વાયર બંધન સાધન બંધન ફાચર

આ લેખ માઇક્રો એસેમ્બલી વાયર બોન્ડિંગ માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા બોન્ડિંગ વેજની રચના, સામગ્રી અને પસંદગીના વિચારો રજૂ કરે છે. સ્પ્લિટર, જેને સ્ટીલ નોઝલ અને વર્ટિકલ સોય તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે સેમિકન્ડક્ટર પેકેજિંગ પ્રક્રિયામાં વાયર બોન્ડિંગનું એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, જે સામાન્ય રીતે સફાઈ, ઉપકરણ ચિપ સિન્ટરિંગ, વાયર બોન્ડિંગ, સીલિંગ કેપ અને અન્ય પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. વાયર બોન્ડિંગ એ ચિપ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના વિદ્યુત જોડાણ અને માહિતીના આંતરસંચારને સમજવા માટેની તકનીક છે. સ્પ્લિન્ટર વાયર બોન્ડિંગ મશીન પર સ્થાપિત થયેલ છે. બાહ્ય ઊર્જા (અલ્ટ્રાસોનિક, દબાણ, ગરમી) ની ક્રિયા હેઠળ, ધાતુના પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ અને અણુઓના ઘન તબક્કાના પ્રસાર દ્વારા, વાયર (ગોલ્ડ વાયર, ગોલ્ડ સ્ટ્રીપ, એલ્યુમિનિયમ વાયર, એલ્યુમિનિયમ સ્ટ્રીપ, કોપર વાયર, કોપર સ્ટ્રીપ) અને બોન્ડિંગ પેડ રચાય છે. આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ચિપ અને સર્કિટ વચ્ચે ઇન્ટરકનેક્શન હાંસલ કરવા માટે.

1. બંધન ફાચર માળખું

સ્પ્લિટિંગ ટૂલનો મુખ્ય ભાગ સામાન્ય રીતે નળાકાર હોય છે, અને કટર હેડનો આકાર ફાચર આકારનો હોય છે. કટરના પાછળના ભાગમાં બોન્ડિંગ લીડમાં પ્રવેશવા માટે એક છિદ્ર હોય છે, અને છિદ્રનું બાકોરું વપરાયેલ લીડના વાયર વ્યાસ સાથે સંબંધિત હોય છે. કટર હેડના અંતિમ ચહેરામાં ઉપયોગની જરૂરિયાતો અનુસાર વિવિધ પ્રકારની રચનાઓ હોય છે, અને કટર હેડનો અંતિમ ચહેરો સોલ્ડર સંયુક્તનું કદ અને આકાર નક્કી કરે છે. ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે, લીડ વાયર સ્પ્લિટરના ઓપનિંગ હોલમાંથી પસાર થાય છે અને લીડ વાયર અને બોન્ડિંગ એરિયાના આડા પ્લેન વચ્ચે 30° ~ 60° કોણ બનાવે છે. જ્યારે સ્પ્લિટર બોન્ડિંગ એરિયા પર જાય છે, ત્યારે સ્પ્લિટર બોન્ડિંગ એરિયા પર લીડ વાયરને દબાવીને પાવડો અથવા હોર્સશૂ સોલ્ડર જોઈન્ટ બનાવશે. કેટલાક બોન્ડિંગ ફાચર આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવ્યા છે.

2. બંધન ફાચર સામગ્રી

બોન્ડિંગની કાર્યકારી પ્રક્રિયા દરમિયાન, બોન્ડિંગ વેડજમાંથી પસાર થતા બોન્ડિંગ વાયર ક્લેવર હેડ અને સોલ્ડર પેડ મેટલ વચ્ચે દબાણ અને ઘર્ષણ પેદા કરે છે. તેથી, ઉચ્ચ કઠિનતા અને કઠિનતા ધરાવતી સામગ્રીનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ક્લીવર બનાવવા માટે થાય છે. કટીંગ અને બોન્ડીંગ પદ્ધતિઓની આવશ્યકતાઓને જોડીને, તે જરૂરી છે કે કાપવાની સામગ્રી ઉચ્ચ ઘનતા ધરાવે છે, ઉચ્ચ બેન્ડિંગ તાકાત ધરાવે છે અને એક સરળ સપાટી પર પ્રક્રિયા કરી શકે છે. સામાન્ય કટીંગ સામગ્રીમાં ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ (હાર્ડ એલોય), ટાઇટેનિયમ કાર્બાઇડ અને સિરામિક્સનો સમાવેશ થાય છે.

ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ નુકસાન માટે મજબૂત પ્રતિકાર ધરાવે છે અને શરૂઆતના દિવસોમાં કટીંગ ટૂલ્સના ઉત્પાદનમાં તેનો વ્યાપક ઉપયોગ થતો હતો. જો કે, ટંગસ્ટન કાર્બાઇડનું મશીનિંગ પ્રમાણમાં મુશ્કેલ છે, અને ગાઢ અને છિદ્ર મુક્ત પ્રક્રિયા સપાટી મેળવવી સરળ નથી. ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ ઊંચી થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે. બોન્ડિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન કટીંગ એજ દ્વારા સોલ્ડર પેડ પરની ગરમીને ટાળવા માટે, બોન્ડિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કટીંગ એજને ગરમ કરવી આવશ્યક છે.

ટાઇટેનિયમ કાર્બાઇડની સામગ્રીની ઘનતા ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કરતાં ઓછી છે, અને તે ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કરતાં વધુ લવચીક છે. સમાન અલ્ટ્રાસોનિક ટ્રાન્સડ્યુસર અને સમાન બ્લેડ સ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ટાઇટેનિયમ કાર્બાઇડ બ્લેડમાં પ્રસારિત અલ્ટ્રાસોનિક તરંગ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ બ્લેડનું કંપનવિસ્તાર ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ બ્લેડ કરતાં 20% વધારે છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, સિરામિક્સનો ઉપયોગ કટીંગ ટૂલ્સના ઉત્પાદનમાં તેની સરળતા, ઘનતા, છિદ્રો વિનાની અને સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મોની ઉત્કૃષ્ટ લાક્ષણિકતાઓને કારણે વ્યાપકપણે થાય છે. ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ કરતાં સિરામિક ક્લીવર્સના અંતિમ ચહેરા અને છિદ્રની પ્રક્રિયા વધુ સારી છે. વધુમાં, સિરામિક ક્લીવ્સની થર્મલ વાહકતા ઓછી છે, અને ક્લીવ પોતે જ ગરમ કર્યા વિના છોડી શકાય છે.

3. બંધન ફાચર પસંદગી

પસંદગી લીડ વાયરની બંધન ગુણવત્તા નક્કી કરે છે. બોન્ડિંગ પેડ સાઈઝ, બોન્ડિંગ પેડ સ્પેસિંગ, વેલ્ડિંગ ડેપ્થ, લીડ ડાયામીટર અને કઠિનતા, વેલ્ડિંગ સ્પીડ અને સચોટતા જેવા પરિબળોને વ્યાપક રીતે ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. ફાચરના વિભાજન સામાન્ય રીતે 1/16 ઇંચ (1.58 મીમી) વ્યાસના હોય છે અને તેને નક્કર અને હોલો સ્પ્લિટ્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. મોટાભાગના વેજ સ્પ્લિટ્સ વાયરને કટરના તળિયે 30°, 45°, અથવા 60° ફીડ એન્ગલ પર ફીડ કરે છે. ઊંડા પોલાણના ઉત્પાદનો માટે હોલો સ્પ્લિટર્સ પસંદ કરવામાં આવે છે, અને આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, વાયરને હોલો વેજ સ્પ્લિટરમાંથી ઊભી રીતે પસાર કરવામાં આવે છે. સોલિડ ક્લીવરને મોટાભાગે મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન માટે પસંદ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેમના ઝડપી બોન્ડ રેટ અને ઉચ્ચ સોલ્ડર સંયુક્ત સુસંગતતા. ઊંડા પોલાણના ઉત્પાદનોને બોન્ડ કરવાની તેમની ક્ષમતા માટે હોલો સ્પ્લિટ્સ પસંદ કરવામાં આવે છે, અને નક્કર વિભાજન સાથેના બંધનમાં તફાવત આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે.

