Mano vardas Kevinas, o „Dongxin Electronic Technology“ mano pasaulis sukasi apie tikslumą mikroskopiniu mastu. Man buvo suteikta privilegija dirbti su tokiais inžinieriais kaip Marcus Vokietijoje-profesionalūs asmenys, suprantantys, kad kelių milijonų dolerių vertės gamybos linijos patikimumas gali priklausyti nuo vieno, plaukų plono vientisumo vientisumo viela. Tai viela formos a obligacija, elektrinis ir mechaninis ryšys, toks kritiškas, kad jis palaiko beveik kiekvieną modernų Elektroninis įrenginys. Tai yra pasaulis vielos jungtis. Tai technologija, kur kas sudėtingesnė nei paprasta Lydmetalis, ir įvaldyti tai yra būtina visiems mūsų srities srityje. Šiame vadove mes išskaidysime vielos jungtis, tyrinėti mokslą, metodus ir medžiagas, sukuriančias šias gyvybiškai klijavimo procesai.
Koks yra pagrindinis vielos surišimo elektroniniame įrenginyje tikslas?
Pirminis Vielos surišimo tikslas yra pasidaryti Elektros jungtys. Konkrečiai, Vielos surišimas yra procesas sujungti mikroskopinę integruotą grandinę arba lustas, į savo pakuotę arba į spausdintą plokštę. Tai obligacija yra esminė komunikacijos nuoroda. Be jo galingos apdorojimo galimybės lustas liktų izoliuotas ir nenaudingas. Vielinio ryšys teikia Lankstus, patikimas ir ekonomiškai efektyvus būdas sukurti šiuos svarbius ryšius. Kiekvienas viela veikia kaip mažas tiltas, nešantis galią į lustas ir duomenys iš to. Vienas, kompleksas Elektroninis komponentas gali būti šimtai ar net tūkstančiai šių asmenų obligacijų laidai.
The vielos jungtis Pati yra kietojo kūno suvirinimas. Skirtingai nuo kitų metodų, susijusių su lydymosi medžiagomis, vielos surišimas naudoja jėgos, temperatūros ir ultragarsinės energijos derinį, kad sukurtų tiesioginį atominį obligacija tarp viela ir metalinė padėklas ant lustas (The obligacijų padas). Tai sukuria nepaprastai tvirtą ryšį. Geras obligacija turi puikų elektrinį laidumą ir mechaninį stiprumą, užtikrinant Elektroninis įrenginys Funkcijos patikimai per visą savo gyvenimo trukmę. Sudėtingas jų tinklas obligacija Ryšiai sudaro šiuolaikinės elektronikos stuburą, pradedant nuo išmaniojo telefono kišenėje iki pažangių valdymo sistemų elektromobiliu. Kiekvieno kokybė obligacija Tiesiogiai daro įtaką galutinio produkto našumui ir ilgaamžiškumui.
Gero svarba vielos jungtis negalima pervertinti. Vienas sugedęs obligacija gali sukelti visą sistemą žlugti. Todėl sukuriant tobulą obligacija Kiekvieną kartą yra pagrindinis tikslas. Tam reikia giliai suprasti susijusias medžiagas, fizikos fiziką klijavimo procesai, ir tiksli mašinų valdymas. viela pati, obligacijų padas metalizacija, ir surišimas Visi parametrai turi veikti harmoningai. Štai kodėl vielos jungtis yra pagrindinis proceso inžinierių, siekiančių nulinės defektų gamybos, židinys. Kiekvienas sėkmingas obligacija yra technologijos tikslumo liudijimas.
Kuo vielos jungtis skiriasi nuo litavimo jungties?
O abu a vielos jungtis ir a Lydmetalis Sąnariai Sukurkite elektrines jungtis, jie iš esmės yra skirtingi procesai su skirtingais pritaikymais. Svarbiausias skirtumas yra tas vielos surišimas yra kietojo kūno procesas, sukuriantis tiesioginį metalurginį obligacija, tuo tarpu litavimas yra procesas, kuriame naudojama užpildo medžiaga (Lydmetalis) su mažu lydymosi tašku sujungti du paviršius. Pagalvok apie a vielos jungtis kaip mikroskopinis suvirinimas ir Lydmetalis kaip metaliniai klijai.
