Сым байланысының түпкі нұсқаулығы: кішкентай сым біздің әлемді қалай қуаттайды

Менің атым Кевин, ал Донгсин электронды технологиясымен команданың құрамына кіретін командалардың құрамында мен бірнеше жыл бойы микро-өңдеулер мен озық материалдардан өтті. Мен Германиядағы Маркус сияқты мұқият инженерлермен сансыз әңгімелер жасадым, ол абсолютті дәлдікті талап етеді. Олар бір, микроскопиялық екенін біледі Сым байланыс ЖАҢА ЖЕҢІЛДІК Датчиктің және өндіріс сызығының қымбатсыздығының айырмашылығы болуы мүмкін. Бұл мақала олар үшін және керемет технологияны түсінгісі келетіндер үшін сым Байланыс. Біз бәрін зерттейміз Сымдарды байланыстыру процесі, іргелі ғылымнан бастап, озық техникаларға дейін, бұл сізге осы сыни өндіріс қадамын игеруге қажетті түсінік береді.

Микроэлектроникадағы сым байланыстыру процесі қандай?

Өзегінде, Сым байланысы - бұл процесс өте жақсы, өте жақсы электр қосылымдарын жасау сым. Күрделі компьютерлік чипті елестетіп көріңіз, a жартылай өткізгіш Құрылғы сіздің тырнағыңыздан үлкен емес. Бұл чип сыртқы әлеммен сөйлесуі керек. Сым Байланыстыру - бұл байланысты тудыратын көпір. Ол микроскопиялық схемаларды чиптегі (A деп аталатын жерде) қосады облигациялық төсем) Үлкен электр терминалдарына а субстрат немесе қорғасын. Бұл процесс ең көп қолданылатын әдіс өзара байланыс ішінде Жартылай өткізгіш өнеркәсіп.

Процестің өзі - инженерлік маркалы. Мамандандырылған құрылғы күш, жылу және кейде біріктіруді қолданады Ультрадыбыстық Қатты күй қалыптастыру үшін энергия дәнекерель арасында сым және облигациялық төсем. Бұл дәстүрлі дәнекерлеу сияқты емес; Толтырғыш материал жоқ. Оның орнына, атомдар сым және төсеніш бір-біріне жақын, олар күшті, тұрақты құрайды Металлургия Облигация. Бұл өте сенімді электрлік және механикалық қосылым жасайды, ол ішінде қатал жағдайларға төтеп бере алады Электрондық құрылғы.

Мұны микроскопиялық қарақшылық деп санаңыз. А Байланыс құралы дәл орындар және а Жұқа сым бірге a диаметр көбінесе микрондарда өлшенеді (метрдің миллионнан). Мақсат - электр қуатын ағып кету үшін тегіс жол құру. Әр смартфон, автомобиль және компьютер осы керемет, ұсақ қосылыстардың миллиардтағанына сүйенеді. Әрқайсысының тұтастығы Сым байланыс функцияның функциясы Электрондық компоненттер Олар қосылады.

Неліктен сым байланысының жартылай өткізгіш құрылғыны дайындау үшін өте маңызды?

Маңыздылығы Сым байланыс -да жартылай өткізгіш құрылғыны дайындау артық емес. Бұл біріктірілген тізбекті жасаудың соңғы қадамы (МЕН ТҮСІНЕМІН) функционалды. Сансыз сағаттардан кейін және миллиондаған доллар кешенді жобалауға және дайындауға жұмсалады кремний Вафли, бұл кішіпейіл сым Бұл оны өмірге әкеледі. Сенімді әдіссіз өзара байланыс, ең қуатты МЕН ТҮСІНЕМІН пайдасыз нәрседен басқа ештеңе емес кремний.

Жоғары сапалы Сым байланыс екі нәрсені қамтамасыз етеді: өте жақсы Электр өткізгіштік және механикалық беріктік. Та Электрлік қасиеттер орындау үшін өте маңызды. Кез-келген қарсылық немесе сәйкессіздік дәнекерель сигналды төмендетеді, қажетсіз жылу шығарады немесе құрылғының істен шығуына әкелуі мүмкін. Бұл әсіресе жоғары жиілікті қосымшаларда дұрыс, онда сигналдың тұтастығы бәрі бар. Та сым арасындағы байланыс және төсемнің тиімді қуат пен деректерді беруді қамтамасыз ету үшін ең төменгі қарсылық болуы керек.

