Il Were Bonding è un metodo per collegare i conduttori metallici al pad, ovvero una tecnica per collegare i chip interni ed esterni.
Strutturalmente, i conduttori metallici fungono da ponte tra il pad del chip (bonding primario) e il pad di supporto (bonding secondario). Inizialmente, i lead frame venivano utilizzati come substrati di supporto, ma con il rapido sviluppo della tecnologia, i PCB sono ora sempre più utilizzati come substrati. Il bonding dei fili che collega due pad indipendenti, il materiale dei conduttori, le condizioni di bonding e la posizione di bonding (oltre a collegare il chip e il substrato, ma anche a due chip o due substrati) sono molto diversi.
1. Saldatura dei fili: termocompressione/ultrasuoni/termosonico
Esistono tre modi per fissare il cavo metallico al pad:
①Metodo di termocompressione, il tampone di saldatura e il divisore capillare (simile allo strumento a forma di capillare per spostare i cavi metallici) mediante il metodo di riscaldamento e compressione;
2. Metodo ultrasonico, senza riscaldamento, l'onda ultrasonica viene applicata allo splitter capillare per la connessione.
③Thermosonic è un metodo combinato che utilizza sia il calore che gli ultrasuoni.
Il primo è il metodo di saldatura a pressione a caldo, che riscalda in anticipo la temperatura del pad del chip a circa 200 °C, quindi aumenta la temperatura della punta della giuntatrice capillare per trasformarla in una palla, ed esercita pressione sul pad attraverso la giuntatrice capillare, in modo da collegare il conduttore metallico al pad.
Il secondo metodo a ultrasuoni consiste nell'applicare onde ultrasoniche a un cuneo (simile a un cuneo capillare, che è uno strumento per spostare i conduttori metallici, ma non forma una sfera) per ottenere la connessione dei conduttori metallici al pad. Il vantaggio di questo metodo è il basso costo di processo e di materiale; tuttavia, poiché il metodo a ultrasuoni sostituisce il processo di riscaldamento e pressurizzazione con onde ultrasoniche facilmente gestibili, la resistenza alla trazione (la capacità di tirare e tirare il filo dopo la connessione) è relativamente debole.
2. Materiale dei cavi metallici di collegamento: Oro (Au)/Alluminio (Al)/Rame (Cu)
Il materiale del piombo metallico viene determinato in base a un'attenta valutazione di diversi parametri di saldatura e alla combinazione del metodo più appropriato. Tipici materiali a base di piombo metallico sono oro (Au), alluminio (Al) e rame (Cu).
Il filo d'oro ha una buona conduttività elettrica, stabilità chimica e un'elevata resistenza alla corrosione. Tuttavia, il principale svantaggio dell'uso iniziale del filo di alluminio è la sua facile corrosione. La durezza del filo d'oro è elevata, quindi può formare una sfera nel primo legame e un anello di piombo semicircolare (la forma che si forma dal primo legame al secondo) proprio nel secondo legame.
Il filo di alluminio ha un diametro maggiore rispetto al filo d'oro e un passo maggiore. Pertanto, anche se si utilizza un filo d'oro ad alta purezza per formare un anello di piombo, non si romperà, mentre il filo di alluminio puro è facile da rompere, quindi verrà mescolato con silicio o magnesio e altre leghe. Il filo di alluminio viene utilizzato principalmente nel confezionamento ad alta temperatura (come quello ermetico) o nei metodi a ultrasuoni, dove il filo d'oro non può essere utilizzato.
Il filo di rame è economico, ma troppo duro. Se la durezza è eccessiva, non è facile formare una sfera e ci sono molte limitazioni nella formazione di un anello di piombo. Inoltre, durante il processo di saldatura della sfera, è necessario applicare una pressione al pad del chip e, se la durezza è eccessiva, la pellicola sul fondo del pad si creperà. Inoltre, potrebbe verificarsi una "sfaldatura" dello strato del pad saldamente collegato.
Tuttavia, poiché il cablaggio metallico del chip è in rame, si tende sempre più a utilizzare filo di rame. Per ovviare ai difetti del filo di rame, questo viene solitamente mescolato con una piccola quantità di altri materiali per formare una lega.