Lydmetalis Darbai tirpstant ir teka tarp sujungtų komponentų. Kai jis atvės, jis sukietėja, sukurdamas abu mechaninius obligacija ir elektrinis kelias. Šis procesas yra idealus didesniam ryšiui sujungti Elektroninis komponentasS į plokštės. Tačiau reikia šilumos Lydmetalis gali sugadinti subtilų puslaidininkį lustas. Be to, Lydmetalis sąnariai paprastai yra daug didesni ir ne tokie tikslūs nei a vielos jungtis. Jūs tiesiog negalite naudoti Lydmetalis Norėdami sukurti tūkstančius mikroskopinių jungčių, reikalingų moderniam lustas.
Priešingai, a vielos jungtis yra suformuotas neištirpdamas viela arba obligacijų padas. Ultragarsinė energija ir slėgis sukelia atomus viela ir trinkelė išsisklaidyti vienas prie kito, sudarydamas vieną, ištisinę metalinę struktūrą. Tai tiesioginis ryšys Metodas sukuria stipresnį, patikimesnį ir daug mažesnį ryšį. Procesas taip pat yra daug greitesnis mikrolygumoje. Kol Lydmetalis puikiai tinka lentos lygio surinkimui, vielos jungtis yra dominuojanti technologija lustas-Jį lygio sujungimas. A vielos jungtis yra daug sudėtingesnis ir tikslesnis obligacija nei a Lydmetalis ryšys.
Kokie yra trys vielos surišimo procesai, naudojami šiandien?
Mikroelektronikos pasaulyje yra trijų rūšių vielos surišimas Toje vyrauja gamyba: termografinis surišimas, ultragarsinis ryšys ir termoakompresijos surišimas. Kiekvienas Vielos surišimo metodas siūlo unikalų šilumos, slėgio ir energijos derinį, kad sukurtų patikimą obligacija. Suprasti tai Ryšio metodai yra būtina norint pasirinkti tinkamą konkrečios programos procesą.
-
Termografinis ryšys: Tai yra labiausiai paplitęs vielos surišimo tipas Naudojamas šiandien, ypač Auksinės vielos surišimas ir Vario vielos sujungimas. Jis sujungia visus tris elementus: šiluma, jėga ir ultragarsinė energija. Substratas kaitinamas iki vidutinės temperatūros (paprastai 125–150 ° C), kuris šiek tiek sušvelnina medžiagas ir daro jas imlesnius, kad jos būtų imlesnės surišimas. jungimosi įrankis Tada paspaudžia viela ant obligacijų padas Taikant ultragarsines vibracijas. Šis derinys leidžia labai greitai ir patikimai obligacija Esant žemesnei temperatūrai ir jėgoms nei termocompresija, apsaugant subtilų lustas.
-
Ultragarsinis ryšys: Tai Ryšių metodas dažnai vadinamas „šaltu“ surišimu, nes jis paprastai atliekamas kambario temperatūroje. Sukurti beveik tik ultragarsinę energiją ir spaudimą obligacija. Aukšto dažnio įrankio šveitimo veiksmas prieš viela Suskirsto paviršiaus oksidai ir sukuria trintį, reikalingą kietojo kūno suvirinimui. Ultragarsinis ryšys yra standartinis metodas Aliuminio vielos surišimas, kadangi aliuminio paviršiai lengvai sudaro kietą oksido sluoksnį, kurį reikia nuvalyti. Dėl išorinio šilumos trūkumo šis procesas yra idealus temperatūrai jautriems prietaisams.
-
Termokompresijos surišimas: Tai yra originalas vielos surišimas technika. Jis priklauso tik nuo didelės šilumos (virš 300 ° C) ir slėgis, kad susidarytų a obligacija. viela ir obligacijų padas yra kaitinami iki taško, kuriame jų atomai yra pakankamai mobilieji obligacija Kai suspaustas kartu. Aukšta temperatūra gali sugadinti arba skaidyti puslaidininkį lustas. Dėl to šis metodas šiandien yra retesnis, tačiau vis dar naudojamas konkrečiose programose, kai ultragarsinės energijos negalima naudoti. Evoliucija nuo terokompresijos iki Termoroninis ryšys buvo pagrindinis pramonės žingsnis į priekį.