Сонымен қатар, бұл қосылымдар өте берік болуы керек. Олар жылу велосипедінен (жылумен кеңейе отырып) өмір сүруі керек (жылумен кеңейе отырып), діріл және өнімнің өмір бойы физикалық соққы. Автомобиль-деңгей жартылай өткізгішМысалы, автомобиль сорғышының астындағы жылдар бойы мінсіз жұмыс істеуі керек, тым температура мен тұрақты шайқау. Әлсіз Сым байланыс Құрылғының істен шығуына әкелетін сынуы мүмкін. Сондықтан технологиялық инженерлер керемет, жарамсыз, ақысыз қол жеткізуге әсер етеді дәнекерель әр уақыт сайын. Бұл барлық заманауи электроника үшін сенімділіктің негізі.

Сым байланыстың негізгі түрлері қандай? Допқа қарсы қарау

Өнеркәсіпте екі негізгі әдіс қолданылады: доп байланысыинг және Сын облигациясыING. Екеуі де бірдей мақсатқа жету үшін сым Қосылым, олар мұны әртүрлі тәсілдермен жасайды және әртүрлі қосымшаларға сәйкес келеді. Олардың ерекшеліктерін түсіну кез-келген өндірістік желіні оңтайландырудың кілті болып табылады.

Допты байланыстыру:
Бұл ең көп таралған және ең жылдам әдіс, әдетте алтын немесе мыс сым. Процесс ерітіп бастайды Сымның соңы электр ұшқынымен, ол беттік керілу салдарынан ұсақ допты құрайды. Бұл доп содан кейін басылады облигациялық төсем комбинацияны қолдану жылу және қысым, және жиі Ультрадыбыстық энергия, процесс ретінде Термосонды байланыстыру. Бұл жасайды Бірінші байланыс. Содан кейін машина ілмек сым екінші қосылым нүктесіне дейін және тігіс тәрізді Екінші байланыс жыртылмай тұрып сым қайтадан бастаңыз.

• Артықшылықтары: Жоғары жылдамдық, бірінші нүктеден кез-келген бағытта байланыса білу.
• Кемшіліктері: Доптың пішініне байланысты чипте көбірек орын қажет, жоғары жылу сезімтал компоненттерге қатысты мәселе болуы мүмкін.

Сынақ байланысы:
Сын облигациясыинг, немесе Сымды сым байланысы, қолданады Сынақ тәрізді құрал орнына а капиллярлар. Та сым басады жалпақ облигациялық төсем, және Ультрадыбыстық энергия үйкелісті құруға қолданылады дәнекерель. Бұл ұқыпты, тігіс тәрізді байланысады. Процесс қайталанады Екінші байланыс. Бұл әдіс көбінесе қолданылады Алюминий сым, әсіресе жоғары қуатты қосымшаларда, бірақ оны алтынды да қолдануға болады сым және таспа.

• Артықшылықтары: Кішігірім, төменгі профильді байланыс жасайды, жұқа алаңға (тығыз орналасқан) қосымшалар үшін өте қолайлы. Бұл әдетте аз жылуды қажет етеді, оны температуралық-сезімтал құрылғыларға қолайлы етеді.
• Кемшіліктері: Әдетте допты байланыстырудан гөрі баяу, ал байланыс бағыты, бағдармен шектеледі сымсыз құрал.

Донгсинде біз капиллярлардан екі процедураға арналған ультра дәл құралдарды құруға маманданамыз доп байланысыберік сымсыз Ауыр алюминийді байланыстыру үшін қажет құралдар. Арасындағы таңдау доп байланысы жіне Сын облигациясы көбінесе құрылғы құнының, тығыздығының, қуаттың және түрінің нақты талаптарына түседі Байланыстыру сымы пайдаланылады.

Заманауи автоматты сымдармен байланыс машинасы қалай жұмыс істейді?

