Çözümler

KABLO BAĞLANTISI

BİLGİ TABANI BİLGİ FORMU

Tel bağlama nedir?

Tel bağlama, ince çaplı yumuşak metal bir telin, lehim, lehim macunu kullanılmadan ve bazı durumlarda 150 santigrat derecenin üzerindeki ısı kullanılarak uyumlu bir metal yüzeye tutturulması yöntemidir. Yumuşak metaller arasında Altın (Au), Bakır (Cu), Gümüş (Ag), Alüminyum (Al) ve Paladyum-Gümüş (PdAg) gibi alaşımlar bulunur.

Mikroelektronik montaj uygulamaları için tel bağlama teknikleri ve süreçlerini anlamak.
Kama Bağlama Teknikleri / İşlemleri: Şerit, Termosonik Top ve Ultrasonik Kama Bağlama
Tel bağlama, entegre devre (IC) veya benzeri yarı iletken cihaz ile paket veya kurşun çerçevesi arasında üretim sırasında bağlantı kurma yöntemidir. Ayrıca günümüzde lityum iyon pil paketlerinin montajında ​​elektrik bağlantıları sağlamak için de yaygın olarak kullanılmaktadır. Tel bağlama, mevcut mikroelektronik ara bağlantı teknolojileri arasında genellikle en uygun maliyetli ve esnek olanı olarak kabul edilir ve günümüzde üretilen yarı iletken paketlerin çoğunda kullanılır. Birkaç tel bağlama tekniği vardır, bunlar şunlardır: Termo-Sıkıştırma Tel Bağlama:
Termo-sıkıştırma tel bağlama (genellikle 300°C'nin üzerinde yüksek arayüz sıcaklıklarında, sıkıştırma kuvveti altında iki olası yüzeyi (genellikle altın) bir araya getirerek kaynak oluşturma), başlangıçta 1950'lerde mikroelektronik ara bağlantıları için geliştirilmişti; ancak bu, 60'larda baskın ara bağlantı teknolojisi olarak ultrasonik ve termosonik bağlama ile hızla yer değiştirdi. Termo-sıkıştırma bağlama, günümüzde hala niş uygulamalar için kullanılmaktadır, ancak başarılı bir bağlama yapmak için gereken yüksek (çoğu zaman hasar verici) arayüz sıcaklıkları nedeniyle üreticiler tarafından genellikle kaçınılmaktadır. Ultrasonik Kama Tel Bağlama:
1960'larda ultrasonik kama tel bağlama, baskın ara bağlantı yöntemi haline geldi. Bağlama aletine (rezonans dönüştürücü aracılığıyla) yüksek frekanslı bir titreşim uygulanması ve eş zamanlı bir sıkıştırma kuvveti verilmesi, alüminyum ve altın tellerin oda sıcaklığında kaynaklanmasına olanak sağladı. Bu ultrasonik titreşim, bağlama döngüsünün başlangıcında bağlama yüzeylerinden kirleticilerin (oksitler, safsızlıklar vb.) uzaklaştırılmasına ve bağın daha da gelişmesi ve güçlenmesi için intermetalik büyümenin teşvik edilmesine yardımcı olur. Tipik bağlama frekansları 60 – 120 kHz'dir. Ultrasonik kama tekniğinin iki ana işlem teknolojisi vardır: 100 µm'den büyük çaplı teller için büyük (ağır) tel bağlama, 75 µm'den küçük çaplı teller için ince (küçük) tel bağlama. Tipik ultrasonik bağlama döngülerine örnekler, ince tel için burada ve büyük tel için burada bulunabilir. Ultrasonik kama tel bağlama, işlem gereksinimlerine ve tel çaplarına bağlı olarak genellikle Tungsten Karbürden (Alüminyum tel için) veya Titanyum Karbürden (Altın tel için) yapılmış özel bir bağlama aleti veya "kama" kullanır; farklı uygulamalar için seramik uçlu kamalar da mevcuttur.
Ek ısıtmanın gerekli olduğu durumlarda (tipik olarak 100-250°C aralığındaki yapıştırma arayüzlerine sahip altın teller için), işleme Termosonik tel bağlama denir. Bu, geleneksel termo-kompresyon sistemine göre büyük avantajlara sahiptir, çünkü çok daha düşük arayüz sıcaklıkları gereklidir (oda sıcaklığında altın bağlamadan bahsedilmiştir ancak pratikte ek ısı olmadan güvenilir değildir). Termosonik Bilyalı Bağlama:
Termosonik tel bağlamanın bir diğer şekli de Bilye Bağlama'dır (bilye bağlama döngüsünü burada görebilirsiniz). Bu metodoloji, termo-sıkıştırma ve ultrasonik bağlamanın en iyi özelliklerini dezavantajları olmadan birleştirmek için geleneksel kama tasarımlarına göre seramik kılcal bağlama aleti kullanır. Termosonik titreşim, arayüz sıcaklığının düşük kalmasını sağlarken, ilk ara bağlantı olan termal olarak sıkıştırılmış bilye bağı, telin ve ikincil bağın herhangi bir yönde, ilk bağ ile aynı hizada değil, yerleştirilmesine olanak tanır; bu da ultrasonik tel bağlamada bir kısıtlamadır. Otomatik, yüksek hacimli üretim için, bilye bağlayıcılar ultrasonik/termosonik (kama) bağlayıcılardan önemli ölçüde daha hızlıdır ve bu da termosonik bilye bağlamayı son 50 yılı aşkın süredir mikroelektronikte baskın ara bağlantı teknolojisi haline getirmiştir. Şerit Bağlama:
Düz metalik bantlar kullanan şerit bağlama yöntemi, on yıllardır RF ve Mikrodalga elektroniğinde baskın yöntem olmuştur (şerit, geleneksel yuvarlak tele kıyasla sinyal kaybında [yüzey etkisi] önemli bir iyileşme sağlar). Tipik olarak 75 µm genişliğinde ve 25 µm kalınlığında küçük altın şeritler, büyük düz yüzeyli bir kama bağlama aletiyle termosonik bir işlemle bağlanır. Daha düşük döngülü, yüksek yoğunluklu ara bağlantılara olan ihtiyacın artmasıyla birlikte, 2.000 µm genişliğinde ve 250 µm kalınlığında alüminyum şeritler de ultrasonik kama işlemiyle bağlanabilir.

