Dè a th' ann an Bonding Wire? An Gaisgeach Neo-fhaicsinneach a thaobh Earbsachd Semiconductor

Mar eòlaiche ann am meanbh-inneal agus saidheans stuthan, tha na làithean agam làn de chòmhraidhean teicnigeach domhainn le innleadairean mar Marcus sa Ghearmailt. Is iadsan an fheadhainn air na loidhnichean aghaidh, a’ putadh crìochan na tha comasach ann an saothrachadh semiconductor agus electronics cumhachd. Is e cuspair a thig am bàrr le tricead iongantach an iriosal sreang ceangail. Tha an t-sreath bheag seo de meatailt, gu tric nas taine na falt daonna, gu tric air a dearmad, ach dh’ fhaodadh a ràdh gur e seo aon de na pàirtean as deatamaiche ann an cuairt aonaichte sam bith (IC). Fàilligeadh anns a 'mhicroscop seo eadar-cheangailte faodaidh inneal iom-fhillte agus daor a bhith gun fheum. Chan e raon reic a tha san artaigil seo; tha e na dhàibheadh ​​domhainn a-steach do shaidheans stuthan agus innleadaireachd a tha a’ dol a-steach gu bhith a’ cruthachadh àrd-earbsachd sreang ceangail. Nì sinn sgrùdadh air na diofar stuthan, na feartan sònraichte aca, agus carson a tha an taghadh ceart de uèir bunaiteach do shoirbheachas an toraidh mu dheireadh agad.

Dè an adhbhar bunaiteach a tha aig uèir ceangail?

Aig an ìre as bunaitiche, a sreang ceangail tha e fìor mhath, àrd-purrachd uèir chleachdadh airson cruthachadh dealain Ceanglaichean a-staigh a leth-sheoladair inneal. Tha i na drochaid shùbailte, a’ giùlan cumhachd agus comharran eadar an sileaconach sgios (IC) agus na stiùiridhean meatailteach den phasgan dìon aige. Smaoinich air mar shiostam neònach a 'chip. Eu-coltach ri cleachdadh Seneder, a tha a’ toirt a-steach leaghadh agus nach gabh a dhèanamh aig ìre cho math gun a bhith a’ dèanamh cron air a’ chip fhìnealta, uèir a 'ceangal 's e pròiseas staid chruaidh a th' ann. A speisealaichte inneal ceangail cleachdadh Ultrasonic lùth, feachd, agus uaireannan teas gus tàthadh metallurgical a chruthachadh, no Bond, aig dà cheann an uèir.

A' bheag seo eadar-cheangailte feumaidh e bhith gu math làidir. Feumaidh e seasamh an aghaidh cuideam meacanaigeach, rothaireachd teirmeach, agus sruth dealain a ghiùlan gun a bhith a’ lughdachadh thairis air beatha an inneil. An roghainn de uèir stuth, a thrast-thomhas, agus a shonraichte feartan stuthan tha pàirt deatamach aig a h-uile duine ann a bhith a’ cruthachadh suidheachadh soirbheachail is earbsach uèir Bond. A h-uile duine Bond feumaidh e a bhith foirfe.

Carson a tha feum air diofar sheòrsaichean uèir ceangail?

Chan eil fuasgladh “aon-mheud-iomchaidh” ann nuair a thig e gu sreang ceangail. Tha an roghainn stuth na cho-dhùnadh innleadaireachd deatamach air a stiùireadh le iarrtasan sònraichte an tagraidh, a’ toirt a-steach cosgais, coileanadh, agus fad-ùine earbsachd. Is e na trì prìomh stuthan a thathar a’ cleachdadh òr (Au), copar (cu), agus aluminium (Al). Tha seata feartan sònraichte aig gach fear a tha ga dhèanamh freagarrach airson diofar sheòrsaichean ceangail agus diofar thoraidhean deireannach.

