Що таке склеювання дротом?

Wore Bonding – це метод з'єднання металевих виводів з контактною площадкою, тобто техніка з'єднання внутрішніх та зовнішніх мікросхем.

Конструктивно металеві виводи діють як місток між контактною площадкою мікросхеми (первинне з'єднання) та контактною площадкою-носієм (вторинне з'єднання). Раніше як несучі підкладки використовувалися каркаси виводів, але зі швидким розвитком технологій зараз все частіше як підкладки використовуються друковані плати (PCB). Дротове з'єднання, що з'єднує дві незалежні контактні площадки, матеріал виводів, умови з'єднання, положення з'єднання (окрім з'єднання мікросхеми та підкладки, але також з'єднання двох мікросхем або двох підкладок) дуже відрізняються.

1. З'єднання дротів: термостискання/ультразвукове/термозвукове
Існує три способи кріплення металевого дроту до контактної площадки:

①Метод термостиснення, зварювальна площадка та капілярний роздільник (подібний до капілярного інструменту для переміщення металевих виводів) методом нагрівання та стиснення;
②Ультразвуковий метод, без нагрівання, ультразвукова хвиля застосовується до капілярного розгалужувача для з'єднання.
③Термосонічний метод – це комбінований метод, який використовує як тепло, так і ультразвук.
Перший - це метод гарячого пресування, при якому температура контактної площадки чіпа попередньо нагрівається приблизно до 200 °C, а потім підвищується температура кінчика капілярного зварювального апарата, щоб перетворити його на кульку, і чиниться тиск на площадку через капілярний зварювальний апарат, щоб з'єднати металевий вивід з площадкою.
Другий ультразвуковий метод полягає у застосуванні ультразвукових хвиль до клина (подібного до капілярного клина, який є інструментом для переміщення металевих виводів, але не утворює кулю) для досягнення з'єднання металевих виводів з контактною площадкою. Перевагою цього методу є низька вартість процесу та матеріалів; Однак, оскільки ультразвуковий метод замінює процес нагрівання та тиску легко керованими ультразвуковими хвилями, міцність з'єднання на розтяг (здатність тягнути і тягнути дріт після з'єднання) є відносно слабкою.
2. Матеріал металевих виводів для з'єднання: золото (Au)/алюміній (Al)/мідь (Cu)
Матеріал металевого свинцевого свинцю визначається відповідно до всебічного врахування різних параметрів зварювання та комбінації найбільш підходящого методу. Типовими матеріалами металевого свинцевого свинцю є золото (Au), алюміній (Al) та мідь (Cu).
Золотий дріт має добру електропровідність, хімічну стабільність та високу стійкість до корозії. Однак найбільшим недоліком раннього використання алюмінієвого дроту є його легка корозія. Крім того, золотий дріт має високу твердість, тому він може добре утворювати кульку в першому зв'язку, а також може утворювати напівкруглу петлю (форму, що утворюється від першого зв'язку до другого) прямо в другому зв'язку.
Алюмінієвий дріт має більший діаметр, ніж золотий дріт, і крок дроту більший. Тому, навіть якщо для формування свинцевого кільця використовувати високочистий золотий дріт, він не зламається, але чистий алюмінієвий дріт легко зламати, тому його змішують з деякими кремнієвими або магнієвими та іншими сплавами. Алюмінієвий дріт в основному використовується у високотемпературній упаковці (наприклад, герметичній) або ультразвукових методах, де золотий дріт не може бути використаний.
Мідний дріт дешевий, але занадто твердий. Якщо твердість занадто висока, сформувати кульку нелегко, і існує багато обмежень при формуванні свинцевого кільця. Крім того, під час процесу з'єднання кульок на контактну площадку слід прикладати тиск, і якщо твердість занадто висока, плівка на дні площадки трісне. Крім того, може статися «відшарування» надійно з'єднаного шару площадки.

Однак, оскільки металевий провід мікросхеми виготовлений з міді, існує дедалі більша тенденція використовувати мідний дріт. Щоб подолати недоліки мідного дроту, його зазвичай змішують з невеликою кількістю інших матеріалів для утворення сплаву.