Wire bonding tool bonding wedge

Denne artikel introducerer strukturen, materialerne og udvælgelsesideerne for almindeligt anvendte bindingskile til mikrosamlingstrådbinding. Splitteren, også kendt som stålmundstykket og den vertikale nål, er en vigtig komponent i trådbinding i halvlederpakningsprocessen, som omfatter generelt rengøring, enhedschipsintring, trådbinding, forseglingskappe og andre processer. Trådbinding er en teknologi til at realisere den elektriske sammenkobling og informationsforbindelse mellem chippen og substratet. Splinten monteres på trådbindingsmaskinen. Under påvirkning af ekstern energi (ultralyd, tryk, varme), gennem plastisk deformation af metal og fastfasediffusion af atomer, tråden (guldtråd, guldstrimmel, aluminiumtråd, aluminiumsstrimmel, kobbertråd, kobberstrimmel) og bindepuden er dannet. For at opnå sammenkoblingen mellem chippen og kredsløbet, som vist i figur 1.

1. Bonding wedge struktur

Hoveddelen af ​​spaltningsværktøjet er normalt cylindrisk, og formen på skærehovedet er kileformet. Bagsiden af ​​fræseren har et hul til at penetrere bindingsledningen, og hulåbningen er relateret til tråddiameteren på den anvendte ledning. Endefladen af ​​skærehovedet har en række strukturer i henhold til brugsbehovene, og endefladen af ​​skærehovedet bestemmer størrelsen og formen af ​​loddeforbindelsen. Når den er i brug, løber ledningstråden gennem åbningshullet på splitteren og danner en 30° ~ 60° vinkel mellem ledningstråden og det vandrette plan af bindingsområdet. Når splitteren falder til bindingsområdet, vil splitteren trykke ledningstråden på bindingsområdet for at danne en skovl eller hestesko loddeforbindelse. Nogle bonding wedge er vist i figur 2.

2. Limning af kilemateriale

Under bindingsprocessen genererer bindingstrådene, der passerer gennem bindingskilen, tryk og friktion mellem kløvehovedet og loddepudens metal. Derfor bruges der sædvanligvis materialer med høj hårdhed og sejhed til at lave kløve. Ved at kombinere kravene til snitte- og bindingsmetoder kræves det, at snittematerialet har høj densitet, høj bøjningsstyrke og kan behandle en glat overflade. Almindelige skærematerialer omfatter wolframcarbid (hård legering), titaniumcarbid og keramik.

Wolframcarbid har stærk modstandsdygtighed over for skader og blev meget brugt i produktionen af ​​skærende værktøjer i de tidlige dage. Imidlertid er bearbejdningen af ​​wolframcarbid relativt vanskelig, og det er ikke let at opnå en tæt og porefri bearbejdningsoverflade. Wolframcarbid har en høj varmeledningsevne. For at undgå, at varmen på loddepuden føres væk af skærkanten under limningsprocessen, skal wolframkarbidskæret opvarmes under limningsprocessen.

Materialetætheden af ​​titaniumcarbid er lavere end wolframcarbid, og den er mere fleksibel end wolframcarbid. Når du bruger den samme ultralydstransducer og den samme bladstruktur, er amplituden af ​​bladet, der genereres af ultralydsbølgen, der sendes til titaniumcarbidbladet, 20 % større end wolframcarbidbladets.

I de senere år er keramik blevet meget brugt i produktionen af ​​skærende værktøjer på grund af deres fremragende egenskaber med glathed, tæthed, ingen porer og stabile kemiske egenskaber. Endefladen og hulbehandlingen af ​​keramiske kløvere er bedre end wolframcarbid. Derudover er den termiske ledningsevne af keramiske spalter lav, og selve spalten kan efterlades uopvarmet.

3. Bonding wedge valg

Valget bestemmer bindingskvaliteten af ​​ledningstråden. Faktorer som limpudestørrelse, limpudeafstand, svejsedybde, blydiameter og -hårdhed, svejsehastighed og nøjagtighed bør overvejes grundigt. Kilespalter er typisk 1/16 tomme (1,58 mm) i diameter og er opdelt i solide og hule flækker. De fleste kilesplitter fører tråden ind i bunden af ​​fræseren med en fremføringsvinkel på 30°, 45° eller 60°. Hule splittere vælges til produkter med dybe kaviteter, og tråden føres lodret gennem hulkilesplitteren, som vist i figur 3. Solide kløvere vælges ofte til masseproduktion på grund af deres hurtige bindingshastighed og høje loddeforbindelseskonsistens. Hule spalter er valgt for deres evne til at binde dybe kavitetsprodukter, og forskellen i limning med solide spalter er vist i figur 3.

