Cos'è il wire bonding?

Introduzione di base al wire bonding

Il wire bonding è un processo importante nel processo di confezionamento dei semiconduttori. Utilizza calore, pressione ed energia ultrasonica per saldare saldamente i fili metallici ai cuscinetti del substratostrumenti di incollaggio, ottenendo così l'interconnessione elettrica tra chip e substrati e lo scambio di informazioni tra chip.

INtecniche di incollaggio del fuoco

Incollaggio ad ultrasuoni:

Utilizzare un generatore di ultrasuoni (60~120 KHz) per far vibrare orizzontalmente lo strumento di incollaggio e applicare contemporaneamente una pressione verso il basso. Sotto l'azione di queste due forze, lo strumento di collegamento fa sì che il cavo sfreghi rapidamente sulla superficie metallica dell'area di saldatura e il cavo subisce una deformazione plastica sotto l'azione dell'energia e viene a stretto contatto con l'area di collegamento entro 25 ms per formarsi una saldatura. È comunemente usato per incollare fili di alluminio. Entrambe le estremità del punto di collegamento sono a forma di cuneo.

Incollaggio a termocompressione:

Utilizzare la pressione e il riscaldamento per far sì che gli atomi sulla superficie di contatto del filo metallico e sull'area di saldatura raggiungano l'intervallo gravitazionale atomico, raggiungendo così lo scopo del legame. La temperatura del substrato e del chip raggiunge circa 150°C. È comunemente usato per l'incollaggio di fili d'oro, un'estremità è sferica e l'altra estremità è a forma di cuneo.

Legame termosonico:

Utilizzato per l'incollaggio di fili Au e Cu. Utilizza anche l'energia ultrasonica, ma la differenza rispetto agli ultrasuoni è che durante l'incollaggio deve essere fornita una fonte di calore esterna e non è necessario abradere il filo di unione per rimuovere lo strato di ossido superficiale. Lo scopo del calore esterno è attivare il livello energetico del materiale, favorire l'efficace connessione dei due metalli e la diffusione e la crescita dei composti intermetallici.

I tipi di collegamento dei cavi sono suddivisi inincollaggio a sfera e incollaggio a cuneo

Vantaggi del ball bonding:

Applicabile al micropacchetto: il collegamento a sfera è adatto per micropacchetto e pacchetto a livello di chip e può ottenere saldature di dimensioni molto ridotte.

Basso consumo energetico: durante il processo di saldatura del ball bonding, viene trasferita meno energia, quindi il consumo energetico è relativamente basso.

Applicabile alla saldatura con filo d'oro: il collegamento a sfera solitamente utilizza filo d'oro per la saldatura e il filo d'oro ha una buona conduttività e affidabilità.

Svantaggi del ball bonding:

Costo elevato: le attrezzature per l'incollaggio delle sfere e i costi dei materiali sono elevati, quindi il costo relativo è elevato.

Ulteriori restrizioni: il ball bonding presenta alcune restrizioni sui materiali e sulle strutture dei trucioli e dei substrati dell'imballaggio e non è adatto a tutti i tipi di imballaggio.

Primo e secondo punto di incollaggio della sfera:

Vantaggi dell'incollaggio a cuneo:

Applicabile ai dispositivi di potenza: il collegamento a cuneo è adatto per dispositivi di potenza e alcuni pacchetti speciali e può sopportare correnti e potenze elevate.

Basso costo: rispetto all'incollaggio a sfera, il costo delle attrezzature e dei materiali per l'incollaggio a cuneo è inferiore.

Ampia gamma di applicazioni: l'incollaggio a cuneo ha requisiti relativamente flessibili sui materiali e sulle strutture dei chip e dei substrati del pacchetto e ha un'ampia gamma di applicazioni.

Svantaggi dell'incollaggio a cuneo:

Limitazione delle dimensioni: l'incollaggio a cuneo di solito non consente di ottenere un microimballaggio e vi sono alcune restrizioni sulle dimensioni della saldatura.

Elevato consumo energetico: l'incollaggio a cuneo trasferisce più energia durante il processo di saldatura, quindi il consumo energetico è relativamente elevato.

Primo e secondo punto di unione del cuneo:

Applicazione del wire bonding

La tecnologia di wire bonding è ampiamente utilizzata nell'industria manifatturiera elettronica, in particolare nel processo di confezionamento di circuiti integrati, sensori, microprocessori e altri dispositivi microelettronici. Di seguito sono riportate alcune delle principali applicazioni della tecnologia wire bonding:

Imballaggio di circuiti integrati (IC): il wire bonding è uno dei processi chiave dell'imballaggio di circuiti integrati. Viene utilizzato per collegare i pin sul chip con i terminali sul substrato di confezionamento per realizzare la connessione tra il chip e il circuito esterno. Questo metodo di confezionamento può soddisfare i requisiti di dimensioni ridotte e prestazioni stabili, quindi è ampiamente utilizzato in vari tipi di circuiti integrati.

Produzione di sensori: molti sensori, come sensori di pressione, sensori di temperatura, sensori ottici, ecc., richiedono la tecnologia di wire bonding per collegare il chip e il substrato di imballaggio per realizzare l'acquisizione e la trasmissione del segnale. Il collegamento del filo può garantire la stabilità e la sensibilità del sensore, quindi è ampiamente utilizzato nella produzione di sensori.

Packaging del microprocessore: il microprocessore è il componente principale del dispositivo elettronico. La tecnologia wire bonding viene utilizzata per collegare il chip del microprocessore al substrato di confezionamento per realizzare l'elaborazione e il controllo del segnale. Il collegamento dei fili può garantire la stabilità e l'affidabilità del microprocessore, quindi è ampiamente utilizzato nel confezionamento dei microprocessori.

Imballaggi LED: nella produzione di LED (diodi emettitori di luce), la tecnologia wire bonding viene utilizzata per collegare i chip LED al substrato dell'imballaggio per ottenere l'ingresso di corrente e l'uscita del segnale luminoso. Il wire bonding può garantire la luminosità e la stabilità dei LED, quindi è ampiamente utilizzato negli imballaggi LED.

Circuiti integrati ibridi: i circuiti integrati ibridi sono solitamente composti da più tipi diversi di dispositivi. La tecnologia wire bonding viene utilizzata per collegare insieme questi dispositivi per ottenere l'integrazione funzionale e il lavoro collaborativo. Il wire bonding svolge un ruolo importante nella produzione di circuiti integrati ibridi.

In generale, la tecnologia del wire bonding ha importanti applicazioni nel processo di confezionamento di vari dispositivi microelettronici. Può garantire la stabilità, l'affidabilità e le prestazioni dei dispositivi e promuovere lo sviluppo e l'applicazione di dispositivi microelettronici.

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