Решения

СВЪРЗВАНЕ НА ТЕЛ

ФАКТИЧЕН ЛИСТ ЗА БАЗАТА НА ЗНАНИЯТА

Какво е залепване на тел?

Телното свързване е методът, чрез който дължина от мека метална тел с малък диаметър се прикрепя към съвместима метална повърхност без използване на спойка, флюс и в някои случаи с използване на топлина над 150 градуса по Целзий. Меките метали включват злато (Au), мед (Cu), сребро (Ag), алуминий (Al) и сплави като паладий-сребро (PdAg) и други.

Разбиране на техниките и процесите за свързване на проводници за приложения за сглобяване на микроелектроника.
Техники / процеси за клиново залепване: лента, термозвукова топка и ултразвукова клинова връзка
Свързването на проводници е методът за създаване на връзки между интегрална схема (IC) или подобно полупроводниково устройство и неговия пакет или рамка по време на производството. Също така често се използва сега за осигуряване на електрически връзки в комплекти литиево-йонни батерии. Свързването на проводници обикновено се счита за най-рентабилната и гъвкава от наличните технологии за микроелектронно свързване и се използва в повечето полупроводникови пакети, произведени днес. има няколко техники за свързване на проводници, включващи: Термокомпресионно свързване на проводници:
Свързването на проводник с термокомпресия (комбиниране към вероятни повърхности (обикновено Au) заедно под сила на затягане с високи температури на интерфейса, обикновено по-високи от 300°C, за получаване на заваръчен шев), първоначално е разработено през 1950 г. за микроелектронни връзки, но това е бързо заменен от ултразвуково и термозвуково свързване през 60-те години като доминираща технология за свързване. Свързването чрез термокомпресия все още се използва за нишови приложения днес, но обикновено се избягва от производителите поради високите (често вредни) температури на повърхността, необходими за постигане на успешно свързване. Ултразвуково залепване с клинова тел:
През 60-те години на миналия век ултразвуковото клиновидно свързване на проводници става доминиращата методология за свързване. Прилагането на високочестотна вибрация (чрез резониращ преобразувател) към свързващия инструмент с едновременна сила на затягане позволи заваряването на алуминиеви и златни проводници при стайна температура. Тази ултразвукова вибрация подпомага премахването на замърсители (оксиди, примеси и т.н.) от свързващите повърхности в началото на цикъла на свързване и насърчава растежа на интерметали за по-нататъшно развитие и укрепване на връзката. Типичните честоти за свързване са 60 – 120 KHz. Техниката с ултразвуков клин има две основни технологии за процес: свързване на големи (тежки) проводници за проводници с диаметър >100 µm Фино (малко) свързване на проводници за проводници с диаметър <75 µm Примери за типични цикли на ултразвуково свързване могат да бъдат намерени тук за фина тел и тук за голяма тел. Ултразвуковото клиновидно залепване на тел използва специфичен инструмент за свързване или „клин“, обикновено изработен от волфрамов карбид (за алуминиева тел) или титанов карбид (за златна тел) в зависимост от изискванията на процеса и диаметрите на телта; също се предлагат клинове с керамичен връх за различни приложения. Термозвуково залепване на проводници:
Когато е необходимо допълнително нагряване (обикновено за златна тел, със свързващи повърхности в диапазона 100 – 250°C), процесът се нарича термозвуково залепване на тел. Това има големи предимства пред традиционната система за термокомпресия, тъй като се изискват много по-ниски температури на интерфейса (споменато е свързване на Au при стайна температура, но на практика е ненадеждно без допълнителна топлина). Термозвуково свързване с топка:
Друга форма на термозвуково залепване на проводници е залепване с топка (вижте цикъла за свързване на топка тук). Тази методология използва инструмент за керамично капилярно свързване над традиционните клиновидни дизайни, за да комбинира най-добрите качества както при термокомпресия, така и при ултразвуково свързване без недостатъците. Термозвуковата вибрация гарантира, че температурата на интерфейса остава ниска, докато първото свързване, термично компресираната топка, позволява жицата и вторичната връзка да бъдат поставени във всяка посока, а не в съответствие с първата връзка, което е ограничение при ултразвуковото свързване на проводници . За автоматично, голямо производство, сферичните бондъри са значително по-бързи от ултразвуковите / термозвуковите (клинови) бондинги, което прави термозвуковите топкови бондинги доминиращата технология за свързване в микроелектрониката през последните 50+ години. Свързване с ленти:
Свързването с ленти, използващо плоски метални ленти, е доминиращо в радиочестотната и микровълновата електроника от десетилетия (лентата осигурява значително подобрение в загубата на сигнал [ефект на кожата] в сравнение с традиционния кръгъл проводник). Малки златни ленти, обикновено с ширина до 75 µm и дебелина 25 µm, се залепват чрез термозвуков процес с голям инструмент за залепване на клинове с плоска повърхност. Алуминиевите ленти с ширина до 2000 µm и дебелина 250 µm също могат да бъдат залепени с процес с ултразвуков клин, като изискването за връзки с по-ниска верига и висока плътност се е увеличило.

Какво е златна свързваща тел?

Свързването на златна жица е процесът, чрез който златна жица се прикрепя към две точки в сглобката, за да се образува взаимно свързване или електропроводим път. Топлина, ултразвук и сила се използват за формиране на точките за закрепване на златната тел. Процесът на създаване на точката на закрепване започва с образуването на златна топка на върха на инструмента за свързване на телта, капиляра. Тази топка се притиска върху нагрятата монтажна повърхност, като същевременно се прилага едновременно специфично за приложението количество сила и честота от 60 kHz - 152 kHz на ултразвуково движение с инструмента. След като бъде направено първото свързване, жицата ще бъде манипулирана в строго контролиран начин за формиране на подходящата форма на контур за геометрията на сглобката. Втората връзка, често наричана бод, след това се оформя върху другата повърхност чрез натискане надолу с жицата и използване на скоба за разкъсване на жицата при връзката.

Свързването със златни проводници предлага метод на взаимно свързване в рамките на пакети, който е с висока електропроводимост, почти с порядък по-голям от някои спойки. В допълнение, златните нишки имат висока толерантност към окисление в сравнение с други телени материали и са по-меки от повечето, което е от съществено значение за чувствителни повърхности.
Процесът може също да варира в зависимост от нуждите на монтажа. При чувствителни материали може да се постави златна топка върху втората зона на свързване, за да се създаде както по-силна връзка, така и „по-мека“ връзка, за да се предотврати повреда на повърхността на компонента. При тесни пространства една топка може да се използва като отправна точка за две връзки, образувайки връзка с форма на „V“. Когато телената връзка трябва да бъде по-здрава, може да се постави топка върху шев, за да се образува защитна връзка, увеличавайки стабилността и здравината на жицата. Множеството различни приложения и варианти за свързване на проводници са почти неограничени и могат да бъдат постигнати чрез използване на автоматизирания софтуер на системите за свързване на проводници на Palomar.