આકૃતિ 3 પરથી જોઈ શકાય છે કે, જ્યારે ઊંડા પોલાણને બાંધવામાં આવે છે અથવા બાજુની દિવાલ હોય છે, ત્યારે નક્કર વિભાજિત છરીનો વાયર બાજુની દિવાલને સ્પર્શવામાં સરળ છે, જેના કારણે છુપાયેલ બોન્ડ થાય છે. હોલો સ્પ્લિટ છરી આ સમસ્યાને ટાળી શકે છે. જો કે, સોલિડ સ્પ્લિટ નાઈફની સરખામણીમાં, હોલો સ્પ્લિટ નાઈફમાં પણ કેટલીક ખામીઓ હોય છે, જેમ કે નીચા બોન્ડિંગ દર, સોલ્ડર જોઈન્ટની સાતત્યતાને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ અને પૂંછડીના વાયરની સુસંગતતાને નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ.

બોન્ડિંગ વેજની ટોચની રચના આકૃતિ 4 માં બતાવવામાં આવી છે.

છિદ્રનો વ્યાસ (H): છિદ્ર નક્કી કરે છે કે શું બોન્ડિંગ લાઇન કટરમાંથી સરળતાથી પસાર થઈ શકે છે. જો અંદરનું બાકોરું ખૂબ મોટું હોય, તો બોન્ડિંગ પોઈન્ટ ઓફસેટ અથવા LOOP ઓફસેટ થશે, અને સોલ્ડર જોઈન્ટ ડિફોર્મેશન પણ અસામાન્ય છે. આંતરિક છિદ્ર ખૂબ નાનું છે, બોન્ડિંગ લાઇન અને સ્પ્લિટરની આંતરિક દિવાલ ઘર્ષણ, પરિણમે છે, બંધન ગુણવત્તા ઘટાડે છે. બોન્ડિંગ વાયરમાં વાયર ફીડિંગ એંગલ હોવાથી, વાયર ફીડિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન કોઈ ઘર્ષણ અથવા પ્રતિકાર ન થાય તેની ખાતરી કરવા માટે બોન્ડિંગ વાયર અને સ્પ્લિટ નાઈફના છિદ્ર વચ્ચેનું અંતર સામાન્ય રીતે 10μm કરતા વધારે હોવું જોઈએ.

ફ્રન્ટ રેડિયસ (FR): FR મૂળભૂત રીતે પ્રથમ બોન્ડને અસર કરતું નથી, મુખ્યત્વે લૂપ પ્રક્રિયા પૂરી પાડે છે, બીજા બોન્ડ સંક્રમણ માટે, લાઇન આર્ક બનાવવાની સુવિધા માટે. ખૂબ નાની FR પસંદગી બીજા વેલ્ડીંગ રુટના ક્રેક અથવા ક્રેકીંગમાં વધારો કરશે. સામાન્ય રીતે, FR ની કદની પસંદગી વાયર વ્યાસ જેટલી અથવા થોડી મોટી હોય છે; સોનાના તાર માટે, FR ને વાયર વ્યાસ કરતા ઓછો પસંદ કરી શકાય છે.

