Lausnir

VÍRLIÐI

Þekkingargrunnur

Hvað er Wire Bonding?

Vírbinding er aðferðin þar sem lengd af mjúkum málmvír með litlum þvermál er festur við samhæft málmflöt án þess að nota lóðmálmur, flæði og í sumum tilfellum með notkun hita yfir 150 gráður á Celsíus. Mjúkir málmar innihalda gull (Au), kopar (Cu), silfur (Ag), ál (Al) og málmblöndur eins og palladíum-silfur (PdAg) og fleiri.

Skilningur á vírtengingartækni og ferlum fyrir ör rafeindasamsetningarforrit.
Fleygtengingartækni/ferli: borði, hitakúla og úthljóðsfleyg
Vírtenging er aðferðin til að tengja milli samþættrar hringrásar (IC) eða svipaðs hálfleiðarabúnaðar og pakkans eða leiðarramma þess meðan á framleiðslu stendur. Það er einnig almennt notað núna til að útvega raftengingar í litíum-jón rafhlöðupakka. Vírtenging er almennt talin hagkvæmasta og sveigjanlegasta af tiltækum örrafrænu samtengingartækni og er notuð í meirihluta hálfleiðarapakka sem framleiddar eru í dag. eru nokkrar vírtengingaraðferðir, sem samanstanda af: Thermo-Compression Wire Bonding:
Hitaþjöppunarvírtenging (sem sameinast líklegum yfirborðum (venjulega Au) saman undir klemmukrafti með háum viðmótshita, venjulega yfir 300°C, til að framleiða suðu), var upphaflega þróuð á fimmta áratugnum fyrir samtengingar í öreindatækni, þó þetta var fljótt skipt út fyrir Ultrasonic & Thermosonic tengingu á sjöunda áratugnum sem ríkjandi samtengitækni. Hitaþjöppunartenging er enn í notkun fyrir sess forrit í dag, en almennt forðast af framleiðendum vegna hás (oft skaðlegra) viðmótshita sem þarf til að gera farsæla tengingu. Ultrasonic Wedge Wire Bonding:
Á sjöunda áratugnum varð Ultrasonic wedge vírtenging ríkjandi samtengjaaðferð. Notkun hátíðni titrings (með resonating transducer) á tengiverkfærið með samtímis klemmukrafti, gerði kleift að soða ál- og gullvíra við stofuhita. Þessi Ultrasonic titringur hjálpar til við að fjarlægja mengunarefni (oxíð, óhreinindi osfrv.) frá tengingarflötunum í upphafi tengingarlotunnar og við að stuðla að vexti milli málma til að þróa og styrkja tengslin frekar. Dæmigert tíðni fyrir tengingu er 60 – 120 KHz. Úthljóðsfleygtæknin hefur tvær megin vinnslutækni: Stórar (þungar) vírtengingar fyrir >100 µm þvermál víra Fínn (lítill) víratenging fyrir víra <75µm í þvermál Dæmi um dæmigerða úthljóðstengingarlotur er hægt að finna hér fyrir fínan vír og hér fyrir stóra vír. Ultrasonic fleygvíratenging notar sérstakt tengiverkfæri eða "fleyg", venjulega smíðað úr Tungsten Carbide (fyrir álvír) eða títankarbíð (fyrir gullvír) allt eftir kröfum ferlisins og þvermál vír; Einnig eru fáanlegir fleygar með keramikhnúðum fyrir mismunandi notkun. Thermosonic Wire Bonding:
Þar sem viðbótarhitun er nauðsynleg (venjulega fyrir gullvír, með tengiskil á bilinu 100 – 250°C), er ferlið kallað Thermosonic vírtenging. Þetta hefur mikla kosti fram yfir hefðbundið hitaþjöppunarkerfi, þar sem miklu lægra viðmótshitastig er krafist (Au tenging við stofuhita hefur verið nefnd en í reynd er það óáreiðanlegt án viðbótarhita).Hermónísk kúlubinding:
Önnur tegund af Thermosonic vírtengingu er Ball Bonding (sjá kúlutengingarlotuna hér). Þessi aðferðafræði notar keramik háræðatengitæki yfir hefðbundna fleyghönnun til að sameina bestu eiginleikana í bæði hitaþjöppun og úthljóðstengingu án gallanna. Hitastillir titringur tryggir að viðmótshitastigið haldist lágt, á meðan fyrsta samtengingin, hitaþjappað kúlutengi gerir kleift að setja vír og aukatengi í hvaða átt sem er, ekki í takt við fyrsta tengið, sem er takmörkun í Ultrasonic vírtengingu . Fyrir sjálfvirka framleiðslu í miklu magni eru kúlubindingar töluvert hraðari en Ultrasonic / Thermosonic (Wedge) bindiefni, sem gerir Thermosonic kúlutengingu að ríkjandi samtengitækni í örraeindatækni síðustu 50+ árin.
Borðatengi, með því að nota flatar málmbönd, hefur verið ríkjandi í RF og örbylgju rafeindatækni í áratugi (borði sem gefur verulegan bata á merkjatapi [húðáhrifum] samanborið við hefðbundinn hringvír). Lítil gullborðar, venjulega allt að 75 µm breiðar og 25 µm þykkar, eru tengdar með Thermosonic ferli með stóru flötu fleygtengingarverkfæri. Álborðar allt að 2.000 µm breiðar og 250 µm þykkar er einnig hægt að tengja með Ultrasonic wedge ferli, eins og Krafan um samtengingar með lægri lykkju með mikilli þéttleika hefur aukist.

