Wire bonding tool ဖြင့် bonding သပ်ပါ။

ဤဆောင်းပါးသည် micro assembly wire bonding အတွက် အသုံးများသော bonding wedge ၏ တည်ဆောက်ပုံ၊ ပစ္စည်းများနှင့် ရွေးချယ်ရေး စိတ်ကူးများကို မိတ်ဆက်ပေးပါသည်။ သံမဏိ နော်ဇယ်နှင့် ဒေါင်လိုက် အပ်ဟုလည်း ခေါ်သော splitter သည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ ထုပ်ပိုးခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်း၏ အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခု ဖြစ်သည်။ ယေဘူယျအားဖြင့် သန့်ရှင်းရေး၊ စက်ချပ်စ်ဆေးသွင်းခြင်း၊ ဝါယာကြိုးချည်ခြင်း၊ အလုံပိတ်ထုပ်နှင့် အခြားလုပ်ငန်းစဉ်များ ပါဝင်သည်။ Wire Bonding သည် chip နှင့် substrate ကြားလျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုနှင့် သတင်းအချက်အလက် အပြန်အလှန်ဆက်သွယ်မှုကို သိရှိနားလည်စေရန် နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ခွဲထွက်ကို ဝါယာကြိုးချည်စက်တွင် တပ်ဆင်ထားသည်။ ပြင်ပစွမ်းအင် (ultrasonic၊ ဖိအား၊ အပူ) ၏ လုပ်ဆောင်မှုအောက်တွင် သတ္တု၏ ပလပ်စတစ်ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အက်တမ်များ၏ အစိုင်အခဲအဆင့် ပျံ့နှံ့မှုမှတစ်ဆင့် ဝါယာကြိုး (ရွှေဝါယာကြိုး၊ ရွှေချွတ်၊ အလူမီနီယမ်ဝါယာကြိုး၊ အလူမီနီယံ ချွတ်၊ ကြေးဝါယာကြိုး၊ ကြေးနီချွတ်) နှင့် Bonding pad ကိုဖွဲ့စည်းထားသည်။ ပုံ 1 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း chip နှင့် circuit အကြားအပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုအောင်မြင်ရန်။

1. Bonding သပ်ဖွဲ့စည်းပုံ

ပိုင်းခြားခြင်းကိရိယာ၏ အဓိကကိုယ်ထည်သည် အများအားဖြင့် ဆလင်ဒါပုံဖြစ်ပြီး လှီးဖြတ်ခေါင်းပုံသဏ္ဍာန်သည် သပ်ပုံသဏ္ဍာန်ဖြစ်သည်။ ဖြတ်စက်၏နောက်ဘက်တွင် ခဲချည်နှောင်ခြင်းကို ထိုးဖောက်ရန် အပေါက်တစ်ခုရှိပြီး အပေါက်သည် ခဲအသုံးပြုထားသော ဝါယာကြိုးအချင်းနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ ရှုးခေါင်း၏ အဆုံးမျက်နှာသည် အသုံးပြုမှုလိုအပ်ချက်အရ ပုံစံအမျိုးမျိုးရှိပြီး၊ ဖြတ်စက်ခေါင်း၏အဆုံးမျက်နှာသည် ဂဟေအဆစ်၏ အရွယ်အစားနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်ကို ဆုံးဖြတ်သည်။ အသုံးပြုသောအခါတွင်၊ ခဲကြိုးသည် splitter ၏အဖွင့်အပေါက်မှတဆင့်လည်ပတ်ပြီး ခဲဝါယာကြိုးနှင့် bonding area ၏အလျားလိုက်အလျားလိုက်အကြား 30° ~ 60° Angle ကိုဖွဲ့စည်းသည်။ splitter သည် bonding area သို့ကျဆင်းသွားသောအခါ၊ splitter သည် ဂေါ်ပြား သို့မဟုတ် မြင်းခွာရွက်ဂဟေအဆစ်ကိုဖွဲ့စည်းရန် အချိတ်အဆက်ဧရိယာပေါ်ရှိ ခဲကြိုးကို ဖိလိမ့်မည်။ Bonding wedge အချို့ကို ပုံ 2 တွင် ပြထားသည်။

