工作中，经常会遇到硬件工程师的灵魂发问：“一根键合金丝的寄生电感是多少？” 虽说在封装领域摸鱼多年，但基本都是以工艺为主的我，未曾关注过类似问题。可要是回答不上来，面子上多少有点挂不住！于是便咨询了做射频芯片设计的朋友，给出了他们常用的估算值，也就是直径为1mil，长度为1mm的金丝电感量约为1nH。
这个答案不是很严谨。因为他们通常所用到的金丝长度为芯片上第一焊点到的第二焊点的直线距离（投影距离更为准确一些），但这样评估键合金丝的长度并不准确，因为键合金丝在连接第一、二焊点时，为避免与芯片表面或者其他金丝接触短路，会在Wire Bonding时将键合金丝折成一定的形状，且具有不同的高度，因此直径为1mil，长度为1mm的键合金丝对应1nH的估算值准确度有待商榷，于是便查阅了相关资料对其进行论证。
关于键合金丝寄生电感的计算方式，共在两份权威资料中得到答案，一是参考JEDEC标准在JESD-59中有列出；另一个是Eric Bogatin的《信号完整性分析》第六章“电感的物理基础”中有提及。以下是这两份权威资料中给出的计算公式：
JEDEC公式中圆杆长度单位为cm，《信号完整性分析》中为in，因此两公式一致。同时，也可通过Q3D软件对键合金丝的寄生电感进行仿真。下面我们将经验公式中的结果与Q3D仿真结果进行对比。
首先，我们需计算出不同投影长度下键合金丝的3D线长，下图是Q3D软件中键合金丝模型的尺寸拆分图，其中D表示金丝的投影距离长度，h1表示金丝的弧高，h2表示芯片表面和封装基板之间的高度差，因此3D线长可以通过下式计算：L(3D)=h1+D/8+ √((h1+h2 )^2+(7D/8)^2 )
假定金丝直径为25um，芯片、基板之间的高度差为200um，弧高为200um，因此可以通过上面两式计算出不同投影距离下3D线长及寄生电感。
细心的朋友会发现，JESD-59中的公式分为DC和AC，这是因为直流时导线电感为内部自感+外部自感，而随着频率的升高，受趋肤效应影响，电流会集中在导体表面，此时电感仅由外部自感构成，因此随频率的升高，电感呈下降趋势。下图为Q3D对直径为1mil，投影长度为1mm的键合金丝电感的扫频，可以看到，在低于1MHz时，电感为恒定值，随着频率的升高，电感开始下降，频率超过10GHz时电感趋于稳定。
在产品设计过程中，若需快速得到寄生电感估算值以降低时间成本，上述经验公式不失为一种有效手段。若要得到更为精确的估计，或者需考量不同频率下的电感表现，则需对其建模，通过仿真工具实现。