Ar galite detalizuoti lusto ir vielos surišimo procesą?
The lustas ir vielos surišimo procesas yra labai automatizuota, daugialypė procedūra, vykdoma rafinuotame viela Bonderis. Skirstykime tipišką seką Termoroninis rutulio sujungimas ciklas, labiausiai paplitęs vielos surišimas technika.
Pirma, The lustas (Arba miršta) tvirtai pritvirtintas prie substrato ar švino rėmo. Tada šis mazgas kaitinamas iki tikslinės temperatūros. A labai Plona viela, paprastai auksinis ar varis, yra sriegis per tuščiavidurį įrankį, vadinamą kapiliaru. Į elektrinę kibirkštį šaudoma vielos pabaiga, tirpdamas ir formuojant tobulą sferą, vadinamą laisvojo oro rutuliu. Čia iš tikrųjų prasideda procesas.
Tada mašinos robotinė ranka perkelia kapiliarą iki lustas. Jis paspaudžia kamuolį ant konkretaus obligacijų padas su tikslia jėga. Tuo pat metu mašina naudoja ultragarsinės energijos pliūpsnį. Tai sukuria Pirmasis ryšys, stiprus, suvirintas ryšys. Tada mašina pakelia įrankį ir pradeda judėti link antrojo substrato jungties taško, išmokėdamas viela kaip eina. Jo kelias yra kruopščiai suprojektuota kilpa viela. Galiausiai įrankis paspaudžia viela prieš substratą, kad sudarytų antrasis obligacija („dygsnis“ obligacija). Spaustukas sugriebia viela, ir įrankis juda aukštyn, sulaužydamas viela prie antrojo kulno obligacija ir palikdamas mažą vielos uodega Paruoštas kitam ciklui. Visa tai vielos surišimo procesas, iš Pirmasis ryšys į viela pertrauka, įvyksta per sekundę.
Kokios medžiagos ir vielos tipai naudojami vielos surišimui?
Pasirinkimas Medžiagos ir viela yra kritinis sprendimas vielos surišimo procesas. Pasirinkimas tiesiogiai daro įtaką sąnaudoms, našumui ir patikimumui Elektroninis įrenginys. laidai vielos surišimui Turi turėti didelį elektrinį laidumą, gerą mechaninį stiprumą ir atsparumą korozijai. Trys pirminiai vielos tipai Naudojamas vielos surišimui yra auksinis, varis ir aliuminis.
- Aukso (Au) viela: Auksinė viela yra aukščiausios kokybės pasirinkimas. Jis yra nepaprastai patikimas, nes ne oksiduoja, užtikrindamas švarų paviršių, kad būtų tobulas obligacija. Jis taip pat yra labai minkštas ir lankstus, o tai leidžia stipriai obligacija formuoti santykinai žemą jėgą ir temperatūrą. Tai daro Auksinės vielos surišimas Idealiai tinka subtiliems, didelio tankio traškučiams. Pagrindinis naudojimo trūkumas Auksinė viela yra didelė kaina. Geras obligacija su a Auksinė viela Dažnai lengviausia pasiekti.
- Vario (Cu) viela: Vario viela tapo ekonomiškai efektyvi aukso alternatyva. Jo elektrinis ir šilumos laidumas yra dar geresnis nei aukso. Tačiau Vario vielos sujungimas Pateikia daugiau iššūkių. Varis yra kietesnis už auksą, taigi Ryšių parametrai turi būti atidžiai kontroliuojamas, kad nepažeistumėte lustas. Tai taip pat lengvai oksiduojasi, o tai gali trukdyti obligacija. Tam reikia surišimas reikia padaryti inertinėje atmosferoje. Nepaisant šių iššūkių, dėl mažų išlaidų jis tampa populiariu pasirinkimu.
