විසඳුම්

වයර් බන්ධන

දැනුම පදනම් කරුණු පත්‍රිකාව

Wire Bonding යනු කුමක්ද?

වයර් බන්ධනය යනු පෑස්සුම්, ප්‍රවාහ සහ සමහර අවස්ථාවල සෙල්සියස් අංශක 150 ට වැඩි තාපයක් භාවිතයෙන් තොරව කුඩා විෂ්කම්භයකින් යුත් මෘදු ලෝහ වයර් අනුකූල ලෝහමය මතුපිටකට සම්බන්ධ කරන ක්‍රමයයි. මෘදු ලෝහවලට රන් (Au), තඹ (Cu), රිදී (Ag), ඇලුමිනියම් (Al) සහ පැලේඩියම්-රිදී (PdAg) වැනි මිශ්‍ර ලෝහ ඇතුළත් වේ.

ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික එකලස් කිරීමේ යෙදුම් සඳහා වයර් බන්ධන ශිල්පීය ක්‍රම සහ ක්‍රියාවලි අවබෝධ කර ගැනීම.
Wedge Bonding Techniques / Processes: Ribbon, Thermosonic Ball & Ultrasonic Wedge Bond
වයර් බන්ධනය යනු නිෂ්පාදනයේදී ඒකාබද්ධ පරිපථයක් (IC) හෝ සමාන අර්ධ සන්නායක උපාංගයක් සහ එහි පැකේජය හෝ ඊයම් රාමුව අතර අන්තර් සම්බන්ධතා ඇති කිරීමේ ක්‍රමයයි. ලිතියම්-අයන බැටරි ඇසුරුම් එකලස් කිරීමේදී විදුලි සම්බන්ධතා සැපයීම සඳහාද එය දැන් බහුලව භාවිතා වේ. වයර් බන්ධනය සාමාන්‍යයෙන් පවතින ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික් අන්තර් සම්බන්ධතා තාක්‍ෂණයෙන් වඩාත්ම ලාභදායී සහ නම්‍යශීලී ලෙස සලකනු ලබන අතර, අද නිෂ්පාදනය කරන ලද අර්ධ සන්නායක පැකේජ බහුතරයක භාවිතා වේ. වයර් බන්ධන ශිල්පීය ක්‍රම කිහිපයක්, සමන්විත වන්නේ: තාප සම්පීඩන වයර් බන්ධනය:
තාප-සම්පීඩන වයර් බන්ධන (සාමාන්‍යයෙන් 300°C ට වැඩි, වෑල්ඩයක් නිපදවීම සඳහා ඉහළ අතුරු මුහුණත් උෂ්ණත්වයක් සහිත කලම්ප බලයක් යටතේ ඇති විය හැකි පෘෂ්ඨයන් (සාමාන්‍යයෙන් Au) වෙත ඒකාබද්ධ කිරීම) 1950 ගණන්වල ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික අන්තර් සම්බන්ධතා සඳහා මුලින් සංවර්ධනය කරන ලදී, කෙසේ වෙතත් මෙය 60 දශකයේ ප්‍රමුඛ අන්තර් සම්බන්ධතා තාක්‍ෂණය ලෙස අල්ට්‍රාසොනික් සහ තර්මොසොනික් බන්ධන මගින් ඉක්මනින් ප්‍රතිස්ථාපනය විය. තාප-සම්පීඩන බන්ධනය අදටත් නිකේතන යෙදුම් සඳහා භාවිතා වේ, නමුත් සාර්ථක බන්ධනයක් ඇති කිරීම සඳහා අවශ්‍ය වන ඉහළ (බොහෝ විට හානිදායක) අතුරු මුහුණත උෂ්ණත්වය හේතුවෙන් නිෂ්පාදකයින් විසින් සාමාන්‍යයෙන් මග හරිනු ලැබේ. Ultrasonic Wedge Wire Bonding:
1960 ගණන්වලදී අතිධ්වනික කුඤ්ඤ කම්බි බන්ධනය ප්‍රමුඛ අන්තර් සම්බන්ධතා ක්‍රමය බවට පත් විය. එකවර කලම්ප බලයක් සහිත බන්ධන මෙවලමට ඉහළ සංඛ්‍යාත කම්පනයක් (ප්‍රතිනාද වන පරිවර්තකය හරහා) යෙදීමෙන් කාමර උෂ්ණත්වයේ දී ඇලුමිනියම් සහ රන් වයර් වෑල්ඩින් කිරීමට හැකි විය. මෙම අතිධ්වනික කම්පනය බන්ධන චක්‍රයේ ආරම්භයේ දී බන්ධන පෘෂ්ඨ වලින් අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය (ඔක්සයිඩ්, අපද්‍රව්‍ය, ආදිය) ඉවත් කිරීමට සහ බන්ධනය තවදුරටත් වර්ධනය කිරීමට සහ ශක්තිමත් කිරීමට අන්තර් ලෝහමය වර්ධනය ප්‍රවර්ධනය කිරීමට උපකාරී වේ. බන්ධනය සඳහා සාමාන්‍ය