2. Bonding သပ်ပစ္စည်း

ချည်နှောင်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ ချည်နှောင်ထားသော သပ်စ်မှတဆင့် ဖြတ်သွားသော ချည်နှောင်ကြိုးများသည် ခုတ်ခေါင်းနှင့် သံပြားကြားတွင် ဖိအားနှင့် ပွတ်တိုက်မှုကို ထုတ်ပေးပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ မာကျောမှုနှင့် မာကျောမှုမြင့်မားသောပစ္စည်းများကို ခုတ်ထစ်ပြုလုပ်ရန် အများအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။ ခုတ်ထစ်ခြင်းနှင့် ချည်နှောင်ခြင်းနည်းလမ်းများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် ခုတ်ထစ်သည့်ပစ္စည်းသည် မြင့်မားသောသိပ်သည်းဆ၊ မြင့်မားသော ကွေးညွှတ်နိုင်စွမ်းရှိပြီး ချောမွေ့သောမျက်နှာပြင်ကို စီမံဆောင်ရွက်နိုင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ အသုံးများသော ဖြတ်တောက်သည့်ပစ္စည်းများတွင် အဖြိုက်စတင်ကာဗိုက် (အလွိုင်း)၊ တိုက်တေနီယမ်ကာဘိုက်နှင့် ကြွေထည်ပစ္စည်းများ ပါဝင်သည်။

Tungsten carbide သည် ပျက်စီးမှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး အစောပိုင်းကာလများတွင် ဖြတ်တောက်သည့်ကိရိယာများ ထုတ်လုပ်ရာတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုခဲ့သည်။ သို့ရာတွင်၊ တန်စတင်ကာဗိုက်ကို ပြုပြင်ရာတွင် ခက်ခဲပြီး သိပ်သည်းပြီး ချွေးပေါက်များ ကင်းစင်သော မျက်နှာပြင်ကို ရရှိရန် မလွယ်ကူပါ။ Tungsten carbide သည် မြင့်မားသော thermal conductivity ရှိသည်။ ချည်နှောင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ဂဟေပြားပေါ်ရှိ အပူဒဏ်မှ ကင်းဝေးစေရန်၊ ချည်နှောင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ပက်စတန်ကာဘိုင်အစွန်းများကို အပူပေးရပါမည်။

တိုက်တေနီယမ်ကာဘိုက်၏ ပစ္စည်းသိပ်သည်းဆသည် tungsten carbide ထက်နည်းပြီး ၎င်းသည် tungsten carbide ထက် ပိုမိုပျော့ပြောင်းသည်။ တူညီသော ultrasonic transducer နှင့် တူညီသော blade တည်ဆောက်ပုံကို အသုံးပြုသောအခါ၊ titanium carbide blade သို့ပို့သော ultrasonic wave မှထုတ်ပေးသော blade ၏ကျယ်ဝန်းမှုသည် tungsten carbide blade ထက် 20% ပိုကြီးပါသည်။

မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ ချော့သိပ်မှု၊ သိပ်သည်းမှု၊ ချွေးပေါက်များမရှိခြင်းနှင့် တည်ငြိမ်သောဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကြောင့် ကြွေထည်ပစ္စည်းများကို ဖြတ်တောက်သည့်ကိရိယာများထုတ်လုပ်ရာတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုခဲ့သည်။ Ceramic cleavers များ၏ အဆုံးမျက်နှာနှင့် အပေါက်သည် tungsten carbide ထက် ပိုမိုကောင်းမွန်ပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ကြွေလွှာ၏အပူစီးကူးနိုင်မှု နည်းပါးပြီး အမြွှာကိုယ်နှိုက်ကို အပူမထားခဲ့နိုင်ပါ။

