Mga solusyon

WIRE BONDING

KNOWLEDGE BASE FACT SHEET

Ano ang Wire Bonding?

Ang wire bonding ay ang paraan kung saan ang isang haba ng maliit na diameter na soft metal wire ay nakakabit sa isang katugmang metal na ibabaw nang hindi gumagamit ng solder, flux, at sa ilang mga kaso sa paggamit ng init na higit sa 150 degrees Celsius. Kasama sa malambot na metal ang Ginto (Au), Copper (Cu), Pilak (Ag), Aluminum (Al) at mga haluang metal tulad ng Palladium-Silver (PdAg) at iba pa.

Pag-unawa sa Mga Teknik at Proseso ng Wire Bonding para sa Mga Aplikasyon ng Micro Electronics Assembly.
Mga Diskarte / Proseso ng Wedge Bonding: Ribbon, Thermosonic Ball at Ultrasonic Wedge Bond
Ang wire bonding ay ang paraan ng paggawa ng mga interconnect sa pagitan ng integrated circuit (IC) o katulad na semiconductor device at ang package o leadframe nito sa panahon ng pagmamanupaktura. Ito rin ay karaniwang ginagamit ngayon upang magbigay ng mga de-koryenteng koneksyon sa Lithium-ion battery pack assemblies. Ang wire bonding ay karaniwang itinuturing na pinaka-cost-effective at flexible sa mga available na microelectronic interconnect na teknolohiya, at ginagamit sa karamihan ng mga semiconductor packages na ginawa ngayon. ay ilang mga pamamaraan ng wire bonding, na binubuo ng:Thermo-Compression Wire Bonding:
Thermo-compression wire bonding (pagsasama-sama sa malamang na mga ibabaw (karaniwang Au) na magkasama sa ilalim ng clamping force na may mataas na temperatura ng interface, karaniwang mas mataas sa 300°C, upang makagawa ng weld), ay unang binuo noong 1950's para sa microelectronics interconnects, gayunpaman ito ay mabilis na pinalitan ng Ultrasonic at Thermosonic bonding noong 60's bilang dominanteng teknolohiya ng interconnect. Ang Thermo-compression bonding ay ginagamit pa rin para sa mga angkop na aplikasyon ngayon, ngunit sa pangkalahatan ay iniiwasan ng mga tagagawa dahil sa mataas (madalas na nakakapinsala) na mga temperatura ng interface na kinakailangan upang makagawa ng isang matagumpay na bond.Ultrasonic Wedge Wire Bonding:
Noong 1960's Ultrasonic wedge wire bonding ang naging dominanteng pamamaraan ng pagkakabit. Paglalapat ng mataas na dalas ng vibration (sa pamamagitan ng resonating transducer) sa bonding tool na may sabay-sabay na clamping force, pinahintulutan ang Aluminum at Gold na mga wire na welded sa room temperature. Ang Ultrasonic vibration na ito ay tumutulong sa pag-alis ng mga contaminant (oxides, impurities, atbp.) mula sa bonding surface sa simula ng bonding cycle, at sa pagtataguyod ng intermetallic growth upang higit na mapaunlad at mapalakas ang bond. Ang karaniwang mga frequency para sa pagbubuklod ay 60 – 120 KHz. Ang ultrasonic wedge technique ay may dalawang pangunahing teknolohiya sa proseso: Malaki (mabigat) na wire bonding para sa >100µm diameter na mga wireMapinong (maliit) wire bonding para sa <75µm diameter wireAng mga halimbawa ng tipikal na Ultrasonic bonding cycle ay makikita dito para sa fine wire at dito para sa malaking wire.Ultrasonic wedge wire bonding ay gumagamit ng isang partikular na tool sa pag-bonding o "wedge," kadalasang gawa mula sa Tungsten Carbide (para sa Aluminum wire) o Titanium Carbide (para sa Gold wire) depende sa mga kinakailangan sa proseso at mga diameter ng wire; Available din ang ceramic tipped wedges para sa mga natatanging application. Thermosonic Wire Bonding:
Kung saan kinakailangan ang karagdagang pag-init (karaniwang para sa Gold wire, na may mga bonding interface sa hanay na 100 – 250°C), ang proseso ay tinatawag na Thermosonic wire bonding. Ito ay may mahusay na mga pakinabang sa tradisyunal na thermo-compression system, dahil kinakailangan ang mas mababang temperatura ng interface (Au bonding sa temperatura ng kuwarto ay nabanggit ngunit sa pagsasagawa ito ay hindi maaasahan nang walang karagdagang init). Thermosonic Ball Bonding:
Ang isa pang anyo ng Thermosonic wire bonding ay Ball Bonding (tingnan ang ball bond cycle dito). Gumagamit ang pamamaraang ito ng ceramic capillary bonding tool sa mga tradisyonal na disenyo ng wedge upang pagsamahin ang mga pinakamahusay na katangian sa parehong thermo-compression at ultrasonic bonding nang walang mga disbentaha. Tinitiyak ng thermosonic vibration na nananatiling mababa ang temperatura ng interface, habang ang unang interconnect, ang thermally-compressed ball bond ay nagpapahintulot sa wire at secondary bond na mailagay sa anumang direksyon, hindi in-line sa unang bond, na isang hadlang sa Ultrasonic wire bonding . Para sa awtomatiko, mataas na volume na paggawa, ang mga ball bonder ay mas mabilis kaysa sa Ultrasonic / Thermosonic (Wedge) bonders, na ginagawang Thermosonic ball bonding ang nangingibabaw na interconnect na teknolohiya sa microelectronics sa nakalipas na 50+ taon. Ribbon Bonding:
Ang ribbon bonding, na gumagamit ng flat metallic tapes, ay nangingibabaw sa RF at Microwave electronics sa loob ng mga dekada (ribbon na nagbibigay ng makabuluhang pagpapabuti sa pagkawala ng signal [epekto sa balat] kumpara sa tradisyonal na round wire). Ang mga maliliit na gintong ribbon, karaniwang hanggang 75µm ang lapad at 25µm ang kapal, ay pinagsasama sa pamamagitan ng prosesong Thermosonic na may malaking flat-faced wedge bonding tool. Ang mga aluminum ribbons na hanggang 2,000µm ang lapad at 250µm ang kapal ay maaari ding i-bonding sa isang Ultrasonic wedge process, bilang ang kinakailangan para sa mas mababang loop, mataas na density interconnects ay nadagdagan.

Ano ang gintong bonding wire?

Ang gold wire bonding ay ang proseso kung saan nakakabit ang gintong wire sa dalawang punto sa isang assembly upang bumuo ng interconnection o isang electrically conductive path. Ang init, ultrasonics, at puwersa ay ginagamit lahat upang bumuo ng mga attachment point para sa gintong wire. Ang proseso ng paglikha ng attachment point ay nagsisimula sa pagbuo ng isang gintong bola sa dulo ng wire bond tool, ang capillary. Ang bolang ito ay idinidiin sa pinainitang ibabaw ng pagpupulong habang inilalapat ang parehong halaga ng puwersa na partikular sa aplikasyon at dalas ng 60kHz - 152kHz ng ultrasonic na paggalaw gamit ang tool. Kapag nagawa na ang unang bono, ang wire ay manipulahin sa isang mahigpit na kinokontrol paraan upang mabuo ang naaangkop na hugis ng loop para sa geometry ng assembly. Ang pangalawang bono, na madalas na tinutukoy bilang ang tusok, ay nabuo sa kabilang ibabaw sa pamamagitan ng pagpindot pababa gamit ang wire at paggamit ng clamp upang mapunit ang wire sa bond.

Nag-aalok ang gold wire bonding ng interconnection method sa loob ng mga package na mataas ang electrically conductive, halos isang order ng magnitude na mas malaki kaysa sa ilang solder. Bilang karagdagan, ang mga gintong wire ay may mataas na oxidation tolerance kumpara sa iba pang mga wire na materyales at mas malambot kaysa sa karamihan, na mahalaga para sa mga sensitibong ibabaw.
Ang proseso ay maaari ding mag-iba batay sa mga pangangailangan ng pagpupulong. Sa mga sensitibong materyales, maaaring ilagay ang isang gintong bola sa pangalawang lugar ng pagkakabuklod upang lumikha ng parehong mas malakas na bono at isang "mas malambot" na bono upang maiwasan ang pinsala sa ibabaw ng bahagi. Sa masikip na espasyo, ang isang bola ay maaaring gamitin bilang panimulang punto para sa dalawang mga bono, na bumubuo ng isang "V" na hugis na bono. Kapag ang isang wire bond ay kailangang maging mas matatag, ang isang bola ay maaaring ilagay sa ibabaw ng isang tusok upang bumuo ng isang security bond, na nagpapataas ng katatagan at lakas ng wire. Ang maraming iba't ibang mga aplikasyon at mga pagkakaiba-iba sa wire bonding ay halos walang limitasyon at maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng automated na software sa mga sistema ng wire bond ng Palomar.