Pleištinis sujungimas: tikslus vielos sujungimo procesas, skirtas pažangiems IC

„Dongxin Electronic Technology“ mano pokalbiai su tokiais kruopščiais inžinieriais, kaip Marcus iš Vokietijos, dažnai apima pagrindinius procesus puslaidininkis Gamyba. Mes ne tik parduodame komponentus; siūlome sprendimus mikrogamybos iššūkiams. Vienas kritiškiausių iš jų yra sukurti tūkstančius mikroskopinių Elektros jungtys integruotų grandynų viduje (ICS) ir maitinimo modulius. Nors yra keletas būdų, pleištas obligacija išsiskiria savo unikaliomis galimybėmis. Šis straipsnis skirtas procesų inžinieriui, kuris turi suprasti ne tik ką a pleištas obligacija yra, bet kodėl jis yra pranašesnis technika specifiniams, daug reikalaujantiems darbams. Išnagrinėsime sudėtingumą viela klijavimo procesas, palyginkite jį su įprasta alternatyva ir paaiškinkite, kaip tai įvaldyti obligacija yra raktas į aukščiausią rezultatą patikimumas šiuolaikinėje Elektronika.

Koks iš esmės yra vielos surišimo procesas?

Viela surišimas yra plačiausiai naudojamas būdas jungtis tarp a puslaidininkis mirti ( lustas) ir jo paketą laidų arba tarp kelių lustų viename paketą. Tikslas – sukurti tvirtą, patikimą elektrinė kelias už elektriniai signalai ir galia. Pagalvokite apie tai kaip apie mikroskopinius laidus. Labai fainas jungimosi viela, paprastai pagamintas iš aliuminis (Al) arba auksas (Au), yra pritvirtintas dviejuose taškuose: pirmiausia prie kabliuko obligacijų padas ir antras po substratas arba švino rėmas.

Šis tvirtinimas nėra pagamintas iš litavimo. Vietoj to, tai kietojo kūno suvirinimo procesas, kuriame naudojamas jėgos derinys, Ultragarsinė energija, o kartais karštis sukurti metalurgijos suvirinimas. Rezultatas yra nuolatinis obligacija kuris yra ir mechaniškai tvirtas, ir elektriškai patikimas. Yra du pagrindiniai būdai, kaip tai pasiekti obligacija: kamuolys surišimas ir pleištas surišimas. Kiekvienas technika naudoja skirtingą įrankis ir apdoroti, kad sudarytumėte inicialą obligacija, todėl atsiranda aiškių pranašumų ir pritaikymų. Supratimas, kaip suformuoti gėrį obligacija yra būtinas įrenginiui patikimumas.

Kuo pleištinė jungtis skiriasi nuo rutulinės jungties?

Nors abu metodai sukuria a viela obligacija, jų požiūris ir rezultatai gana skirtingi. Akivaizdžiausias skirtumas yra pirmojo forma obligacija. A kamuolys bonderis naudoja a kapiliaras įrankis ir tirpdo galą viela su a liepsna arba elektronine kibirkštimi, kad susidarytų mažytė kamuolys. Tai kamuolys tada paspaudžiamas ant obligacijų padas Norėdami sukurti pradinį obligacija. A pleištas bonderis, kita vertus, naudoja a Pleišto formos įrankis Norėdami paspausti viela tiesiai prieš paviršius jo nelydant, sukuriant išlygintą, panašų į dygsnį obligacija.

Šis esminis skirtumas lemia keletą pagrindinių proceso skirtumų inžinierius reikia atsižvelgti renkantis a surišimas metodas.

Galų gale, a pleištas obligacija dažnai teikiama pirmenybė programoms, kurioms reikalingas žemas profilis, aukšto dažnio našumas arba kai naudojamas karštis reikia vengti. The kamuolys obligacija paprastai yra greitesnis ir lankstesnis standartui ICS pakavimas. Kurio pasirinkimas obligacija naudojimas visiškai priklauso nuo konkrečių elektroninių reikalavimų modulis.

Kokia yra nuosekli pleištinės jungties kūrimo mechanika?

The pleištas obligacija yra tikslus, dviejų žingsnių šokis tarp bonderis, įrankis, ir viela. Procesas, nors ir sudėtingas atominiu lygmeniu, gali būti suskirstytas į aiškią seką.

1. Pirmasis jungties susiformavimas: bonderis' įrankis, tiksliai apdirbtas pleištas, pozicionuoja viela per pirmąjį obligacijų padas (paprastai ant puslaidininkis mirti). The pleištas paspaudžia žemyn viela su specifine jėga. Tuo pačiu metu a keitiklis taikomas aukšto dažnio Ultragarsinė energija. Šis šveitimas vibracija nuvalo paviršių oksidas sluoksnius ir sukelia viela plastiškai deformuotis ir suformuoti stiprią metalurginę obligacija su padu. Tai pirmas obligacija yra viso ryšio pagrindas.
2. Kilpos formavimas: Po pirmojo obligacija yra baigtas, bonderis judina pleištas įrankis iš anksto užprogramuotame kelyje link antrojo surišimo taškas (ant substratas arba švino rėmas). Šis judėjimas formuoja viela į konkretų kilpa su kontroliuojamu aukščiu ir forma, kuri yra labai svarbi našumui ir trumpojo jungimo prevencijai.
3. Antrasis Bondas ir ašara: antroje vietoje pleištas vėl nusileidžia, sukurdamas a antrasis obligacija naudojant tuos pačius jėgos principus ir Ultragarsinė energija. Iš karto po to antrasis obligacija susidaro, a spaustukas laikosi viela vietoje, kol įrankis juda aukštyn, suplėšydamas viela prie kulno obligacija. Tai palieka bonderis pasiruošę pradėti kitą viela obligacija ciklas. Visa ši vielos surišimo procesas vienam obligacija įvyksta per milisekundes.

Kodėl klijavimo vielos medžiaga tokia svarbi geram sukibimui?

The jungimosi viela yra ne tik dirigentas; tai esminis inžinerinis komponentas, kurio savybės tiesiogiai įtakoja kokybę ir patikimumas iš obligacija. Labiausiai paplitusi medžiaga, skirta pleištas surišimas yra aliuminis viela, dažnai legiruojamas su nedideliu kiekiu silicio (1 % Si), kad būtų užtikrintas tinkamas kietumas ir obligacija charakteristikos. Al viela yra idealus, nes sudaro labai stiprų ir patikimą ultragarsą suvirinimas adresu kambario temperatūra. Jis taip pat mažiau linkęs sudaryti trapius intermetalinius junginius, kai yra surištas aliuminis pagalvėlės ant lustas, pagrindinis ilgalaikis patikimumas rūpestį.

Vario viela taip pat populiarėja pleištas surišimas dėl savo viršininko elektrinė ir šiluminis laidumas. Tačiau Vario yra sunkesnis nei aliuminis ir reikalauja kitokio obligacija parametrus ir kartais labiau kontroliuojamą, inertišką aplinką užkirsti kelią oksidacija metu obligacija procesas. Pasirinkimas tarp Al ir Cu priklauso nuo programos našumo reikalavimų ir papildomo sudėtingumo Gamyba procesas. viela turi turėti nuoseklų skersmuo ir medžiaga nuosavybė kad būtų užtikrintas pasikartojimas obligacija.

Koks yra esminis pleišto įrankio vaidmuo šiame procese?

The pleištas pati yra širdis pleištas obligacija procesas. Tai yra įrankis kuri perduoda jėgą ir Ultragarsinė energija iš bonderis į viela. Šios mažytės, tiksliai suprojektuotos kokybė komponentas yra svarbiausia siekiant gero obligacija. Blogai pagamintas pleištas gali sukelti daugybę problemų, susijusių su nenuoseklumu obligacija formavimas pažeisti gležnus obligacijų padas ant lustas.

„Dongxin“ specializuojasi šių svarbių įrankių gamyboje. Aukštos kokybės pleištas turi turėti:

• Tiksli geometrija: forma pleištas antgalis, įskaitant jo matmenis, kampus ir angą viela, turi būti tobulas, kad tinkamai deformuotis į viela ir suformuoti stiprų obligacija.
• Aukščiausia medžiaga: Jie paprastai gaminami iš volframo karbido, kad būtų itin kietas ir atsparus dilimui, užtikrinantis ilgą eksploatavimo laiką ir nuoseklų. obligacija procesas.
• Nepriekaištinga paviršiaus apdaila: paviršius iš pleištas kuri susisiekia su viela turi būti itin lygūs, kad nepriliptų ir užtikrintų švarą obligacija ir nuplėšiamas.

Toks inžinierius kaip Marcusas žino, kad visos nuosavybės išlaidos už a pleištas yra ne jo pirkimo kaina, o patikimumas ir duoda tai leidžia. Aukštos kokybės pleištas yra nedidelė investicija, apsauganti daug didesnę. Štai kodėl paprotys pleišto klijavimo įrankis dažnai reikalingas specializuotoms programoms.

Kaip temperatūros kontrolė veikia vielos sujungimo kokybę?

Temperatūra yra kritiškas parametras į viela surišimas, ir kiekis karštis naudojamas apibrėžia tipą surišimas.

1. Ultragarsinis ryšys: Tai yra pagrindinis privalumas pleištas obligacija. Tai technika galima atlikti adresu kambario temperatūra, naudojant tik mechaninis jėga ir aukštas dažnis vibracija. Tai idealiai tinka temperatūrai jautriems įrenginiams karštis gali sugadinti komponentą.
2. Termokompresijos surišimas: Šita senesnė technika remiasi karštis (paprastai 150°C – 350°C) ir vien jėga sukurti a obligacija per kietojo kūno difuzija. Tai nenaudoja Ultragarsinė energija.
3. Termoroninis ryšys: Tai dažniausiai naudojamas metodas kamuolys surišimas. Jis sujungia visus tris elementus: karštis, jėga ir Ultragarsinė energija. Pridėtas šiluminis energija minkština medžiagas, todėl jos tampa greitesnės ir tvirtesnės obligacija esant žemesniam jėgos ir galios lygiui.

Už pleištas surišimas, turintis galimybę obligacija be karštis suteikia didelį lankstumą. Tačiau kai kurioms medžiagoms, pvz Vario viela, pridedant nedidelį kiekį karštis gali pagerinti obligacija kokybės. Tinkamas temperatūros kontroliuoti todėl yra pagrindinis optimizavimo aspektas viela obligacija bet kuriai konkrečiai programai.

Kurioms reikmėms tinkamiausias būdas yra pleištinis sujungimas?

Kol kamuolys surišimas yra universalus darbinis arkliukas, yra keletas didelio našumo sričių, kuriose pasižymi unikaliomis savybėmis pleištas obligacija padaryti jį aukščiausiu ar net vieninteliu pasirinkimu. Pleištas pirmenybė teikiama klijavimui šiais scenarijais:

• RF ir mikrobangų prietaisai: At aukšto dažnio, forma ir ilgis viela gali veikti kaip induktorius, darantis įtaką grandinės veikimui. Žemas, plokščias kilpa ir tiksli a geometrija pleištas obligacija yra daug labiau kontroliuojami ir nuspėjami, todėl tai būtina RF ICS.
• Galios elektronika: Įrenginiai, tokie kaip IGBT ir MOSFET, turi didelę srovę ir turi labai išsklaidyti karštis. Sunkus-skersmuo aliuminis pleištas obligacija užtikrina puikią srovės pralaidumą ir patikimumas adresu aukšta temperatūra, kur auksas kamuolys obligacija gali tapti trapi.
• „Fine Pitch“ programos: Kai traškučiai tampa tankiau supakuoti, tarpas tarp obligacija trinkelės susitraukia. Skirtingai nuo rutulinio klijavimo, kur turas kamuolys diktuoja minimalų atstumą (pikis), siauras, linijinis dygsnis a pleištas obligacija leidžia padaryti daug siauresnius tarpus.
• Temperatūrai jautrūs komponentai: jutikliams arba optiniams įrenginiams, kurie negali toleruoti karštis reikalingas termosonicui kamuolys obligacija, galimybė atlikti aukštos kokybės ultragarsą pleištas obligacija adresu kambario temperatūra yra kritinis pranašumas. The pleištas obligacija taip pat labai paplitęs IGBT surišimo mašinos.

Kokie yra pagrindiniai parametrai, kuriuos reikia kontroliuoti, kad būtų tobulas ryšys?

Pasiekti pakartojamą, didelį derlių pleištas obligacija reikalauja tikslios kontroliuoti virš rakto surišimas parametrus. Šie keturi parametrai sudaro gėrio „receptą“. obligacija:

1. Jėga: suspaudimo jėgos, kurią taiko pleištas į viela. Per mažai jėgos lemia silpną obligacija; Per daug gali sugadinti obligacijų padas arba štampai apačioje.
2. Ultragarso galia: Ultragarsinio šveitimo intensyvumas. Šios energijos reikia norint išsiveržti oksidas sluoksnius ir sukurti suvirinimas, tačiau per didelė galia gali sukelti obligacija tapti pernelyg plonas ir silpnas.
3. Laikas: trukmė, kurią veikia jėga ir ultragarso galia. Tai turi būti pakankamai ilga, kad susidarytų pilnas obligacija bet pakankamai trumpas, kad maksimaliai padidintų pralaidumą.
4. Temperatūra: Nors dažnai atliekama kambario temperatūra, kai kurioms programoms pakelti substratas temperatūros gali sumažinti kitus reikalingus parametrus ir pagerinti obligacija.

Rasti optimalų proceso langą šiems parametrams yra pagrindinė užduotis a viela surišimas inžinierius. Tam reikia eksperimentuoti ir giliai išmanyti tokias medžiagas bei įrangą kaip mūsų Automatinis storos aliuminio vielos pleišto rišiklis.

Ar pleištinė jungtis gali žlugti ir kokios yra priežastys?

Taip, kaip ir bet kuri Gamyba procesas, a pleištas obligacija gali nepavykti. Gedimų režimų supratimas yra labai svarbus norint pašalinti triktis ir tobulinti procesą. Įprastos gedimai apima:

• Bond Lift: obligacija visiškai atsiskiria nuo obligacijų padas. Tai dažnai sukelia užteršimas ant paviršius arba neteisinga obligacija parametrai (pvz., nepakankama ultragarso galia arba jėga).
• Kulno įtrūkimas: susidaro įtrūkimas viela prie „kulno“. obligacija, kur viela išeina iš obligacija. Tai yra streso koncentracijos taškas, kurį gali sukelti pernelyg aštrus pleištas įrankis arba per daug mechaninis deformacija jo metu obligacija.
• Pamušalo pažeidimas: Jėga ir ultragarso energija įtrūksta arba krateris obligacijų padas arba po juo esantys silicio sluoksniai. Tai yra katastrofiškas gedimas, kurį dažnai sukelia perteklius surišimas jėga.
• Nenuoseklus ryšių formavimas: dydis ir forma obligacija skirtis nuo vieno obligacija į kitą. Tai gali būti dėl susidėvėjimo pleištas, nenuoseklus viela kokybė arba problema su bonderis pati.

Norint išvengti šių gedimų, reikia kruopštaus proceso kontroliuoti, aukštos kokybės eksploatacinės medžiagos, tokios kaip pleištas ir viela, ir įprastinė priežiūra surišimas įranga. Tvirtumas obligacija yra galutinis tikslas.

Kaip Dongxin padeda inžinieriams įvaldyti pleištinį ryšį?

Įvaldyti pleištas obligacija yra nuolatinio tobulėjimo kelionė, ir mes matome save kaip tos kelionės partnerius. Dėl an inžinierius kaip ir Marcusas, tiekėjo parama neapsiriboja vien produkto pristatymu. Teikiame technines žinias, padedančias išspręsti sudėtingiausius klausimus surišimas iššūkius.

Mūsų parama apima:

• Individualus įrankių dizainas: Mes tiesiogiai bendradarbiaujame su inžinieriais, kurdami ir gamindami pagal užsakymą pleištas su tikslia geometrija, reikalinga jų konkrečiam pritaikymui, nesvarbu, ar tai būtų itin smulkūs pikis arba sunkus skersmuo viela.
• Medžiagų mokslo ekspertizė: Mes padedame savo klientams pasirinkti tinkamą viela ir suprasti medžiagų sąveiką obligacija sąsaja užtikrinti ilgalaikį patikimumas.
• Procesų optimizavimo konsultacijos: Mūsų komanda turi didelę patirtį viela klijavimo procesas. Galime padėti pašalinti gedimus, optimizuoti parametrus ir pagerinti derlių. Suprantame, ko reikia tobulumui sukurti obligacija.

Mūsų tikslas – būti daugiau nei tiekėju; siekiame būti techniniais ištekliais, suteikiančiais inžinieriams galimybę peržengti ribas, kas įmanoma naudojant pleištas obligacija. Geras obligacija yra puikaus produkto pradžia.