Шешімдер

СЫМДЫ БАЙЛАНЫСТЫРУ

БІЛІМДЕРДІҢ НЕГІЗГІ ДЕРЕКТЕР ПАРАҒЫ

Сымды байланыстыру дегеніміз не?

Сымды байланыстыру - бұл кіші диаметрлі жұмсақ металл сымның ұзындығын дәнекерлеуді, флюсті пайдаланбай және кейбір жағдайларда 150 градус Цельсийден жоғары жылуды пайдаланбай үйлесімді металл бетке бекіту әдісі. Жұмсақ металдарға алтын (Au), мыс (Cu), күміс (Ag), алюминий (Al) және палладий-күміс (PdAg) және т.б.

Микроэлектрониканы құрастыру қолданбаларына арналған сымдарды байланыстыру әдістері мен процестерін түсіну.
Сынамен байланыстыру әдістері/процестер: таспа, термодыбыстық шар және ультрадыбыстық сына байланысы
Сымды байланыстыру - интегралдық схема (IC) немесе ұқсас жартылай өткізгішті құрылғы мен оның орамасы немесе өндіру кезінде жетекші жақтау арасындағы өзара байланыстарды жасау әдісі. Ол сондай-ақ литий-ионды аккумуляторлар жинағы жинақтарында электр қосылымдарын қамтамасыз ету үшін жиі пайдаланылады. Сымды байланыстыру әдетте қол жетімді микроэлектрондық интерконнект технологияларының ішіндегі ең үнемді және икемді болып саналады және бүгінде шығарылатын жартылай өткізгіш пакеттердің көпшілігінде қолданылады. сымды байланыстырудың бірнеше әдістері болып табылады, олар мыналарды қамтиды: Термокомпрессиялық сымды байланыстыру:
Термокомпрессиялық сымды байланыстыру (дәнекерлеу үшін әдетте 300°C-тан жоғары, жоғары интерфейс температурасы бар қысу күшімен ықтимал беттерді (әдетте Au) біріктіру) алғашында 1950 жылдары микроэлектроника интерконнекттері үшін әзірленді, бірақ бұл 60-шы жылдары ультрадыбыстық және термодыбыстық байланыстыру басым өзара байланыс технологиясы ретінде тез ауыстырылды. Термокомпрессиялық байланыстыру әлі күнге дейін тауашалық қолданбалар үшін қолданылуда, бірақ сәтті байланыстыру үшін қажет жоғары (жиі зақымдайтын) интерфейс температурасына байланысты өндірушілер әдетте оны болдырмайды. Ультрадыбыстық сына сыммен байланыстыру:
1960 жылдары ультрадыбыстық сына сымды байланыстыру басым өзара байланыс әдістемесіне айналды. Жоғары жиілікті дірілді (резонанттық түрлендіргіш арқылы) бір мезгілде қысқыш күшімен байланыстыру құралына қолдану алюминий және алтын сымдарды бөлме температурасында дәнекерлеуге мүмкіндік берді. Бұл ультрадыбыстық діріл байланыс циклінің басында байланыстырушы беттерден ластаушы заттарды (оксидтер, қоспалар және т.б.) кетіруге және байланысты одан әрі дамыту және нығайту үшін интерметалдық өсуді ынталандыруға көмектеседі. Байланыстырудың әдеттегі жиіліктері 60 – 120 КГц. Ультрадыбыстық сына техникасының екі негізгі технологиялық технологиясы бар: >100 мкм диаметрлі сымдар үшін үлкен (ауыр) сымды байланыстыру. <75 мкм диаметрлі сымдар үшін жұқа (кіші) сымды байланыстыру. Типтік ультрадыбыстық байланыстыру циклдерінің мысалдарын осы жерден табуға болады. жұқа сым үшін және мұнда үлкен сым үшін. Ультрадыбыстық сына сымды байланыстыру процесінің талаптары мен сым диаметрлеріне байланысты әдетте вольфрам карбидінен (алюминий сым үшін) немесе титан карбидінен (Алтын сым үшін) жасалған арнайы байланыстыру құралын немесе «сынаны» пайдаланады; Әртүрлі қолданбаларға арналған керамикалық ұшты сыналар да бар. Термодыбыстық сымды байланыстыру:
Қосымша қыздыру қажет болған жағдайда (әдетте 100 – 250°C аралығындағы байланыстыру интерфейстері бар Алтын сым үшін) процесс термодыбыстық сым байланысы деп аталады. Бұл дәстүрлі термосығымдау жүйесіне қарағанда үлкен артықшылықтарға ие, өйткені интерфейстің әлдеқайда төмен температуралары қажет (бөлме температурасында Au-bonding туралы айтылған, бірақ іс жүзінде бұл қосымша жылусыз сенімді емес).
Термодыбыстық сымды байланыстырудың тағы бір түрі - шарды байланыстыру (шарларды байланыстыру циклін осы жерден қараңыз). Бұл әдістеме термо-сығымдау және ультрадыбыстық байланыстырудағы ең жақсы қасиеттерді кемшіліктерсіз біріктіру үшін дәстүрлі сына конструкцияларына қарағанда керамикалық капиллярларды байланыстыру құралын пайдаланады. Термодыбыстық діріл интерфейс температурасының төмен болуын қамтамасыз етеді, ал бірінші өзара байланыс, термиялық сығымдалған шар байланысы сым мен қосымша байланыстың бірінші байланысқа сәйкес емес, кез келген бағытта орналасуына мүмкіндік береді, бұл ультрадыбыстық сымды байланыстыруда шектеу болып табылады. . Автоматты, жоғары көлемді өндіру үшін шарикті байланыстырғыштар ультрадыбыстық / термодыбыстық (сына) байланыстырғыштарға қарағанда айтарлықтай жылдамырақ, бұл термосоникалық шарды байланыстыруды соңғы 50+ жылдағы микроэлектроникадағы басым өзара байланыс технологиясына айналдырады. Таспамен байланыстыру:
Тегіс металл таспаларды қолданатын таспаны байланыстыру РЖ және микротолқынды пеш электроникасында ондаған жылдар бойы басым болды (таспа дәстүрлі дөңгелек сыммен салыстырғанда сигналдың жоғалуын [тері әсері] айтарлықтай жақсартуды қамтамасыз етеді). Кішкентай алтын таспалар, әдетте ені 75 мкм және қалыңдығы 25 мкм үлкен жалпақ бетті сынамен байланыстыру құралымен термодыбыстық процесс арқылы біріктіріледі. Ені 2000 мкм және қалыңдығы 250 мкм дейінгі алюминий таспаларды да ультрадыбыстық сына процесі арқылы байланыстыруға болады. төменгі контурға, жоғары тығыздықтағы интерконнекттерге қойылатын талап артты.