සංඛ්‍යාත 60 – 120 KHz වේ. අතිධ්වනික කුඤ්ඤ තාක්ෂණයට ප්‍රධාන ක්‍රියාවලි තාක්ෂණයන් දෙකක් ඇත:> 100µm විෂ්කම්භය වයර් සඳහා විශාල (බර) කම්බි බන්ධනය <75µm විෂ්කම්භය සඳහා සියුම් (කුඩා) වයර් බන්ධන සාමාන්‍ය Ultrascycles සඳහා උදාහරණ මෙහි සොයාගත හැකිය. සිහින් වයර් සඳහා සහ මෙහි විශාල වයර් සඳහා. අතිධ්වනික කුඤ්ඤ කම්බි බන්ධනය විශේෂිත බන්ධන මෙවලමක් හෝ "කුඤ්ඤයක්" භාවිතා කරයි, සාමාන්යයෙන් ටංස්ටන් කාබයිඩ් (ඇලුමිනියම් කම්බි සඳහා) හෝ ටයිටේනියම් කාබයිඩ් (රන් කම්බි සඳහා) ක්‍රියාවලි අවශ්‍යතා සහ වයර් විෂ්කම්භය මත පදනම්ව; විශේෂිත යෙදුම් සඳහා පිඟන් මැටි තුඩ සහිත කුඤ්ඤ ද ලබා ගත හැකිය. Thermosonic Wire Bonding:
පරිපූරක උණුසුම අවශ්‍ය වන විට (සාමාන්‍යයෙන් රන් වයර් සඳහා, 100 - 250 ° C පරාසයක බන්ධන අතුරුමුහුණත් සමඟ), ක්‍රියාවලිය Thermosonic wire බන්ධනය ලෙස හැඳින්වේ. මෙය සාම්ප්‍රදායික තාප සම්පීඩන පද්ධතියට වඩා විශාල වාසි ඇත, මන්ද ඉතා අඩු අතුරු මුහුණත් උෂ්ණත්වයක් අවශ්‍ය වේ (කාමර උෂ්ණත්වයේ Au බන්ධනය සඳහන් කර ඇති නමුත් අමතර තාපයක් නොමැතිව එය ප්‍රායෝගිකව විශ්වාස කළ නොහැක).Thermosonic Ball Bonding:
Thermosonic wire බන්ධනයේ තවත් ආකාරයක් වන්නේ Ball Bonding (මෙහි බෝල බන්ධන චක්‍රය බලන්න). මෙම ක්‍රමවේදය මගින් සාම්ප්‍රදායික කූඤ්ඤ මෝස්තරවලට වඩා සෙරමික් කේශනාලිකා බන්ධන මෙවලමක් භාවිතා කර අඩුපාඩු නොමැතිව තාප සම්පීඩනය සහ අතිධ්වනික බන්ධනය යන දෙකෙහිම හොඳම ගුණාංග ඒකාබද්ධ කරයි. Thermosonic vibration මඟින් අතුරු මුහුණත උෂ්ණත්වය අඩු බව සහතික කරන අතර, පළමු අන්තර් සම්බන්ධකය, තාප සම්පීඩිත බෝල බන්ධනය මඟින් වයර් සහ ද්විතියික බන්ධනය ඕනෑම දිශාවකට තැබීමට ඉඩ සලසයි, පළමු බන්ධනයට අනුකූලව නොවේ, එය අතිධ්වනික වයර් බන්ධනයේ බාධාවකි. . ස්වයංක්‍රීය, ඉහළ වෙළුම් නිෂ්පාදනය සඳහා, බෝල බන්ධන අතිධ්වනික / තාප සොනික් (වෙජ්) බන්ධනවලට වඩා සැලකිය යුතු තරම් වේගවත් වන අතර, තාපසොනික් බෝල බන්ධනය පසුගිය වසර 50+ පුරා ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යාවේ ප්‍රමුඛ අන්තර් සම්බන්ධතා තාක්‍ෂණය බවට පත් කරයි. රිබන් බන්ධනය:
පැතලි ලෝහමය පටි භාවිතා කරමින් රිබන් බන්ධනය දශක ගණනාවක් තිස්සේ RF සහ මයික්‍රෝවේව් ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල ප්‍රමුඛ වේ (සාම්ප්‍රදායික වට රවුම් වයර්ට සාපේක්ෂව රිබන් සංඥා නැතිවීම [සමේ බලපෑම] සැලකිය යුතු දියුණුවක් සපයයි). සාමාන්‍යයෙන් 75µm දක්වා පළල සහ 25µm ඝනකම ඇති කුඩා රන් රිබන් විශාල පැතලි මුහුණක් සහිත කුඤ්ඤ බන්ධන මෙවලමක් සහිත Thermosonic ක්‍රියාවලියක් හරහා බන්ධනය කර ඇත. ඇලුමිනියම් රිබන් 2,000µm පළල සහ 250µm දක්වා ඝනකම Ultrasonic wedge ක්‍රියාවලියකින් ද බැඳිය හැක. අඩු ලූප, ඉහළ ඝනත්ව අන්තර් සම්බන්ධතා සඳහා අවශ්යතාවය වැඩි වී ඇත.

