Wiązania linii odniesienia-Podczas produkcji urządzenia półprzewodniki i układy scalone muszą być połączone elektrycznie z ich opakowaniami Takie połączenie może być również stosowane do podłączania dwóch płyt drukowanych lub układów scalonych do innych urządzeń elektronicznych
Dla wszystkich tych połączeń wiązanie linii odniesienia jest najbardziej ekonomiczną i elastyczną technologią łączenia Ponadto działa przy częstotliwościach ponad 100 GHz Więc jeśli potrzebujesz takiego połączenia, użyj go w swoim projekcie Przeanalizowaliśmy tę technologię, więc przyjrzyjmy się temu
Co to jest wiązanie linii odniesienia
Wiązanie linii odniesienia to proces spawania w fazie stałej, który łączy linię odniesienia z powierzchnią płyty spawanej (dwa materiały metalowe) w celu zwijania Technologia połączeń elektrycznych wykorzystuje cienkie linie z energią ultradźwiękową, ciśnieniem i (lub bez ogrzewania) klamrami Łączy to, tworząc bliski kontakt między dwoma materiałami
Typ wiązania linii odniesienia
Ciśnienie ciśnieniowe wiąże się Proces ten wykorzystuje siłę, ciepło i czas do spawania dwóch materiałów poprzez dyfuzję Przewody (w niektórych przypadkach ogrzewane) są naciskane na powierzchnię cieplną (150°C lub więcej) Korpus Występuje pod wysokim ciśnieniem w ograniczonym czasie Jednak proces ten nie wymaga tarcia, działa tylko na powierzchniach złota i złota
Spoina ultradźwiękowa Wymaga to ciśnienia, ultradźwięków i czasu na spawanie tych dwóch materiałów Proces ten obejmuje naciskanie drutu na powierzchnię w temperaturze otoczenia Ponadto wiązania powinny być generowane przy niskiej mocy wibracyjnej w ograniczonym czasie Ta metoda może być stosowana w przypadku koron aluminium, złota, srebra, palladu, miedzi lub platyny (jedwabiu lub taśmy) Istnieją dwie formy: klin i gwóźdź
Gorące ultradźwięki przyczepiają się do niego Ten proces wiązania wykorzystuje siłę (ciśnienie), ciepło, ultradźwięk i czas do spawania dwóch materiałów Występuje przy niskim ciśnieniu i doświadcza wibracji w ograniczonym czasie, tworząc wiązania Zazwyczaj ogrzewanie, w niektórych przypadkach, przewód jest naciskany na powierzchnię ciepła (150°C lub mniejsza), a następnie korzenie Podobnie jak w przypadku połączenia ciśnienia ciśnieniowego, proces działa tylko na powierzchnię złota i złota Istnieją jednak trzy rodzaje wiązań: Złota kula, Związek klinowy i Związek wypukły
Forma połączenia linii odniesienia
Poniżej przedstawiono dwie główne formy spawania linii odniesienia
Spawanie kulowe
W spoinie kulowej linia spawania przechodzi przez pustą rurkę kapilarną Następnie układ EFA (zapłon elektroniczny) stopi małe części, które rozciągają się na zewnątrz Naprężenie powierzchniowe stopionego drutu tworzy piłkę przed utwardzeniem drutu Następnie użyj wystarczającej siły, aby nacisnąć ją na płytę, aby powodować odkształcenia plastyczne Okazuje się, że wiąże się z powierzchnią płyty spawanej
Wiązania linii odniesienia-Spawanie klinowe
W przypadku spawania klinowego dolna strona sworznia ściśnie język drutu spawanego pod kątem 30-60° Następnie energia ultradźwiękowa tworzy spawany wirnik między tym położeniem a przewodem Następnie ścieg spoiny przesuwa się do drugiego obszaru spoiny, powtarzając powyższy proces Po podłączeniu dwóch części przewód jest zaciągnięty i złamany
Materiał połączenia linii odniesienia
Najczęściej używanym materiałem dla linii spawanych jest liczba mieszańców
Wiązania linii odniesienia-Kim jesteś
Złota linia jest optymalnym materiałem w wiązaniach gorącego ultradźwięku i gorącego ciśnienia złota Jednak materiał musi być czysty i wykończony powierzchnią, aby zapewnić wystarczającą siłę przyczepności i nie blokować klamry wzdłuż średnicy fazy kapilarnej
Ale złoto jest bardzo miękkie Dlatego też, aby materiał nadawał się do pracy, dodaje się niewielkie ilości berylu (5-10 ppm) lub miedzi (30-100 ppm). Ten pierwszy jest mocniejszy od drugiego o 10-20%. Jest więc idealny do klejenia masonicznego (zautomatyzowanego), ponieważ szybkie ruchy kapilarne powodują naprężenie drutu.
Drut aluminiowy
Podobnie jak złoto, czyste aluminium jest zbyt miękkie, aby stworzyć niezawodny drut. Dlatego materiał ten jest stopiony z użyciem 1% krzemu lub magnezu w celu wzmocnienia. Aluminium z 1% magnezu jest lepsze od drutu ze stopu krzemu, ponieważ wykazuje odporność na zmęczenie i degradację wytrzymałości po wystawieniu na działanie wysokich temperatur. Ale aluminium-krzem jest mocniejszy w temperaturze pokojowej i tworzy bardziej wytrzymałe połączenie z aluminiową podkładką.
