Լուծումներ

ԼԱՐԵՐԻ ԿԱՊԱԿՑՈՒՄ

ԳԻՏԵԼԻՔՆԵՐԻ ՀԻՄՆԱԿԱՆ ՏԵՂԵԿԱՏՎԱԿԱՆ ԹԵՐԹԻԿ

Ի՞նչ է մետաղալարերի կապը:

Լարերի միացումն այն մեթոդն է, որով փոքր տրամագծով փափուկ մետաղական մետաղալարը կցվում է համատեղելի մետաղական մակերևույթի վրա՝ առանց զոդման, հոսքի և որոշ դեպքերում 150 աստիճանից բարձր ջերմության օգտագործման: Փափուկ մետաղները ներառում են ոսկի (Au), պղինձ (Cu), արծաթ (Ag), ալյումին (Al) և համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են պալադիում-արծաթը (PdAg) և այլն:

Հասկանալով մետաղալարերի միացման տեխնիկան և գործընթացները միկրո էլեկտրոնիկայի հավաքման կիրառման համար:
Սեպ կապելու տեխնիկա / գործընթացներ. ժապավեն, ջերմային գնդակ և ուլտրաձայնային սեպ կապ
Լարերի միացումը արտադրության ընթացքում ինտեգրալային սխեմայի (IC) կամ նմանատիպ կիսահաղորդչային սարքի և դրա փաթեթի կամ կապարի շրջանակի միջև փոխկապակցման մեթոդ է: Այն նաև այժմ սովորաբար օգտագործվում է լիթիում-իոնային մարտկոցների հավաքածուներում էլեկտրական միացումներ ապահովելու համար: Լարերի միացումը սովորաբար համարվում է ամենաարդյունավետ և ճկուն միկրոէլեկտրոնային փոխկապակցման առկա տեխնոլոգիաներից և օգտագործվում է այսօր արտադրվող կիսահաղորդչային փաթեթների մեծ մասում: մետաղալարերի միացման մի քանի մեթոդներ կան, որոնք ներառում են.
Ջերմային սեղմման մետաղալարերի միացումը (միավորվում է հավանական մակերևույթների հետ (սովորաբար Au) սեղմող ուժի ներքո, բարձր միջերեսային ջերմաստիճաններով, սովորաբար ավելի քան 300°C, զոդում առաջացնելու համար), ի սկզբանե մշակվել է 1950-ականներին միկրոէլեկտրոնիկայի փոխկապակցման համար, սակայն դա եղել է: 60-ականներին արագորեն փոխարինվեց ուլտրաձայնային և ջերմային կապով, որպես փոխկապակցման գերիշխող տեխնոլոգիա: Ջերմային սեղմման կապը դեռ օգտագործվում է խորշ կիրառությունների համար այսօր, բայց արտադրողները հիմնականում խուսափում են այն բարձր (հաճախ վնասակար) միջերեսի ջերմաստիճանի պատճառով, որն անհրաժեշտ է հաջող կապ ստեղծելու համար: Ուլտրաձայնային Wedge Wire Bonding.
1960-ականներին Ուլտրաձայնային սեպ մետաղալարերի միացումը դարձավ փոխկապակցման գերիշխող մեթոդաբանությունը: Բարձր հաճախականության թրթռման կիրառումը (ռեզոնանսային փոխարկիչի միջոցով) միացնող գործիքի վրա միաժամանակ սեղմող ուժով, թույլ տվեց ալյումինի և ոսկու լարերը զոդել սենյակային ջերմաստիճանում: Այս ուլտրաձայնային թրթռումը օգնում է կապակցման ցիկլի սկզբում աղտոտիչները (օքսիդներ, կեղտեր և այլն) հեռացնել կապող մակերևույթներից և խթանել միջմետաղական աճը՝ կապը հետագայում զարգացնելու և ամրապնդելու համար: Միացման համար բնորոշ հաճախականություններն են 60 – 120 ԿՀց: Ուլտրաձայնային սեպի տեխնիկան ունի երկու հիմնական գործընթացի տեխնոլոգիա. >100 մկմ տրամագծով մետաղալարերի մեծ (ծանր) լարերի միացում <75 մկմ տրամագծով լարերի նուրբ (փոքր) լարերի կապում: բարակ մետաղալարերի և այստեղ մեծ մետաղալարերի համար: Ուլտրաձայնային սեպային մետաղալարերի միացումը օգտագործում է հատուկ կապող գործիք կամ «սեպ», որը սովորաբար կառուցված է վոլֆրամի կարբիդից (ալյումինե մետաղալարերի համար) կամ տիտանի կարբիդից (ոսկյա մետաղալարերի համար)՝ կախված գործընթացի պահանջներից և մետաղալարերի տրամագծերից; Հասանելի են նաև կերամիկական ծայրերով սեպեր տարբեր կիրառությունների համար: Թերմոսոնիկ մետաղալարերի միացում.
Այնտեղ, որտեղ լրացուցիչ ջեռուցում է պահանջվում (սովորաբար ոսկյա մետաղալարերի համար, 100-250°C-ի միջակայքում կապող միջերեսներով), գործընթացը կոչվում է Թերմոսոնիկ մետաղալարերի միացում: Սա մեծ առավելություններ ունի ավանդական ջերմային սեղմման համակարգի նկատմամբ, քանի որ միջերեսի շատ ավելի ցածր ջերմաստիճաններ են պահանջվում (նշվել է Au-ի կապը սենյակային ջերմաստիճանում, բայց գործնականում այն ​​անվստահելի է առանց լրացուցիչ ջերմության):
Թերմոսոնային մետաղալարերի միացման մեկ այլ ձև է գնդակի կապը (տե՛ս գնդակի կապի ցիկլը այստեղ): Այս մեթոդաբանությունը օգտագործում է կերամիկական մազանոթային կապող գործիք ավանդական սեպաձև ձևավորումների վրա, որպեսզի համատեղի լավագույն որակները ինչպես ջերմային սեղմման, այնպես էլ ուլտրաձայնային կապում առանց թերությունների: Թերմոսոնային թրթռումը ապահովում է միջերեսի ջերմաստիճանի ցածր մակարդակը, մինչդեռ առաջին փոխկապակցումը, ջերմային սեղմված գնդիկավոր կապը թույլ է տալիս մետաղալարն ու երկրորդական կապը տեղադրել ցանկացած ուղղությամբ, ոչ առաջին կապի հետ, ինչը սահմանափակում է Ուլտրաձայնային լարերի միացման մեջ: . Ավտոմատ, մեծ ծավալի արտադրության համար գնդիկավոր կապակցիչները զգալիորեն ավելի արագ են, քան ուլտրաձայնային/թերմոսոնային (սեպ) կապակցիչները՝ դարձնելով Thermosonic ball bonding-ը միկրոէլեկտրոնիկայի գերիշխող փոխկապակցման տեխնոլոգիան վերջին 50+ տարիների ընթացքում: Ribbon Bonding.
Ժապավենի միացումը, օգտագործելով հարթ մետաղական ժապավեններ, գերիշխող է եղել ՌԴ և Միկրոալիքային վառարանների էլեկտրոնիկայի մեջ տասնամյակներ շարունակ (ժապավենը զգալիորեն բարելավում է ազդանշանի կորստի [մաշկի էֆեկտը]՝ ավանդական կլոր մետաղալարերի համեմատ): Փոքր ոսկե ժապավենները, սովորաբար մինչև 75 մկմ լայնությամբ և 25 մկմ հաստությամբ, միացվում են Թերմոսոնային պրոցեսի միջոցով՝ հարթ երեսով սեպ կապող մեծ գործիքով: Մինչև 2000 մկմ լայնությամբ և 250 մկմ հաստությամբ ալյումինե ժապավենները կարող են ամրացվել նաև ուլտրաձայնային սեպային պրոցեսի միջոցով: ավելացել է ցածր օղակի, բարձր խտության փոխկապակցման պահանջը:

Ի՞նչ է ոսկե կապող մետաղալարը:

Ոսկյա մետաղալարերի միացումն այն գործընթացն է, որով ոսկյա մետաղալարը կցվում է հավաքի երկու կետերին՝ փոխկապակցման կամ էլեկտրահաղորդիչ ուղի ձևավորելու համար: Ջերմությունը, ուլտրաձայնը և ուժը օգտագործվում են ոսկե մետաղալարի կցման կետերը ձևավորելու համար: Կցման կետի ստեղծման գործընթացը սկսվում է մետաղալարերի կապող գործիքի ծայրին ոսկե գնդակի ձևավորմամբ: Այս գնդակը սեղմվում է ջեռուցվող հավաքման մակերեսի վրա՝ կիրառելով և՛ կիրառման համար հատուկ քանակությամբ ուժ, և՛ 60kHz - 152kHz ուլտրաձայնային շարժման հաճախականություն գործիքի հետ: Առաջին կապը կատարելուց հետո մետաղալարը կշահագործվի խստորեն վերահսկվող եղանակով: հավաքի երկրաչափության համար օղակի համապատասխան ձևի ձևավորման եղանակը: Երկրորդ կապը, որը հաճախ կոչվում է կար, այնուհետև ձևավորվում է մյուս մակերևույթի վրա՝ մետաղալարով ներքև սեղմելով և սեղմակի միջոցով՝ կապի լարը պատռելու համար:

Ոսկյա մետաղալարերի միացումն առաջարկում է փաթեթների մեջ փոխկապակցման մեթոդ, որը բարձր էլեկտրական հաղորդունակ է, գրեթե մի կարգով ավելի մեծ, քան որոշ զոդումներ: Բացի այդ, ոսկե մետաղալարերն ունեն օքսիդացման բարձր հանդուրժողականություն՝ համեմատած այլ մետաղալարերի նյութերի հետ և ավելի փափուկ են, քան շատերը, ինչը կարևոր է զգայուն մակերեսների համար:
Գործընթացը կարող է նաև տարբեր լինել՝ ելնելով հավաքի կարիքներից: Զգայուն նյութերով ոսկե գնդակը կարող է տեղադրվել երկրորդ կապող հատվածի վրա՝ ստեղծելու և՛ ավելի ամուր կապ, և՛ «ավելի փափուկ» կապ՝ բաղադրիչի մակերեսին վնաս պատճառելու համար: Սեղմ տարածություններով մեկ գնդակը կարող է օգտագործվել որպես երկու կապերի մեկնարկային կետ՝ ձևավորելով «V» ձևով կապ: Երբ մետաղալարերի կապը պետք է ավելի ամուր լինի, կարի վերևում գնդակը կարող է տեղադրվել՝ անվտանգության կապ ստեղծելու համար՝ բարձրացնելով մետաղալարերի կայունությունն ու ամրությունը: Լարերի միացման բազմաթիվ տարբեր կիրառություններ և տատանումներ գրեթե անսահման են և կարելի է ձեռք բերել Palomar-ի մետաղալարերի կապի համակարգերի վրա ավտոմատացված ծրագրաշարի օգտագործման միջոցով: