Rešitve

LEPLJENJE ŽICE

PODATKI O BAZI ZNANJA

Kaj je žično lepljenje?

Žično lepljenje je metoda, s katero se dolžina mehke kovinske žice majhnega premera pritrdi na združljivo kovinsko površino brez uporabe spajkanja, talila in v nekaterih primerih z uporabo toplote nad 150 stopinj Celzija. Mehke kovine vključujejo zlato (Au), baker (Cu), srebro (Ag), aluminij (Al) in zlitine, kot je paladij-srebro (PdAg) in druge.

Razumevanje tehnik in postopkov za spajanje žic za aplikacije sestavljanja mikro elektronike.
Tehnike/postopki klinastega lepljenja: trak, termozvočna krogla in ultrazvočni klinasti spoj
Žično spajanje je metoda vzpostavljanja medsebojnih povezav med integriranim vezjem (IC) ali podobno polprevodniško napravo in njenim ohišjem ali vodilnim okvirjem med proizvodnjo. Zdaj se pogosto uporablja tudi za zagotavljanje električnih povezav v sklopih litij-ionskih baterijskih sklopov. Žična vezava na splošno velja za najbolj stroškovno učinkovito in prilagodljivo med razpoložljivimi tehnologijami mikroelektronskega povezovanja in se uporablja v večini polprevodniških paketov, ki se danes proizvajajo. Obstaja Obstaja več tehnik lepljenja žice, ki vključujejo: termokompresijsko lepljenje žice:
Termokompresijsko spajanje žice (združevanje verjetnih površin (običajno Au) skupaj pod vpenjalno silo z visokimi temperaturami vmesnika, običajno nad 300 °C, za ustvarjanje zvara) je bilo prvotno razvito v petdesetih letih 20. stoletja za mikroelektronske medsebojne povezave, vendar je bilo to Hitro zamenjala ultrazvočna in termozvočna vezava v 60. letih prejšnjega stoletja kot prevladujoča tehnologija povezovanja. Termokompresijsko lepljenje se danes še vedno uporablja za nišne aplikacije, vendar se ga proizvajalci na splošno izogibajo zaradi visokih (pogosto škodljivih) površinskih temperatur, ki so potrebne za uspešno lepljenje. Ultrazvočno klinasto lepljenje žice:
V šestdesetih letih prejšnjega stoletja je ultrazvočno spajanje klinaste žice postalo prevladujoča metodologija povezovanja. Uporaba visokofrekvenčne vibracije (preko resonančnega pretvornika) na orodje za lepljenje s hkratno vpenjalno silo je omogočila varjenje aluminijaste in zlate žice pri sobni temperaturi. Ta ultrazvočna vibracija pomaga pri odstranjevanju kontaminantov (oksidov, nečistoč itd.) s površin lepljenja na začetku cikla lepljenja in pri spodbujanju intermetalne rasti za nadaljnji razvoj in krepitev vezi. Tipične frekvence za lepljenje so 60 – 120 KHz. Tehnika ultrazvočnega klina ima dve glavni procesni tehnologiji: lepljenje velike (težke) žice za žice s premerom >100 µm Fino (majhno) spajanje žice za žice s premerom <75 µm Primere tipičnih ciklov ultrazvočnega lepljenja lahko najdete tukaj za fino žico in tukaj za veliko žico. Ultrazvočno zagozdno lepljenje žice uporablja posebno orodje za lepljenje ali »zagozdo«, običajno izdelano iz volframovega karbida (za aluminijasto žico) ali titanovega karbida (za zlato žico), odvisno od zahtev postopka in premera žice; na voljo so tudi zagozde s keramično konico za različne aplikacije. Termozvočno lepljenje žice:
Kjer je potrebno dodatno ogrevanje (običajno za zlato žico, z veznimi vmesniki v območju od 100 do 250 °C), se postopek imenuje termozvočno lepljenje žice. To ima velike prednosti v primerjavi s tradicionalnim termokompresijskim sistemom, saj so potrebne veliko nižje temperature vmesnika (omenjeno je bilo spajanje Au pri sobni temperaturi, vendar je v praksi nezanesljivo brez dodatne toplote). Termozvočno lepljenje kroglice:
Druga oblika termozvočnega lepljenja žice je lepljenje s kroglo (tukaj si oglejte cikel krogličnega spajanja). Ta metodologija uporablja orodje za keramično kapilarno lepljenje namesto tradicionalnih klinastih oblik za združevanje najboljših lastnosti pri termokompresijskem in ultrazvočnem lepljenju brez pomanjkljivosti. Termozvočne vibracije zagotavljajo, da temperatura vmesnika ostane nizka, medtem ko prva medsebojna povezava, toplotno stisnjena kroglična vez omogoča, da sta žica in sekundarna vez nameščena v kateri koli smeri, ne v liniji s prvo vezjo, kar je omejitev pri ultrazvočnem spajanju žice . Za avtomatsko velikoserijsko proizvodnjo so kroglični spojniki bistveno hitrejši od ultrazvočnih/termozvočnih (zagozdnih) spojin, zaradi česar je termozvočno kroglično lepljenje prevladujoča tehnologija medsebojnega povezovanja v mikroelektroniki v zadnjih 50+ letih. Lepljenje s trakom:
Vezava s trakom z uporabo ravnih kovinskih trakov je že desetletja prevladujoča v RF in mikrovalovni elektroniki (trak zagotavlja znatno izboljšanje izgube signala [učinek kože] v primerjavi s tradicionalno okroglo žico). Majhni zlati trakovi, običajno široki do 75 µm in debeline 25 µm, so zlepljeni s termozvočnim postopkom z velikim orodjem za zagozdovanje s ploščatim robom. Aluminijaste trakove do širine 2000 µm in debeline 250 µm je mogoče zlepiti tudi z ultrazvočnim postopkom zagozdenja, kot povečala se je potreba po povezavah z nižjo zanko in visoko gostoto.

