周四晚突然收到一朋友私信，提示我断更8天了！！！
说起来都是泪啊！由于后半年换了份新工作，来做封装耗材销售，从技术岗到销售岗，之前又毫无相关经验，导致前几个月业绩惨淡；一眨眼已经11月底了，再不冲一波业绩年终总结都没法写了。因此近期频繁的出差跑客户，忙得都快忘记还有文章这茬事！
说来也巧，也就在今天，一还在做封装设计的朋友咨询我键合金丝的安全电流如何估算！也算这小子运气好，这个问题我还真研究过。
在转入封装设计的第二年，公司有个新项目，需要做一个电源管理芯片，IC设计工程师问我他要走9A的电流，问我打算用多粗的金丝？需要打几根线？他的Bond pad要做多大？这个问题当时属实把我问懵了，于是便咨询了业内的一些朋友，有做线材的，有封装厂的，也有其他设计公司的，并在网上搜寻了众多资料，大致得到的信息如下：
不同线径、不同长度的熔断电流列表；
注：上表为贺力士线材给出的参考值，专业做线材的公司，数据是不需要怀疑的，但这只是熔断电流，如何根据熔断电流去确认安全电流？是个问题！
2. GJB597A—1996《半导体集 成电路总规范》中给出了一个参考公式，这个公式应该是源于MIL-M-38510的；
注：这里给出了最大允许电流的经验公式，但其存在一个很大的弊端，即>1mm长度后所有长度的金丝最大允许电流均一致，而在第1条表中金丝的熔断电流受长度影响巨大，因此该经验公式存在明显局限性；
3. 业内流传一个经验值，即J.Thomas May的《微电子键合丝直流熔断电流和安全操作电流》中提到的，封装设计时安全电流取熔断电流的一半；并且文中给出了相应的安全电流计算公式，由于推导过程过于复杂，与我的理论功底并不搭配，因此直接放弃钻研该文公式，仅参考其结论。
综合上面所得到的信息，最终我决定用实验加计算的方式对"封装设计时安全电流取熔断电流的一半"的结论进行验证，并获取不同线径、不同长度金丝的安全电流值。验证过程如下：
一、在PCB板上分别键合出1mm~5mm长度的金丝，将其与直流电源及负载串联，该负载可控制通过回路电流的大小，由小至大逐渐增加回路电流直至金丝熔断，获得其熔断电流值；
二、所得熔断电流结果如下：
表中的等效3D线长利用的是三角形法则的金丝计算，而5mm的数据只有一个是因为实验室设备老掉牙，金丝太长实在做不出线弧，当时要是能给我一台Eagle Aero，我能把线弧绕地球一周
三、根据金丝电阻值、电阻率随温度的变化公式，可计算出熔断时不同长度金丝的电阻，再结合熔断电流，即可计算出该电流流过金丝时所产生的功率，即整个模型的热功耗；最后通过热阻公式(θ=ΔT/P)即可计算出不同长度金丝熔断瞬间的热阻值；(不熟悉热阻公式的朋友可翻阅前面的文章了解)
四、将金丝温度与电阻值对应关系式、欧姆定律、热阻公式进行变换，可得到当电流为熔断电流一半时，其温度差之间的关系式；
五、将前面所得到的热阻值与熔断电流值带入该关系式，即可得到当电流为熔断电流的一半时，其温差仅为熔断电流的1/11.31倍；由此可得，当环境温度为25℃时，电流取熔断电流的一半，金丝所达到的最高温度预计为117℃，远低于熔点。
六、由于实验条件限定，前面我们所获得的熔断电流是在常温(25摄氏度)左右的条件下获得的，而我们要计算该金丝最大的安全电流，自然需要在产品使用最苛刻的条件下进行；假设我们所使用的芯片在最高工作温度下结温为150℃，则可根据热阻公式(θ=ΔT/P)反推出该环境温度下金丝的熔断电流(当然有实验条件的不用这么麻烦，可以直接把板子放在载热台上获得此数据)；并根据单位面积最大电流，获得不同线径下各长度金丝的熔断电流值；
七、根据安全电流取熔断电流的一半这个结论，即可计算出环温为150℃时，不同线径、不同长度金丝的安全电流值；
注：该实验思路主要以热传导为主导公式，分析了安全电流与熔断电流的关系式，且因实验条件有限，实验数据覆盖面较窄，验证方法及结论仅供大家参考！
