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COLLATURA DI FILU

SCHEDA INFORMATIVA DI BASE DI CUNNISCENZE

Chì ghjè a cunnessione di fili?

A saldatura à filu hè u metudu per u quale una lunghezza di filu di metallu dolce di picculu diametru hè attaccata à una superficia metallica cumpatibile senza l'usu di saldatura, flussu, è in certi casi cù l'usu di calore sopra à 150 gradi Celsius. I metalli dolci includenu oru (Au), rame (Cu), argentu (Ag), aluminiu (Al) è leghe cum'è palladio-argentu (PdAg) è altri.

Capiscendu e Tecniche è i Prucessi di Wire Bonding per l'Applicazioni di Assemblaggio Microelettronicu.
Tecniche / Prucessi di Legame à Cunei: Nastro, Palla Termosonica è Legame à Cunei Ultrasonicu
A cunnessione di fili hè u metudu di fà interconnessioni trà un circuitu integratu (IC) o un dispositivu semiconduttore simile è u so pacchettu o leadframe durante a fabricazione. Hè ancu cumunemente adupratu avà per furnisce cunnessione elettriche in assemblaggi di pacchi di batterie à ioni di litiu. A cunnessione di fili hè generalmente cunsiderata a più economica è flessibile di e tecnulugie d'interconnessione microelettronica dispunibili, è hè aduprata in a maiò parte di i pacchetti di semiconduttori prudutti oghje. Ci sò parechje tecniche di cunnessione di fili, cumprese: Cunnessione di fili per termocompressione:
A saldatura à termocompressione (cumbinazione di superfici prubabili (di solitu Au) inseme sottu una forza di serraggio cù temperature d'interfaccia elevate, tipicamente superiori à 300 ° C, per pruduce una saldatura), hè stata inizialmente sviluppata in l'anni 1950 per l'interconnessioni microelettroniche, ma questu hè statu rapidamente rimpiazzatu da a saldatura ultrasonica è termosonica in l'anni 60 cum'è a tecnulugia d'interconnessione dominante. A saldatura à termocompressione hè sempre in usu per applicazioni di nicchia oghje, ma generalmente evitata da i pruduttori per via di l'alte temperature d'interfaccia (spessu dannose) necessarie per fà una saldatura riescita. Saldatura à ultrasoni cù fili à cuneo:
In l'anni 1960, a saldatura à ultrasoni cù filu à cuneu hè diventata a metodologia d'interconnessione dominante. L'applicazione di una vibrazione à alta frequenza (via un trasduttore risonante) à u strumentu di saldatura cù una forza di serraggio simultanea, hà permessu di saldà i fili d'aluminiu è d'oru à temperatura ambiente. Sta vibrazione ultrasonica aiuta à rimuovere i contaminanti (ossidi, impurità, ecc.) da e superfici di saldatura à l'iniziu di u ciclu di saldatura, è à prumove a crescita intermetallica per sviluppà è rinfurzà ulteriormente u ligame. E frequenze tipiche per a saldatura sò 60-120 KHz. A tecnica di u cuneu ultrasonicu hà duie tecnulugie di prucessu principali: Saldatura di fili grandi (pesanti) per fili di diametru >100 µm Saldatura di fili fini (picculi) per fili di diametru <75 µm Esempi di cicli tipici di saldatura à ultrasoni ponu esse truvati quì per fili fini è quì per fili grandi. A saldatura à ultrasoni cù filu à cuneu usa un strumentu di saldatura specificu o "cueu", di solitu custruitu da Carburo di Tungsteno (per filu d'aluminiu) o Carburo di Titanio (per filu d'oru) secondu i requisiti di u prucessu è i diametri di i fili; Cunei cù punta ceramica per applicazioni distinte sò ancu dispunibili. Saldatura di fili termosonichi:
Quandu hè necessariu un riscaldamentu supplementu (tipicamente per u filu d'oru, cù interfacce di ligame in a gamma di 100 - 250 ° C), u prucessu hè chjamatu ligame termosonicu di filu. Questu hà grandi vantaghji rispetto à u sistema tradiziunale di termocompressione, postu chì sò necessarie temperature d'interfaccia assai più basse (u ligame Au à temperatura ambiente hè statu mintuvatu, ma in pratica ùn hè micca affidabile senza calore supplementu). Ligame termosonicu di sfere:
Un'altra forma di ligame di fili termosonichi hè u ligame à sfere (vede u ciclu di ligame à sfere quì). Sta metodologia usa un strumentu di ligame capillare ceramicu rispetto à i disinni tradiziunali di cunei per cumminà e migliori qualità sia in termocompressione sia in ligame ultrasonicu senza l'inconvenienti. A vibrazione termosonica assicura chì a temperatura di l'interfaccia resti bassa, mentre chì a prima interconnessione, u ligame à sfere cumpressu termicamente permette di piazzà u filu è u ligame secundariu in ogni direzzione, micca in linea cù u primu ligame, chì hè una limitazione in u ligame di fili ultrasonicu. Per a fabricazione automatica è in grande quantità, i ligami à sfere sò considerablemente più veloci di i ligami ultrasonici / termosonici (à cuneu), ciò chì rende u ligame à sfere termosonicu a tecnulugia di interconnessione dominante in a microelettronica dapoi più di 50 anni. Ligame à nastri:
L'incollaggio di nastri, utilizendu nastri metallici piatti, hè statu duminante in l'elettronica RF è à microonde per decennii (u nastru furnisce un miglioramentu significativu in a perdita di segnale [effettu pelle] versus u filu tondu tradiziunale). I picculi nastri d'oru, tipicamente finu à 75 µm di larghezza è 25 µm di spessore, sò incollati via un prucessu termosonicu cù un grande strumentu di incollaggio à cuneu à faccia piatta. I nastri d'aluminiu finu à 2.000 µm di larghezza è 250 µm di spessore ponu ancu esse incollati cù un prucessu à cuneu ultrasonicu, postu chì l'esigenza di interconnessioni à loop più bassu è alta densità hè aumentata.

