Çözümler

TEL BAĞLAMA

BİLGİ TABANLI BİLGİ FORMU

Tel Bağlama Nedir?

Tel bağlama, küçük çaplı yumuşak metal telin, lehim, akı kullanılmadan ve bazı durumlarda 150 santigrat derecenin üzerinde ısı kullanılarak uyumlu bir metalik yüzeye tutturulduğu yöntemdir. Yumuşak metaller arasında Altın (Au), Bakır (Cu), Gümüş (Ag), Alüminyum (Al) ve Paladyum-Gümüş (PdAg) ve diğerleri gibi alaşımlar bulunur.

Mikro Elektronik Montaj Uygulamaları için Tel Bağlama Tekniklerini ve Süreçlerini Anlamak.
Wedge Bonding Teknikleri / Süreçleri: Şerit, Termosonik Bilye ve Ultrasonik Wedge Bond
Tel bağlama, bir entegre devre (IC) veya benzer bir yarı iletken cihaz ile onun paketi veya kurşun çerçevesi arasında üretim sırasında ara bağlantı kurma yöntemidir. Ayrıca artık Lityum-iyon pil takımı düzeneklerinde elektrik bağlantıları sağlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Tel bağlama genellikle mevcut mikroelektronik ara bağlantı teknolojilerinin en uygun maliyetli ve esnek olanı olarak kabul edilir ve bugün üretilen yarı iletken paketlerin çoğunda kullanılır. Aşağıdakileri içeren çeşitli tel bağlama teknikleri vardır: Termo-Sıkıştırmalı Tel Bağlama:
Termo-basınçlı tel bağlama (bir kaynak oluşturmak için tipik olarak 300°C'den daha yüksek olan yüksek arayüz sıcaklıklarına sahip bir kenetleme kuvveti altında muhtemel yüzeyleri (genellikle Au) bir araya getirmek) ilk olarak 1950'lerde mikroelektronik ara bağlantıları için geliştirildi, ancak bu 60'larda baskın ara bağlantı teknolojisi olarak hızla yerini Ultrasonik ve Termosonik birleştirme aldı. Termo-basınçlı birleştirme günümüzde niş uygulamalar için hala kullanılmaktadır, ancak başarılı bir birleştirme için ihtiyaç duyulan yüksek (çoğunlukla zarar veren) arayüz sıcaklıkları nedeniyle üreticiler tarafından genellikle kaçınılmaktadır. Ultrasonik Kamalı Tel Bağlama:
1960'larda Ultrasonik kama teli bağlama, baskın ara bağlantı metodolojisi haline geldi. Eş zamanlı sıkıştırma kuvvetiyle birleştirme aletine yüksek frekanslı bir titreşimin (rezonans dönüştürücü aracılığıyla) uygulanması, Alüminyum ve Altın tellerin oda sıcaklığında kaynaklanmasına olanak sağladı. Bu Ultrasonik titreşim, bağlama döngüsünün başlangıcında kirletici maddelerin (oksitler, yabancı maddeler vb.) bağlama yüzeylerinden uzaklaştırılmasına ve bağı daha da geliştirmek ve güçlendirmek için metaller arası büyümeyi teşvik etmeye yardımcı olur. Bağlama için tipik frekanslar 60 – 120 KHz'dir. Ultrasonik kama tekniğinin iki ana işlem teknolojisi vardır: >100 µm çaplı teller için büyük (ağır) tel bağlama < 75 µm çaplı teller için ince (küçük) tel bağlama Tipik Ultrasonik bağlama döngülerinin örnekleri burada bulunabilir ince tel için ve burada büyük tel için. Ultrasonik kama tel bağlama, proses gereksinimlerine ve tel çaplarına bağlı olarak genellikle Tungsten Karbür (Alüminyum tel için) veya Titanyum Karbürden (Altın tel için) yapılmış özel bir bağlama aleti veya "kama" kullanır; Farklı uygulamalara yönelik seramik uçlu takozlar da mevcuttur. Termosonik Tel Bağlama:
Ek ısıtmanın gerekli olduğu durumlarda (tipik olarak 100 – 250°C aralığında bağlantı arayüzlerine sahip Altın tel için), işleme Termosonik tel bağlama adı verilir. Çok daha düşük arayüz sıcaklıkları gerektiğinden, bunun geleneksel termo-sıkıştırma sistemine göre büyük avantajları vardır (oda sıcaklığında Au bağlamadan bahsedilmiştir, ancak pratikte ek ısı olmadan güvenilmezdir). Termosonik Bilyalı Bağlama:
Termosonik tel bağlamanın başka bir şekli Bilyeli Bağlamadır (burada bilyeli bağ döngüsüne bakın). Bu metodoloji, hem termo-sıkıştırma hem de ultrasonik bağlamada en iyi nitelikleri dezavantajlar olmadan birleştirmek için geleneksel kama tasarımları üzerinde seramik bir kılcal bağlama aracı kullanır. Termosonik titreşim, arayüz sıcaklığının düşük kalmasını sağlarken, ilk ara bağlantı olan termal olarak sıkıştırılmış bilyeli bağ, telin ve ikincil bağın, Ultrasonik tel bağlamada bir kısıtlama olan, birinci bağla aynı hizada değil herhangi bir yönde yerleştirilmesine olanak tanır. . Otomatik, yüksek hacimli üretim için bilyeli bağlayıcılar Ultrasonik / Termosonik (Kama) bağlayıcılardan çok daha hızlıdır ve Termosonik bilyalı bağlamayı son 50 yılı aşkın süredir mikroelektronikte baskın ara bağlantı teknolojisi haline getirmektedir.Şerit Bağlama:
Düz metalik bantlar kullanan şerit bağlama, onlarca yıldır RF ve Mikrodalga elektroniklerinde baskın olmuştur (şerit, geleneksel yuvarlak tele kıyasla sinyal kaybında [cilt etkisi] önemli bir iyileşme sağlar). Tipik olarak 75 µm genişliğe ve 25 µm kalınlığa kadar olan Küçük Altın şeritler, büyük, düz yüzlü bir kama yapıştırma aleti ile Termosonik bir işlemle birleştirilir. 2.000 µm genişliğe ve 250 µm kalınlığa kadar alüminyum şeritler de bir Ultrasonik kama işlemiyle birleştirilebilir. daha düşük döngü, yüksek yoğunluklu ara bağlantılara olan gereksinim arttı.