Feumaidh innleadair beachdachadh air grunn nithean:

• Am pròiseas ceangail: A bheil e na àrd-astar Ball ball pròiseas no mionaideachd Bond Wedge? òr agus copar air leth freagarrach airson Ball balling, fhad 'sa aluminium Is e an inbhe airson ultrasonic geinn a 'ceangal.
• Riatanasan Coileanaidh: A bheil an inneal ag obrachadh aig tricead àrd no a’ giùlan sruthan àrd? Copar tha sàr-mhath aige Earcessivity dealain, ach sreang òir a’ tabhann sàr-aghaidh an aghaidh creimeadh.
• Cuingeadan Cosgais: Ceangal uèir òir tha e na phròiseas aibidh ach daor. Uèir copair a’ toirt seachad roghainn cosgais nas ìsle le coileanadh sàr-mhath, fhad ‘s a tha Uèir aluminum tha e cuideachd gu math cosg-èifeachdach.
• Earbsachd fad-ùine: Ciamar a bhios an uèir eadar-obrachadh leis an Pad Bond meatailteachd thar ùine agus aig teòthachd obrachaidh? Tha casg air cruthachadh eadar-mheatailteach brùideil na phrìomh dhragh.

Ciamar a tha uèir òir air a innleachadh airson ceangal ball àrd-astar?

Sreang òir tha e tùsail agus air a dheagh thuigsinn sreang ceangail. Ged a tha e coltach gu bheil e sìmplidh, tha an òr fìor-ghlan is e stuth fìor innleadaireachd a th’ ann an cleachdadh san tagradh seo. Uèir ceangail òir cha mhòr a-riamh 99.99% fìor òr. Tha e air a “dhopadh” a dh’aona ghnothach le meudan beaga bìodach de eileamaidean eile gus na feartan aige a ghleusadh airson an fheadhainn a tha dùbhlanach. pròiseas ceangail ball.

Tha na dopants sin, a dh’ fhaodadh a bhith a’ toirt a-steach eileamaidean mar beirillium (Bith) or Palladium (Pd), air an cur ris airson grunn adhbharan. Bidh iad a 'cuideachadh le bhith a' cumail smachd air structar gràin an meatailt mar a tha e a 'daingneachadh an dèidh cruthachadh an Ball adhair an-asgaidh. Tha structar gràin seasmhach, cunbhalach deatamach airson cruth làidir agus ath-aithris a chruthachadh Bond. Bidh na dopants cuideachd a 'meudachadh cruas an uèir, a chuidicheas e gus taic a thoirt do ghlan lùb cruth gun sagging. A air a dheagh innleadaireachd sreang òir a’ toirt seachad an cothromachadh bog foirfe airson cruthachadh an Bond agus cruadalachd airson cumail suas a’ bhalla cruthachadh lùb. An comas cruth foirfe, spherical a chruthachadh ball tha e na sheilbh air leth de sreang òir agus tha e aig cridhe na pròiseas ceangail ball.

Dè na malairtidhean a th’ ann a bhith a’ cleachdadh copar mar uèir ceangail?

Uèir copair air fàs gu bhith na roghainn eile a tha mòr-chòrdte an àite sreang òir, gu sònraichte air a stiùireadh le sàbhalaidhean cosgais cudromach. Bho shealladh coileanaidh, copar tha e na dheagh roghainn. Tha e mu 40% nas àirde Earcessivity dealain agus gu math nas fheàrr giùlan teirmeach seach òr. Tha seo ga dhèanamh air leth freagarrach airson innealan cumhachd a dh’ fheumas sruthan àrd a riaghladh agus teas a sgaoileadh. Ge-tà, ag obair le Uèir copair A 'nochdadh suidheachadh sònraichte de dhùbhlain gum feum innleadairean a bhith a' riaghladh.