Алтын байланыстырушы сым дегеніміз не?

Алтын сымды байланыстыру - бұл өзара байланыс немесе электр өткізгіш жолды құру үшін жинақтағы екі нүктеге алтын сым жалғану процесі. Алтын сымның бекіту нүктелерін қалыптастыру үшін жылу, ультрадыбыстық және күш қолданылады. Бекіту нүктесін жасау процесі сым байланыстыру құралының, капиллярдың ұшында алтын шардың пайда болуымен басталады. Бұл доп қыздырылған жинақ бетіне басылады, сонымен бірге қолданбаға арналған күш мөлшерін де, құралмен ультрадыбыстық қозғалыстың 60 кГц - 152 кГц жиілігін де қолданады. Бірінші байланыс жасалғаннан кейін сым қатаң бақыланатын режимде өңделеді. жинақтың геометриясына сәйкес ілмек пішінін қалыптастыру тәсілі. Көбінесе тігіс деп аталатын екінші байланыс сыммен төмен басу және байламдағы сымды жырту үшін қысқышты пайдалану арқылы басқа бетінде қалыптасады.

Алтын сымды байланыстыру пакеттер ішінде электр өткізгіштігі жоғары, кейбір дәнекерлеушілерге қарағанда үлкен дәрежеде дерлік өзара байланыс әдісін ұсынады. Сонымен қатар, алтын сымдар басқа сым материалдарымен салыстырғанда жоғары тотығуға төзімділікке ие және сезімтал беттер үшін өте маңызды болып табылатын көпшілігіне қарағанда жұмсақ.
Процесс сонымен қатар жинақтың қажеттіліктеріне байланысты өзгеруі мүмкін. Сезімтал материалдармен алтын шарды екінші байланыстыру аймағына қоюға болады, бұл құрамдастың бетіне зақым келтірмеу үшін күшті байланыс пен «жұмсақ» байланыс жасайды. Тығыз кеңістікте бір шарды «V» пішінді байланыс құрайтын екі байланыс үшін бастапқы нүкте ретінде пайдалануға болады. Сым байланысы берік болуы қажет болғанда, сымның тұрақтылығы мен беріктігін арттыра отырып, қауіпсіздік байланысын қалыптастыру үшін допты тігістің үстіне қоюға болады. Сымды байланыстыруға арналған көптеген әртүрлі қолданбалар мен нұсқалар шексіз дерлік және оларды Palomar сым байланысы жүйелерінде автоматтандырылған бағдарламалық құралды пайдалану арқылы қол жеткізуге болады.