Hvað er gulltengivír?

Gullvírtenging er ferlið þar sem gullvír er festur við tvo punkta í samsetningu til að mynda samtengingu eða rafleiðandi leið. Hiti, ultrasonics og kraftur eru allir notaðir til að mynda festingarpunkta fyrir gullvírinn. Ferlið við að búa til viðhengispunktinn byrjar með myndun gullkúlu á oddinum á vírbindingarverkfærinu, háræðinni. Þessum bolta er ýtt á upphitaða samsetningaryfirborðið á meðan beitt er bæði notkunarsértæku magni af krafti og tíðni 60kHz - 152kHz af úthljóðshreyfingu með tólinu. Þegar fyrsta tengingin hefur verið gerð verður vírinn meðhöndlaður í þétt stjórnað hátt til að mynda viðeigandi lykkjuform fyrir rúmfræði samstæðunnar. Annað tengið, sem oft er nefnt saumurinn, er síðan myndað á hinu yfirborðinu með því að þrýsta niður með vírnum og nota klemmu til að rífa vírinn við tengið.

Gullvíratenging býður upp á samtengingaraðferð innan pakka sem er mjög rafleiðandi, næstum stærðargráðu meiri en sum lóðmálmur. Að auki hafa gullvírar mikið oxunarþol miðað við önnur vírefni og eru mýkri en flestir, sem er nauðsynlegt fyrir viðkvæmt yfirborð.
Ferlið getur einnig verið mismunandi eftir þörfum samkomunnar. Með viðkvæmum efnum er hægt að setja gullkúlu á annað tengisvæðið til að búa til bæði sterkari tengingu og „mýkri“ tengingu til að koma í veg fyrir skemmdir á yfirborði íhlutarins. Með þröngum rýmum er hægt að nota eina kúlu sem upphafspunkt fyrir tvær tengingar og mynda „V“-laga tengingu. Þegar vírtengi þarf að vera sterkari er hægt að setja kúlu ofan á sauma til að mynda öryggistengi sem eykur stöðugleika og styrk vírsins. Mörg mismunandi forritin og afbrigðin á vírtengingu eru næstum ótakmörkuð og hægt er að ná fram með því að nota sjálfvirka hugbúnaðinn á vírbindingarkerfum Palomar.