Oplossings

DRAADVERBINDING

KENNISBASISFEITEBLAD

Wat is draadbinding?

Draadbinding is die metode waardeur 'n lengte sagte metaaldraad met 'n klein deursnee aan 'n versoenbare metaaloppervlak geheg word sonder die gebruik van soldeer, vloeimiddel en in sommige gevalle met die gebruik van hitte bo 150 grade Celsius. Sagte metale sluit in goud (Au), koper (Cu), silwer (Ag), aluminium (Al) en legerings soos palladium-silwer (PdAg) en ander.

Begrip van draadbindingstegnieke en -prosesse vir mikro-elektronika-monteringstoepassings.
Wigbindingstegnieke / -prosesse: Lint, termosoniese bal en ultrasoniese wigbinding
Draadbinding is die metode om verbindings tussen 'n geïntegreerde stroombaan (IC) of soortgelyke halfgeleiertoestel en sy pakket of loodraamwerk tydens vervaardiging te maak. Dit word ook algemeen gebruik om elektriese verbindings in litiumioonbatterypaksamestellings te verskaf. Draadbinding word oor die algemeen beskou as die mees koste-effektiewe en buigsame van die beskikbare mikro-elektroniese interkonneksietegnologieë, en word gebruik in die meeste halfgeleierpakkette wat vandag vervaardig word. Daar is verskeie draadbindingstegnieke, insluitend: Termo-kompressie draadbinding:
Termo-kompressie draadbinding (wat aan waarskynlike oppervlaktes (gewoonlik Au) saamgevoeg word onder 'n klemkrag met hoë koppelvlaktemperature, tipies groter as 300°C, om 'n sweislas te produseer), is aanvanklik in die 1950's ontwikkel vir mikro-elektroniese interkonneksies, maar dit is vinnig vervang deur ultrasoniese en termosoniese binding in die 60's as die dominante interkonneksietegnologie. Termo-kompressiebinding word vandag steeds vir nis-toepassings gebruik, maar word oor die algemeen deur vervaardigers vermy as gevolg van die hoë (dikwels skadelike) koppelvlaktemperature wat nodig is om 'n suksesvolle binding te maak. Ultrasoniese wigdraadbinding:
In die 1960's het ultrasoniese wigdraadbinding die dominante interkonneksie-metodologie geword. Die toepassing van 'n hoëfrekwensie-vibrasie (via 'n resonerende transducer) op die bindingsinstrument met 'n gelyktydige klemkrag, het toegelaat dat aluminium- en gouddrade by kamertemperatuur gesweis word. Hierdie ultrasoniese vibrasie help om kontaminante (oksiede, onsuiwerhede, ens.) van die bindingsoppervlaktes aan die begin van die bindingssiklus te verwyder, en om intermetalliese groei te bevorder om die binding verder te ontwikkel en te versterk. Tipiese frekwensies vir binding is 60 - 120 KHz. Die ultrasoniese wigtegniek het twee hoofprosestegnologieë: Groot (swaar) draadbinding vir drade met 'n deursnee van >100 µm Fyn (klein) draadbinding vir drade met 'n deursnee van <75 µm Voorbeelde van tipiese ultrasoniese bindingssiklusse kan hier gevind word vir fyn draad en hier vir groot draad. Ultrasoniese wigdraadbinding gebruik 'n spesifieke bindingsinstrument of "wig", gewoonlik vervaardig uit wolframkarbied (vir aluminiumdraad) of titaankarbied (vir gouddraad), afhangende van die prosesvereistes en draaddiameters; Keramiekpuntwiggies vir verskillende toepassings is ook beskikbaar. Termosoniese draadbinding:
Waar aanvullende verhitting benodig word (tipies vir gouddraad, met bindingskoppelvlakke in die reeks van 100 – 250°C), word die proses termosoniese draadbinding genoem. Dit het groot voordele bo die tradisionele termokompressiestelsel, aangesien baie laer koppelvlaktemperature benodig word (Au-binding by kamertemperatuur is genoem, maar in die praktyk is dit onbetroubaar sonder bykomende hitte). Termosoniese balbinding:
Nog 'n vorm van termosoniese draadbinding is balbinding (sien die balbindingsiklus hier). Hierdie metodologie gebruik 'n keramiese kapillêre bindingsinstrument bo die tradisionele wigontwerpe om die beste eienskappe in beide termokompressie en ultrasoniese binding te kombineer sonder die nadele. Termosoniese vibrasie verseker dat die koppelvlaktemperatuur laag bly, terwyl die eerste interkonneksie, die termies saamgeperste balbinding, toelaat dat die draad en sekondêre binding in enige rigting geplaas word, nie in lyn met die eerste binding nie, wat 'n beperking is in ultrasoniese draadbinding. Vir outomatiese, hoëvolume-vervaardiging is balbindings aansienlik vinniger as ultrasoniese / termosoniese (wig) bindings, wat termosoniese balbinding die dominante interkonneksietegnologie in mikro-elektronika vir die afgelope 50+ jaar maak. Lintbinding:
Lintbinding, met behulp van plat metaalbande, is al dekades lank dominant in RF- en mikrogolfelektronika (lint bied 'n beduidende verbetering in seinverlies [veleffek] teenoor tradisionele ronde draad). Klein goue linte, tipies tot 75 µm breed en 25 µm dik, word gebind via 'n termosoniese proses met 'n groot platvlakwigbindingsinstrument. Aluminiumlinte tot 2 000 µm breed en 250 µm dik kan ook gebind word met 'n ultrasoniese wigproses, aangesien die vereiste vir laer lus, hoë digtheid interkonneksies toegeneem het.

