Lausnir

VÍRABINDING

UPPLÝSINGABLAÐ ÞEKKINGARGRUNNS

Hvað er vírbinding?

Víratenging er aðferð þar sem mjúkur málmvír með litlum þvermál er festur við samhæft málmyfirborð án þess að nota lóðmálm, flúx og í sumum tilfellum með því að nota hita yfir 150 gráður á Celsíus. Meðal mjúkra málma eru gull (Au), kopar (Cu), silfur (Ag), ál (Al) og málmblöndum eins og palladíum-silfur (PdAg) og fleiri.

Að skilja aðferðir og ferla til að tengja víra við samsetningu örrafeindabúnaðar.
Tækni/ferli við fleyglímingu: Borði, hitahljóðkúla og ómsjárleg fleyglíming
Víratenging er aðferð til að tengja rafrásir eða svipaðar hálfleiðaraeiningar við pakka þeirra eða leiðaragrind við framleiðslu. Hún er einnig almennt notuð nú til að tengja rafrásir í litíum-jón rafhlöðupakka. Víratenging er almennt talin hagkvæmasta og sveigjanlegasta örrafeindatengingartæknin sem völ er á og er notuð í flestum hálfleiðarapakkningum sem framleiddar eru í dag. Til eru nokkrar aðferðir við vírtengingu, þar á meðal: Varmaþjöppunarvírtenging:
Þrýstivíratenging með hitauppstreymi (þar sem vírar eru festir við líklega fleti (venjulega Au) undir klemmukrafti með háum snertifletshita, yfirleitt hærri en 300°C, til að mynda suðu) var upphaflega þróuð á sjötta áratugnum fyrir tengingar í örrafeindatækni, en þetta var fljótt skipt út fyrir ómskoðunar- og hitauppstreymistengingu á sjöunda áratugnum sem ríkjandi tengingartækni. Þrýstivíratenging með hitauppstreymi er enn í notkun í sérhæfðum tilgangi í dag, en framleiðendur forðast hana almennt vegna mikils (oft skaðlegs) snertifletshita sem þarf til að ná árangri í tengingu. Þrýstivíratenging með ómskoðun:
Á sjöunda áratugnum varð ómskoðunar-fleygtenging víra ríkjandi aðferðafræði fyrir tengingu. Með því að beita hátíðni titringi (í gegnum ómsveiflu) á tengitækið með samtímis klemmukrafti var hægt að suða ál- og gullvíra við stofuhita. Þessi ómskoðunartitringur hjálpar til við að fjarlægja mengunarefni (oxíð, óhreinindi o.s.frv.) af tengiflötunum í upphafi tengiferlisins og stuðlar að vexti millimálma til að þróa og styrkja tengið frekar. Dæmigerðar tíðnir fyrir tengingu eru 60 - 120 KHz. Ómskoðunar-fleygtengingartæknin hefur tvær meginferlatækni: Stór (þung) vírtenging fyrir víra með þvermál >100µm. Fín (lítil) vírtenging fyrir víra með þvermál <75µm. Dæmi um dæmigerðar ómskoðunar-tengingarferlar má finna hér fyrir fínan vír og hér fyrir stóran vír. Ómskoðunar-fleygtenging víra notar sérstakt tengitæki eða „fleyg“, venjulega smíðað úr wolframkarbíði (fyrir álvír) eða títankarbíði (fyrir gullvír) eftir kröfum ferlisins og þvermáli vírsins. Fleygar með keramikoddi fyrir mismunandi notkun eru einnig fáanlegir. Hitaþolin vírbinding:
Þar sem viðbótarhitun er nauðsynleg (venjulega fyrir gullvír, með tengifleti á bilinu 100 – 250°C), er ferlið kallað hitahljóðsvírtenging. Þetta hefur mikla kosti umfram hefðbundið hitaþjöppunarkerfi, þar sem mun lægri tengifletishitastig eru nauðsynleg (auðurtenging við stofuhita hefur verið nefnd en í reynd er hún óáreiðanleg án viðbótarhita). Hitahljóðsvírtenging:
Önnur tegund af hitastýrðri vírtengingu er kúlutenging (sjá kúlutengingarferlið hér). Þessi aðferðafræði notar keramikhárlíðutengingartæki frekar en hefðbundnar fleygtengingar til að sameina bestu eiginleika bæði í hitastýrðri og ómskoðunartengingu án galla. Hitastýrð titringur tryggir að hitastig viðmótsins haldist lágt, en fyrsta tengingin, hitastýrða kúlutengingin, gerir kleift að setja vírinn og aukatenginguna í hvaða átt sem er, ekki í línu við fyrsta tenginguna, sem er takmörkun í ómskoðunarvírtengingu. Fyrir sjálfvirka framleiðslu í miklu magni eru kúlutengingartæki mun hraðari en ómskoðunar-/hitastýrðar (fleygar) tengingartæki, sem gerir hitastýrða kúlutengingu að ríkjandi tengingartækni í örrafeindatækni síðustu 50+ árin. Borðatenging:
Líming með borðum, þar sem notaðir eru flatir málmbönd, hefur verið ráðandi í rafeindatækni fyrir útvarpsbylgjur og örbylgjuofna í áratugi (borðinn bætir merkjatap verulega [húðáhrif] samanborið við hefðbundinn hringlaga vír). Lítil gullborðar, yfirleitt allt að 75 µm breiðir og 25 µm þykkir, eru tengdir saman með hitastýrðu ferli með stóru, flötu fleyglímingartóli. Álborðar allt að 2.000 µm breiðir og 250 µm þykkir geta einnig verið tengdir saman með ómskoðunarfleyglímingu, þar sem þörfin fyrir tengingar með lægri lykkju og mikilli þéttleika hefur aukist.

