Cale de liaison pour outil de liaison de fils

Cet article présente la structure, les matériaux et les idées de sélection des cales de liaison couramment utilisées pour la liaison de fils de micro-assemblages. Le séparateur, également connu sous le nom de buse en acier et d'aiguille verticale, est un composant important de la liaison de fils dans le processus d'emballage des semi-conducteurs, qui comprend généralement le nettoyage, le frittage des puces de l'appareil, la liaison des fils, le capuchon d'étanchéité et d'autres processus. Le wire bonding est une technologie permettant de réaliser l’interconnexion électrique et l’intercommunication d’informations entre la puce et le substrat. L'éclat est installé sur la machine à souder les fils. Sous l'action de l'énergie extérieure (ultrasons, pression, chaleur), par déformation plastique du métal et diffusion en phase solide des atomes, le fil (fil d'or, feuillard d'or, fil d'aluminium, feuillard d'aluminium, fil de cuivre, feuillard de cuivre) et le plot de liaison est formé. Pour réaliser l'interconnexion entre la puce et le circuit, comme le montre la figure 1.

1. Structure de coin de liaison

Le corps principal de l'outil de fendage est généralement cylindrique et la forme de la tête de coupe est en forme de coin. L'arrière du coupe-fil comporte un trou pour pénétrer le fil de liaison, et l'ouverture du trou est liée au diamètre du fil du fil utilisé. La face d'extrémité de la tête de coupe présente une variété de structures en fonction des besoins d'utilisation, et la face d'extrémité de la tête de coupe détermine la taille et la forme du joint de soudure. Lors de l'utilisation, le fil conducteur passe à travers le trou d'ouverture du séparateur et forme un angle de 30° ~ 60° entre le fil conducteur et le plan horizontal de la zone de liaison. Lorsque le séparateur tombe dans la zone de liaison, il presse le fil conducteur sur la zone de liaison pour former un joint de soudure en pelle ou en fer à cheval. Certaines cales de liaison sont illustrées à la figure 2.

2. Matériau du coin de liaison

Pendant le processus de liaison, les fils de liaison passant à travers la cale de liaison génèrent une pression et une friction entre la tête du couperet et le métal du tampon de soudure. Par conséquent, des matériaux présentant une dureté et une ténacité élevées sont généralement utilisés pour fabriquer des couperets. En combinant les exigences des méthodes de hachage et de collage, il est nécessaire que le matériau à hacher ait une densité élevée, une résistance à la flexion élevée et puisse traiter une surface lisse. Les matériaux de coupe courants comprennent le carbure de tungstène (alliage dur), le carbure de titane et la céramique.

Le carbure de tungstène présente une forte résistance aux dommages et était largement utilisé dans la production d’outils de coupe au début. Cependant, l’usinage du carbure de tungstène est relativement difficile et il n’est pas facile d’obtenir une surface de traitement dense et sans pores. Le carbure de tungstène a une conductivité thermique élevée. Afin d'éviter que la chaleur présente sur le plot de soudure ne soit emportée par le tranchant pendant le processus de collage, le tranchant en carbure de tungstène doit être chauffé pendant le processus de collage.

La densité du matériau du carbure de titane est inférieure à celle du carbure de tungstène et il est plus flexible que le carbure de tungstène. Lors de l'utilisation du même transducteur ultrasonique et de la même structure de lame, l'amplitude de la lame générée par l'onde ultrasonore transmise à la lame en carbure de titane est 20 % supérieure à celle de la lame en carbure de tungstène.

Ces dernières années, les céramiques ont été largement utilisées dans la production d'outils de coupe en raison de leurs excellentes caractéristiques de douceur, de densité, d'absence de pores et de propriétés chimiques stables. Le traitement de la face d'extrémité et des trous des couperets en céramique est meilleur que celui du carbure de tungstène. De plus, la conductivité thermique des clivages en céramique est faible et le clivage lui-même peut être laissé non chauffé.

3. Sélection des coins de liaison

La sélection détermine la qualité de liaison du fil conducteur. Des facteurs tels que la taille des plots de liaison, l'espacement des plots de liaison, la profondeur de soudage, le diamètre et la dureté du fil, la vitesse et la précision du soudage doivent être pris en compte de manière globale. Les fentes en coin ont généralement un diamètre de 1/16 pouce (1,58 mm) et sont divisées en fentes pleines et creuses. La plupart des fentes en coin alimentent le fil dans le bas du coupe-fil à un angle d'alimentation de 30°, 45° ou 60°. Les séparateurs creux sont sélectionnés pour les produits à cavité profonde, et le fil est passé verticalement à travers le séparateur à coin creux, comme le montre la figure 3. Les couperets solides sont souvent sélectionnés pour la production de masse en raison de leur taux de liaison rapide et de leur grande consistance des joints de soudure. Les fentes creuses sont choisies pour leur capacité à lier des produits à cavité profonde, et la différence de liaison avec des fentes solides est illustrée à la figure 3.

