Водич за инженер за интерконекција на жица за обврзници: Совладување на модерни технологии за врзување на жица

Како инженер и основач на електронската технологија Донгксин, моите денови се исполнети со длабоки технички нуркања. Честопати зборувам со инженери за процеси како Маркус во Германија, поединци чија примарна грижа не е цена на единствена компонента, туку мултимилионско влијание на престанокот на производната линија предизвикана од неисправен микроскопски Интерконекција. Тие разбираат дека веродостојноста на комплексот полупроводник уред или автомобилски модул со голема моќност честопати се сведува на интегритетот на еден, тенки коса-тенка жица. Овој водич е за нив. Тоа не е брошура за продажба; Тоа е длабинско истражување на жица врска и критичкото Технологии за врзување со жица кои го формираат 'рбетот на современото производство на електроника. Ние ќе ја откриеме науката зад врска, споредете ги различните техники и разговарајте за факторите што водат до робустен и повторлив Процес на обврзници.

Кој е процесот на врзување на жицата фундаментално?

Во неговото јадро, Поврзувањето со жица е процес на создавање на Електрична интерконекција помеѓу две точки, обично а полупроводник чип и неговата амбалажа (Подлога за врски), или помеѓу чип и а ПХБ. Тоа е најшироко користено и економично Интерконекција Технологијата, одговорна за трилиони врски направени секоја година. За разлика од лемењето, што топи материјал за полнење, Врска со жица вклучува цврста состојба процес на заварување. Ова значи врска се формира без топење на жица или на Подлога за врски.

Целта е да се создаде силна, сигурна Металуршка врска- Вистинско заварување на атомско ниво - што обезбедува стабилна Електрични и механички врска. Ова се постигнува со примена на комбинација на сила, топлина и/или Ултразвучна енергија да притиснете многу фино жица против подлогата. Како резултат жица врска формира комплетно електрично коло, дозволувајќи му на Полупроводнички уред да се поврзе со надворешниот свет. Квалитетот на овој сингл врска е предност на функцијата и долговечноста на уредот.

Кои се главните типови техники за врзување на жица?

Додека целта за создавање а жица врска е секогаш исти, има две основни Методи за врзување Користено во индустријата: врска со топка и сврзување со клин. Изборот меѓу нив зависи од жица материјал, апликација, трошоци и специфични геометриски барања. За инженер, разбирање на нијансите на секоја од нив Техника за врзување е клучно за оптимизација на процесите.

Овие два вида жица процесите на сврзување доминираат во Пакување на полупроводници индустрија, и секоја има посебен пакет на предности што го прави најпосакуван Метод за врзување на жицата За различни апликации.

Како работи процесот на термозонична топка врска?

На Техника за врзување топка е најчеста Процес на поврзување со жица, ценети за нејзината брзина и флексибилност. Тоа скоро исклучиво користи Златна жица или Бакарна жица. Процесот се нарекува Термозонска врска затоа што комбинира термичка енергија (топлина), сила и Ултразвучна енергија.

Чекор-по-чекор Процес на обврзници е чудо на прецизно инженерство:

1. Формирање на топка: Процесот започнува со жица се хранат преку шуплива алатка за керамика наречена капиларна. „Електронски пламен-оф“ (EFO) стапче отпушта високо-напонска искра на врвот на жица, топење на него и дозволувајќи напнатоста на површината да формира совршена сфера или топка.
2. Прва врска: Капиларот се движи надолу кон загреаните Подлога за врски (Обично 125-150 ° C). Се применува прецизна сила, притискајќи ја топката против подлогата додека истовремено се применува Ултразвучна енергија. Оваа комбинација на топлина, сила и вибрации создава Прва врска, силна топка врска.
3. Формирање на јамка: На Wireица Бондер потоа ја придвижува капиларот кон локацијата на Втора врска (на пример, прст на олово), создавајќи пресметано жица јамка во процесот. Обликот на ова жица Јамката е клучна за перформанси и спречува шорцеви.
4. Втора врска: На втората локација, алатката ја притиска жица против површината и нанесува друг рафал од Ултразвучна енергија да се формира „бод“ или клин -врска.
5. Опашка од жица: Конечно, машината го стега жица и го крева капиларот, кршејќи го жица на петицата на Втора врска и подготовка на ЕФО да формира нова топка за следната жица врска.

Што го прави различен процесот на ултразвучна клин врска?

Клин -врскаИНГ, или поконкретно сврзување со клин, е различно, но подеднакво важно Процес на поврзување со жица. Оваа техника е метод за одење за Врска со алуминиумска жица и често се изведува на Температура на собата, потпирајќи се само на Ултразвучна енергија и сила за формирање на обврзници. Тоа е исто така примарен метод што се користи за врска со лента.