Заманауи Автоматты сым Бондер - робототехника және басқару жүйелерінің шедеврі. Ол сағатына мыңдаған облигацияларды қосалқы мыжылған дәлдікпен орындауға арналған. Машинаның өзегі - бұл байланыстырушы қозғалысты басқару жүйесі, ол облигациялар басын алға жылжытады жартылай өткізгіш құрылғы. Бұл облигация басы Байланыс құралы (Капиллярға да) доп байланысынемесе a сымсыз -ға Сын облигациясы) және орамалы Байланыстыру сымы.

Процесс қашан басталады МЕН ТҮСІНЕМІН немесе субстрат құрылғыға салынған. Күшті көру жүйесі облигациялар алаңдарының нақты орналасуын және сәйкес нүктелер анықтайды қорғасын немесе Тұлға. Құрылғының бағдарламалық жасақтамасы әрқайсысы үшін оңтайлы жолды есептейді сым. Әрқайсысы үшін Сым байланыс, Құрылғы дәл реттілікті орындайды:

1. Орналастыру: Облигация басы құралды тікелей үстіне жылжытады Бірінші байланыс сайт.
2. Байланыстыру: Құрал азаяды, ал машина қолданыстағы күш, температура және / немесе Ультрадыбыстық энергия қалыптастыру дәнекерель.
3. Ілулі: Құрылғы құралды көтеріп, төлейді сым, биіктігін бақылау және қысқартудың алдын алу үшін белгілі бір цикл пішінін қалыптастыру.
4. Екінші байланыстыру: Басы екінші сайтқа ауысады, ал Екінші байланыс жасалды.
5. Тоқтату: Та сым сынған жалғау Машинаны келесіге дайындау Сым байланыс.

Бұл бүкіл цикл миллисекундта болады. Та Дәнекерлеу машинасы Әрқашан облигациялық күш сияқты факторларды бақылайды және Ультрадыбыстық Әр қосылым қатаң сапа стандарттарына сәйкес келетіндігіне көз жеткізіңіз. Бұл машиналар, біз сияқты WS9820 Автоматты қалың алюминий сымдары, заманауи қозғалтқыштар Микроэлектроника Кешеннің жаппай өндірісін қамтамасыз ету Электрондық компоненттер.

Байланыстыру үшін қолданылатын сымның ең көп таралған түрлері қандай?

Таңдау Байланыстыру сымы Бұл шығындар, жұмыс істеу және қолдану талаптарына негізделген маңызды шешім. Әр материалда бірегей қасиеттері бар, олар оны әртүрлі жағдайлар үшін қолайлы етеді. Үш негізгі Сым түрлері Бүгінгі таңда қолданылған алтын, мыс және алюминий.

Алтын сым: Ондаған жылдар бойы алтын, алтын стандарт болды Сым байланысы Оның сенімділігіне байланысты. Олай емес оттеризе, оны жасауды жеңілдетеді Жақсы байланыс Қосылым. Оның жұмсақтықтығы мүмкіндік береді Алтын сымдарды байланыстыру Төменгі күштерде, сынғыштарды нәзік етеді кремний чип. Алайда, жоғары Алтын құны Көптеген өндірушілердің баламаларды іздеуге мәжбүр болды.

Мыс сымы: Мыс сым танымал балама болды. Сондай-ақ Электр өткізгіштік алтыннан да жоғары, және бұл әлдеқайда арзан. Алайда, мыс қатты және бейім тотықтыру, бұл қайсысын жасайды Байланыстыру қажет неғұрлым бақыланатын орта (көбінесе инертті газ қалқанын пайдаланып) және зақымданудың алдын алу үшін берік технологиялық параметрлер облигациялық төсем.

Алюминий сым: Алюминий сым өте жиі кездеседі Сын облигациясы, әсіресе, әсіресе үлкен қуаттар үшін диаметр Сымдар жоғары токтарды тасымалдау үшін қажет. Ол өте мықты моно-металл құрайды дәнекерель чиптегі алюминий байланыс алаңдарымен сынғыштың пайда болуына жол бермейді Алюминий Интерметикалар (күлгін оба »деп аталады) уақыт өте келе облигациялардың істен шығуына әкелуі мүмкін. Біз бірқатар Таза алюминий сым осы талап етілетін өтінімдер үшін арнайы жобаланған.

