Wore Bonding adalah metode penyambungan kabel logam ke bantalan, yaitu teknik penyambungan chip internal dan eksternal.
Secara struktural, kabel logam berfungsi sebagai jembatan antara bantalan chip (pengikatan primer) dan bantalan pembawa (pengikatan sekunder). Pada awalnya, rangka kabel digunakan sebagai substrat pembawa, tetapi seiring perkembangan teknologi yang pesat, PCB kini semakin banyak digunakan sebagai substrat. Ikatan kawat yang menghubungkan dua bantalan independen, material kabel, kondisi ikatan, dan posisi ikatan (selain menghubungkan chip dan substrat, tetapi juga terhubung ke dua chip, atau dua substrat) sangat berbeda.
1. Ikatan Kawat: Termo-Kompresi/Ultrasonik/Termosonik
Ada tiga cara untuk memasang ujung logam ke bantalan:
①Metode termo-kompresi, bantalan las dan pemisah kapiler (mirip dengan alat berbentuk kapiler untuk memindahkan ujung logam) dengan metode pemanasan dan kompresi;
②Metode ultrasonik, tanpa pemanasan, gelombang ultrasonik diaplikasikan ke pemisah kapiler untuk penyambungan.
③Termosonik adalah metode gabungan yang menggunakan panas dan ultrasound.
Yang pertama adalah metode pengikatan pengepresan panas, yang memanaskan suhu bantalan chip hingga sekitar 200 ° C terlebih dahulu, lalu meningkatkan suhu ujung penyambung kapiler hingga menjadi bola, dan memberikan tekanan pada bantalan melalui penyambung kapiler, sehingga menyambungkan ujung logam ke bantalan.
Metode ultrasonik kedua adalah dengan mengaplikasikan gelombang ultrasonik pada Wedge (mirip dengan Wedge kapiler, yaitu alat untuk menggerakkan kabel logam, tetapi tidak berbentuk bola) untuk menyambungkan kabel logam ke bantalan. Keuntungan metode ini adalah biaya proses dan material yang rendah; namun, karena metode ultrasonik menggantikan proses pemanasan dan tekanan dengan gelombang ultrasonik yang mudah dioperasikan, kekuatan tarik ikatan (kemampuan untuk menarik dan menahan kabel setelah penyambungan) relatif lemah.
2.Bahan logam pengikat: Emas (Au)/Aluminium (Al)/Tembaga (Cu)
Material logam timbal ditentukan berdasarkan pertimbangan komprehensif berbagai parameter pengelasan dan kombinasi metode yang paling tepat. Material logam timbal yang umum adalah emas (Au), aluminium (Al), dan tembaga (Cu).
Kawat emas memiliki konduktivitas listrik yang baik, stabilitas kimia, dan ketahanan korosi yang kuat. Namun, kelemahan terbesar penggunaan kawat aluminium pada tahap awal adalah mudahnya terkorosi. Kekerasan kawat emas yang kuat memungkinkannya membentuk bola dengan baik pada ikatan pertama, dan dapat membentuk lingkaran timah setengah lingkaran (bentuk yang terbentuk dari ikatan pertama ke ikatan kedua) tepat pada ikatan kedua.
Kawat aluminium berdiameter lebih besar daripada kawat emas, dan pitch-nya juga lebih besar. Oleh karena itu, meskipun kawat emas dengan kemurnian tinggi digunakan untuk membentuk cincin timah, kawat tersebut tidak akan putus. Namun, kawat aluminium murni mudah putus, sehingga akan dicampur dengan silikon, magnesium, dan paduan lainnya. Kawat aluminium terutama digunakan dalam pengemasan suhu tinggi (seperti hermetik) atau metode ultrasonik di mana kawat emas tidak dapat digunakan.
Kawat tembaga murah, tetapi terlalu keras. Jika kekerasannya terlalu tinggi, sulit untuk membentuk bola, dan ada banyak keterbatasan saat membentuk cincin timah. Selain itu, tekanan harus diberikan pada bantalan chip selama proses pengikatan bola, dan jika kekerasannya terlalu tinggi, lapisan film di bagian bawah bantalan akan retak. Selain itu, lapisan bantalan yang terhubung dengan aman dapat "terkelupas".
Namun, karena kabel logam chip terbuat dari tembaga, penggunaan kawat tembaga semakin diminati. Untuk mengatasi kekurangan kawat tembaga, biasanya kawat tembaga dicampur dengan sedikit bahan lain untuk membentuk paduan.