Zgjidhje

LIDHJA E TELAVE

FLETA E FAKTEVE TË BAZËS SË NJOHURIVE

Çfarë është lidhja me tela?

Lidhja me tela është metoda me të cilën një gjatësi teli metalik i butë me diametër të vogël ngjitet në një sipërfaqe metalike të pajtueshme pa përdorimin e salduesit, fluksit dhe në disa raste me përdorimin e nxehtësisë mbi 150 gradë Celsius. Metalet e buta përfshijnë arin (Au), bakrin (Cu), argjendin (Ag), aluminin (Al) dhe lidhjet si paladium-argjend (PdAg) dhe të tjera.

Kuptimi i teknikave dhe proceseve të lidhjes së telave për aplikimet e montimit të mikroelektronikës.
Teknikat/Proceset e Ngjitjes me Pykë: Shirit, Top Termosonik dhe Ngjitje me Pykë Ultrasonike
Lidhja me tela është metoda e krijimit të ndërlidhjeve midis një qarku të integruar (IC) ose pajisjeje gjysmëpërçuese të ngjashme dhe paketimit ose kornizës së tij të përçuesve gjatë prodhimit. Gjithashtu përdoret zakonisht tani për të siguruar lidhje elektrike në montimet e baterive litium-jon. Lidhja me tela përgjithësisht konsiderohet si më kosto-efektive dhe fleksibile nga teknologjitë e ndërlidhjes mikroelektronike në dispozicion dhe përdoret në shumicën e paketave gjysmëpërçuese të prodhuara sot. Ekzistojnë disa teknika të lidhjes me tela, që përfshijnë: Lidhja me Tela me Kompresim Termik:
Lidhja e telit me termokompresion (duke u kombinuar me sipërfaqe të mundshme (zakonisht Au) së bashku nën një forcë shtrëngimi me temperatura të larta ndërfaqeje, zakonisht më të mëdha se 300°C, për të prodhuar një saldim), u zhvillua fillimisht në vitet 1950 për ndërlidhjet e mikroelektronikës, megjithatë kjo u zëvendësua shpejt nga lidhja ultrasonike dhe termosonike në vitet '60 si teknologjia mbizotëruese e ndërlidhjes. Lidhja termokompresion është ende në përdorim për aplikime specifike sot, por në përgjithësi shmanget nga prodhuesit për shkak të temperaturave të larta (shpesh dëmtuese) të ndërfaqes së nevojshme për të bërë një lidhje të suksesshme. Lidhja e telit me pykë ultrasonike:
Në vitet 1960, lidhja me tela pykë ultrasonike u bë metodologjia mbizotëruese e ndërlidhjes. Zbatimi i një dridhjeje me frekuencë të lartë (nëpërmjet një transduktori rezonues) në mjetin e lidhjes me një forcë shtrënguese të njëkohshme, lejoi që telat e aluminit dhe arit të saldoheshin në temperaturë ambienti. Kjo dridhje ultrasonike ndihmon në largimin e ndotësve (oksideve, papastërtive, etj.) nga sipërfaqet e lidhjes në fillim të ciklit të lidhjes dhe në nxitjen e rritjes ndërmetalike për të zhvilluar dhe forcuar më tej lidhjen. Frekuencat tipike për lidhjen janë 60 - 120 KHz. Teknika ultrasonike e pykës ka dy teknologji kryesore të procesit: Lidhje me tela të mëdhenj (të rëndë) për tela me diametër >100 µm. Lidhje me tela të imët (të vegjël) për tela me diametër <75 µm. Shembuj të cikleve tipike të lidhjes me ultratinguj mund të gjenden këtu për tela të imët dhe këtu për tela të mëdhenj. Lidhja me tela pykë ultrasonike përdor një mjet specifik lidhjeje ose "pykë", zakonisht të ndërtuar nga karabiti i tungstenit (për telin e aluminit) ose karabiti i titaniumit (për telin e arit) në varësi të kërkesave të procesit dhe diametrave të telit; Gjithashtu janë në dispozicion pyka qeramike me majë për aplikime të ndryshme. Lidhja termosonike e telave:
Kur kërkohet ngrohje shtesë (zakonisht për tela ari, me ndërfaqe ngjitëse në diapazonin 100 – 250°C), procesi quhet lidhje termosonike e telit. Kjo ka përparësi të mëdha në krahasim me sistemin tradicional të termo-kompresimit, pasi kërkohen temperatura shumë më të ulëta të ndërfaqes (lidhja e aluminit në temperaturën e dhomës është përmendur, por në praktikë nuk është e besueshme pa nxehtësi shtesë). Lidhja termosonike e topave:
Një formë tjetër e lidhjes termosonike të telit është Lidhja me Sfera (shih ciklin e lidhjes me sfera këtu). Kjo metodologji përdor një mjet qeramik lidhjeje kapilare mbi modelet tradicionale të pykave për të kombinuar cilësitë më të mira si në termo-kompresim ashtu edhe në lidhjen tejzanore pa të metat. Dridhja termosonike siguron që temperatura e ndërfaqes të mbetet e ulët, ndërsa ndërlidhja e parë, lidhja me sfera e kompresuar termikisht lejon që teli dhe lidhja sekondare të vendosen në çdo drejtim, jo ​​në linjë me lidhjen e parë, e cila është një kufizim në lidhjen tejzanore të telave. Për prodhimin automatik, me vëllim të lartë, lidhësit me sfera janë dukshëm më të shpejtë se lidhësit tejzanorë/termosonikë (pykë), duke e bërë lidhjen termosonike me sfera teknologjinë dominuese të ndërlidhjes në mikroelektronikë për më shumë se 50 vitet e fundit. Lidhja me Shirita:
Lidhja me shirita, duke përdorur shirita metalikë të sheshtë, ka qenë dominuese në elektronikën RF dhe mikrovalë për dekada të tëra (shiriti ofron një përmirësim të ndjeshëm në humbjen e sinjalit [efektin e lëkurës] krahasuar me telin tradicional të rrumbullakët). Shirita të vegjël ari, zakonisht deri në 75µm të gjerë dhe 25µm të trashë, ngjiten nëpërmjet një procesi termosonik me një mjet të madh lidhjeje me pykë me sipërfaqe të sheshtë. Shiritat e aluminit deri në 2,000µm të gjerë dhe 250µm të trashë mund të ngjiten gjithashtu me një proces pykë ultrasonik, pasi kërkesa për ndërlidhje me lak të ulët dhe dendësi të lartë është rritur.