Wiązania linii odniesienia-Drut miedziany
Drut miedziany do metalizacji podkładki kleju stał się popularny ze względu na jego przystępność i odporność na zamiatanie podczas plastikowej enkapsulacji. Jednak miedź jest bardziej sztywny niż złoto i aluminium, które mogą popchnąć metalizacji podkładki obligacji na bok. Ponadto, materiał szybko się utlenia, więc należy przeprowadzić miedziane klejenie kulkowe w atmosferze obojętnej.
Wytyczne dotyczące wiązania drutów
Tworzenie wiązań drutowych wymaga zastosowania się do poniższych wytycznych.
Wiązania linii odniesienia-Optymalizacja procesu
Optymalizacja procesu jest niezbędna przy opracowywaniu i ulepszaniu produkcji. Proces produkcji jest zazwyczaj ciągłą pętlą, która obejmuje cztery etapy: projektowanie i rozwój, charakteryzację, kontrolę i optymalizację. Etapy charakteryzacji i kontroli procesu są w ciągłej pętli w środku. Tymczasem optymalizacja zapętla się wokół całego procesu produkcyjnego, aby poprawić każdy etap.
Etap projektowania i rozwoju obejmuje zazwyczaj możliwe do osiągnięcia cele i informacje wymagane do skonfigurowania mechanizmu wiązania drutów. Po tym, charakterystyka obejmuje kategoryzację danych awarii wiązania drutu, takich jak łamanie drutu i wiązanie poza centrum. Po trzecie, kontrola skupia się na wydajności stabilizacji poprzez regulację parametrów klejenia, instalację narzędzi do klejenia, etapy wyciągania drutu, itp.
Optymalizacja skupia się na poprawie wszystkich tych kroków, aby uczynić proces łączenia bardziej wydajnym i niezawodnym.
Wiązania linii odniesienia-Konstrukcja wiązania drutowego
Projekt mechanizmu łączenia drutów powinien zapobiegać awariom związanym ze zmęczeniem wibracyjnym, hałasem, zmęczeniem zginaniem drutów, interdyfuzją, itp. Niektóre dane wejściowe dla tego procesu projektowania obejmują następujące elementy:
Grubość i materiał wiórów
Grubość podkładki, materiał, podziałka, itp.
Rezystancja kanału przewodzącego tranzystora
Wyjściowe obciążenie pojemnościowe (zaprojektowane)
Maksymalna dopuszczalna rezystancja/długość połączenia (średnica drutu)
I więcej
Wiązania linii odniesienia-Ocena wiązania
Ocena wiązania następuje po zakończeniu procesu klejenia. Może to być ocena wizualna lub test mechaniczny wzorów wiązań. Pierwsza z nich obejmuje ocenę przy użyciu skaningowych mikroskopów elektronowych, mikroskopów optycznych i innych podobnych instrumentów. Z drugiej strony, zautomatyzowane testowanie obejmuje wykorzystanie metod wymienionych w MIL-STD-883: standard metod testowych. Obejmują one następujące elementy:
Primary opóźnień
Test ścinania wiązań kulkowych
Wibracje losowe
Wizualizacja wewnętrzna
Pieczenie stabilizacyjne
I więcej
Wiązania linii odniesienia-Mechanizmy uszkodzenia wiązań drucianych
Ręczna lub komercyjna giętarka do drutu może tworzyć niedoskonałe druty o słabej strukturze wewnętrznej. Niektóre typowe uszkodzenia obejmują następujące elementy:
Wykruszanie się: Zwykle spowodowane przez nadmierne klejenie. Uszkodzenie występuje pod podkładką łączącą, ale może pozostawić dziurę w podłożu. W ciężkich przypadkach może również pozostawić wyżłobienie utrwalone na drucie.
Wirebond pęknięcie / podnoszenie: Podnoszenie jest, gdy obligacje kulkowe odłączają się od silikonowych zakładek lub chipów. Ponadto, odnosi się do wiązania kulkowego nie przykleja się do podkładki łączącej.
Niespójne ogony: Te błędy mogą powodować zwarcia z innymi ścieżkami, wiązaniami lub powierzchniami wiążącymi w pobliżu.
Niewłaściwe pozycjonowanie: Ten problem może prowadzić do złych spawów z głowicy wiązania lub zwarć.
Słabe spawanie: Tworzy słabe złote, aluminiowe lub miedziane wiązania kulkowe.
Czystość padów może pomóc wyeliminować niektóre z tych błędów, podczas gdy strzelanie do awarii przy użyciu średnicy rybiej ości może pomóc wyizolować wszelkie problemy powstające podczas łączenia drutem.
Podsumowanie
Jak widać, klejenie drutu jest krytyczne w tworzeniu połączeń elektrycznych dla układów scalonych i innych urządzeń półprzewodnikowych. Proces ten może zawierać błędy, ale można je zminimalizować stosując się do wytycznych i używając odpowiedniego materiału. Jeśli masz jakieś pytania, skontaktuj się z nami, aby uzyskać więcej szczegółów.