Менин атым Кевин, бул жерде Донгхин Электрондук технологиясы, менин күндөрүм укмуштуудай кичинекей кезимде толгон. Мен Германиядагы инженерлер менен бир компаниянын ийгилиги, микроскопиянын ишенимдүүлүгүнө ээ болгонун түшүнгөн инженерлер сыяктуу инженерлер менен иштейм зым. Туура эмес зым байланыш, көзгө дээрлик көрүнбөйт, миллиондогон долларлык өндүрүш линиясына кире алат. Бул макала Маркуска жана Ар бир инженер, техник жана кызыгуунун артына кетүүнү каалаган ар бир инженер үчүн. Биз дүйнөнү ойготуп жатабыз зым байланыш, бул кичинекей Бонд зымдары Сиз ээ болгон бардык электрондук шаймандын нерв системасын түзүңүз. Бул биздин санариптик диктаны байланыштырган дүйнөсүнө жана физика дүйнөсүнө саякат.
Зым байланыш деген эмне жана интегралдык схема үчүн эмне үчүн маанилүү?
Анын жөнөкөй, а зым байланыш кичинекей катмар зым жасоо үчүн колдонулат Электр байланышы ортосунда Жарым өткөргүч чип жана анын таңгактоосу же басылган схема башкармалыгы (PCB). Ойлон Интегралдык схема (Icшаар катары, маалымат жана электрдик сигналдар менен ызы-чуу. Бул шаар тышкы дүйнө менен байланышуу үчүн жолдорго муктаж. Бонд зымдары ошолорстволор. Алар электр энергиясын жана маалыматтарын сипке жана андан тышкаркы жана тышка чыгарууга, толугу менен жүргүзүүгө болот айлануу Функционалдык. Бул байланыштары жок, эң өнүккөн Жарым өткөргүч түзмөк Дүйнө жүзүндө бир гана инерттүү кремний.
Мааниси зым байланыш аябай кеңири таралган жана экономикалык жактан натыйжалуу InterConnect технологиясы тармакта колдонулат. Ар бир Бонд кемчиликсиз болушу керек. Бир жаман Бонд жүздөгөн же миңдеген түзмөктө Бонд зымдары толугу менен компоненттин бузулушуна алып келиши мүмкүн. Бул туташуу сонун болушу керек Электр өткөргүчтүк Сигналдарды жоготпостон өткөрүү жана жылуулук, термелүүгө жана физикалык стресстен арылууга механикалык жактан күчтүү болушу үчүн. Смартфонуңуздан унаанын коопсуздугуна байланыштуу бардык нерсенин ишенимдүүлүгү ушул микроскопиянын бүтүндүгүнө байланыштуу зым байланыштар.
Ар бири зым байланыш Инженердик миниатюралык. Абдан жука зымкөбүнчө а диаметри адамдын чачынан кичине (өлчөнөт) Микрометрs), так деп аталган чиптин белгилүү бир жерге так тиркелет Бонд төш. Дагы бир Бонд андан кийин коргошунга же субстрат, аяктоо айлануу. Процесс туруктуу, катуу-мамлекетин жаратат Weld, туруктуу жана ишенимдүү туташууну камсыз кылуу. Бул жөнөкөй механикалык байланыш эмес; Бул чыныгы металлургия Бонд атом деңгээлинде.
Зым байланыш процесси кандайча ишенимдүү электрдик өз ара байланышын кандайча жаратат?
The Зым байланыш процесси жогорку автоматташтырылган процедура - күч, жылуулуктун жана Ultrasonic күчтүү жаратуу үчүн энергия Бонд. Максаты - кошулуу зым -га Бонд төш сыяктуу эч кандай чет элдик материалды колдонбостон жоокер. Бир нече ачкыч бар байланыш процесстери, бирок эң көп кездешет Термосоникалык байланыш. Бул процесс физика жана механиканын назик бийи.
Жыгылып кетели Процесс кадамдары. Биринчи, Жарым өткөргүч чип жылытылган баскычка жайгаштырылып, аны алып келүү бийик температура (адатта 100-300 ° C). Бул жылуулук металлдарды жумшартып, аларды түзүүнү көбүрөөк кабыл алууну көздөп, Бонд. The Зым байланыш машина андан кийин зымдын аягы алюминийге каршы Бонд төш боюнча кремний чип. Басым колдонулгандай, машина жогорку жыштыкты сунуштайт ультраүн энергия. Бул титирөө микроскопиялык скраб щетка сыяктуу актуалдуу, экипаждарды тазалоо жана эки тараптан булгоочу заттарды тазалоо зым жана тузак.