Сіз ғылымды ультрадыбыстық дәнекерлеуді түсіндіре аласыз ба?

В Ультрадыбыстық дәнекер бұл екіге қосылатын қызықты процесс Металл беттер оларды балқытпай. Бұл орталық болып табылатын қатты дене дәнекерлеуі Ультрадыбыстық сымдарды байланыстыру. Сиқырлық жоғары жиілікті тербелістер қысыммен байланыс интерфейсімен енгізілген кезде болады.

Мұнда ол қалай жұмыс істейді: а Сым байланысы машинасы жасау үшін түрлендіргішті қолданады Жоғары жиілікті Әдетте 20-120 кГц диапазонында акустикалық тербелістер. Осы Діріл энергиясы арқылы аударылады Байланыс құралы дейін сым. Та сым басады қарсы облигациялық төсем, және жылдам, скрабтау қозғалысы Ультрадыбыстық энергия Бірнеше нәрсені жүзеге асырады:

1. Бетін тазартады: Тербелістер бетті ластаушы заттарды сындырып, таратады және жіңішке оттер екеуінде де қабаттар сым және облигациялық төсем. Бұл таза, таза металды шығарады, бұл қажет байланыс қалыптастыру.
2. Металды жұмсартады: Интенсивті үйкеліс пластик тудыратын локализацияланған жылуды тудырады деформация интерфейстегі металлға. Бұл жұмсарту екі бетіне бір-біріне сәйкес келеді.
3. Атом дифузиясын жақсартады: Беттерімен тазартылып, бірге басылады, атомдар сым және төсеніш шекарадан таралуы мүмкін, шындықты тарта алады Металлургия Облигация.

Бүкіл Ультрадыбыстық байланыс Процесс бірнеше миллисекундты алады. Пайдалану арқылы қысым және ультрадыбыстық Жаппай балқудың орнына діріл, ол жоғары жылумен байланысты мәселелерден аулақ болады, бұл оны нәзік ету үшін өте жақсы етеді Электрондық компоненттер. Бұл комбинация Жылу және ультрадыбыстық энергия қазіргі заманғы негізі Термосонды байланыстыру.

Сым байланысының сапасына қандай факторлар әсер етеді?

Мінсізге жету Сым байланыс Миллиондаған қосылыстар бойынша үнемі күрделі мәселе болып табылады. Инженер ретінде сіз сапалы көптеген айнымалылардың нәзік балансымен анықталғанын білесіз. Олардың кез-келгенінде шамалы ауытқу әлсіз немесе сәтсіз облигацияға әкелуі мүмкін.

Негізгі сапа факторлары:

• Материалдық тазалық: Сапасы Байланыстыру сымы және тазалығы облигациялық төсем құнды болып табылады. Кез-келген қоспалар немесе ластану күшті қалыптастыруға кедергі келтіруі мүмкін дәнекерель. Бұған металдан жасалған бұйымдар кіреді субстрат.
• Байланыс параметрлері: Бұл инженер оңтайландыруы керек машина параметрлері. Оларға мыналар кіреді:
  • Күшін: Құрал қаншалықты қиын сым. Күш аз, әлсіз байланысқа әкеледі; Тым көп чипті зақымдауы мүмкін.
  • Ультрадыбыстық қуат: Мөлшері Ультрадыбыстық энергия қолданылған. Микрокаркалар тудырмай, бетті тазарту үшін бұл өте жақсы болуы керек.
  • Уақыт: Қай күш пен қуат қолданылатын ұзақтығы.
  • Температура: Ыстықта қолданылатын жылу субстрат, бұл материалдарды жұмсартуға көмектеседі.
• Құралдың жағдайы: Та Байланыс құралы-Герек сымсыз Немесе капилляр - бұл уақыт өте келе қырылатын тұтынылатын бөлігі. Тозған немесе ластанған құрал сәйкес келмейтін облигациялар шығарады. Біз өзіміздің өзіміздің әдет-ғұрыптарымыз сияқты жоғары сапалы, ұзаққа созылатын құралды қалай көрдік Машиналар шығындары, өнімді күрт арттырып, тоқтап қалуды азайтады Өндірістік желілер.
• Цикл геометриясы: Пішіні сым Цикл сонымен қатар өте маңызды. Қате циклдің биіктігі басқа сымдармен қысқа тұйықталуға әкелуі мүмкін немесе қалыпқа келтірілген, кейіннен жасалған инкапсуляция сияқты зақымдалуы мүмкін.

