Penyelesaian

IKATAN WAYAR

HELAIAN FAKTA PANGKALAN PENGETAHUAN

Apakah Ikatan Dawai?

Ikatan dawai ialah kaedah di mana dawai logam lembut berdiameter kecil dilekatkan pada permukaan logam yang serasi tanpa menggunakan pateri, fluks, dan dalam beberapa kes dengan penggunaan haba melebihi 150 darjah Celsius. Logam lembut termasuk Emas (Au), Kuprum (Cu), Perak (Ag), Aluminium (Al) dan aloi seperti Paladium-Perak (PdAg) dan lain-lain.

Memahami Teknik dan Proses Ikatan Wayar untuk Aplikasi Perhimpunan Mikro Elektronik.
Teknik / Proses Ikatan Baji: Reben, Bola Termosonik & Ikatan Baji Ultrasonik
Ikatan dawai ialah kaedah membuat sambungan antara litar bersepadu (IC) atau peranti semikonduktor yang serupa dan pakej atau rangka utamanya semasa pembuatan. Ia juga biasa digunakan sekarang untuk menyediakan sambungan elektrik dalam pemasangan pek bateri Lithium-ion. Ikatan dawai secara amnya dianggap sebagai teknologi sambungan mikroelektronik yang paling berkesan kos dan fleksibel, dan digunakan dalam kebanyakan pakej semikonduktor yang dihasilkan hari ini. Terdapat beberapa teknik ikatan dawai, yang terdiri daripada: Ikatan Wayar Termo-Mampatan:
Ikatan dawai termo-mampatan (menggabungkan permukaan yang mungkin (biasanya Au) bersama-sama di bawah daya pengapit dengan suhu antara muka yang tinggi, biasanya lebih besar daripada 300°C, untuk menghasilkan kimpalan), pada mulanya dibangunkan pada tahun 1950-an untuk sambungan mikroelektronik, namun ini dengan cepat digantikan oleh ikatan Ultrasonik & Termosonik pada tahun 60-an sebagai teknologi sambungan yang dominan. Ikatan termo-mampatan masih digunakan untuk aplikasi khusus hari ini, tetapi secara amnya dielakkan oleh pengeluar kerana suhu antara muka yang tinggi (sering merosakkan) yang diperlukan untuk membuat ikatan yang berjaya. Ikatan Dawai Baji Ultrasonik:
Pada tahun 1960-an, ikatan dawai baji ultrasonik menjadi metodologi interkoneksi yang dominan. Penggunaan getaran frekuensi tinggi (melalui transduser bergema) pada alat ikatan dengan daya pengapit serentak, membolehkan dawai Aluminium dan Emas dikimpal pada suhu bilik. Getaran ultrasonik ini membantu dalam menyingkirkan bahan cemar (oksida, bendasing, dsb.) daripada permukaan ikatan pada permulaan kitaran ikatan, dan dalam menggalakkan pertumbuhan antara logam untuk terus membangunkan dan mengukuhkan ikatan. Frekuensi biasa untuk ikatan ialah 60 – 120 KHz. Teknik baji ultrasonik mempunyai dua teknologi proses utama: Ikatan dawai besar (berat) untuk dawai berdiameter >100µm Ikatan dawai halus (kecil) untuk dawai berdiameter <75µm Contoh kitaran ikatan ultrasonik biasa boleh didapati di sini untuk dawai halus dan di sini untuk dawai besar. Ikatan dawai baji ultrasonik menggunakan alat ikatan atau "baji" tertentu, biasanya dibina daripada Tungsten Carbide (untuk dawai Aluminium) atau Titanium Carbide (untuk dawai Emas) bergantung pada keperluan proses dan diameter dawai; Baji berujung seramik untuk aplikasi yang berbeza juga tersedia. Ikatan Wayar Termosonik:
Jika pemanasan tambahan diperlukan (biasanya untuk dawai Emas, dengan antara muka ikatan dalam julat 100 – 250°C), proses ini dipanggil ikatan dawai Termosonik. Ini mempunyai kelebihan yang besar berbanding sistem termo-mampatan tradisional, kerana suhu antara muka yang jauh lebih rendah diperlukan (ikatan Au pada suhu bilik telah disebut tetapi dalam praktiknya ia tidak boleh dipercayai tanpa haba tambahan). Ikatan Bebola Termosonik:
Satu lagi bentuk ikatan dawai Termosonik ialah Ikatan Bebola (lihat kitaran ikatan bebola di sini). Metodologi ini menggunakan alat ikatan kapilari seramik berbanding reka bentuk baji tradisional untuk menggabungkan kualiti terbaik dalam kedua-dua ikatan termo-mampatan dan ultrasonik tanpa kelemahan. Getaran termosonik memastikan suhu antara muka kekal rendah, manakala sambungan pertama, ikatan bebola yang dimampatkan secara terma membolehkan dawai dan ikatan sekunder diletakkan dalam sebarang arah, tidak sejajar dengan ikatan pertama, yang merupakan kekangan dalam ikatan dawai Ultrasonik. Untuk pembuatan automatik dan volum tinggi, pengikat bebola jauh lebih pantas daripada pengikat Ultrasonik / Termosonik (Baji), menjadikan ikatan bebola Termosonik teknologi sambungan dominan dalam mikroelektronik selama 50+ tahun yang lalu. Ikatan Reben:
Ikatan reben, menggunakan pita logam rata, telah dominan dalam elektronik RF dan Gelombang Mikro selama beberapa dekad (reben memberikan peningkatan yang ketara dalam kehilangan isyarat [kesan kulit] berbanding wayar bulat tradisional). Reben Emas kecil, biasanya sehingga 75µm lebar dan 25µm tebal, diikat melalui proses Termosonik dengan alat ikatan baji bermuka rata yang besar. Reben aluminium sehingga 2,000µm lebar dan 250µm tebal juga boleh diikat dengan proses baji Ultrasonik, kerana keperluan untuk sambungan gelung yang lebih rendah dan ketumpatan tinggi telah meningkat.

