Τι είναι η συγκόλληση καλωδίων;

Η συγκόλληση φθοράς είναι μια μέθοδος σύνδεσης μεταλλικών αγωγών στο τακάκι, δηλαδή μια τεχνική σύνδεσης εσωτερικών και εξωτερικών τσιπ.

Δομικά, τα μεταλλικά καλώδια λειτουργούν ως γέφυρα μεταξύ του μαξιλαριού του τσιπ (πρωτεύουσα σύνδεση) και του μαξιλαριού φορέα (δευτερεύουσα σύνδεση). Στις πρώτες μέρες, τα πλαίσια καλωδίων χρησιμοποιούνταν ως υποστρώματα φορέα, αλλά με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας, τα PCB χρησιμοποιούνται πλέον όλο και περισσότερο ως υποστρώματα. Η σύνδεση καλωδίων που συνδέει δύο ανεξάρτητα μαξιλαράκια, το υλικό του καλωδίου, οι συνθήκες σύνδεσης, η θέση σύνδεσης (εκτός από τη σύνδεση του τσιπ και του υποστρώματος, αλλά και η σύνδεση με δύο τσιπ ή δύο υποστρώματα) είναι πολύ διαφορετικές.

1. Σύνδεση σύρματος: Θερμοσυμπίεση/Υπερηχητική/Θερμοηχητική
Υπάρχουν τρεις τρόποι για να συνδέσετε το μεταλλικό καλώδιο στο μαξιλαράκι:

①Μέθοδος θερμοσυμπίεσης, το επίθεμα συγκόλλησης και ο τριχοειδής διαχωριστής (παρόμοιο με το τριχοειδές εργαλείο για την κίνηση μεταλλικών αγωγών) με μέθοδο θέρμανσης και συμπίεσης.
②Μέθοδος υπερήχων, χωρίς θέρμανση, υπερηχητικό κύμα εφαρμόζεται στον τριχοειδή διαχωριστή για σύνδεση.
③Η θερμοηχητική είναι μια συνδυασμένη μέθοδος που χρησιμοποιεί τόσο θερμότητα όσο και υπερήχους.
Η πρώτη είναι η μέθοδος συγκόλλησης με θερμή συμπίεση, η οποία θερμαίνει τη θερμοκρασία του μαξιλαριού τσιπ σε περίπου 200 °C εκ των προτέρων και στη συνέχεια αυξάνει τη θερμοκρασία της άκρης του τριχοειδούς συγκολλητή για να την μετατρέψει σε μπάλα και ασκεί πίεση στο μαξιλαράκι μέσω του τριχοειδούς συγκολλητή, έτσι ώστε να συνδεθεί ο μεταλλικός αγωγός στο μαξιλαράκι.
Η δεύτερη μέθοδος υπερήχων είναι η εφαρμογή υπερηχητικών κυμάτων σε μια σφήνα (παρόμοια με μια τριχοειδή σφήνα, η οποία είναι ένα εργαλείο για την κίνηση μεταλλικών αγωγών, αλλά δεν σχηματίζει μπάλα) για να επιτευχθεί η σύνδεση των μεταλλικών αγωγών στο επίθεμα. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι το χαμηλό κόστος επεξεργασίας και υλικού. Ωστόσο, επειδή η μέθοδος υπερήχων αντικαθιστά τη διαδικασία θέρμανσης και συμπίεσης με εύκολα λειτουργικά υπερηχητικά κύματα, η αντοχή σε εφελκυσμό (η ικανότητα τραβήγματος και τραβήγματος του σύρματος μετά τη σύνδεση) είναι σχετικά ασθενής.
2. Υλικό συγκόλλησης μεταλλικών αγωγών: Χρυσός (Au)/Αλουμίνιο (Al)/Χαλκός (Cu)
Το υλικό του μεταλλικού μολύβδου καθορίζεται σύμφωνα με την ολοκληρωμένη εξέταση διαφόρων παραμέτρων συγκόλλησης και τον συνδυασμό της καταλληλότερης μεθόδου. Τυπικά υλικά μεταλλικού μολύβδου είναι ο χρυσός (Au), το αλουμίνιο (Al) και ο χαλκός (Cu).
Το χρυσό σύρμα έχει καλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, χημική σταθερότητα και ισχυρή αντοχή στη διάβρωση. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μειονέκτημα της πρώιμης χρήσης του σύρματος αλουμινίου είναι η εύκολη διάβρωση. Και η σκληρότητα του χρυσού σύρματος είναι ισχυρή, επομένως μπορεί να σχηματίσει μια μπάλα στον πρώτο δεσμό και μπορεί να σχηματίσει μια ημικυκλική θηλιά (το σχήμα που σχηματίζεται από τον πρώτο δεσμό στον δεύτερο δεσμό) ακριβώς στον δεύτερο δεσμό.
Το σύρμα αλουμινίου έχει μεγαλύτερη διάμετρο από το χρυσό σύρμα και το βήμα είναι μεγαλύτερο. Επομένως, ακόμη και αν χρησιμοποιηθεί χρυσό σύρμα υψηλής καθαρότητας για να σχηματίσει έναν δακτύλιο μολύβδου, δεν θα σπάσει, αλλά το καθαρό σύρμα αλουμινίου είναι εύκολο να σπάσει, επομένως θα αναμειχθεί με κάποιο πυρίτιο ή μαγνήσιο και άλλα κράματα. Το σύρμα αλουμινίου χρησιμοποιείται κυρίως σε συσκευασίες υψηλής θερμοκρασίας (όπως η ερμητική) ή σε μεθόδους υπερήχων όπου δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί χρυσό σύρμα.
Το χάλκινο σύρμα είναι φθηνό, αλλά πολύ σκληρό. Εάν η σκληρότητα είναι πολύ υψηλή, δεν είναι εύκολο να σχηματιστεί μια μπάλα και υπάρχουν πολλοί περιορισμοί κατά τη διαμόρφωση ενός δακτυλίου μολύβδου. Επιπλέον, θα πρέπει να ασκείται πίεση στο υπόστρωμα τσιπ κατά τη διαδικασία συγκόλλησης της μπάλας και, εάν η σκληρότητα είναι πολύ υψηλή, η μεμβράνη στο κάτω μέρος του υποστρώματος θα σπάσει. Επιπλέον, μπορεί να υπάρξει «ξεφλούδισμα» του σταθερά συνδεδεμένου στρώματος του υποστρώματος.

Ωστόσο, επειδή η μεταλλική καλωδίωση του τσιπ είναι κατασκευασμένη από χαλκό, υπάρχει μια αυξανόμενη τάση χρήσης χάλκινου σύρματος. Προκειμένου να ξεπεραστούν τα μειονεκτήματα του χάλκινου σύρματος, συνήθως αναμειγνύεται με μια μικρή ποσότητα άλλων υλικών για να σχηματιστεί ένα κράμα.