Wat is goudbindingsdraad?

Gouddraadbinding is die proses waardeur gouddraad aan twee punte in 'n samestelling geheg word om 'n interkonneksie of 'n elektries geleidende pad te vorm. Hitte, ultrasonika en krag word almal gebruik om die hegpunte vir die gouddraad te vorm. Die proses om die hegpunt te skep, begin met die vorming van 'n goudbal aan die punt van die draadbindingsinstrument, die kapillêr. Hierdie bal word op die verhitte samestellingsoppervlak gedruk terwyl beide 'n toepassingspesifieke hoeveelheid krag en 'n frekwensie van 60kHz - 152kHz ultrasoniese beweging met die instrument toegepas word. Sodra die eerste binding gemaak is, sal die draad op 'n streng beheerde wyse gemanipuleer word om die toepaslike lusvorm vir die samestelling se geometrie te vorm. Die tweede binding, dikwels na verwys as die steek, word dan op die ander oppervlak gevorm deur met die draad af te druk en 'n klem te gebruik om die draad by die binding te skeur.

Gouddraadbinding bied 'n interkonneksiemetode binne pakkette wat hoogs elektries geleidend is, amper 'n orde van grootte groter as sommige soldeersels. Boonop het gouddrade 'n hoë oksidasietoleransie in vergelyking met ander draadmateriale en is sagter as die meeste, wat noodsaaklik is vir sensitiewe oppervlaktes.
Die proses kan ook wissel na gelang van die behoeftes van die samestelling. Met sensitiewe materiale kan 'n goue bal op die tweede bindingsarea geplaas word om beide 'n sterker binding en 'n "sagter" binding te skep om skade aan die oppervlak van die komponent te voorkom. Met stywe ruimtes kan 'n enkele bal as 'n beginpunt vir twee bindings gebruik word, wat 'n "V"-vormige binding vorm. Wanneer 'n draadbinding meer robuust moet wees, kan 'n bal bo-op 'n steek geplaas word om 'n sekuriteitsbinding te vorm, wat die stabiliteit en sterkte van die draad verhoog. Die vele verskillende toepassings en variasies van draadbinding is byna onbeperk en kan bereik word deur die gebruik van die outomatiese sagteware op Palomar se draadbindingstelsels.