Què és la unió de fils?

La unió per desgast és un mètode per connectar cables metàl·lics a la coixinet, és a dir, una tècnica per connectar xips interns i externs.

Estructuralment, els contactes metàl·lics actuen com a pont entre el pad del xip (unió primària) i el pad del portador (unió secundària). En els primers temps, els marcs de contactes s'utilitzaven com a substrats portadors, però amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia, les PCB s'utilitzen cada cop més com a substrats. La unió de cables que connecta dos pads independents, el material del contacte, les condicions d'unió i la posició d'unió (a més de connectar el xip i el substrat, però també connectar dos xips o dos substrats) són molt diferents.

1. Unió de fils: termocompressió/ultrasons/termosònic
Hi ha tres maneres de fixar el cable metàl·lic a la coixinet:

①Mètode de termocompressió, la placa de soldadura i el divisor capil·lar (similar a l'eina en forma de capil·lar per moure els cables metàl·lics) mitjançant el mètode d'escalfament i compressió;
② Mètode ultrasònic, sense escalfar, s'aplica una ona ultrasònica al divisor capil·lar per a la connexió.
③La termosònica és un mètode combinat que utilitza calor i ultrasons.
El primer és el mètode d'unió per premsatge en calent, que escalfa la temperatura del coixinet de xip a uns 200 °C per endavant, i després augmenta la temperatura de la punta del splicer capil·lar per convertir-la en una bola i exerceix pressió sobre el coixinet a través del splicer capil·lar, per tal de connectar el cable metàl·lic al coixinet.
El segon mètode ultrasònic consisteix a aplicar ones ultrasòniques a una falca (similar a una falca capil·lar, que és una eina per moure cables metàl·lics, però no forma una bola) per aconseguir la connexió dels cables metàl·lics al coixinet. L'avantatge d'aquest mètode és el baix cost del procés i del material; Tanmateix, com que el mètode ultrasònic substitueix el procés d'escalfament i pressurització per ones ultrasòniques de fàcil funcionament, la resistència a la tracció unida (la capacitat d'estirar i estirar el cable després de la connexió) és relativament feble.
2. Material dels cables metàl·lics d'unió: Or (Au)/Alumini (Al)/Coure (Cu)
El material del plom metàl·lic es determina segons la consideració exhaustiva de diversos paràmetres de soldadura i la combinació del mètode més adequat. Els materials típics del plom metàl·lic són l'or (Au), l'alumini (Al) i el coure (Cu).
El fil d'or té una bona conductivitat elèctrica, estabilitat química i una forta resistència a la corrosió. Tanmateix, el major desavantatge de l'ús inicial del fil d'alumini és la facilitat de la corrosió. I la duresa del fil d'or és forta, de manera que pot formar una bola en el primer enllaç i pot formar un bucle de plom semicircular (la forma formada des del primer enllaç fins al segon enllaç) just en el segon enllaç.
El filferro d'alumini té un diàmetre més gran que el filferro d'or, i el pas és més gran. Per tant, fins i tot si s'utilitza un filferro d'or d'alta puresa per formar un anell de plom, no es trencarà, però el filferro d'alumini pur és fàcil de trencar, de manera que es barrejarà amb una mica de silici o magnesi i altres aliatges. El filferro d'alumini s'utilitza principalment en envasos d'alta temperatura (com ara hermètics) o mètodes ultrasònics on no es pot utilitzar filferro d'or.
El filferro de coure és barat, però massa dur. Si la duresa és massa alta, no és fàcil formar una bola i hi ha moltes limitacions a l'hora de formar un anell de plom. A més, s'ha d'aplicar pressió al coixinet de xip durant el procés d'unió de la bola, i si la duresa és massa alta, la pel·lícula de la part inferior del coixinet s'esquerdarà. A més, hi pot haver un "despreniment" de la capa del coixinet connectada de manera segura.

Tanmateix, com que el cablejat metàl·lic del xip està fet de coure, hi ha una tendència creixent a utilitzar filferro de coure. Per tal de superar les deficiències del filferro de coure, normalment es barreja amb una petita quantitat d'altres materials per formar un aliatge.