Бул айкалышы Жылуулук жана ультра титирөө атомдорун пайда кылат зым жана Бонд төш Аралашып, күчтүү, сөзсүз түрдө пайда болуу Weld. Бул катары белгилүү биринчи байланыш. Машина андан кийин илмек зым Туташуу чекитине субстрат жана ушул сыяктуу иш-аракетти жасайт экинчи байланыш. Натыйжасы бир калыпта Interconnection Бул электрдик натыйжалуу жана механикалык жактан үн. Бир гана операция зым заманбап машиналарды миңдеген нерселерди жайгаштырууга мүмкүндүк берген секундасынын бир бөлүгүндө болот Бонд зымдары мүнөтүнө.
Топтун облигациясынын жана жик байланыш процесстеринин ортосундагы негизги айырмачылыктар кандай?
Максаты бирдей, эки негизги байланыш процесстери—Ball Bond жана жик булагы- Бир аз ар кандай жолдор менен. Алардын ортосундагы тандоо арызга жараша болот Зымдын түрү колдонулат, жана дизайны Интегралдык схема.
A Ball Bond, Аты-жөнү көрсөтүлгөндөй, кичинекей топту түзүп баштайт зымдын аягы. Бул учу эрип менен жасалат зым электр учкуну менен. Бул эритинди металл, адатта алтын зым же Жез зым, бетинин чыңалышына байланыштуу кемчиликсиз чөйрөнү түзөт. Бул деп аталат "Акысыз аба топ. "Машина муну басат алтын шар боюнча Бонд төш күч менен жана ультраүн энергия түзүү биринчи байланыш. Негизги артыкчылыгы a Ball Bond анын ылдамдыгы жана фактысы зым ар кандай багытта багытталса болот Бонд.
A жик булагы, тескерисинче, топту колдонбойт. Анын ордуна, ал басуу үчүн жик формадагы куралды колдонот зым түздөн-түз Бонд төш. Ультраүн энергия анан тигүү үчүн колдонулат Бонд. Бул процесс кайталанат экинчи байланыш. Жик булагыадатта, адатта Алюминий зым Бирок алтынды жана жез үчүн колдонсо болот. Анын негизги артыкчылыгы - бул төмөнкү профильди жаратат Бонд, ал жерде вертикалдуу мейкиндик чектелген өтүнмөлөр үчүн эң сонун. Ошондой эле ал жонундо жасалган айыптоолор үчүн артыкчылык Бонд Төшөктөр бири-бирине жакын. Бирок, жик булагы жалпысынан жайыраак жараян Ball Bond.
Байланышта колдонулган зымдын ар кандай түрлөрүн түшүндүрө аласызбы?
The зым колдонулат байланыш үчүн гана эмес Металл зым; Бул белгилүү бир касиеттери бар жогорку инженералдык материал. Эң көп кездешкен үч материал алтын, жез жана алюминий. The байланыш зым колдонулат туруктуу жана ишенимдүү туташууну түзүү үчүн, анын материалдык курамы өтө маанилүү.
- Алтын (au) зым: Узак убакыт бою, алтын зым өнөр жай стандарты болгон. Бул абдан туруктуу Коррозия жана кычкылдануу, аны түзүү оңой Жогорку сапаттагы байланыштар. Анын жумшактыгы жана кесилиши назик үчүн идеалдуу Зым байланыш процесси. Алтын зым көп кездешет топ топтому үчүн колдонулат. Анын негизги кемчилиги жогору Алтындын наркы.
- Жез (CU) Зым: Жез зым алтына өтө популярдуу альтернатива болуп калды, анткени ал арзаныраак, анткени ал арзаныраак жана жогору Электр өткөргүчтүк. Бирок, жез алтындан жана оңой кычкылданууга караганда кыйыныраак. Бул кылат байланыш талап кылат Көбүнчө бир кыйла башкарылуучу процесс, көбүнчө нитроген атмосферасында, кычкылданууну алсыратканга жол бербөө үчүн Бонд. Биз жогорку тазалыкты сунуштайбыз Жез зым бул кыйынчылыктарды жеңүү үчүн иштелип чыккан. Анын касиеттерин өркүндөтүү үчүн, Жез зым көп учурда аз өлчөмдө түшөт эритме сыяктуу палладий (Палладийим менен капталган).
- Алюминий (AL) Зым: Алюминий зым, көбүнчө эритме аз өлчөмдө кремний, биринчи кезекте колдонулат жик булагынер. Бул абдан жумшак жана арзан. Бул чоңураак шаймандарды тандоо материалы, ал жерде чоңураак Зым Диаметри көбүрөөк ток берүү үчүн керек. Эң көп Бонд Төшөктөр a Жарым өткөргүч алюминумдан, аны колдонуп, алюминийден жасалган Алюминий зым Мороздук металл тутумун жаратат, бул сыныктын пайда болушуна жол бербейт Intermetalic Compoundарасында пайда болушу мүмкүн алтын жана алюминий, алып баруучу байланыштардын бузулушу.
Заманбап соода процесстеринде ультраүн энергия оюнун кандай ролду ойнойт?
Ультраүн энергия Заманбап жашыруун ингредиент болуп саналат Зым байланыш ушунчалык натыйжалуу жана ишенимдүү. Бул күчтүү болууга мүмкүндүк берет Weld башкача температурада, башкача айтканда, белгилүү бир процесс деп аталат ультраүн байланыш. Бул өтө маанилүү, анткени жогорку температура сезимталга зыян келтириши мүмкүн Жарым өткөргүч Түзмөк.
Мына бул кандайча иштейт: учурунда Облигация түзүү, курал термелет зым каршы Бонд төш УЗИ жыштыгында (адатта 60-120 кГц). Бул тез, сүрмө кыймыл бир нече маанилүү нерселерди жасайт. Биринчиден, ал укмуштай тазалоочу агент катары, жука окчтардын же булгоочу заттарды металл беттериндеги булгоочу заттардын ар кандай жука катмарларын жана тазалоо үчүн иштейт. Сиз жакшы түзө албайсыз Бонд катмар аркылуу кирип, микроскопиялык деңгээлде кычкылдануу так.
Экинчиден, сүрүлүү энергия интерфейсте локалдаштырылган жылуулук жана пластикалык деформацияны жаратат. Бул темир беттерин жумшартып, аларга биригүүгө мүмкүндүк берет. The басым жана ультра титирөө атомдорун алып келет зым жана Бонд төш алар электрондор менен бөлүшүп, чыныгы металлургияны түзүп, ушундай жакын интимдик байланыш Бонд. Ансыз ультраүн энергия, сиз бир топ жогору температура жана күчтөр керек болот (термекомпрессия байланыш), бул назикти бузат кремний астына өл Бонд төш. Бул колдонуу Ultrasonic Кубат - бул борбор Термосоникалык байланыш Процесс.
Эмне үчүн алтын зым - жогорку сапаттагы байланыш зымдары үчүн салтка жетишкен?
Алтын зым жогорку ишенимдүүлүктүн алтын стандартын (пун арналган) алтынга ээ болду Бонд зымдары. Анын популярдуулугу, аны талап кылынган чөйрө үчүн өтө ылайыктуу деп эсептеген химиялык жана физикалык касиеттердин уникалдуу айкалышынан келип чыгат Интегралдык схема.
Эң маанилүү артыкчылык алтын зым анын химиялык инфюциясы. Бул кычкылданууга өтө туруктуу жана Коррозия. Бул укмуштуудай маанилүү, анткени таза, оксид-эркин бети күчтүү, төмөн каршылык көрсөтүү үчүн зарыл Бонд. Башка металлдар кычкыл катмарларын издеген кычкылдын катмарларын сууда бир заматта издегенде, алтын тунук бойдон калууда алтын зым байланыш Процесс абдан кечиримдүү жана кайталануучу. Бул жабыркагандыктын туруктуулугу түшүмдүүлүгүнө алып келет жана узак мөөнөттүү узак мөөнөттүү аткаруу.
Андан тышкары, алтын зым абдан ийилчээк жана ийкемдүү. Бул өтө эле өзгөрүлүшү мүмкүн дегенди билдирет жука зым ырааттуу диаметри жана мезгилди оңой эле калыптандырса болот Ball Bond жумушсуз же сынган жок. Бул жумшактык дагы бир механикалык сиңирүүгө жардам берет Стресс түзүлөт Мортратты коргоп, байланыш процесси менен Бонд төш жана астында кремний зыяндан. Ал эми бийик Алтындын наркы Аэросососподогу, медициналык жана аскердик электронорлордо критикалык колдонмолор үчүн негизги фактор болуп саналат, анда ийгиликсиздиги, ишенимдүүлүк сунуш кылган ишенимдүүлүк алтын зым Көбүнчө чыгымдарды негиздейт.
Жез заты салттуу зымга алтынга окшош?
Жез зым Алтын үстөмдүк кылган алдыңкы атаандаш үчүн алдыңкы атаандаш Зым байланыш Дүйнө. Алгачкы айдоочусу - анын атын асырап алуусу - булга чейин жез алтына караганда бир кыйла арзаныраак. Бирок, өтүү алтын зым чейин Жез зым жөнөкөй материалдык алмаштыруу эмес; Бул үчүн олуттуу өзгөртүүлөрдү талап кылат байланыш процесстери материалдардын ар кандай касиеттерине байланыштуу.
Натыйжалуулуктун көз карашынан, Жез зым жеңүүчү болуп саналат. Ал жогору Электр өткөргүчтүк Алтындан жасалган жылуулук өткөрүмдүүлүк, алтындан бир топ күчкө ээ болгон же ысык иштеткен шаймандар үчүн сонун. Ошондой эле ал механикалык касиеттери жакшыраак, күчтүүгө алып баруучу Бонддун күчтүү жактары жана каршылык зым желим калыптоо процессинде шыпыруу. Бирок, жез өзүлөрүнүн кыйынчылыктары менен келет. Анын эң чоң жетишпегендиги бул коррозияга катуулугу.
Себеби жез алтынга караганда кыйыныраак, байланыш параметрлери, мисалы Күч жана ультраүн күч, зыян келтирбөө үчүн кылдаттык менен контролдоо керек Бонд төш. Чоң маселе - кычкылдануу. Жез кычкылдыктар тез эле Бонд формага чейин. Бул, жез менен күрөшүү Зым байланыш адатта, кычкылтексиз азот чөйрөсүндө жүргүзүлөт. Анын байланыштарын жана кычкылданууга, жезге каршылык көрсөтүү зым көп учурда элементтер менен эритинди палладий. Бул палладий- Жез зым эң жакшы балансты, аткаруу жана иштелүүлүктүн тең салмактуулугун сунуш кылган популярдуу чечим болуп калды.
Алюминий зым менен байланыш түзүүдө кандай кыйынчылыктар пайда болот?
Алюминий зым бийликтин иши болуп саналат Жарым өткөргүч өнөр жай. Бул үчүн идеалдуу жик булагыири талап кылынган арыздарда Зым Диаметри көтөрүү бийик. Бирок, менен иштөө Алюминий зым Инженерлер башкаруунун уникалдуу кыйынчылыктарын белгилейт.
Менен башкы чакырык Алюминий зым анын жумшактыгы. Бул аны оңой Бонд Чипти бузбастан, бул дагы билдирет зым механикалык маселелерге кабылат. Мисалы, Алюминий зым Алтындан же жезге караганда төмөн чыңалуучу күчкө ээ, ошондуктан бейкапар, сыныктын алдын алуу үчүн кам көрүлүшү керек. Андан тышкары, бул дагы бир кыйналат Төмөн цикл чарбасы. Түзмөк көтөрүлүп, муздайт, материалдар кеңейип, келишимди кеңейтет. Анткени Алюминий зым башкача Жылуулук кеңейиши коэффициенти Пакетте башка материалдарга караганда, бул велосипед тебүү стресстин согончогу Бондакыры жарака же ийгиликсиздикке алып келет.
Дагы бир карап чыгуу Алюминий зым дээрлик гана колдонулат жик булагынер. Аны оңой түзүлбөйт Акысыз аба топ алтындын же жез сыяктуу, ал аны тезирээк колдонот Ball Bondнер процесстер. Бул кыйынчылыктарга карабастан, мононун металл тутумдарында (алюминий) зым алюминийдин төшөктөрүндө) аны алмаштырылгыс материал жасаңыз. Донгхинде биз сапаттуу таза алюминий зым жана бекем Оор алюминий зым байланыштары өзгөчө энергетикалык арыздарды талап кылууда ишенимдүү байланыштарды түзүү боюнча атайын иштелип чыккан.
Зымдагы байланыштарда жалпы ийгиликсиздиктен кантип кача аласыз?
Иштебей калды зым байланыш Электрондук шайман үчүн катастрофалык болушу мүмкүн, ошондуктан ийгиликке жол бербөө эң жогорку артыкчылык болуп саналат. Кыйынчылыктар көп себептерден улам келип чыгышы мүмкүн, көбүнчө начар көзөмөлгө байланыштуу байланыш параметрлери, булгануу же материалдык маселелер. Аракетсиз ыкма баскычы.
Эң көп кездешүүчү ийгиликсиздик режимдеринин бири - алсыз Бонд же "таяк", кайда зым туура жабышпайт Бонд төш. Бул көбүнчө, пампанын бетине же туура эмес ылайыкташтырылган байланыш параметрлери. Бардык беттердин тазалыгын жана облигацияларды кылдаттык менен оптималдаштырууну камсыз кылуу, Ultrasonic конкреттүү үчүн электр жана температура ошондой эле материалдар биринчи коргонуу сызыгы. Үзгүлтүксүз калибрлөө Зым байланыш машина дагы маанилүү.