- Aliuminio (Al) viela: Aliuminio viela yra „Power Electronics“ pramonės darbo arklys. Paprastai jis naudojamas pleišto surišimas paraiškos. Kai an aliuminio viela yra sujungtas su aliuminiu obligacijų padas ant a lustas, tai sukuria labai patikimą mono-metalinę sistemą. Tai išvengia trapių tarpmetalinių junginių, kurie gali atsirasti Auksinės vielos obligacijų jungčių padėjimo metalo sistemos, ypač aukštoje temperatūroje. An aliuminio viela taip pat yra labai ekonomiškas. Mes specializuojamės teikiant didelę grynumą Grynas aliuminio viela šioms reiklioms programoms.
Kodėl auksinė viela yra tokia paplitusi klijavimo procesuose?
Nepaisant didelių išlaidų, Auksinė viela išliko kertinis aukšto patikimumo akmuo lustų pakuotė dėl kelių pagrindinių priežasčių. Jo paplitimas klijavimo procesai yra jo išskirtinių medžiagų savybių, kurios sudaro nuoseklią ir patikimą obligacija lengviau nei su kitomis medžiagomis. Inžinieriui, kuriam pavesta užtikrinti maksimalų derlių ir ilgalaikį įrenginio veikimą, a pranašumai a Auksinės vielos jungtis dažnai yra įtikinami.
Reikšmingiausias pranašumas Auksinė viela yra jo cheminis inertiškumas. Auksas nerūdija ir ne oksiduoja normaliomis atmosferos sąlygomis. Tai reiškia viela visada yra nesugadintas ir paruoštas surišimas, pašalinant pagrindinį kintamąjį, kuris gali sukelti Prasta obligacijų kokybė ir gamyba defektai. Tai visiškai prieštarauja vario, kuriam reikalinga apsauginė atmosfera, kad būtų išvengta oksidacijos, trukdytų obligacija. Aukso surišimas yra tiesiog labiau atlaidus.
Be to, Auksinė viela yra labai lankstus ir minkštas. Tai leidžia puikiai obligacijų formavimas ir obligacijų kokybė esant žemesnėms jėgoms ir temperatūrai Termoroninis ryšys. Naudojant mažesnę jėgą, sumažėja trapiojo silicio įtrūkimo ar sugadinimo rizika lustas po obligacijų padas. Švelnumas Auksinė viela leidžia lengvai deformuoti, sukurdamas didelę, patikimą kontaktinę zoną obligacija. Kol vengti aukso vielos obligacijų būti tikslu mažinti išlaidas, misijai kritines programas, kai nesėkmė nėra išeitis, patikimumas, kurį siūlo a Auksinės vielos jungtis dažnai verta aukščiausios kainos.
Kuo pleišto ryšys skiriasi nuo kitų klijavimo technologijų?
Pleišto surišimas išsiskiria tarp vielos surišimo technologijos Dėl savo unikalaus įrankio, proceso srauto ir programų. Skirtingai nei Rutulio ryšys, kuriame naudojamas apvalus kapiliaras ir prasideda rutulio formos obligacija, pleišto surišimas naudoja a pleištas-kele įrankis paspausti viela tiesiai prieš sukibimo paviršių. Viela yra tiesiogiai paspausta ir šveitimas ultragarsine energija, kad susidarytų dygsnis obligacija. Šis esminis skirtumas lemia keletą skirtingų savybių.
Vienas pagrindinis bruožas pleišto surišimas yra jo sugebėjimas sukurti labai žemą profilį obligacija. Gautas dygsnis obligacija yra daug plokštesnis už rutulį obligacija, gaminimas pleišto surišimas Idealiai tinka pritaikymui, kai vertikalusis klirensas yra ribotas. Tai taip pat leidžia ypač gerai surišimas, kur obligacijų pagalvėlės ant a lustas dedami labai arti. pleišto surišimas Procesas puikiai kontroliuoja viela, kuris yra kritinis aukšto dažnio įrenginiuose. Dėl šios priežasties mes inžinerijos įrankiai, tokie kaip mūsų Individualus pleišto surišimo įrankis kad atitiktų griežčiausius nuokrypius.