Is e an dùbhlan as motha oxidation. Copar gu furasta a’ cruthachadh a daimh còmhdach nuair a bhios e fosgailte don èadhar, gu sònraichte aig teòthachd àrdaichte teirm-sonach a 'ceangal. Seo daimh faodaidh e bacadh a chur air cruthachadh math Bond. Gus faighinn seachad air seo, Innealan sreathach uèir an cleachdadh sin copar Feumaidh iad obrachadh ann an àrainneachd fhàsach, mar as trice air a chòmhdach le gas nitrogen. A bharrachd air sin, copar tha e tòrr nas duilghe na òr. Tha seo a 'ciallachadh nas àirde Bond feachdan agus Ultrasonic tha feum air lùth, a tha a’ meudachadh chunnart milleadh a dhèanamh air na fìnealta sileacain bàsachadh fon Pad Bond. Gus seo a lasachadh, tha mòran thagraidhean a-nis a’ cleachdadh copar còmhdach palladium uèir. An sreath tana de Palladium a 'dìon an copar bho oxidation agus a 'leasachadh an Bond earbsachd.

Cuin a tha uèir alùmanum na roghainn as fheàrr airson earbsachd?

Fhad 's a tha òr agus copar smachd a chumail air Ball ball margaidh, Uèir aluminum 's e rìgh na ceangal wedge ultrasonic. Tha seo gu sònraichte fìor airson semiconductors cumhachd, electronics chàraichean, agus modalan RF. Is e am prìomh adhbhar airson seo co-chòrdalachd metallurgical. Tha an Bond pads air a leth-sheoladair tha bàs cha mhòr an-còmhnaidh air a dhèanamh de aluminium. Nuair a bhios tu Bond an Uèir aluminum gu aluminium pad, bidh thu a’ cruthachadh siostam mono-mheatailteach. Tha seo gu gnèitheach nas seasmhaiche agus nas earbsaiche thar ùine, gu sònraichte aig teòthachd àrd.

Nuair a sreang òir ceangailte ri a aluminium pad, pròiseas de staid chruaidh sgaoileadh a' tòiseachadh, a' cruthachadh òir-aluminium coimeasgaidhean eadar-mheatailteach aig an eadar-aghaidh. Tha cuid de na todhar sin gann agus faodaidh iad leantainn gu Bond fàilligeadh thairis air beatha an toraidh, rud ris an canar "plàigh purpaidh." Le bhith a 'cleachdadh Uèir aluminum, tha an inneal fàilligeadh mòr seo air a sheachnadh gu tur. Airson iarrtasan a tha ag iarraidh an ìre as àirde de fhad-ùine earbsachd, trom trast-thomhas Uidhir-uèir aluminum fìor-ghlan ceangailte tro inneal làidir Bond Wedge tha an inbhe òir. Is e seo an Seòrsa uèir chì sinn mar as trice air a chleachdadh ann a bhith ag iarraidh iarrtasan chàraichean is gnìomhachais.

Ciamar a bheir feartan meacanaigeach leithid leudachadh agus neart tensile buaidh air a’ cheangal uèir?

Nuair a gheibh innleadair a spool de sreang ceangail, an sònrachadh Bidh duilleag a’ liostadh feartan meacanaigeach mar tensile neart agus leudachadh. Chan e dìreach àireamhan a tha seo; tha iad nan comharran deatamach air mar a tha an uèir giùlainidh i gu h-àrd inneal ceangail.

• Neart tensile (no briseadh luchd): Bidh seo a’ tomhas an fheachd a dh’ fheumar gus an uèir. A uèir feumaidh iad a bhith làidir gu leòr gus seasamh an aghaidh cuideaman an a 'ceangal phròiseas, a 'gabhail a-steach a' chuairt dheireannach "tear" an dèidh an dàrna Bond ann an a Bond Wedge phròiseas. Ge-tà, a uèir faodaidh sin a bhith ro làidir a bhith duilich Bond agus dh’ fhaodadh gum bi feum air cus neart.
• Leudachadh: Tha seo a’ tomhas dè an ìre a tha an uèir faodaidh e sìneadh mus bris e, air a chuir an cèill mar cheudad. Dh'fhaodar a ràdh gur e seo am paramadair as cudromaiche. A uèir le math leudachadh tha e nas so-ruigsinneach agus nas maitheanas rè Bond cruthachadh. Tha e cuideachd riatanach airson lùban seasmhach, seasmhach a chruthachadh. A uèir le ìosal leudachadh tha e brisg agus faodaidh e leantainn gu sgàinidhean aig sàil an Bond, fhad 's a uèir le ro àrd leudachadh faodaidh e bhith ro bhog, a 'leantainn gu lùb sagging no sreang sway. Tha an leudachadh air a riaghladh gu faiceallach rè an uèir pròiseas saothrachaidh tro mheasgachadh de dhealbhan agus annealnan ceumannan.

