Løsninger

TRÅDLÆBNING

VIDENSBASIS FAKTABLAD

Hvad er Wire Bonding?

Trådbinding er metoden, hvorved en længde af blød metaltråd med lille diameter fastgøres til en kompatibel metaloverflade uden brug af loddemiddel, flusmiddel og i nogle tilfælde med brug af varme over 150 grader Celsius. Bløde metaller omfatter guld (Au), kobber (Cu), sølv (Ag), aluminium (Al) og legeringer som palladium-sølv (PdAg) og andre.

Forståelse af trådbindingsteknikker og -processer til mikroelektroniksamlingsapplikationer.
Kilebindingsteknikker/-processer: bånd, termosonisk bold og ultralyds-kilebinding
Wire bonding er metoden til at lave sammenkoblinger mellem et integreret kredsløb (IC) eller lignende halvlederenhed og dets pakke eller leadframe under fremstilling. Det er også almindeligt brugt nu til at levere elektriske forbindelser i lithium-ion batteripakkesamlinger. Trådbinding anses generelt for at være den mest omkostningseffektive og fleksible af de tilgængelige mikroelektroniske sammenkoblingsteknologier og bruges i størstedelen af ​​halvlederpakker, der produceres i dag. er flere wire bonding teknikker, omfattende: Termo-Compression Wire Bonding:
Termo-kompressionstrådbinding (som kombineres med sandsynlige overflader (normalt Au) under en klemkraft med høje grænsefladetemperaturer, typisk større end 300°C, for at producere en svejsning), blev oprindeligt udviklet i 1950'erne til mikroelektronikforbindelser, men dette var hurtigt erstattet af Ultrasonic & Thermosonic bonding i 60'erne som den dominerende sammenkoblingsteknologi. Termo-kompressionsbinding er stadig i brug til nicheapplikationer i dag, men undgås generelt af producenter på grund af de høje (ofte skadelige) grænsefladetemperaturer, der er nødvendige for at lave en vellykket binding.Ultrasonic Wedge Wire Bonding:
I 1960'erne blev Ultrasonic wedge wire bonding den dominerende sammenkoblingsmetode. Påføring af en højfrekvent vibration (via en resonanstransducer) på limningsværktøjet med en samtidig klemkraft gjorde det muligt at svejse aluminium- og guldtråde ved stuetemperatur. Denne ultralydsvibration hjælper med at fjerne forurenende stoffer (oxider, urenheder osv.) fra bindingsoverfladerne i starten af ​​bindingscyklussen og med at fremme intermetallisk vækst for at videreudvikle og styrke bindingen. Typiske frekvenser for binding er 60 – 120 KHz. Ultralyds-kileteknikken har to hovedprocesteknologier: Stor (tung) ledningsbinding til ledninger med >100 µm diameter Fin (lille) ledningsbinding til ledninger med diameter <75 µm. Eksempler på typiske ultralydsbindingscyklusser kan findes her til fine tråde og her til store tråde. Ultralyds-kiletrådbinding bruger et specifikt limningsværktøj eller "kile", normalt konstrueret af Tungsten Carbide (til aluminiumstråd) eller titaniumcarbid (til guldtråd) afhængigt af proceskravene og tråddiametrene; keramiske spidskiler til forskellige anvendelser er også tilgængelige. Termosonisk trådbinding:
Hvor supplerende opvarmning er påkrævet (typisk for guldtråd, med bindingsgrænseflader i intervallet 100 – 250°C), kaldes processen Thermosonic wire bonding. Dette har store fordele i forhold til det traditionelle termo-kompressionssystem, da der kræves meget lavere grænsefladetemperaturer (Au bonding ved stuetemperatur er blevet nævnt, men i praksis er det upålideligt uden yderligere varme). Termosonic Ball Bonding:
En anden form for Thermosonic wire bonding er Ball Bonding (se kuglebindingscyklussen her). Denne metode bruger et keramisk kapillærbindingsværktøj over de traditionelle kiledesigns for at kombinere de bedste kvaliteter i både termo-kompression og ultralydsbinding uden ulemperne. Termosonisk vibration sikrer, at grænsefladetemperaturen forbliver lav, mens den første sammenkobling, den termisk komprimerede kuglebinding tillader, at tråden og den sekundære forbindelse placeres i alle retninger, ikke på linie med den første forbindelse, hvilket er en begrænsning i ultralydstrådsbinding. . Til automatisk fremstilling af højvolumen er kuglebindere betydeligt hurtigere end ultralyds-/termosoniske (wedge) bondere, hvilket gør termosonisk kuglebinding til den dominerende sammenkoblingsteknologi inden for mikroelektronik i de sidste 50+ år. Båndbinding:
Båndbinding, ved hjælp af flade metalliske tape, har været dominerende i RF- og mikrobølgeelektronik i årtier (bånd giver en betydelig forbedring i signaltab [skineffekt] i forhold til traditionel rund ledning). Små guldbånd, typisk op til 75 µm brede og 25 µm tykke, limes via en termosonisk proces med et stort fladt kilebindingsværktøj. Aluminiumsbånd op til 2.000 µm brede og 250 µm tykke kan også limes med en ultralyds-kileproces, som Kravet om sammenkoblinger med lavere sløjfe og høj tæthed er steget.

Hvad er guldbindingstråd?

Guldtrådsbinding er den proces, hvorved guldtråd fastgøres til to punkter i en samling for at danne en sammenkobling eller en elektrisk ledende bane. Varme, ultralyd og kraft bruges alle til at danne fastgørelsespunkterne for guldtråden. Processen med at skabe fastgørelsespunktet begynder med dannelsen af ​​en guldkugle ved spidsen af ​​trådbindingsværktøjet, kapillæren. Denne kugle presses på den opvarmede samlingsoverflade, mens der påføres både en applikationsspecifik mængde kraft og en frekvens på 60kHz - 152kHz af ultralydsbevægelse med værktøjet.Når den første binding er lavet, vil tråden blive manipuleret i en stramt kontrolleret måde at danne den passende løkkeform for samlingens geometri. Den anden binding, ofte omtalt som sømmen, dannes derefter på den anden overflade ved at trykke ned med tråden og bruge en klemme til at rive tråden af ​​ved bindingen.

Guldtrådsbinding tilbyder en sammenkoblingsmetode i pakker, der er stærkt elektrisk ledende, næsten en størrelsesorden større end nogle lodninger. Derudover har guldtråde en høj oxidationstolerance sammenlignet med andre trådmaterialer og er blødere end de fleste, hvilket er essentielt for følsomme overflader.
Processen kan også variere afhængigt af forsamlingens behov. Med følsomme materialer kan en guldkugle placeres på det andet bindingsområde for at skabe både en stærkere binding og en "blødere" binding for at forhindre beskadigelse af komponentens overflade. Med snævre mellemrum kan en enkelt kugle bruges som udgangspunkt for to bindinger, der danner en "V"-formet binding. Når en trådbinding skal være mere robust, kan en kugle placeres oven på en søm for at danne en sikkerhedsbinding, hvilket øger trådens stabilitet og styrke. De mange forskellige anvendelser og variationer af wire bonding er næsten ubegrænsede og kan opnås ved brug af den automatiserede software på Palomars wire bond-systemer.