රන් බන්ධන වයර් යනු කුමක්ද?

රන් කම්බි බන්ධනය යනු අන්තර් සම්බන්ධතාවයක් හෝ විද්‍යුත් සන්නායක මාර්ගයක් සෑදීම සඳහා එකලස් කිරීමේ ලක්ෂ්‍ය දෙකකට රන් වයර් සම්බන්ධ කරන ක්‍රියාවලියයි. රත්තරන් කම්බි සඳහා ඇමුණුම් ලක්ෂ්‍ය සෑදීම සඳහා තාපය, අතිධ්වනික සහ බලය යන සියල්ලම යොදා ගනී. ඇමුණුම් ලක්ෂ්‍යය නිර්මාණය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය ආරම්භ වන්නේ වයර් බන්ධන මෙවලම වන කේශනාලිකා කෙළවරේ රන් බෝලයක් සෑදීමෙනි. මෙම බෝලය රත් වූ එකලස් මතුපිට මත තද කරනු ලබන අතර, මෙවලම සමඟ යෙදුමට විශේෂිත බලයක් සහ 60kHz - 152kHz සංඛ්යාත අතිධ්වනික චලිතයක් යොදනු ලැබේ. පළමු බන්ධනය සෑදූ පසු, වයරය දැඩි ලෙස පාලනය කරනු ලැබේ. එකලස් කිරීමේ ජ්‍යාමිතිය සඳහා සුදුසු ලූප හැඩය සෑදීමේ ආකාරය. දෙවන බන්ධනය, බොහෝ විට මැහුම් ලෙස හැඳින්වේ, පසුව කම්බි සමඟ පහළට එබීමෙන් සහ බන්ධනයේ කම්බි ඉරා දැමීම සඳහා කලම්පයක් භාවිතා කිරීමෙන් අනෙක් මතුපිට සෑදෙයි.

රන් කම්බි බන්ධනය පැකේජ තුළ අන්තර් සම්බන්ධතා ක්‍රමයක් ලබා දෙයි, එය ඉහළ විද්‍යුත් සන්නායකයක් වන අතර සමහර සොල්දාදුවන්ට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලකි. මීට අමතරව, රන් වයර් අනෙකුත් වයර් ද්‍රව්‍ය හා සසඳන විට ඉහළ ඔක්සිකරණ ඉවසීමක් ඇති අතර සංවේදී පෘෂ්ඨ සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වන බොහෝ ඒවාට වඩා මෘදු වේ.
එකලස් කිරීමේ අවශ්‍යතා මත පදනම්ව ක්‍රියාවලිය ද වෙනස් විය හැකිය. සංවේදී ද්රව්ය සමඟ, සංරචකයේ මතුපිටට හානි වීම වැළැක්වීම සඳහා ශක්තිමත් බන්ධනයක් සහ "මෘදු" බන්ධනයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා දෙවන බන්ධන ප්රදේශය මත රන් බෝලයක් තැබිය හැකිය. තද අවකාශ සහිතව, "V" හැඩැති බන්ධනයක් සාදමින් බන්ධන දෙකක් සඳහා ආරම්භක ලක්ෂ්‍යයක් ලෙස තනි බෝලයක් භාවිතා කළ හැකිය. වයර් බන්ධනයක් වඩාත් ශක්තිමත් වීමට අවශ්‍ය වූ විට, ආරක්ෂක බන්ධනයක් සෑදීමට මැහුම් මත බෝලයක් තැබිය හැකිය, කම්බි ස්ථායීතාවය සහ ශක්තිය වැඩි කරයි. වයර් බන්ධනය සඳහා විවිධ යෙදුම් සහ වෙනස්කම් පාහේ අසීමිත වන අතර Palomar හි වයර් බන්ධන පද්ධති මත ස්වයංක්‍රීය මෘදුකාංග භාවිතයෙන් ලබා ගත හැක.