Dè dha-rìribh a bhios uèir ceangail “dopadh” a’ dèanamh gus a choileanadh a leasachadh?

Is e "dopadh" am pròiseas a bhith a 'cur meud glè bheag de eileamaidean eile ris a' bhun-sgoil meatailt gus na feartan aige a leasachadh. Tha sinn a’ bruidhinn mu ìrean pàirtean-gach-millean (ppm). Chan e dìreach sìmplidh a tha seo alloy; 's e saidheans mionaideach a th' ann. Is e adhbhar nan dopants sin a bhith a’ làimhseachadh structar metallurgical an uèir.

Mar eisimpleir, ann an sreang òir, bidh dopants a’ cuideachadh le bhith ag ùrachadh structar a’ ghràin. Anns a chruth ghlan, tha an meatailt tha gràinean mòra, bog. Le bhith a’ cur dopants a’ cruthachadh làraich nucleation, a’ leantainn gu structar gràin nas grinne agus nas èideadh. Tha seo a 'dèanamh an uèir nas làidire agus, nas cudromaiche, a’ dèanamh cinnteach gu bheil an teas- sgìre air a bheil buaidh os cionn an ball às dèidh cruthachadh ball tha e làidir agus seasmhach. Tha seo a 'cur casg air cumanta lochd ris an canar "sòn fo bhuaidh teas (HAZ) sag," a dh' adhbharaicheas an uèir gu goirid an aghaidh oir a' bhàis. Mar an ceudna, ann an Uèir aluminum, a' cur 1% ris sileacain a’ neartachadh gu mòr an uèir agus a 'cur casg air bho bhith ro bhog, rud a tha riatanach airson ceangal wedge ultrasonic. An co-dhùnadh a dop a uèir an-còmhnaidh na chothromachadh gus an meacanaigeach a tha thu ag iarraidh a choileanadh feartan an uèir.

Ciamar a nì thu cinnteach à càileachd agus earbsachd spool de uèir ceangail?

Airson innleadair mar Marcus, tha cunbhalachd a h-uile dad. Pròiseas a tha ag obair gu foirfe le aon spool de uèir feumaidh e obrachadh a cheart cho math ris an ath fhear. Càileachd smachd airson sreang ceangail mar sin tha e uamhasach teann. Bidh e a 'tòiseachadh leis an stuth amh, a dh'fheumas a bhith aig an ìre as àirde purrachd (me, purrachd 99.99% no "4N").

Air feadh an dealbh agus annealpròiseas, an tripiche uèir feumar a chumail taobh a-staigh fulangas uamhasach teann. Faodaidh eadhon atharrachadh beag buaidh a thoirt air a 'bhodhaig Paramadairean bearg agus a 'leantainn gu toraidhean neo-chunbhalach. A' chuairt dheireannach uèir an uairsin fo smachd bataraidh de dheuchainnean a rèir inbhean leithid ASTM modh deuchainn F72. Tha seo a’ toirt a-steach a bhith a’ tomhas an luchd brisidh aige agus leudachadh. An uachdar de na uèir feumaidh iad cuideachd a bhith pristine, saor bho thruailleadh no sgrìoban sam bith a dh’ fhaodadh bacadh a chur air Bond. Mu dheireadh, an uèir air a bhualadh air inneal sònraichte spool fo smachd teannachadh gus casg a chuir air milleadh meacanaigeach sam bith. Tha stòradh agus làimhseachadh ceart cuideachd deatamach, mar a thathas a’ cumail ris na thathar a’ moladh sgeilp-beatha. An Càileachd Bond tha e na sgàthan dìreach air càileachd a’ phacaid uèir.