Бұл факторларды игеру терең технологиялық білім, жоғары сапалы материалдар және сенімді болуды талап етеді Дәнекерлеу машинасы. Бұл бақылау, тестілеу және қайта өңдеудің үздіксіз процесі.

Лазерлік дәнекерлеу дәстүрлі сымдарды байланыстырумен қалай салыстырылады?

Сол екі арада Сым байланысы чип-деңгейдің басым технологиясы өзара байланыс, Лазерлік дәнекерлеу Электроника құрастырудағы әр түрлі қосылыстардың, әсіресе батарея қойындылары мен шиналар сияқты үлкенірек компоненттер үшін қуатты балама ретінде пайда болады.

Лазерлік дәнекерлеу Ерітілетін және сақтандырғыштарға қатты әсер ету арқасын қолданады Түрлі металл бөлшектерді бірге. Қатты күйден айырмашылығы дәнекерель -ден Ультрадыбыстық байланыс, Лазерлік дәнекерлеу Фузия жасайды дәнекерель материалды еріту арқылы.

Салыстыру:

Сым байланысы Нәзікке мыңдаған ұсақ, дәл қосылыстар жасау кезіндегі асығыс жартылай өткізгіш өлу. Төмен жылу кірісі сезімтал схеманың зақымдалуына жол бермейді. Лазерлік дәнекерлеу, керісінше, одан жоғары бөліктерде күшті, құрылымдық дәнекерлеу үшін жақсы, бұл үлкен бөліктерде жақсы. Сіз пайдаланбайсыз Лазерлік дәнекерлеу 25-микронды қосу үшін сым дейін МЕН ТҮСІНЕМІН, бірақ бұл батарея терминалына қалың мыс ілгекті дәнекерлеуге өте ыңғайлы. Олар электронды өндіріс әлеміндегі әртүрлі сынақтарды шешетін қосымша технологиялар.

Бүгін сымдарды байланыстыру процесінде қандай қиындықтар бар?

Та Сымдарды байланыстыру процесі Темірген, бірақ ол үнемі өз шекарасына, электроника саласындағы инновациялардың шексіз қарқынымен итеріледі. Инженерлер жаңа шешімдерді және жақсы материалдарды қажет ететін бірнеше негізгі сынақтарға тап болады.

Ең үлкен кедергілердің бірі миниатюр. Чиптер әлдеқайда күшті болғандықтан, олар кішігірім кеңістіктегі қосымша және көбірек қосылымдарды қажет етеді. Бұл ультра жұқа төсеуге әкеледі, онда облигация алаңдары бір-біріне өте жақын орналастырылған. Бұл осыдан ерекше дәлдікті талап етеді Сым байланысы машинасы және кіші, дәлірек Бондинг қолданады арнайы Сынақ тәрізді құрал. Кез-келген сәл сәйкессіздік қысқа тұйықталуға әкелуі мүмкін.

Тағы бір қиындық - бұл жаңа материалдар мен күрделі құрылғылар құрылымдарының өсуі. Мысалы, жаңа субстраттарға және жинақталған бумалармен (3D-ICS) байланыстыру жаңа айнымалыларды енгізеді. Та коэффициент -ден Жылу кеңеюі Әр түрлі материалдар арасындағы сәйкессіздік стрессте айта алады Сым байланыс жұмыс барысында сенімділік мәселелеріне әкеледі. Сонымен қатар, ауысу мыс сым Шығындарды үнемдеуге байланысты мәселелер енгізілді тотықтыру және қаттылық, процесті бақылауды қажет етеді.

