Рашэнні

ЗКЛЮЧЭННЕ ПРАВАДУ

БАЗА ВЕДАЎ ФАКТЫ

Што такое склейванне правадоў?

Склейванне дроту - гэта метад, з дапамогай якога кавалак мяккага металічнага дроту малога дыяметра прымацоўваецца да сумяшчальнай металічнай паверхні без выкарыстання прыпоя, флюсу, а ў некаторых выпадках з выкарыстаннем тэмпературы вышэй за 150 градусаў Цэльсія. Мяккія металы ўключаюць золата (Au), медзь (Cu), срэбра (Ag), алюміній (Al) і такія сплавы, як паладый-срэбра (PdAg) і іншыя.

Разуменне метадаў злучэння правадоў і працэсаў для зборкі мікраэлектронікі.
Метады/працэсы клінавага склейвання: стужка, тэрмагукавая шарыкавая і ультрагукавая клінавая звязка
Злучэнне правадоў - гэта метад усталявання злучэнняў паміж інтэгральнай схемай (ІС) або падобным паўправадніковым прыборам і яго карпусом або вывадным каркасам падчас вытворчасці. Ён таксама шырока выкарыстоўваецца цяпер для забеспячэння электрычных злучэнняў у блоках літый-іённых акумулятараў. Злучэнне правадоў звычайна лічыцца найбольш эканамічна эфектыўным і гнуткім з даступных тэхналогій мікраэлектронных злучэнняў і выкарыстоўваецца ў большасці паўправадніковых блокаў, вырабленых сёння. ёсць некалькі метадаў склейвання дроту, у тым ліку: Склейванне дроту тэрмічнай кампрэсіяй:
Тэрмакампрэсійнае злучэнне дроту (злучэнне з верагоднымі паверхнямі (звычайна Au) разам пад дзеяннем сілы заціску з высокімі тэмпературамі паверхні, звычайна большымі за 300°C, для атрымання зварнога шва) было першапачаткова распрацавана ў 1950-х гадах для мікраэлектронных злучэнняў, аднак гэта было хутка заменены ультрагукавым і тэрмагукавым злучэннем у 60-я як дамінуючая тэхналогія злучэння. Тэрмакампрэсійнае склейванне ўсё яшчэ выкарыстоўваецца для нішавых прыкладанняў сёння, але звычайна вытворцы пазбягаюць яго з-за высокіх (часта пашкоджвальных) тэмператур інтэрфейсу, неабходных для паспяховага злучэння. Ультрагукавое склейванне клінавым дротам:
У 1960-х гадах ультрагукавое злучэнне клінавых правадоў стала дамінуючай метадалогіяй злучэння. Прымяненне высокачашчыннай вібрацыі (праз рэзаніруючы пераўтваральнік) да злучальнага інструмента з адначасовай сілай заціску дазволіла зварваць алюмініевы і залаты драты пры пакаёвай тэмпературы. Гэтая ультрагукавая вібрацыя дапамагае ў выдаленні забруджванняў (аксідаў, прымешак і г.д.) са злучальных паверхняў у пачатку цыкла злучэння, а таксама спрыяе росту інтэрметалідаў для далейшага развіцця і ўмацавання сувязі. Тыповыя частоты для склейвання складаюць 60 – 120 кГц. Ультрагукавая клінавая тэхніка мае дзве асноўныя тэхналогіі працэсу: вялікае (цяжкае) злучэнне правадоў для правадоў дыяметрам >100 мкм Тонкае (маленькае) склейванне правадоў для правадоў дыяметрам <75 мкм. Прыклады тыповых цыклаў ультрагукавога склейвання можна знайсці тут для тонкага дроту і тут для вялікага дроту. Ультрагукавое склейванне клінавым дротам выкарыстоўвае спецыяльны інструмент для злучэння або «клін», звычайна выраблены з карбіду вальфраму (для алюмініевага дроту) або карбіду тытана (для залатога дроту) у залежнасці ад патрабаванняў працэсу і дыяметра дроту; таксама даступныя кліны з керамічнымі наканечнікамі для розных прыкладанняў. Тэрмагукавая склейка дроту:
Калі патрабуецца дадатковы нагрэў (як правіла, для залацістага дроту з межамі злучэння ў дыяпазоне 100–250°C), гэты працэс называецца тэрмагукавым злучэннем дроту. Гэта мае вялікія перавагі ў параўнанні з традыцыйнай сістэмай тэрмакампрэсіі, паколькі патрабуецца значна больш нізкая тэмпература межаў межаў (склейванне Au пры пакаёвай тэмпературы было згадана, але на практыцы яно ненадзейна без дадатковага нагрэву). Тэрмагукавая шарыкавая звязка:
Яшчэ адной формай тэрмагукавага злучэння дроту з'яўляецца шарыкавае злучэнне (гл. цыкл злучэння шароў тут). Гэтая метадалогія выкарыстоўвае керамічны інструмент для капілярнага склейвання замест традыцыйных клінавых канструкцый, каб аб'яднаць лепшыя якасці як у тэрма-сціску, так і ў ультрагукавым склейванні без недахопаў. Тэрмагукавая вібрацыя забяспечвае захаванне нізкай тэмпературы паверхні падзелу, у той час як першае міжзлучэнне, тэрмічна сціснутае шарыкавае злучэнне дазваляе размяшчаць дрот і другаснае злучэнне ў любым кірунку, а не на адной лініі з першым злучэннем, што з'яўляецца абмежаваннем пры ультрагукавым злучэнні дроту . Для аўтаматычнай вытворчасці вялікіх аб'ёмаў шарыкавыя бондеры значна хутчэйшыя, чым ультрагукавыя / тэрмагукавыя (клінавыя) бондеры, што робіць тэрмагукавое шарыкавае злучэнне дамінуючай тэхналогіяй узаемасувязі ў мікраэлектроніцы за апошнія 50+ гадоў. Склейванне стужкамі:
Склейванне стужкай з выкарыстаннем плоскіх металічных стужак на працягу многіх дзесяцігоддзяў дамінавала ў радыёчастотнай і мікрахвалевай электроніцы (стужка забяспечвае значнае паляпшэнне страты сігналу [скін-эфект] у параўнанні з традыцыйным круглым дротам). Маленькія залатыя стужкі, як правіла, да 75 мкм у шырыню і 25 мкм у таўшчыню, злучаюцца з дапамогай тэрмагукавога працэсу з дапамогай вялікага інструмента для склейвання клінаў з плоскім канцом. Алюмініевыя стужкі шырынёй да 2000 мкм і таўшчынёй да 250 мкм таксама могуць быць злучаныя з дапамогай ультрагукавога кліну, як павялічыліся патрабаванні да міжзлучэнняў з нізкай завесай і высокай шчыльнасцю.