Dè na modhan teip cumanta a tha co-cheangailte ris an uèir ceangail fhèin?

Nuair a uèir Bond fàilligeadh, an uèir faodaidh e fhèin a bhith na adhbhar bunaiteach. Tha tuigse air na fàilligidhean sin deatamach airson fuasgladh fhaighinn air pròiseas.

• Wire Sag/Sway: An uèir lùb a’ deformachadh agus a’ suathadh ri fear a tha faisg air làimh uèir no oir a’ bhàis, ag adhbhrachadh cuairt ghoirid. Gu math tric tha seo air sgàth an uèir a bhith ro bhog (mì-fhreagarrach alloy no annealing).
• Sgàineadh shàilean: Bidh sgàineadh a’ cruthachadh aig bonn an geinn Bond. Faodaidh seo a bhith air adhbhrachadh le a uèir tha sin ro bhras (ìosal leudachadh) no le cus deformachadh rè an Bond.
• Àrdachadh Bond: An Bond dh'fhailnich air cumail. Ged a tha e gu tric na chùis paramadair, faodaidh e a bhith air adhbhrachadh le truailleadh air an uèir uachdar.
• Uèir briste ann an HAZ: anns a Ball ball, an uèir briseadh dìreach os cionn an ball. Tha seo a’ comharrachadh structar gràin air a riaghladh gu neo-iomchaidh anns an uèir'na chrios fo bhuaidh teas.

Tha na cùisean sin a’ soilleireachadh carson a tha com-pàirteachas domhainn eadar neach-dèanamh an uidheim agus an uèir tha solaraiche cho cudromach. Gu math tric, a 'fuasgladh iom-fhillte a 'ceangal Feumaidh an duilgheadas mion-sgrùdadh co-obrachail air an dà chuid a 'ceangal phròiseas agus an uèir's saidheans stuth. Bidh sinn gu tric a’ cuideachadh ar teachdaichean a bhios a’ cleachdadh ar luchd-ceangail uèir fèin-ghluasadach gus na dearbh chùisean sin a dhearbhadh agus fhuasgladh.

Ciamar a tha an taghadh uèir ceart ag àrdachadh earbsachd inneal fad-ùine?

An roghainn de sreang ceangail a’ toirt buaidh mhòr air an fhad-ùine earbsachd de an cuairt itealaich. An toiseach Bond chan eil ann an càileachd ach toiseach na sgeòil. Tha an uèir agus a Bond feumaidh iad a bhith beò bliadhnaichean de dh’ obair ann an àrainneachdan a tha gu tric cruaidh. An ceart Taghadh stuthan deatamach airson casg a chuir air fàilligidhean nach nochd ach às deidh mìltean de dh'uairean de rothaireachd teirmeach.

Mar a chaidh ainmeachadh, a 'cleachdadh Uèir aluminum air adhart aluminium bidh badan a’ cur às don chunnart gum bi òr brisg-aluminium eadar-mheatailteach. Airson Uèir copair, a' cleachdadh a Palladium faodaidh còmhdach casg a chuir air oxidation agus dèanamh cinnteach à seasmhachd an Bond. An comas giùlain làithreach de na uèir feumar beachdachadh cuideachd. A 'cleachdadh a uèir le gu leòr tripiche uèir oir bidh an sruth a dh’ fheumas e a ghiùlan ag adhbhrachadh cus teas, a’ luathachadh aosda agus a dh’ fhaodadh fàilligeadh. Leudachadh teirmeach Co-èifeachd de na uèir an coimeas ris a’ chòrr de na stuthan pacaid na fheart eile a dh’ fheumas a bhith air a ghabhail a-steach. A' chòir sreang ceangail chan eil ann ach co-phàirt; tha e na eileamaid bhunaiteach de dhealbhadh inneal earbsachd.