Çfarë është teli lidhës i arit?

Lidhja e telit të arit është procesi me anë të të cilit teli i arit është i lidhur me dy pika në një montim për të formuar një ndërlidhje ose një shteg elektrikisht përçues. Nxehtësia, ultratingujt dhe forca përdoren të gjitha për të formuar pikat e lidhjes për telin e arit. Procesi i krijimit të pikës së lidhjes fillon me formimin e një topi të arit në majë të mjetit të lidhjes së telit, kapilarit. Ky top shtypet në sipërfaqen e montimit të nxehtë duke aplikuar si një sasi force specifike për aplikimin ashtu edhe një frekuencë prej 60kHz - 152kHz lëvizje tejzanore me mjetin. Pasi të jetë bërë lidhja e parë, teli do të manipulohet në një mënyrë të kontrolluar fort për të formuar formën e duhur të lakut për gjeometrinë e montimit. Lidhja e dytë, e referuar shpesh si qepje, formohet më pas në sipërfaqen tjetër duke shtypur poshtë me telin dhe duke përdorur një kapëse për të grisur telin në lidhje.

Lidhja me tela ari ofron një metodë ndërlidhjeje brenda paketave që është shumë përçuese elektrike, pothuajse një rend madhësie më e madhe se disa saldime. Përveç kësaj, telat e arit kanë një tolerancë të lartë ndaj oksidimit krahasuar me materialet e tjera të telit dhe janë më të butë se shumica, gjë që është thelbësore për sipërfaqet e ndjeshme.
Procesi mund të ndryshojë gjithashtu në bazë të nevojave të montimit. Me materiale të ndjeshme, një top ari mund të vendoset në zonën e dytë të lidhjes për të krijuar si një lidhje më të fortë ashtu edhe një lidhje "më të butë" për të parandaluar dëmtimin e sipërfaqes së komponentit. Me hapësira të ngushta, një top i vetëm mund të përdoret si pikënisje për dy lidhje, duke formuar një lidhje në formë "V". Kur një lidhje teli duhet të jetë më e fortë, një top mund të vendoset sipër një qepjeje për të formuar një lidhje sigurie, duke rritur stabilitetin dhe forcën e telit. Aplikimet dhe variacionet e shumta të ndryshme të lidhjes së telave janë pothuajse të pakufizuara dhe mund të arrihen përmes përdorimit të softuerit të automatizuar në sistemet e lidhjes së telave të Palomar.