Што такое залаты склейвальны дрот?

Склейванне залатым дротам - гэта працэс, пры якім залаты дрот прымацоўваецца да дзвюх кропак зборкі, каб утварыць узаемасувязь або электраправодны шлях. Цяпло, ультрагук і сіла выкарыстоўваюцца для фарміравання кропак мацавання залатога дроту. Працэс стварэння кропкі мацавання пачынаецца з фарміравання залатога шарыка на кончыку інструмента для злучэння дроту, капіляра. Гэты шар націскаецца на нагрэтую паверхню зборкі, пры гэтым прымяняецца як спецыфічная для прымянення сіла, так і ультрагукавы рух з частатой 60 кГц - 152 кГц з дапамогай інструмента. Пасля таго, як будзе зроблена першая сувязь, дротам будуць маніпуляваць у строга кантраляваным рэжыме. спосаб фарміравання адпаведнай формы завесы для геаметрыі зборкі. Затым другая сувязь, якую часта называюць швом, фарміруецца на іншай паверхні, націскаючы дротам і выкарыстоўваючы заціск, каб разарваць дрот у месцы злучэння.

Склейванне залатым дротам прапануе метад узаемасувязі ўнутры пакетаў з высокай электраправоднасцю, амаль на парадак большай, чым некаторыя прыпоі. Акрамя таго, залатыя драты маюць высокую ўстойлівасць да акіслення ў параўнанні з іншымі матэрыяламі правадоў і мякчэй, чым большасць, што вельмі важна для адчувальных паверхняў.
Працэс таксама можа адрознівацца ў залежнасці ад патрэбаў зборкі. У выпадку з адчувальнымі матэрыяламі залаты шарык можна размясціць на другім участку злучэння, каб стварыць як больш моцную сувязь, так і больш «мяккую», каб прадухіліць пашкоджанне паверхні кампанента. У вузкіх прасторах адзін мяч можа быць выкарыстаны ў якасці адпраўной кропкі для дзвюх сувязей, утвараючы сувязь у форме літары "V". Калі драцяное злучэнне павінна быць больш трывалым, на шво можна пакласці шарык, каб утварыць ахоўнае злучэнне, павялічваючы стабільнасць і трываласць дроту. Мноства розных прыкладанняў і варыянтаў злучэння дроту амаль бязмежныя, і іх можна дасягнуць з дапамогай аўтаматызаванага праграмнага забеспячэння ў сістэмах злучэння дроту Palomar.