Pleišto surišimas yra dominuojanti technika Aliuminio vielos surišimas. Ultragarsinis šveitimo veiksmas yra labai efektyvus, norint suskaidyti vietinį oksido sluoksnį ant aliuminio viela. Šis procesas taip pat gali naudoti Auksinė viela (Auksinio pleišto surišimas) arba juostelė, todėl jis yra labai universalus. Tačiau pleišto surišimas paprastai lėtesnis nei Rutulio ryšys nes įrankis turi būti suderintas kiekvienam obligacija. Nepaisant to, esant didelės galios prietaisams ir tiksliajam tikslui, patikimumas ir tikslumas pleišto jungtis Padarykite tai pranašesniu pasirinkimu skirtingas ryšys Technologijos. pleišto jungtis yra darbo arklys.
Kas yra „geras“ ryšys ir kaip jį pasiekti?
„Geras“ obligacija yra tas, kuris yra ir elektriškai patikimas, ir mechaniškai tvirtas, galintis tęsti visą gyvenimą Elektroninis įrenginys. Inžinieriui, geras obligacija yra apibrėžtas konkrečiais, išmatuojamais kriterijais: pakanka obligacijų stiprumas, mažas elektros atsparumas ir nuosekli, gerai suformuota forma. Pasiekti šį tobulą obligacija yra pagrindinis tikslas Vielinio surišimo proceso optimizavimas.
Vizualiai, geras kamuolys obligacija turėtų būti nepriekaištingai apvalus ir orientuoti į obligacijų padas, su matoma deformacija (moliūgu), rodanti tvirtą metalurginę jungtį. Geras pleištas obligacija turėtų parodyti aiškų, vienodą įspūdį iš jungimosi įrankis. Įtrūkimų neturėtų būti obligacija ar aplinkiniai lustas, ir viela išeinantis iš obligacija (The Ball Bondo kaklas arba kulnu) neturėtų būti per daug retinamas ar sugadintas. The integrity of the vielos jungčių jungtis Sąsaja yra svarbiausia.
Pasiekti gėrio obligacija reikalauja kruopštaus kontrolės Ryšių parametrai: jėga, ultragarsinė galia, laikas ir temperatūra. Jie turi būti pritaikyti konkrečiam Medžiagos ir viela naudojamas, įskaitant vielos dydis ir metalizavimas obligacijų padas. Aukštos kokybės įrankiai yra neginčijami; Nusidėvėjęs ar blogai pagamintas įrankis negali sukurti nuoseklios obligacija. Galiausiai švara yra kritiška. Bet koks užteršimas lustas arba viela gali išvengti tinkamo obligacija nuo formavimo. Patikimas ryšys yra gerai suplanuoto proceso, pranašesnių medžiagų ir nuolatinio stebėjimo rezultatas. Stiprus obligacija yra patikimas obligacija. Kiekvienas obligacija Svarbi.
Kas dalyvauja tiriant vielos jungčių patikimumą?
Užtikrinant vielos obligacijų patikimumas yra kritinė puslaidininkių gamybos kokybės kontrolės proceso dalis. Gražiai atrodanti obligacija yra beprasmiška, jei neturi reikiamos jėgos. Todėl griežtas Vielos tikrinimas obligacijos atliekamos siekiant patvirtinti klijavimo procesas ir garantuoti ilgalaikį našumą. Du dažniausi destruktyvūs testai yra viela testas ir obligacija šlyties testas.
Vielos traukimo bandymas yra esminis bet kurio testas vielos jungtis. Tai apima mažo kabliuko naudojimą, norint pakelti aukštyn viela jos kilpos viršūnėje iki arba viela pertraukos ar viena iš obligacijų pakyla. Jėga, reikalinga norint sukelti šią gedimą, matuojama gramais. Tada šie duomenys lyginami su pramonės standartais (pvz., MIL-STD-883), siekiant nustatyti, ar obligacijų stiprumas yra priimtina. Taip pat registruojama gedimo vieta, nes joje pateikiama vertinga diagnostinė informacija apie vielos jungtis ir bendras klijavimo procesas.
Obligacijų traukimas ir šlyties bandymai Pateikia dar vieną patvirtinimo sluoksnį. A obligacija Šlyties testas naudojamas tiesiogiai matuoti obligacija į obligacijų padas. Įrankis patenka iš šono ir stumia prie obligacija (kamuolys obligacija arba pleištas obligacija), kol jis nuplėš. Jėga, reikalinga kirpti obligacija yra tiesioginis metalurginio suvirinimo kokybės matas. Abu vielos ryšių traukimas ir šlyties Testai paprastai atliekami imties pagrindu, siekiant stebėti klijavimo procesai. Tai konstanta Vielos tikrinimas užtikrina, kad kiekvienas Elektroninis įrenginys tai palieka gamyklą, yra patikimas ir patikimas vielos jungtis tinklas.