Kaj je zlata vezna žica?

Lepljenje zlate žice je postopek, s katerim je zlata žica pritrjena na dve točki v sklopu, da tvori medsebojno povezavo ali električno prevodno pot. Toplota, ultrazvok in sila se uporabljajo za oblikovanje pritrdilnih točk za zlato žico. Postopek ustvarjanja pritrdilne točke se začne z oblikovanjem zlate kroglice na konici orodja za spajanje žice, kapilare. Ta kroglica je pritisnjena na segreto površino sklopa, medtem ko z orodjem uporabljata količino sile, specifično za uporabo, in frekvenco 60 kHz - 152 kHz ultrazvočnega gibanja z orodjem. Ko bo vzpostavljena prva vez, se bo z žico manipuliralo v strogo nadzorovanem način za oblikovanje ustrezne oblike zanke za geometrijo sklopa. Druga vez, ki se pogosto imenuje šiv, se nato oblikuje na drugi površini s pritiskom navzdol z žico in uporabo objemke za trganje žice na vezi.

Lepljenje z zlato žico ponuja metodo medsebojnega povezovanja znotraj paketov, ki je visoko električno prevodna, skoraj za red velikosti večja od nekaterih spajk. Poleg tega imajo zlate žice visoko toleranco na oksidacijo v primerjavi z drugimi žičnimi materiali in so mehkejše od večine, kar je bistveno za občutljive površine.
Postopek se lahko razlikuje tudi glede na potrebe sklopa. Pri občutljivih materialih lahko zlato kroglico postavite na drugo vezno območje, da ustvarite močnejšo vez in »mehkejšo« vez, da preprečite poškodbe površine komponente. V tesnih prostorih se lahko ena krogla uporabi kot izhodišče za dve vezi, ki tvorita vez v obliki črke "V". Ko mora biti žična vez bolj robustna, lahko kroglico postavite na vrh šiva, da tvorite varnostno vez, s čimer povečate stabilnost in trdnost žice. Številne različne aplikacije in različice za spajanje žic so skoraj neomejene in jih je mogoče doseči z uporabo avtomatizirane programske opreme na Palomarjevih sistemih za spajanje žic.