Comme le montre la figure 3, lors du collage d'une cavité profonde ou d'une paroi latérale, le fil du couteau fendu solide touche facilement la paroi latérale, provoquant une liaison cachée. Un couteau fendu creux peut éviter ce problème. Cependant, par rapport au couteau fendu solide, le couteau fendu creux présente également certains inconvénients, tels qu'un faible taux de liaison, une difficulté à contrôler la consistance du joint de soudure et une difficulté à contrôler la consistance du fil de queue.

La structure de la pointe du coin de liaison est illustrée à la figure 4.

Diamètre du trou (H) : l'ouverture détermine si la ligne de liaison peut passer à travers le couteau en douceur. Si l'ouverture intérieure est trop grande, le point de liaison sera décalé ou décalé en BOUCLE, et même la déformation du joint de soudure est anormale. L'ouverture intérieure est trop petite, la ligne de liaison et la paroi interne du séparateur, entraînant une usure, réduisent la qualité de la liaison. Étant donné que le fil de liaison a un angle d'alimentation en fil, l'écart entre le trou du fil de liaison et le couteau fendu doit généralement être supérieur à 10 µm pour garantir l'absence de friction ou de résistance pendant le processus d'alimentation en fil.

Front Radius (FR) ： FR n'affecte fondamentalement pas la première liaison, fournit principalement le processus LOOP, pour la deuxième transition de liaison, afin de faciliter la formation d'arc de ligne. Une sélection trop faible de FR augmentera la fissure ou la fissuration de la deuxième racine de soudage. Généralement, la sélection de la taille du FR est identique ou légèrement supérieure au diamètre du fil ; Pour le fil d'or, FR peut être choisi pour être inférieur au diamètre du fil.

Back Radius (BR) ： BR est principalement utilisé pour faire la transition de la première liaison pendant le processus LOOP, facilitant la formation d'arc de la première ligne de liaison. Deuxièmement, cela facilite la rupture des fils. La sélection du BR aide à maintenir la cohérence dans la formation des fils de queue pendant le processus de rupture de fil, ce qui est bénéfique pour le contrôle des fils de queue et évite les courts-circuits provoqués par des fils à queue longue, ainsi qu'une mauvaise déformation d'un joint de soudure provoquée par une queue courte. fils. De manière générale, le fil d'or utilise un BR plus petit pour aider à couper le fil proprement. Si BR est choisi trop petit, il est facile de provoquer des fissures ou des fractures à la racine d'un joint de soudure ; Une sélection excessive peut entraîner une rupture incomplète du fil lors du processus de soudage. La sélection de taille du BR général est la même que le diamètre du fil ; Pour le fil d'or, BR peut choisir d'être plus petit que le diamètre du fil.

Bond Flat（BF）：La sélection de BF dépend du diamètre du fil et de la taille du tampon. Selon GJB548C, la longueur de la soudure en coin doit être comprise entre 1,5 et 6 fois celle du diamètre du fil, car des clés trop courtes peuvent facilement affecter la force de liaison ou la liaison peut ne pas être sécurisée. Par conséquent, il doit généralement être 1,5 fois plus grand que le diamètre du fil et la longueur ne doit pas dépasser la taille du tampon ou 6 fois plus longue que le diamètre du fil.

Longueur de liaison（BL）：BL est principalement composé de FR, BF et BR comme le montre la figure 4. Par conséquent, lorsque la taille du tampon est trop petite, nous devons faire attention à savoir si la taille de FR, BF et BR du couteau à fendre est dans les limites de la taille du tampon pour éviter de dépasser le joint de soudure du tampon. Généralement BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4.Résumer

Coin de liaison est un outil important pour la liaison au plomb des microassemblages. Dans le domaine civil, la liaison au plomb est principalement utilisée dans les puces, les mémoires, les mémoires flash, les capteurs, l'électronique grand public, l'électronique automobile, les appareils électriques et d'autres industries. Dans le domaine militaire, la liaison au plomb est principalement utilisée dans les puces RF, les filtres, les autodirecteurs de missiles, les armes et équipements, les systèmes de contre-mesures électroniques, les composants T/R des radars à commande de phase spatiaux, l'électronique militaire, l'aérospatiale, l'aviation et les industries des communications. Dans cet article, le matériau, la structure et l'idée de sélection du coin de liaison commun sont présentés, ce qui est utile pour aider les utilisateurs à choisir les fentes de coin les plus appropriées, afin d'obtenir une bonne qualité de soudage et de réduire les coûts.