Liên kết dây– phương pháp gắn chip vào PCB

Mỗi wafer được kết nối từ 500 đến 1.200 chip trước khi hoàn tất quy trình. Để sử dụng những chip này khi cần thiết, wafer cần được cắt thành từng chip riêng lẻ, sau đó được kết nối với bên ngoài và cấp nguồn. Lúc này, phương pháp kết nối dây (đường dẫn tín hiệu điện) được gọi là liên kết dây.

Vật liệu liên kết dây: vàng/nhôm/đồng

Vật liệu liên kết dây được xác định bằng cách xem xét toàn diện các thông số hàn khác nhau và kết hợp chúng thành phương pháp phù hợp nhất. Các thông số được đề cập ở đây liên quan đến nhiều yếu tố, bao gồm loại sản phẩm bán dẫn, loại bao bì, kích thước miếng đệm, đường kính dây dẫn kim loại, phương pháp hàn, cũng như các chỉ số độ tin cậy như độ bền kéo và độ giãn dài của dây dẫn kim loại. Các vật liệu dây dẫn kim loại điển hình bao gồm vàng, nhôm và đồng. Trong số đó, dây vàng chủ yếu được sử dụng cho bao bì bán dẫn.

Dây vàng có độ dẫn điện tốt, ổn định về mặt hóa học và khả năng chống ăn mòn mạnh. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của dây nhôm, vốn được sử dụng chủ yếu vào thời kỳ đầu, là dễ bị ăn mòn. Hơn nữa, độ cứng của dây vàng rất cao, nên có thể uốn cong thành hình cầu trong liên kết sơ cấp, và có thể tạo thành vòng chì hình bán nguyệt (từ liên kết sơ cấp đến liên kết thứ cấp).

Dây nhôm có đường kính và bước dây lớn hơn dây vàng. Do đó, ngay cả khi dùng dây vàng tinh khiết cao để tạo vòng chì, nó cũng không bị đứt, nhưng dây nhôm tinh khiết sẽ dễ đứt, vì vậy người ta sẽ trộn nó với một ít silic hoặc magie để tạo thành hợp kim. Dây nhôm chủ yếu được sử dụng trong các phương pháp đóng gói ở nhiệt độ cao (như Hermetic) hoặc siêu âm, những nơi không thể sử dụng dây vàng.

Dây đồng tuy rẻ nhưng độ cứng lại quá cao. Nếu độ cứng quá cao, sẽ khó tạo hình cầu, và có nhiều hạn chế khi tạo vòng chì. Hơn nữa, trong quá trình liên kết bi, cần phải tạo áp lực lên miếng đệm chip. Nếu độ cứng quá cao, lớp màng ở đáy miếng đệm sẽ xuất hiện các vết nứt. Ngoài ra, sẽ có hiện tượng "bóc tách" khiến lớp đệm được kết nối chắc chắn bị bong ra. Tuy nhiên, vì dây kim loại của chip được làm bằng đồng nên xu hướng sử dụng dây đồng ngày càng tăng. Tất nhiên, để khắc phục những nhược điểm của dây đồng, người ta thường trộn với một lượng nhỏ vật liệu khác để tạo thành hợp kim rồi mới sử dụng.