Chì ghjè u filu di ligame d'oru?

A ligatura di u filu d'oru hè u prucessu per u quale u filu d'oru hè attaccatu à dui punti in un assemblaggio per furmà una interconnessione o un percorsu elettricamente conduttivu. U calore, l'ultrasoni è a forza sò tutti impiegati per furmà i punti di attaccamentu per u filu d'oru. U prucessu di creazione di u puntu di attaccamentu principia cù a furmazione di una palla d'oru à a punta di u strumentu di ligatura di u filu, u capillare. Sta palla hè pressata nantu à a superficia di l'assemblaggio riscaldata mentre si applica sia una quantità di forza specifica per l'applicazione sia una frequenza di 60kHz - 152kHz di muvimentu ultrasonicu cù u strumentu. Una volta chì a prima ligatura hè stata fatta, u filu serà manipulatu in modu strettamente cuntrullatu per furmà a forma di cappio adatta per a geometria di l'assemblaggio. A seconda ligatura, spessu chjamata puntu, hè poi furmata nantu à l'altra superficia pressendu cù u filu è aduprendu una pinza per strappà u filu à u ligame.

A saldatura cù fili d'oru offre un metudu d'interconnessione in l'imballaggi chì hè assai elettricamente conduttivu, quasi un ordine di grandezza più grande di alcune saldature. Inoltre, i fili d'oru anu una alta tolleranza à l'ossidazione paragunata à altri materiali di fili è sò più morbidi di a maiò parte, ciò chì hè essenziale per e superfici sensibili.
U prucessu pò ancu varià secondu i bisogni di l'assemblea. Cù i materiali sensibili, una palla d'oru pò esse piazzata nantu à a seconda zona di ligame per creà sia un ligame più forte sia un ligame più "dolce" per impedisce danni à a superficia di u cumpunente. Cù spazii stretti, una sola palla pò esse aduprata cum'è puntu di partenza per dui ligami, furmendu un ligame in forma di "V". Quandu un ligame di filu hà bisognu di esse più robustu, una palla pò esse piazzata sopra una cucitura per furmà un ligame di sicurezza, aumentendu a stabilità è a forza di u filu. E numerose applicazioni è variazioni diverse di u ligame di filu sò guasi illimitate è ponu esse ottenute per mezu di l'usu di u software automatizatu nantu à i sistemi di ligame di filu di Palomar.