Ақыры, электроника үшін, мысалы, электроника, мысалы, электромобильдер IGBT байланыстырушы машиналар, Қиындық басқаша. Міне, ауыр диаметр алюминий сым немесе ленталар жоғары токтарды өңдеу үшін қолданылады. Қиындық жеткілікті түрде жеткізіледі Ультрадыбыстық берік жасау қуаты дәнекерель үлкен, қымбат электр құралын зақымдамай-ақ. Бұл жерде Байланыс құралдары және оның күші Дәнекерлеу машинасы шынайы сынаққа қойылған.

Қолдану үшін дұрыс байланыстыру сымдары мен құралдарын қалай таңдай аласыз?

Дұрыс таңдау Байланыстыру сымы және құралдар тек сатып алу туралы шешім ғана емес; Бұл шығымдылықтың, сенімділік пен құнға тікелей әсер ететін маңызды инженерлік таңдау. Технологиялық инженер үшін бұл шешім құрылғының ерекше талаптарын ескеретін жүйелі тәсіл талап етеді.

Алдымен, қосымшаны талдаңыз. Бұл үлкен күш-қуат қажет пе? диаметр Алюминий сым токты басқару үшін? Немесе бұл жоғары тығыздықты сандық ма? МЕН ТҮСІНЕМІН бұл ультра жұқа алтын немесе мыс сым Жіңішке байланыс үшін? Таңдау сым Материалдық-алтын, мыс немесе алюминий - бастапқы нүкте. Бұл шешімді шығындар, сенімділікке, сенімділікке деген қажеттілік, сенімділік қажеттіліктеріне (алтынның коррозияға төзімділігі) және металдандыру әсер етеді облигациялық төсем (алюминий сым алдын-алу үшін алюминий төсемдерінде Алюминий Интерметаллика).

Бір рет сым қолданылады, Келесі қадам - ​​таңдау Байланыс құралы. Геометрия сымсыз немесе капиллярға сәйкес келуі керек Сым диаметрі және облигациялық төсемнің өлшемдері өте жақсы. Қате өлшемдері бар құрал байланыстың нашарлауына, сымның зақымдануына немесе сәйкес келмейтін нәтижелерге әкелуі мүмкін. Мысалы, а Сын облигациясы Тығыз кеңістікте өте жұқа профиль бар құрал қажет болуы мүмкін. Құралдың материалы - вольфрам карбид немесе титан тәрізді, оның өмір сүру ұзақтығы мен өнімділігі үшін өте маңызды. Мамандандырылған өндірушіден сапалы құралдарды инвестициялау құралды-құралға сәйкестігін қамтамасыз етеді, бұл процестердің өзгеруіне төзе алмайтын инженерлер үшін негізгі алаңдаушылық туғызады. Дұрыс комбинациясы Әр түрлі сым Түрлері мен дәл құралдары сәтті және қайталанатын формула болып табылады Сым байланысы Операция.

Негізгі жолдар

• Сым байланысы негізгі болып табылады: Бұл жартылай өткізгіш құрылғыларды құрайтын электр қосылымдарын құрудың негізгі әдісі.
• Екі негізгі тип бар: Допты байланыстыру тез және жан-жақты Сынақ байланысы дәл және нашар профильді қосымшалар үшін дәл және өте қолайлы.
• Бұл дәлдік туралы ғылым: Процесс күш, температура және Ультрадыбыстық күшті, қатты күйді құруға арналған энергия дәнекерель.
• Материалдық таңдау өте маңызды: Алтын, мыс немесе алюминий таңдау сым Шығындар, өнімділік және сенімділік талаптарының арасындағы сауда-саттықта байланысты.
• Сапа көптеген факторларға байланысты: Мінсізге жету Сым байланыс жоғары тазалық материалдарды, оңтайландырылған машина параметрлерін және жоғары сапалы, берік Байланыс құралдары.
• Технология әлі де дамып келеді: Миниатюризация, жаңа материалдар және жоғары қуатты қосымшалар, оның шекараларын итеру жалғасуда Сымдарды байланыстыру процесі қол жеткізе алады.