Дагы бир жалпы маселе - "Cratering" - бул байланыш процессинин басымы жана энергиясы морт кремний же анын астындагы оксид катмарлары Бонд төш. Бул көбүнчө ашыкча күчкө байланыштуу же ультраүн энергия. Туура колдонуу байланыш Курал жана так башкарылган процесс бул зыяндын алдын алат. Акыры, байланыштардын бузулушу морт пайда болгондуктан убакыттын өтүшү менен пайда болушу мүмкүн Intermetalic Compounds, айрыкча, ортосунда алтын жана алюминий AT бийик температура. Туура материалдык айкалыштарды тандоо сыяктуу Алюминий зым алюминийдин үстүндө же тосмо металлды колдонуу Бонд төшУшул узак мөөнөттүү ишенимдүү адамдардын тобокелдигин азайтууга болот.
Зым байланыш менен байланышуу жана өз ара байланыш үчүн сатуучуга кандай айырма бар?
Экөө тең Зым байланыш жана жоокер түзүү үчүн колдонулат Электр байланышы, алар ар кандай масштабда колдонулган жана ар кандай максатта колдонулган ар кандай процесстер айлануу. Ролдорун түшүнүү Электрондук Ассамблеяны баалоонун ачкычы болуп саналат.
Жоокер металл болуп саналат эритме Чоң компоненттерди бириктирүү үчүн, мисалы, чоң компоненттерди бириктирүү үчүн колдонулат Интегралдык схема Пакет a PCB же резисторго туташуу электрод. Процесс жылытууну камтыйт жоокер Ал эриймейинче, компоненттердин ортосунда агып, андан кийин катуу туташуу пайда болот. Жоокер Макро масштабда күчтүү механикалык жана электрдик байланыштарды түзүү үчүн сонун, бирок ичиндеги микроскопиялык туташууларга так так эмес Жарым өткөргүч Пакет. Сиз жөн гана колдоно албайсыз жоокер кичинекей туташуу Бонд чипте төшөктөр.
Зым байланыш, экинчи жагынан, катуу мамлекет ширетүү процесси микродолдук масштабга арналган InterConnectИон. Ал түз металлургия түзөт Бонд абдан ортосунда жука зым жана чип Бонд төш өзүнчө толтуруучу материалсыз жоокер. Зым байланыш Жүздөгөн же миңдеген байланышка ээ болгон бир топ так жана тыгыздыкты сунуштайт. Кыскасы, зым байланышсигналды алуу үчүн колдонулат чыгып кремнийден өлөт, ал эми жоокер көп учурда пакеттелген өлгөнгө чейин, калганына чейин туташуу үчүн колдонулат айлануу. Алар биргелешип иштеген эки кошумча технологиялар, биз күн сайын колдонобуз, биргелешип иштей турган эки кошумча технологиялар.
Ачкыч
- Зымдык байланыш - бул сын Бонд зымдары Сырткы дүйнөгө жарым өткөргүч чипти туташтырган негизги электрдик жолдору, бүткүл райондук бүтүрүү ишин жүргүзүү.
- Процесс - ачкыч: Заманбап байланыш процесстери сыяктуу Термосоникалык байланыш Жылуулуктун, күч, жана Ultrasonic күчтүү, ишенимдүү металлургияны түзүү үчүн энергия Weld.
- Топ vs. Ball Bondнер тез жана ийкемдүү, адатта, алтынды же жезди колдонуу менен, ал эми жик булагынер алюминий менен, майда өтүнмөлөрдүн үстүнкү тактык үчүн жогорку тактыкты сунуштайт зым.
- Материалдык маселелер: Тандоо ортосунда алтын зым, Жез зым, жана Алюминий зым Бөлүм, аткаруу жана ишенимдүүлүктүн талаптарына негизделген инженердик чечим.
- Иштебей калуудан алыс болуңуз: Алдын алуу байланыштардын бузулушу Катуу процессти көзөмөлдөө, таза материалдарды жана туура оптималдаштырылган байланыш параметрлери Алсыз байланыштардан же чипке зыян келтирбөө үчүн.
- Жоокер менен бирдей эмес: Зым байланыш чип-деңгээлдеги микродолдук ширемдик процесси Interconnection, ал эми жоокер ири компоненттерди кошуу үчүн колдонулган макро масштабдагы процесс болуп саналат PCB.
