Што такое злучэнне дроту?

Wore Bonding — гэта метад злучэння металічных вывадаў з пляцоўкай, гэта значыць тэхніка злучэння ўнутраных і знешніх мікрасхем.

Структурна металічныя вывады выступаюць у якасці мастка паміж пляцоўкай чыпа (першасная плоскасць) і пляцоўкай-носьбітам (другасная плоскасць). Раней у якасці падкладак-носьбітаў выкарыстоўваліся рамкі вывадаў, але з хуткім развіццём тэхналогій у якасці падкладак усё часцей выкарыстоўваюцца друкаваныя платы (PCB). Правады, якія злучаюць дзве незалежныя пляцоўкі, матэрыял вывадаў, умовы плоскасці і становішча плоскасці (акрамя злучэння чыпа і падкладкі, але таксама злучэнне двух чыпаў або дзвюх падкладак) вельмі адрозніваюцца.

1. Злучэнне дроту: тэрмакампрэсія/ультрагукавая/тэрмагукавая
Існуе тры спосабы мацавання металічнага провада да пляцоўкі:

①Метад тэрмакампрэсіі, зварачная пляцоўка і капілярны раз'яднальнік (падобны да капілярнага інструмента для перамяшчэння металічных правадоў) з дапамогай метаду награвання і сціскання;
②Ультрагукавы метад, без награвання, ультрагукавая хваля ўжываецца да капілярнага раздзяляльніка для злучэння.
③Тэрмасонічны метад — гэта камбінаваны метад, які выкарыстоўвае як цяпло, так і ультрагук.
Першы - гэта метад гарачага прэсавання, пры якім тэмпература кантактнай пляцоўкі чыпа загадзя награваецца прыкладна да 200°C, а затым павышаецца тэмпература наканечніка капілярнага зваршчыка, каб ён ператварыўся ў шар, і аказваецца ціск на пляцоўку праз капілярны зваршчык, каб злучыць металічны провад з пляцоўкай.
Другі ультрагукавы метад заключаецца ў прымяненні ультрагукавых хваль да кліну (падобнага да капілярнага кліну, які з'яўляецца інструментам для перамяшчэння металічных правадоў, але не ўтварае шара) для дасягнення злучэння металічных правадоў з пляцоўкай. Перавагай гэтага метаду з'яўляецца нізкі кошт працэсу і матэрыялаў. Аднак, паколькі ультрагукавы метад замяняе працэс награвання і ціску лёгка кіраванымі ультрагукавымі хвалямі, трываласць злучэння на расцяжэнне (здольнасць цягнуць і цягнуць провад пасля злучэння) адносна слабая.
2. Матэрыял злучальных металічных правадоў: золата (Au)/алюміній (Al)/медзь (Cu)
Матэрыял металічнага свінцу вызначаецца ў адпаведнасці з усебаковым улікам розных параметраў зваркі і камбінацыяй найбольш прыдатнага метаду. Тыповымі матэрыяламі металічнага свінцу з'яўляюцца золата (Au), алюміній (Al) і медзь (Cu).
Залаты дрот мае добрую электраправоднасць, хімічную стабільнасць і высокую каразійную ўстойлівасць. Аднак найбольшым недахопам ранняга выкарыстання алюмініевага дроту з'яўляецца яго лёгкая карозія. Акрамя таго, залаты дрот мае высокую цвёрдасць, таму ён можа добра ўтвараць шарык у першай сувязі, а таксама можа ўтвараць паўкруглую пятлю (форму, якая ўтвараецца ад першай сувязі да другой) менавіта ў другой сувязі.
Алюмініевы дрот мае большы дыяметр, чым залаты дрот, і крок паміж дротам большы. Такім чынам, нават калі для вырабу свінцовага кольца выкарыстоўваецца залаты дрот высокай чысціні, ён не парвецца, але чысты алюмініевы дрот лёгка ламаецца, таму яго можна змяшаць з некаторымі сплавамі крэмнію або магнію і іншымі сплавамі. Алюмініевы дрот у асноўным выкарыстоўваецца ў высокатэмпературнай упакоўцы (напрыклад, герметычнай) або ультрагукавых метадах, дзе нельга выкарыстоўваць залаты дрот.
Медны дрот танны, але занадта цвёрды. Калі цвёрдасць занадта высокая, з яго няпроста сфармаваць шарык, і існуе шмат абмежаванняў пры фарміраванні свінцовага кольца. Акрамя таго, падчас працэсу злучэння шарыкаў на пляцоўку з чыпам трэба прыкладаць ціск, і калі цвёрдасць занадта высокая, плёнка ў ніжняй частцы пляцоўкі трэсне. Акрамя таго, можа адбыцца «адслойванне» надзейна злучанага пласта пляцоўкі.

Аднак, паколькі металічная праводка чыпа выраблена з медзі, усё часцей выкарыстоўваецца медны дрот. Каб пераадолець недахопы меднага дроту, яго звычайна змешваюць з невялікай колькасцю іншых матэрыялаў для ўтварэння сплаву.