વાયર બોન્ડિંગ શું છે?

વેર બોન્ડિંગ એ મેટલ લીડ્સને પેડ સાથે જોડવાની એક પદ્ધતિ છે, એટલે કે, આંતરિક અને બાહ્ય ચિપ્સને જોડવાની એક તકનીક.

માળખાકીય રીતે, ધાતુના લીડ્સ ચિપના પેડ (પ્રાથમિક બંધન) અને વાહક પેડ (સેકન્ડરી બંધન) વચ્ચે પુલ તરીકે કાર્ય કરે છે. શરૂઆતના દિવસોમાં, લીડ ફ્રેમનો ઉપયોગ વાહક સબસ્ટ્રેટ તરીકે થતો હતો, પરંતુ ટેકનોલોજીના ઝડપી વિકાસ સાથે, PCBS હવે સબસ્ટ્રેટ તરીકે વધુને વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે. બે સ્વતંત્ર પેડને જોડતા વાયર બોન્ડિંગ, લીડ સામગ્રી, બંધન સ્થિતિ, બંધન સ્થિતિ (ચિપ અને સબસ્ટ્રેટને જોડવા ઉપરાંત, પણ બે ચિપ્સ અથવા બે સબસ્ટ્રેટ સાથે પણ જોડાયેલ) ખૂબ જ અલગ છે.

૧.વાયર બોન્ડિંગ: થર્મો-કમ્પ્રેશન/અલ્ટ્રાસોનિક/થર્મોસોનિક
મેટલ લીડને પેડ સાથે જોડવાની ત્રણ રીતો છે:

①થર્મો-કમ્પ્રેશન પદ્ધતિ, ગરમી અને કમ્પ્રેશન પદ્ધતિ દ્વારા વેલ્ડીંગ પેડ અને કેશિકા સ્પ્લિટર (ધાતુના લીડ્સને ખસેડવા માટે કેશિકા આકારના સાધન જેવું જ);
②અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિ, ગરમ કર્યા વિના, જોડાણ માટે કેશિલરી સ્પ્લિટર પર અલ્ટ્રાસોનિક તરંગ લાગુ કરવામાં આવે છે.
③થર્મોસોનિક એક સંયુક્ત પદ્ધતિ છે જે ગરમી અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ બંનેનો ઉપયોગ કરે છે.
પહેલી પદ્ધતિ હોટ પ્રેસિંગ બોન્ડિંગ પદ્ધતિ છે, જે ચિપ પેડના તાપમાનને લગભગ 200 ° સે અગાઉથી ગરમ કરે છે, અને પછી કેશિલરી સ્પ્લિસર ટીપનું તાપમાન વધારીને તેને બોલ બનાવે છે, અને કેશિલરી સ્પ્લિસર દ્વારા પેડ પર દબાણ લાવે છે, જેથી મેટલ લીડને પેડ સાથે જોડવામાં આવે.
બીજી અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિ એ છે કે વેજ પર અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો લાગુ કરવામાં આવે છે (કેશિલરી વેજ જેવું જ, જે મેટલ લીડ્સને ખસેડવા માટેનું સાધન છે, પરંતુ બોલ બનાવતું નથી) જેથી મેટલ લીડ્સ પેડ સાથે જોડાય. આ પદ્ધતિનો ફાયદો ઓછી પ્રક્રિયા અને સામગ્રી ખર્ચ છે; જો કે, કારણ કે અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિ ગરમી અને દબાણ પ્રક્રિયાને સરળતાથી સંચાલિત અલ્ટ્રાસોનિક તરંગોથી બદલે છે, બોન્ડેડ ટેન્સાઇલ સ્ટ્રેન્થ (જોડાણ પછી વાયરને ખેંચવાની અને ખેંચવાની ક્ષમતા) પ્રમાણમાં નબળી છે.
2. મેટલ લીડ્સને બંધન કરવાની સામગ્રી: સોનું (Au)/એલ્યુમિનિયમ (Al)/તાંબુ (Cu)
ધાતુના સીસાની સામગ્રી વિવિધ વેલ્ડીંગ પરિમાણોના વ્યાપક વિચારણા અને સૌથી યોગ્ય પદ્ધતિના સંયોજન અનુસાર નક્કી કરવામાં આવે છે. લાક્ષણિક ધાતુના સીસાની સામગ્રી સોનું (Au), એલ્યુમિનિયમ (Al) અને તાંબુ (Cu) છે.
ગોલ્ડ વાયરમાં સારી વિદ્યુત વાહકતા, રાસાયણિક સ્થિરતા અને મજબૂત કાટ પ્રતિકાર છે. જો કે, એલ્યુમિનિયમ વાયરના શરૂઆતના ઉપયોગનો સૌથી મોટો ગેરલાભ એ છે કે તેને સરળતાથી કાટ લાગશે. અને ગોલ્ડ વાયરની કઠિનતા મજબૂત છે, તેથી તે પ્રથમ બોન્ડમાં સારી રીતે બોલ બનાવી શકે છે, અને બીજા બોન્ડમાં જ અર્ધવર્તુળાકાર લીડ લૂપ (પ્રથમ બોન્ડથી બીજા બોન્ડ સુધી બનેલો આકાર) બનાવી શકે છે.
એલ્યુમિનિયમ વાયરનો વ્યાસ સોનાના વાયર કરતા મોટો હોય છે, અને પિચ મોટી હોય છે. તેથી, જો લીડ રિંગ બનાવવા માટે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા સોનાના વાયરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો પણ તે તૂટશે નહીં, પરંતુ શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ વાયર તોડવું સરળ છે, તેથી તેને કેટલાક સિલિકોન અથવા મેગ્નેશિયમ અને અન્ય એલોય સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવશે. એલ્યુમિનિયમ વાયરનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-તાપમાન પેકેજિંગ (જેમ કે હર્મેટિક) અથવા અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિઓમાં થાય છે જ્યાં સોનાના વાયરનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.
કોપર વાયર સસ્તો છે, પણ ખૂબ જ કઠણ છે. જો કઠિનતા ખૂબ ઊંચી હોય, તો બોલ બનાવવો સરળ નથી, અને લીડ રિંગ બનાવતી વખતે ઘણી મર્યાદાઓ હોય છે. વધુમાં, બોલ બોન્ડિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ચિપ પેડ પર દબાણ લાગુ કરવું જોઈએ, અને જો કઠિનતા ખૂબ ઊંચી હોય, તો પેડના તળિયે ફિલ્મ ક્રેક થઈ જશે. વધુમાં, સુરક્ષિત રીતે જોડાયેલા પેડ સ્તરનું "છાલ" થઈ શકે છે.

જોકે, ચિપના ધાતુના વાયરિંગ તાંબાના બનેલા હોવાથી, તાંબાના વાયરનો ઉપયોગ કરવાનું વલણ વધી રહ્યું છે. તાંબાના વાયરની ખામીઓને દૂર કરવા માટે, તેને સામાન્ય રીતે થોડી માત્રામાં અન્ય સામગ્રી સાથે મિશ્રિત કરીને એલોય બનાવવામાં આવે છે.