Altın bağlama teli nedir?

Altın tel bağlama, bir ara bağlantı veya elektriksel olarak iletken bir yol oluşturmak için altın telin bir düzenekteki iki noktaya bağlandığı işlemdir. Altın telin bağlantı noktalarını oluşturmak için ısı, ultrasonik ve kuvvet kullanılır. Bağlantı noktası oluşturma süreci, tel bağlama aletinin, yani kılcal damarın ucunda bir altın topun oluşmasıyla başlar. Bu top, aletle hem uygulamaya özel miktarda kuvvet hem de 60kHz - 152kHz ultrasonik hareket frekansı uygulanarak ısıtılmış montaj yüzeyine bastırılır. İlk birleştirme yapıldıktan sonra tel sıkı bir şekilde kontrol edilen bir şekilde manipüle edilecektir. düzeneğin geometrisi için uygun döngü şeklini oluşturacak şekilde. Genellikle dikiş olarak adlandırılan ikinci bağ, daha sonra diğer yüzeyde tel ile bastırılarak ve teli bağ noktasından yırtmak için bir kelepçe kullanılarak oluşturulur.

Altın tel bağlama, paketler içinde elektriksel olarak son derece iletken olan ve bazı lehimlerden neredeyse bir kat daha büyük bir ara bağlantı yöntemi sunar. Ayrıca altın teller diğer tel malzemelerle karşılaştırıldığında yüksek oksidasyon toleransına sahiptir ve çoğu telden daha yumuşaktır, bu da hassas yüzeyler için gereklidir.
Süreç aynı zamanda montajın ihtiyaçlarına göre de değişebilir. Hassas malzemelerde, hem daha güçlü bir bağ oluşturmak hem de bileşenin yüzeyinin zarar görmesini önlemek için "daha yumuşak" bir bağ oluşturmak amacıyla ikinci bağlanma alanına altın bir top yerleştirilebilir. Dar alanlarda, tek bir top iki bağ için başlangıç ​​noktası olarak kullanılabilir ve "V" şeklinde bir bağ oluşturulabilir. Bir tel bağının daha sağlam olması gerektiğinde, bir güvenlik bağı oluşturmak için dikişin üstüne bir top yerleştirilebilir, bu da telin stabilitesini ve gücünü arttırır. Tel bağlamanın birçok farklı uygulaması ve varyasyonu neredeyse sınırsızdır ve Palomar'ın tel bağlama sistemlerindeki otomatik yazılımın kullanılmasıyla elde edilebilir.