Hvað er gulltengivír?

Gullvírslíming er ferlið þar sem gullvír er festur við tvo punkta í samsetningu til að mynda tengingu eða rafleiðandi leið. Hiti, ómskoðun og kraftur eru öll notuð til að mynda festipunkta fyrir gullvírinn. Ferlið við að búa til festipunktinn hefst með myndun gullkúlu á oddi vírslímingartólsins, háræðar. Þessi kúla er þrýst á hitaða yfirborð samsetningarinnar á meðan bæði notkunarsértækt magn afls og tíðni 60kHz - 152kHz af ómskoðunarhreyfingu er beitt með tækinu. Þegar fyrsta límingin hefur verið gerð verður vírinn meðhöndlaður á stýrðan hátt til að mynda viðeigandi lykkjuform fyrir rúmfræði samsetningarinnar. Önnur límingin, oft kölluð saumaskapur, er síðan mynduð á hinni yfirborðinu með því að þrýsta niður með vírnum og nota klemmu til að rífa vírinn við líminguna.

Gullvíratenging býður upp á tengingaraðferð innan pakka sem er mjög rafleiðandi, næstum stærðargráðu meiri en sum lóðmálmur. Að auki hafa gullvírar hátt oxunarþol samanborið við önnur vírefni og eru mýkri en flestir, sem er nauðsynlegt fyrir viðkvæm yfirborð.
Ferlið getur einnig verið breytilegt eftir þörfum samsetningarinnar. Fyrir viðkvæm efni er hægt að setja gullkúlu á annað tengisvæðið til að skapa bæði sterkari tengingu og „mýkri“ tengingu til að koma í veg fyrir skemmdir á yfirborði íhlutsins. Þar sem rýmið er þröngt er hægt að nota eina kúlu sem upphafspunkt fyrir tvær tengingar, sem myndar „V“-laga tengingu. Þegar vírtenging þarf að vera sterkari er hægt að setja kúlu ofan á saum til að mynda öryggistengingu, sem eykur stöðugleika og styrk vírsins. Mörg mismunandi notkunarmöguleikar og afbrigði af vírtengingu eru nánast óendanleg og hægt er að ná þeim með því að nota sjálfvirkan hugbúnað í vírtengingarkerfum Palomar.