Kokios yra bendros vielos jungčių gedimų priežastys ir kaip jų galima išvengti?
Vielos obligacijų gedimai yra pagrindinis elektronikos gamybos rūpestis, nes jie gali sukelti prietaiso gedimą ir brangų prisiminimą. Šiuos nesėkmes paprastai galima atsekti vienoje iš trijų sričių: medžiagos, proceso kontrolė ar streso po ryšio po ryšio. Suprasti šias pagrindines priežastis yra pirmas žingsnis link prevencijos. Nepavyko vielos jungtis yra nepavykęs obligacija.
Viena iš labiausiai paplitusių silpnųjų priežasčių obligacija yra užteršimas. Bet kokia užsienio medžiaga obligacijų padas arba viela- pavyzdžiui, kaip oksidai, dulkės ar cheminiai likučiai, gali veikti kaip barjeras, užkertantis kelią stipriems metalurginiams obligacija nuo formavimo. Tai pabrėžia, kad reikia griežtų švaraus kambario protokolų. Kitas svarbus klausimas yra netinkamas Ryšių parametrai. Per daug jėgos gali nulaužti lustas, nors per mažai jėgos ar ultragarsinės energijos gali sukelti nelipnų arba pakeltą, obligacija. Proceso langas gero obligacija Gali būti siauras, reikalaujantis tikslaus mašininio kalibravimo. Čia panašaus tiekėjo patirtis „Dongxin“ elektroninė technologija tampa neįkainojamas.
Nesėkmės taip pat gali įvykti po vielos jungtis yra pagamintas. Trapūs tarpmetaliniai junginiai, ypač Auksinio aliuminio jungtis sistemos, laikui bėgant gali augti ir sukelti silpną obligacija. Mechaninis įtempis iš prietaiso pakavimo medžiagos šiluminio ciklo metu taip pat gali sukelti nuovargį viela, sukėlė pertrauką prie kulno obligacija. Vengia jų vielos obligacijų gedimai reikalauja holistinio požiūrio: naudojant aukštos kokybės medžiagas, kruopščiai kontroliuojant klijavimo procesas, kuriant mechaninį stresą ir atliekant griežtą patikimumo tikrinimą. Kiekvienas obligacija į Elektroninis įrenginys Turi būti tobulas.
Pagrindiniai takeliai
- Vielos jungtis yra kritinė: The vielos jungtis yra pagrindinis ryšys, įgalinantis puslaidininkį lustas veikti Elektroninis įrenginys. Kiekvienas obligacija yra gyvybiškai svarbi nuoroda.
- Ne tas pats, kaip litavimo: A vielos jungtis yra tikslus kietojo kūno suvirinimas, tuo tarpu Lydmetalis yra metaliniai klijai. obligacija yra daug stipresnis ir mažesnis.
- Trys pagrindiniai procesai: Klijavimo procesai Kaip ir termografijos, ultragarsinis ir termokompresija, su Termoroninis ryšys būdamas labiausiai paplitęs dėl savo greičio ir saugumo pusiausvyros lustas.
- Medžiagos: Pasirinkimas tarp Auksinė viela, Vario viela, ir aliuminio viela yra kompromisas tarp išlaidų, našumo ir konkrečių paraiškos poreikių. Tinkamas viela yra gero raktas obligacija.
- Kokybė yra išmatuojama: Geras obligacija turi aukštą obligacijų stiprumas ir mažas elektros atsparumas. Tai patvirtinama atliekant destruktyvius testus, pavyzdžiui, viela traukti ir obligacija Šlyties bandymai.
- Nesėkmę galima išvengti: Dauguma vielos obligacijų gedimai kyla iš užteršimo, neteisingas Ryšių parametrai, arba mechaninis stresas. Tvirtas procesas ir aukštos kokybės medžiagos yra geriausia prevencija. Tikslas yra tobulas obligacija, kiekvieną kartą.
