A unión por desgaste é un método para conectar cables metálicos á almofada, é dicir, unha técnica para conectar chips internos e externos.
Estruturalmente, os condutores metálicos actúan como unha ponte entre a almofada do chip (conexión primaria) e a almofada do portador (conexión secundaria). Nos primeiros tempos, os marcos de condutores usábanse como substratos portadores, pero co rápido desenvolvemento da tecnoloxía, as placas de circuíto impreso (PCB) úsanse agora cada vez máis como substratos. A conexión por fíos que conecta dúas almofadas independentes, o material do condutor, as condicións de unión e a posición de unión (ademais de conectar o chip e o substrato, pero tamén conectar dous chips ou dous substratos) son moi diferentes.
1. Unión de fíos: termocompresión/ultrasón/termosónico
Hai tres xeitos de fixar o cable metálico á almofada:
①Método de termocompresión, a almofada de soldadura e o divisor capilar (semellante á ferramenta en forma de capilar para mover os cables metálicos) mediante o método de quecemento e compresión;
②Método ultrasónico, sen quecemento, aplícase onda ultrasónica ao divisor capilar para a conexión.
③A termosónica é un método combinado que emprega calor e ultrasóns.
O primeiro é o método de unión por prensado en quente, que quenta a temperatura da almofada do chip a uns 200 °C por adiantado e, a continuación, aumenta a temperatura da punta do empalmador capilar para convertela nunha bóla e exerce presión sobre a almofada a través do empalmador capilar para conectar o cable metálico á almofada.
O segundo método ultrasónico consiste en aplicar ondas ultrasónicas a unha cuña (similar a unha cuña capilar, que é unha ferramenta para mover cables metálicos, pero non forma unha bóla) para lograr a conexión dos cables metálicos á almofada. A vantaxe deste método é o baixo custo do proceso e do material; Non obstante, debido a que o método ultrasónico substitúe o proceso de quecemento e presurización por ondas ultrasónicas de fácil funcionamento, a resistencia á tracción unida (a capacidade de tirar e tirar do cable despois da conexión) é relativamente débil.
2. Material dos cables metálicos de unión: ouro (Au)/aluminio (Al)/cobre (Cu)
O material do chumbo metálico determínase segundo a consideración exhaustiva de varios parámetros de soldadura e a combinación do método máis axeitado. Os materiais típicos para o chumbo metálico son o ouro (Au), o aluminio (Al) e o cobre (Cu).
O arame de ouro ten boa condutividade eléctrica, estabilidade química e forte resistencia á corrosión. Non obstante, a maior desvantaxe do uso inicial do arame de aluminio é a facilidade para corroerse. E a dureza do arame de ouro é forte, polo que pode formar unha bóla ben na primeira unión e pode formar un bucle de chumbo semicircular (a forma formada desde a primeira unión ata a segunda unión) xusto na segunda unión.
O arame de aluminio ten un diámetro maior que o arame de ouro e o paso é maior. Polo tanto, mesmo se se usa un arame de ouro de alta pureza para formar un anel de chumbo, non se romperá, pero o arame de aluminio puro é doado de romper, polo que se mesturará con algo de silicio ou magnesio e outras aliaxes. O arame de aluminio úsase principalmente en envases de alta temperatura (como herméticos) ou métodos ultrasónicos onde non se pode usar arame de ouro.
O arame de cobre é barato, pero demasiado duro. Se a dureza é demasiado alta, non é doado formar unha bóla e hai moitas limitacións á hora de formar un anel de chumbo. Ademais, débese aplicar presión á almofada do chip durante o proceso de unión da bóla, e se a dureza é demasiado alta, a película da parte inferior da almofada racharase. Ademais, pode haber un "desprendimento" da capa da almofada conectada de forma segura.
Non obstante, debido a que o cableado metálico do chip está feito de cobre, existe unha tendencia crecente a usar fío de cobre. Para superar as deficiencias do fío de cobre, adoita mesturarse cunha pequena cantidade doutros materiais para formar unha aliaxe.