表 1 所示。

　　(3) 潤(rùn)滑劑溫度。 潤(rùn)滑劑加熱后有益于其活性 的增長(zhǎng)，起到優(yōu)秀的潤(rùn)滑結(jié)果，若加熱溫度過(guò)高，造 成了潤(rùn)滑劑的揮發(fā)， 反而降低其潤(rùn)滑結(jié)果。 試驗(yàn)證 明，潤(rùn)滑劑的理想加熱溫度為 35 ℃。

　　(4) 潤(rùn)滑劑的替換。在鍵合絲材的拉制過(guò)程中， 絲材與�？椎哪Σ磷饔脤�產(chǎn)生金屬屑， 這些金屬屑 將隨著潤(rùn)滑劑流動(dòng)，存在于潤(rùn)滑劑和設(shè)備中;再者隨 著時(shí)間的延伸，潤(rùn)滑劑中的活性成分將降低，故應(yīng)設(shè) 定替換周期。替換周期應(yīng)與產(chǎn)量相結(jié)合，通常粗拉工 序高濃度潤(rùn)滑劑替換周期長(zhǎng)，中拉工序次之，細(xì)拉、 超細(xì)拉工序替換周期更短。潤(rùn)滑劑替換后，應(yīng)用純水 循環(huán)清洗設(shè)備，潔凈后再重新添加潤(rùn)滑劑，切不可直 接替換;目的是消滅設(shè)備中的金屬屑，金屬屑的存在 將造成鍵合絲材外觀的橫向損傷， 這些位置殘留潤(rùn) 滑劑后易導(dǎo)致粘線題目的出現(xiàn)，影響鍵合性能。

　　2.3 鍵合絲材的外觀質(zhì)量

　　鍵合絲材外觀質(zhì)量由模芯的質(zhì)量決定，但當(dāng)半成 品因?yàn)閮?chǔ)存不當(dāng)或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致外觀氧化(如鍵合 銅絲，鍵合銀絲等)或外觀附著灰塵，再進(jìn)行后續(xù)拉制 時(shí)，這些硬脆的氧化物或灰塵顆粒等將造成模具的磨 損和線材外觀的損傷。生產(chǎn)后的鍵合絲材均應(yīng)放置在防塵柜內(nèi)，對(duì)于易氧化的應(yīng)放置在氣體珍愛(ài)柜中。

　　3、結(jié)語(yǔ)

　　嚴(yán)酷實(shí)行模具領(lǐng)用、停用制度，按照模具使用要 求使用，細(xì)致日常保養(yǎng)，并且在拉拔過(guò)程中采用合適 的潤(rùn)滑劑可以有用地避免模具的磨損， 削減鍵合絲 材的外觀題目，進(jìn)步制品率。