Som det kan ses af figur 3, når du limer et dybt hulrum eller der er en sidevæg, er tråden på den solide splitkniv let at røre ved sidevæggen, hvilket forårsager en skjult binding. Hul split kniv kan undgå dette problem. Sammenlignet med en solid splitkniv har en hul splitkniv også nogle mangler, såsom lav bindingshastighed, vanskelig at kontrollere konsistensen af ​​loddeforbindelsen og vanskelig at kontrollere konsistensen af ​​haletråden.

Spidsstrukturen af ​​Bonding wedge er vist i figur 4.

Huldiameter（H）：Blænden bestemmer, om bindingslinjen kan passere jævnt gennem fræseren. Hvis den indre åbning er for stor, vil bindingspunktet være forskudt eller LOOP forskudt, og selv loddeforbindelsesdeformationen er unormal. Den indre åbning er for lille, bindingslinjen og den indvendige væg af splitterfriktionen, hvilket resulterer i slid, reducerer bindingskvaliteten. Da bindingstråden har en trådfremføringsvinkel, skal afstanden mellem hullet i bindingstråden og den delte kniv generelt være større end 10μm for at sikre, at der ikke er friktion eller modstand under trådfremføringsprocessen.

Front Radius (FR): FR påvirker grundlæggende ikke den første binding, giver hovedsageligt LOOP-processen til den anden bindingsovergang for at lette dannelsen af ​​liniebuer. For lille FR-valg vil øge revnen eller revnedannelsen af ​​den anden svejserod. Generelt er størrelsesvalget af FR det samme som eller lidt større end tråddiameteren; For guldtråd kan FR vælges til at være mindre end tråddiameteren.

Bagradius (BR): BR bruges hovedsageligt til at overføre den første binding under LOOP-processen, hvilket letter buedannelsen af ​​den første bindingslinje. For det andet letter det ledningsbrud. Valget af BR hjælper med at opretholde ensartethed i dannelsen af ​​haleledninger under ledningsbrudprocessen, hvilket er gavnligt for haleledningskontrol og undgår kortslutninger forårsaget af lange haleledninger, samt dårlig deformation af en loddeforbindelse forårsaget af kort hale ledninger. Generelt bruger guldtråd en mindre BR for at hjælpe med at skære tråden ren. Hvis BR vælges for lille, er det let at forårsage revner eller brud ved roden af ​​en loddeforbindelse; Overdreven valg kan resultere i ufuldstændig trådbrud i svejseprocessen. Størrelsesvalget af generel BR er det samme som tråddiameteren; Ved guldtråd kan BR vælge at være mindre end tråddiameteren.

Bond Flat (BF): Valget af BF afhænger af tråddiameteren og pudestørrelsen. Ifølge GJB548C skal længden af ​​kilesvejsningen være mellem 1,5 og 6 gange længden af ​​tråddiameteren, da for korte nøgler nemt kan påvirke bindingsstyrken, eller bindingen er muligvis ikke sikker. Derfor skal den generelt være 1,5 gange større end tråddiameteren, og længden bør ikke overstige pudestørrelsen eller 6 gange længere end tråddiameteren.

Bindingslængde (BL): BL er hovedsageligt sammensat af FR, BF og BR som vist i figur 4. Derfor, når pudestørrelsen er for lille, skal vi være opmærksomme på, om størrelsen af ​​FR, BF og BR på flækkekniven er inden for pudestørrelsen for at undgå at overskride pudens loddeforbindelse. Generelt BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4. Opsummer

Klæbende kile er et vigtigt værktøj til mikromontering af blybinding. På det civile område bruges blybinding hovedsageligt i chip, hukommelse, flashhukommelse, sensor, forbrugerelektronik, bilelektronik, strømforsyninger og andre industrier. På det militære område bruges blybinding hovedsageligt i RF-chips, filtre, missilsøgere, våben og udstyr, elektroniske informationsmodforanstaltninger, rumbårne phased array radar T/R-komponenter, militærelektronik, rumfart, luftfart og kommunikationsindustri. I dette papir introduceres materialet, strukturen og udvælgelsestanken for almindelige bonding wedge, hvilket er nyttigt til at hjælpe brugerne med at vælge de bedst egnede wedge splits for at opnå god svejsekvalitet og reducere omkostningerne.