Apakah dawai pengikat emas?

Ikatan dawai emas ialah proses di mana dawai emas dilekatkan pada dua titik dalam satu pemasangan untuk membentuk sambungan atau laluan konduktif elektrik. Haba, ultrasonik dan daya digunakan untuk membentuk titik pelekatan untuk dawai emas. Proses mencipta titik pelekatan bermula dengan pembentukan bola emas di hujung alat ikatan dawai, iaitu kapilari. Bola ini ditekan pada permukaan pemasangan yang dipanaskan sambil mengenakan jumlah daya khusus aplikasi dan frekuensi gerakan ultrasonik 60kHz - 152kHz dengan alat tersebut. Setelah ikatan pertama dibuat, dawai akan dimanipulasi dengan cara yang dikawal ketat untuk membentuk bentuk gelung yang sesuai untuk geometri pemasangan. Ikatan kedua, yang sering dirujuk sebagai jahitan, kemudian dibentuk pada permukaan lain dengan menekan ke bawah dengan dawai dan menggunakan pengapit untuk mengoyakkan dawai pada ikatan.

Ikatan dawai emas menawarkan kaedah sambungan dalam pakej yang sangat konduktif elektrik, hampir satu peringkat magnitud yang lebih besar daripada sesetengah pateri. Di samping itu, dawai emas mempunyai toleransi pengoksidaan yang tinggi berbanding bahan dawai lain dan lebih lembut daripada kebanyakan, yang penting untuk permukaan sensitif.
Proses ini juga boleh berbeza-beza berdasarkan keperluan pemasangan. Dengan bahan sensitif, bola emas boleh diletakkan pada kawasan ikatan kedua untuk mewujudkan ikatan yang lebih kuat dan ikatan yang "lebih lembut" bagi mengelakkan kerosakan pada permukaan komponen. Dengan ruang yang sempit, satu bola boleh digunakan sebagai titik permulaan untuk dua ikatan, membentuk ikatan berbentuk "V". Apabila ikatan dawai perlu lebih kukuh, bola boleh diletakkan di atas jahitan untuk membentuk ikatan keselamatan, meningkatkan kestabilan dan kekuatan dawai. Pelbagai aplikasi dan variasi yang berbeza untuk ikatan dawai hampir tidak terbatas dan boleh dicapai melalui penggunaan perisian automatik pada sistem ikatan dawai Palomar.