Wat is draadverlijming?

Wore Bonding is een methode om metalen draden met de pad te verbinden, dat wil zeggen een techniek om interne en externe chips te verbinden.

Structureel gezien fungeren de metalen aansluitingen als een brug tussen de pad van de chip (primaire bonding) en de dragerpad (secundaire bonding). In het begin werden leadframes gebruikt als dragersubstraten, maar met de snelle ontwikkeling van de technologie worden PCB's nu steeds vaker als substraat gebruikt. De draadverbinding die twee onafhankelijke pads verbindt, het materiaal van de aansluiting, de bondingcondities en de bondingpositie (naast het verbinden van de chip en het substraat, maar ook het verbinden van twee chips, of twee substraten) zijn zeer verschillend.

1. Draadverbinding: Thermocompressie/Ultrasoon/Thermosoon
Er zijn drie manieren om de metalen kabel aan het pad te bevestigen:

①Thermocompressiemethode, het laspad en de capillaire splitter (vergelijkbaar met het capillairvormige gereedschap om metalen draden te verplaatsen) door middel van verhitting en compressiemethode;
②Ultrasoonmethode, zonder verwarming, waarbij een ultrasone golf op de capillaire splitter wordt toegepast voor verbinding.
③Thermosonic is een gecombineerde methode die zowel hitte als ultrageluid gebruikt.
De eerste methode is de warmpersverbindingsmethode, waarbij de temperatuur van de chippad vooraf wordt verhoogd tot ongeveer 200 °C. Vervolgens wordt de temperatuur van de capillaire laspunt verhoogd, zodat er een bal ontstaat. Vervolgens wordt er druk uitgeoefend op de pad via de capillaire las, zodat de metalen draad met de pad wordt verbonden.
De tweede ultrasone methode is het toepassen van ultrasone golven op een wig (vergelijkbaar met een capillaire wig, een hulpmiddel om metalen draden te verplaatsen, maar geen bal vormt) om de metalen draden met de pad te verbinden. Het voordeel van deze methode zijn de lage proces- en materiaalkosten. Omdat de ultrasone methode echter het verhittings- en drukproces vervangt door eenvoudig te bedienen ultrasone golven, is de treksterkte (het vermogen om de draad na het verbinden te trekken en te spannen) relatief zwak.
2. Materiaal van de verlijmde metalen draden: Goud (Au)/Aluminium (Al)/Koper (Cu)
Het materiaal van het loodmetaal wordt bepaald op basis van een uitgebreide beschouwing van verschillende lasparameters en de combinatie van de meest geschikte methode. Typische loodmetalen zijn goud (Au), aluminium (Al) en koper (Cu).
Gouddraad heeft een goede elektrische geleidbaarheid, chemische stabiliteit en een sterke corrosiebestendigheid. Het grootste nadeel van het vroege gebruik van aluminiumdraad is echter de gemakkelijke corrosie. De hardheid van gouddraad is sterk, waardoor het zich goed kan vormen in de eerste verbinding en een halfronde lus (de vorm die ontstaat tussen de eerste verbinding en de tweede verbinding) precies goed kan vormen in de tweede verbinding.
Aluminiumdraad heeft een grotere diameter dan gouddraad en een grotere spoed. Daarom zal zelfs een draad van zeer zuiver goud die wordt gebruikt om een ​​loodring te vormen, niet breken. Zuiver aluminiumdraad is echter gemakkelijk te breken en zal daarom worden gemengd met silicium, magnesium en andere legeringen. Aluminiumdraad wordt voornamelijk gebruikt voor hogetemperatuurverpakkingen (zoals hermetische verpakkingen) of ultrasone methoden waarbij gouddraad niet kan worden gebruikt.
Koperdraad is goedkoop, maar te hard. Als de hardheid te hoog is, is het moeilijk om een ​​bol te vormen en zijn er veel beperkingen bij het vormen van een loodring. Bovendien moet er druk worden uitgeoefend op de chippad tijdens het verlijmen van de bol, en als de hardheid te hoog is, zal de folie aan de onderkant van de pad scheuren. Bovendien kan de stevig verbonden padlaag loskomen.

Omdat de metalen bedrading van de chip echter van koper is, wordt er steeds vaker koperdraad gebruikt. Om de nadelen van koperdraad te ondervangen, wordt het meestal gemengd met een kleine hoeveelheid andere materialen om een ​​legering te vormen.