બેક રેડિયસ (BR)：BR નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે LOOP પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રથમ બોન્ડને સંક્રમણ કરવા માટે થાય છે, જે પ્રથમ બોન્ડ લાઇનની ચાપ બનાવવાની સુવિધા આપે છે. બીજું, તે વાયર તૂટવાની સુવિધા આપે છે. BR ની પસંદગી વાયર તૂટવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન પૂંછડીના વાયરની રચનામાં સુસંગતતા જાળવવામાં મદદ કરે છે, જે પૂંછડીના તારને નિયંત્રણ માટે ફાયદાકારક છે અને લાંબી પૂંછડીના વાયરને કારણે થતા શોર્ટ સર્કિટને ટાળે છે, તેમજ ટૂંકી પૂંછડીને કારણે સોલ્ડર જોઈન્ટના નબળા વિકૃતિને ટાળે છે. વાયર સામાન્ય રીતે કહીએ તો, તાર સાફ કરવામાં મદદ કરવા માટે સોનાના વાયર નાના બીઆરનો ઉપયોગ કરે છે. જો બીઆર ખૂબ નાનું પસંદ કરવામાં આવ્યું હોય, તો સોલ્ડર સંયુક્તના મૂળમાં તિરાડો અથવા અસ્થિભંગ થવાનું સરળ છે; વધુ પડતી પસંદગી વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયામાં અપૂર્ણ વાયર તૂટવાનું પરિણમી શકે છે. સામાન્ય બીઆરના કદની પસંદગી વાયર વ્યાસ જેટલી જ છે; સોનાના વાયર માટે, BR વાયરના વ્યાસ કરતાં નાનું હોવાનું પસંદ કરી શકે છે.

બોન્ડ ફ્લેટ（BF）: BF ની પસંદગી વાયરના વ્યાસ અને પેડના કદ પર આધારિત છે. GJB548C મુજબ, વેજ વેલ્ડની લંબાઈ વાયર વ્યાસ કરતા 1.5 થી 6 ગણી વચ્ચે હોવી જોઈએ, કારણ કે ખૂબ જ ટૂંકી ચાવીઓ સરળતાથી બોન્ડિંગ મજબૂતાઈને અસર કરી શકે છે અથવા બોન્ડ સુરક્ષિત ન હોઈ શકે. તેથી, તે સામાન્ય રીતે વાયર વ્યાસ કરતાં 1.5 ગણું મોટું હોવું જરૂરી છે, અને લંબાઈ પૅડ સાઈઝ કરતાં વધુ અથવા વાયર વ્યાસ કરતાં 6 ગણી લાંબી હોવી જોઈએ નહીં.

આકૃતિ 4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે બોન્ડની લંબાઈ (BL) પેડ સોલ્ડર જોઈન્ટને ઓળંગવાનું ટાળવા માટે પેડ સાઈઝની અંદર છે. સામાન્ય રીતે BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4.સારાંશ

બંધન ફાચર માઇક્રોએસેમ્બલી લીડ બોન્ડિંગ માટે એક મહત્વપૂર્ણ સાધન છે. સિવિલ ફિલ્ડમાં, લીડ બોન્ડિંગનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ચિપ, મેમરી, ફ્લેશ મેમરી, સેન્સર, કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, પાવર ઉપકરણો અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં થાય છે. લશ્કરી ક્ષેત્રમાં, લીડ બોન્ડિંગનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે આરએફ ચિપ્સ, ફિલ્ટર્સ, મિસાઇલ સીકર, શસ્ત્રો અને સાધનો, ઇલેક્ટ્રોનિક માહિતી કાઉન્ટરમેઝર્સ સિસ્ટમ, સ્પેસબોર્ન તબક્કાવાર એરે રડાર T/R ઘટકો, લશ્કરી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, એરોસ્પેસ, ઉડ્ડયન અને સંચાર ઉદ્યોગોમાં થાય છે. આ પેપરમાં, સામાન્ય બોન્ડિંગ વેજની સામગ્રી, માળખું અને પસંદગીનો વિચાર રજૂ કરવામાં આવ્યો છે, જે વપરાશકર્તાઓને સૌથી યોગ્ય વેજ સ્પ્લિટ્સ પસંદ કરવામાં મદદ કરવા માટે મદદરૂપ થાય છે, જેથી વેલ્ડિંગની સારી ગુણવત્તા મેળવી શકાય અને ખર્ચ ઓછો કરી શકાય.