Altın kaplama teli nedir?

Altın tel bağlama, bir düzeneğin iki noktasına altın telin bağlanarak bir bağlantı veya elektriksel iletken bir yol oluşturulması işlemidir. Altın tel için bağlantı noktaları oluşturmak için ısı, ultrasonik hareket ve kuvvet kullanılır. Bağlantı noktası oluşturma işlemi, tel bağlama aletinin ucunda, yani kılcal boruda, bir altın topun oluşturulmasıyla başlar. Bu top, ısıtılmış düzenek yüzeyine bastırılırken, hem uygulamaya özgü bir kuvvet miktarı hem de aletle 60kHz - 152kHz frekansta ultrasonik hareket uygulanır. İlk bağ oluşturulduktan sonra, tel, düzeneğin geometrisine uygun halka şeklini oluşturmak için sıkıca kontrol edilen bir şekilde manipüle edilir. Genellikle dikiş olarak adlandırılan ikinci bağ, tel ile bastırılarak ve bir kelepçe kullanılarak bağ noktasından telin koparılmasıyla diğer yüzeyde oluşturulur.

Altın tel bağlama, paketler içinde son derece yüksek elektriksel iletkenliğe sahip, bazı lehimlerden neredeyse on kat daha yüksek bir bağlantı yöntemi sunar. Ek olarak, altın teller diğer tel malzemelerine kıyasla yüksek oksidasyon toleransına sahiptir ve hassas yüzeyler için gerekli olan çoğu telden daha yumuşaktır.
İşlem, montajın ihtiyaçlarına göre de değişiklik gösterebilir. Hassas malzemelerde, daha güçlü bir bağ oluşturmak ve bileşenin yüzeyine zarar gelmesini önlemek için ikinci bağlama alanına altın bir top yerleştirilebilir. Dar alanlarda, iki bağ için başlangıç ​​noktası olarak tek bir top kullanılabilir ve "V" şeklinde bir bağ oluşturulabilir. Tel bağının daha sağlam olması gerektiğinde, telin stabilitesini ve mukavemetini artırmak için dikişin üzerine bir top yerleştirilerek güvenlik bağı oluşturulabilir. Tel bağlamanın birçok farklı uygulaması ve varyasyonu neredeyse sınırsızdır ve Palomar'ın tel bağlama sistemlerindeki otomatik yazılım kullanılarak elde edilebilir.