Solvoj

DRATLIGADO

FAKTA FOLIO PRI LA SCIOBAZO

Kio estas drata ligado?

Dratligado estas la metodo per kiu peco de malgrand-diametra mola metala drato estas fiksita al kongrua metala surfaco sen la uzo de lutaĵo, fluaĵo, kaj en iuj kazoj per la uzo de varmo super 150 celsiusgradoj. Molaj metaloj inkluzivas oron (Au), kupron (Cu), arĝenton (Ag), aluminion (Al) kaj alojojn kiel paladio-arĝento (PdAg) kaj aliajn.

Kompreni Dratajn Ligteknikojn kaj Procezojn por Mikroelektronikaj Asembleaj Aplikoj.
Kojnligaj Teknikoj / Procezoj: Rubando, Termosona Pilko kaj Ultrasona Kojnligado
Dratligado estas la metodo por fari interkonektojn inter integra cirkvito (IC) aŭ simila duonkondukta aparato kaj ĝia pakaĵo aŭ plumbkadro dum fabrikado. Ĝi ankaŭ estas ofte uzata nun por provizi elektrajn konektojn en litio-jonaj bateriaj pakaĵasembleoj. Dratligado estas ĝenerale konsiderata la plej kostefika kaj fleksebla el la haveblaj mikroelektronikaj interkonektaj teknologioj, kaj estas uzata en la plimulto de duonkonduktaj pakaĵoj produktitaj hodiaŭ. Ekzistas pluraj dratligadaj teknikoj, konsistantaj el: Termo-kunprema dratligado:
Termokunprema dratligado (kombinado al verŝajnaj surfacoj (kutime Au) kune sub fiksa forto kun altaj interfacaj temperaturoj, tipe pli ol 300 °C, por produkti veldsuturon), estis komence evoluigita en la 1950-aj jaroj por mikroelektronikaj interkonektoj, tamen ĉi tio estis rapide anstataŭigita per ultrasona kaj termosona ligado en la 60-aj jaroj kiel la domina interkonekta teknologio. Termokunprema ligado ankoraŭ estas uzata por niĉaj aplikoj hodiaŭ, sed ĝenerale evitata de fabrikantoj pro la altaj (ofte damaĝaj) interfacaj temperaturoj necesaj por fari sukcesan ligadon. Ultrasona kojnodratligado:
En la 1960-aj jaroj, ultrasona kojnodrata ligado fariĝis la domina interkonekta metodologio. Apliko de altfrekvenca vibrado (per resonanca transduktilo) al la ligilo kun samtempa fiksa forto permesis veldi aluminiajn kaj orajn dratojn je ĉambra temperaturo. Ĉi tiu ultrasona vibrado helpas forigi poluaĵojn (oksidojn, malpuraĵojn, ktp.) de la ligaj surfacoj komence de la ligciklo, kaj antaŭenigi intermetalan kreskon por plue disvolvi kaj fortigi la ligon. Tipaj frekvencoj por ligado estas 60-120 KHz. La ultrasona kojnotekniko havas du ĉefajn procezteknologiojn: Granda (peza) drata ligado por dratoj kun diametro >100µm Fajna (malgranda) drata ligado por dratoj kun diametro <75µm Ekzemploj de tipaj ultrasonaj ligcikloj troveblas ĉi tie por fajna drato kaj ĉi tie por granda drato. Ultrasona kojnodrata ligado uzas specifan ligilon aŭ "kojnon", kutime konstruitan el volframa karbido (por aluminiodrato) aŭ titana karbido (por ora drato) depende de la procezpostuloj kaj dratdiametroj; Ceramikaj kojnoj kun pinto por diversaj aplikoj ankaŭ haveblas. Termosona dratligado:
Kie necesas suplementa hejtado (tipe por ora drato, kun ligaj interfacoj en la intervalo de 100 - 250 °C), la procezo nomiĝas termosona dratligado. Ĉi tio havas grandajn avantaĝojn super la tradicia termokunprema sistemo, ĉar necesas multe pli malaltaj interfacaj temperaturoj (orbigado je ĉambra temperaturo estis menciita, sed praktike ĝi estas nefidinda sen suplementa varmo). Termosona Pilka Ligado:
Alia formo de termosona dratligado estas Pilka Ligado (vidu la pilkan ligciklon ĉi tie). Ĉi tiu metodologio uzas ceramikan kapilaran ligilon anstataŭ la tradiciaj kojnodezajnoj por kombini la plej bonajn kvalitojn en kaj termokunprema kaj ultrasona ligado sen la malavantaĝoj. Termosona vibrado certigas, ke la interfaca temperaturo restas malalta, dum la unua interkonekto, la termike kunpremita pilka ligado, permesas al la drato kaj sekundara ligado esti metitaj en ajnan direkton, ne en linio kun la unua ligado, kio estas limigo en ultrasona dratligado. Por aŭtomata, altvolumena fabrikado, pilkaj ligmaŝinoj estas konsiderinde pli rapidaj ol ultrasonaj/termosonaj (kojnaj) ligmaŝinoj, igante termosonan pilkan ligadon la domina interkonekta teknologio en mikroelektroniko dum la lastaj 50+ jaroj. Rubanda Ligado:
Rubanda ligado, uzante platajn metalajn bendojn, estis domina en RF- kaj mikroonda elektroniko dum jardekoj (rubando provizis signifan plibonigon en signalperdo [haŭtefiko] kompare kun tradicia ronda drato). Malgrandaj oraj bendoj, tipe ĝis 75µm larĝaj kaj 25µm dikaj, estas kunligitaj per termosona procezo kun granda plata-faca kojna ligilo. Aluminiaj bendoj ĝis 2.000µm larĝaj kaj 250µm dikaj ankaŭ povas esti kunligitaj per ultrasona kojna procezo, ĉar la bezono por pli malaltaj bukloj, alt-densecaj interkonektoj pliiĝis.