Во овој процес, жица се храни под рамно дно Алатка за врзување наречен клин. Алатката се спушта, го притиска жица против првиот Подлога за врски, и се применува Ултразвучна енергија Да се ​​создаде почетното клин -врска. Алатката потоа се крева и се движи кон втората локација, формирајќи понизок профил, пократок жица јамка отколку што е типично со Поврзување со жица топка. На втората Подлога за врски, процесот се повторува за да се формира Втора врска. Затоа што и првиот и Втора врска се во форма на клин, оваа техника нуди супериорни перформанси во апликации со висока фреквенција и овозможува екстремно фино-пич (тесно распоредена) врска. Тежок Врска со алуминиумска жица За електричните уреди исто така се потпираат исклучиво на клин -врска процес за создавање стабилен врска.

Кој жичен материјал е најдобар за мојата апликација?

На избор на жица е една од најкритичните одлуки во жица врска процес. Трите основни користени материјали се злато, бакар и алуминиум. Секој материјал за врзување има уникатен сет на својства што го прави погоден за различни Апликации за врзување.

• Златна жица (Au): Оригиналниот стандард за Wireица врска користи злато. Тоа е исклучително отпорно на оксидацијата, што го олеснува врска и многу сигурен. Врска на злато е јасно. Неговата мекост исто така спречува оштетување на чувствителните полупроводник подлога. Главниот недостаток на Златна жица е нејзината висока цена. Термозонска врска е стандард за а Златна врска.
• Бакарна жица (Cu): Бакарна жица стана популарна алтернатива на златото заради неговата многу пониска цена и супериорна Електрични и термички спроводливост. Сепак, бакарот лесно се оксидира, што го прави Процес на обврзници повеќе предизвикувачки и бара инертен атмосфера во Wireица Бондер. Неговата цврстина исто така бара построга параметри за врзување За да се избегне оштетување на чипсот.
• Алуминиумска жица (АЛ): Алуминиумска жица е најлесно жица материјал и е идеален за Ултразвучно врзување. Одлично е за создавање стабилна врска на собна температура. Тежок жица за врзување на алуминиум е стандард во индустријата за електронска електроника и автомобилски апликации заради неговата сигурност и способност да формира силен, издржлив врска. Гледаме многу клиенти кои се префрлаат на жица за врзување со висока чистота за неговите постојани перформанси.

Како се споредуваат дијаметрите на жицата и сврзувањето со лента?

Физичката форма на Интерконекција- без разлика дали е круг жица Или рамна лента - исто така игра огромна улога. Изборот зависи од електричните барања на апликацијата.

Дијаметри на жица може широко да се категоризира во две групи. Тенка жица Врската обично се користи жица со дијаметар кои се движат од 15 до 75 микрони (мм). Ова е стандард за сигнал Интерконекција во стандард полупроводник пакети, поврзување на I/O на чипот со олово. Тежок жица поврзувачки употреби Дијаметри на жица од 100 до 500 мм. Овој стабилен жица се користи во електрични уреди и автомобилски модули за да се справат со високи струи. Специјализирано тешки врски со алуминиум се потребни за овој процес.

Врска со лента е алтернатива на тешки жица врска. Наместо круг жица, користи рамна, правоаголна лента направена од алуминиум или злато. Панделките имаат повисок однос на површинска површина-волумен, што е поволно за апликации со висока фреквенција (намалување на ефектот на кожата) и за апликации за напојување каде што се потребни подобра дисипација на топлина и пониска индуктивност. На Процес на обврзници за лента е идентична со клин врска.

Кои клучни фактори влијаат врз јачината на врската и сигурноста?

За инженер кој надгледува производство, постигнување на високо ниво јачина на врската и доследно принос на сврзување е крајната цел. Успехот на а жица врска не е случајно; Тоа е резултат на внимателно контролирање на збир на критични параметри за врзување и променливи.

1. Параметри за врзување: Параметрите „Големите три“ се сила (колку тешко притиска алатката), Ултразвучна енергија (Количината и времетраењето на чистењето) и температурата (за термозонично сврзување). Овие мора да бидат совршено повикани за специфичните жица и Подлога за врски комбинација.
2. Квалитет на подлогата за обврзници: Површината на Подлога за врски Мора да биде чиста, без оксиди и загадувачи и да има вистинска металургија и дебелина. Слабо подготвен Подлога за врски е водечка причина за врска неуспеси.
3. Состојба на алатката за врзување: Капиларот или клин е единственото нешто што го допира жица врска. Овие алатки се прецизни потрошен материјал што се истроши со текот на времето. Носена или испукана алатка ќе произведе слаби или неконзистентни обврзници. Затоа сме специјализирани за производство Алатки за врзување со клин-дизајнирани направени од ултра-тврди материјали за да се обезбеди подолг животен век и посигурен врска.
4. Квалитет на жицата: Врската жица Самиот мора да биде со највисок квалитет, со постојан дијаметар, чистота и механички својства. Секоја варијација во жица може да го наруши целиот Процес на обврзници.

Каква улога игра модерната жица во процесот?

Модерната Wireица Бондер е високо софистицирано парче роботска опрема што се трансформира Врска за жица Од рачна уметност во прецизна, автоматизирана наука. Најнапредна Wireица Бондер е одговорен за извршување на Процес на обврзници со неверојатна брзина и повторливост.

Овие машини интегрираат неколку клучни технологии. Системите за визија со висока резолуција автоматски го препознаваат Подлога за врски локации и дајте повратна информација за системот за контрола на движењето. Напреден софтвер им овозможува на инженерите да програмираат комплексни и прецизни жица јамка форми за да се избегнат шорцевите и да се оптимизира интегритетот на сигналот. Што е најважно, модерно Wireица врски Обезбедете мониторинг на процеси во реално време и најавување на податоци. Тие можат да детектираат неисправен врска Како што се случува и запрете го процесот, спречувајќи ги неисправните единици да се движат надолу по линијата. Ова ниво на автоматизација и контрола е од суштинско значење за производство на голем волумен на денешната комплексна електроника и е единствениот начин за постигнување на потребните нивоа на квалитетни делови на милион.

Каде на друго место се применуваат техники за врзување жица?

Додека жица врска е најпознато поврзано со ЧИПС на полупроводници, неговата примена се протега далеку над традиционалното пакување на ИЦ. Флексибилноста и сигурноста на Технологии за врзување со жица ги направија неопходни во многу други области на производство на електроника.

• Електроника за напојување: IGBTS, MOSFETS и други уреди за електрична енергија се потпираат на тешки Алуминиумска жица и врска со лента да се справи со високи струи и ефикасно да ја дисипира топлината.
• Автомобилска електроника: Поврзување со жица во автомобилска количина е широко распространета, се користи во сензори, контролни единици (ECU) и системи за осветлување каде сигурноста во суровите услови на температурата и вибрациите е не-преговара.
• Производство на PCB: Врска за жица се користи за да се поврзе голиот умре директно со a ПХБ (Чип-на-табла), елиминирајќи ја потребата за гломазна амбалажа и овозможувајќи помали, покомпактни дизајни на производи.
• RF и микробранови уреди: Ситната контрола над жица Геометријата прави Златна врскаи врска со лента Идеално за апликации со висока фреквенција каде што одговара на импеданса е клучно.
• LED модули: Врска за жица е стандарден метод за поврзување на ситниот LED Die со подлогата на пакетот, што се наоѓа во сè, од телефонските екрани до осветлувањето на стадионот.

Како можеме да обезбедиме процес на обврзници со висок принос во производството?

Постигнување на скоро совршен принос во голем волумен Врска за жица Операцијата е холистички предизвик. Не станува збор за да се има најдобро Wireица Бондер или најдобро жица; Станува збор за оптимизирање на целиот систем. Како производител на Прецизно-инженерски потрошен материјал, го гледаме ова секој ден.

Успехот почива на три столба. Прво е користење на највисок квалитет на материјали, од полупроводник нафта и Подлога за врски Позлатеност на врската жица сам по себе. Второ е да се користат прецизни алатки и добро одржувани Wireица Бондер Програмирано со оптимизиран параметри за врзување. Третиот, и веројатно најважен, столбот е длабоко знаење. Ова значи да имате инженери и техничари кои ја разбираат физиката на врска, кој може ефикасно да ги реши проблемите и кои работат со своите добавувачи како партнери. Успешна жица врска е резултат на симбиотска врска помеѓу машината, материјалите и експертскиот процес.

Клучни превземања

На жица врска е мала, но моќна компонента, неискрениот херој на светот на електрониката. Совладувањето на технологијата е од суштинско значење за секој инженер сериозен во врска со доверливоста на производството. Еве ги најважните работи што треба да ги запомните:

• Два главни методи: Индустријата се потпира на две основни Техники за врзување на жица: Термозонски топка -врскаинг (брзо, флексибилно, користи злато/бакар) и ултразвучно клин -врскаING (прецизен, низок профил, користи алуминиум).
• Материјални работи: Изборот на жица материјал- злато, бакар или алуминиум - е критична одлука заснована на трошоците, спроводливост, и специфичните барања на Процес на обврзници.
• Тоа е систем: Успешна жица врска не е само за жица или машината. Тоа е комплексна интеракција помеѓу параметри за врзување, Подлога за врски Квалитет, состојба на алатка и експертиза за операторот.
• Надвор од чипот: Врска за жица е разноврсен Интерконекција Технологијата што се користи опширно во автомобилска, електронска електроника, ПХБ, и предводено производство.
• Прецизноста е најголема: Целото Процес на поврзување со жица, од формирање на топка до контрола на јамка, е игра на микрони и милисекунди, барајќи највисоко ниво на прецизност и од машини и од потрошен материјал.