Kio estas ora ligdrato?

Ordrata ligado estas la procezo per kiu ora drato estas ligita al du punktoj en asembleo por formi interkonekton aŭ elektre konduktan vojon. Varmo, ultrasono kaj forto estas ĉiuj uzataj por formi la ligpunktojn por la ora drato. La procezo de kreado de la ligpunkto komenciĝas per la formado de ora globeto ĉe la pinto de la dratliga ilo, la kapilaro. Ĉi tiu globeto estas premita sur la varmigitan asemblean surfacon dum oni aplikas kaj apliko-specifan kvanton da forto kaj frekvencon de 60kHz - 152kHz de ultrasona movo per la ilo. Post kiam la unua ligado estas farita, la drato estos manipulata laŭ strikte kontrolita maniero por formi la taŭgan bukloformon por la geometrio de la asembleo. La dua ligado, ofte nomata la kudrero, estas tiam formita sur la alia surfaco per premado per la drato kaj uzado de krampo por ŝiri la draton ĉe la ligado.

Ligado per oraj dratoj ofertas interkonektan metodon ene de pakaĵoj, kiu estas tre elektre konduktiva, preskaŭ grandordo pli granda ol iuj lutaĵoj. Krome, oraj dratoj havas altan oksidiĝan toleremon kompare kun aliaj dratmaterialoj kaj estas pli molaj ol la plej multaj, kio estas esenca por sentemaj surfacoj.
La procezo ankaŭ povas varii laŭ la bezonoj de la muntado. Ĉe sentemaj materialoj, ora globeto povas esti metita sur la duan ligadan areon por krei kaj pli fortan ligadon kaj pli "molan" ligadon por eviti difekton al la surfaco de la komponanto. Ĉe malvastaj spacoj, unuopa globeto povas esti uzata kiel deirpunkto por du ligadoj, formante "V"-forman ligadon. Kiam dratligado bezonas esti pli fortika, globeto povas esti metita sur kudreron por formi sekurecan ligadon, pliigante la stabilecon kaj forton de la drato. La multaj malsamaj aplikoj kaj varioj de dratligado estas preskaŭ senlimaj kaj povas esti atingitaj per la uzo de la aŭtomata programaro en la dratligaj sistemoj de Palomar.