3. Bonding သပ်ရွေးချယ်မှု

ရွေးချယ်မှုသည် ခဲဝါယာကြိုး၏ ချိတ်ဆက်မှုအရည်အသွေးကို ဆုံးဖြတ်သည်။ Bonding pad အရွယ်အစား၊ bonding pad spacing၊ welding depth၊ lead diameter နှင့် hardness၊ welding speed နှင့် accuracy စသည့်အချက်များကို ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ သပ်ခွဲမှုများကို ပုံမှန်အားဖြင့် အချင်း 1/16 လက်မ (1.58 မီလီမီတာ) ရှိပြီး အစိုင်အခဲနှင့် အခေါင်းပေါက်များအဖြစ် ပိုင်းခြားထားသည်။ သပ်ခွဲမှုအများစုသည် ဝိုင်ယာအား 30°၊ 45° သို့မဟုတ် 60° feed Angle တွင် cutter ၏အောက်ခြေသို့ ထည့်ပေးသည်။ အခေါင်းပေါက်များကို နက်ရှိုင်းသောအပေါက်ထုတ်ကုန်များအတွက် ရွေးချယ်ထားပြီး Wire သည် ပုံ 3 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အခေါင်းပေါက်ခွဲခြမ်းမှတစ်ဆင့် ဒေါင်လိုက်ဖြတ်သွားပါသည်။ အစိုင်အခဲ cleavers များသည် ၎င်းတို့၏ မြန်ဆန်သော Bond နှုန်းနှင့် မြင့်မားသော ဂဟေပူးတွဲညီညီမှုတို့ကြောင့် အစုလိုက်အပြုံလိုက် ထုတ်လုပ်မှုအတွက် ရွေးချယ်လေ့ရှိပါသည်။ အခေါင်းပေါက်များကို Bond deep cavity ထုတ်ကုန်များ ထုတ်နိုင်စွမ်းအတွက် ရွေးချယ်ထားပြီး အစိုင်အခဲခွဲခြမ်းများနှင့် ချိတ်ဆက်ခြင်း၏ ခြားနားချက်ကို ပုံ 3 တွင် ပြထားသည်။

ပုံ 3 မှတွေ့နိုင်သည်အတိုင်း၊ နက်နဲသောအပေါက်တစ်ခု သို့မဟုတ် ဘေးဘက်နံရံတစ်ခုကို ချိတ်ထားသည့်အခါ၊ အခဲကွဲဓား၏ဝိုင်ယာသည် ဝှက်ထားသော Bond ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည် ။ အခေါင်းကွဲဓားသည် ဤပြဿနာကို ရှောင်ရှားနိုင်သည်။ သို့ရာတွင် အခဲခွဲထားသောဓားနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အခေါင်းခွဲဓားသည် ချိတ်ဆက်မှုနှုန်းနည်းခြင်း၊ ဂဟေဆစ်၏ ညီညွတ်မှုကို ထိန်းချုပ်ရန် ခက်ခဲခြင်းနှင့် အမြီးဝါယာကြိုးများ၏ ညီညွတ်မှုကို ထိန်းချုပ်ရန် ခက်ခဲခြင်းကဲ့သို့သော ချို့ယွင်းချက်အချို့ရှိသည်။

Bonding wedge ၏အစွန်အဖျားဖွဲ့စည်းပုံကိုပုံ 4 တွင်ပြသထားသည်။

Hole Diameter (H) : အလင်းဝင်ပေါက်သည် bonding line သည် cutter မှတဆင့် ချောမွေ့စွာ ဖြတ်သန်းနိုင်သည်ဆိုသည်ကို ဆုံးဖြတ်သည်။ အတွင်းအလင်းဝင်ပေါက် ကြီးလွန်းပါက၊ ချိတ်မှတ်သည် နှိမ်ခြင်း သို့မဟုတ် LOOP offset ဖြစ်ကာ ဂဟေတွဲအဆစ်ပုံပျက်ခြင်းပင်လျှင် မူမမှန်ပါ။ အတွင်းအလင်းဝင်ပေါက်သည် သေးငယ်လွန်းသဖြင့် ချိတ်ဆက်မှုမျဉ်းနှင့် splitter ၏ အတွင်းနံရံ ပွတ်တိုက်မှုကြောင့် ဝတ်ဆင်ခြင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး ချိတ်ဆက်မှုအရည်အသွေးကို လျှော့ချပေးသည်။ ချည်နှောင်ထားသောဝါယာကြိုးတွင် ဝါယာအစာကျွေးသည့်ထောင့်ပါရှိသောကြောင့်၊ ချည်နှောင်ထားသောဝါယာကြိုးနှင့်ခွဲထားသောဓား၏အပေါက်ကြားရှိကွာဟမှုသည် ဝိုင်ယာစာကျွေးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ပွတ်တိုက်မှု သို့မဟုတ် ခံနိုင်ရည်မရှိစေရန်အတွက် ယေဘုယျအားဖြင့် 10μm ထက် ပိုနေရမည်ဖြစ်သည်။

Front Radius (FR)： FR သည် အခြေခံအားဖြင့် ပထမနှောင်ကြိုးကို မထိခိုက်စေပါ၊ အဓိကအားဖြင့် မျဉ်းကွေးဖွဲ့စည်းခြင်းကို လွယ်ကူချောမွေ့စေရန် ဒုတိယနှောင်ကြိုးအကူးအပြောင်းအတွက် LOOP လုပ်ငန်းစဉ်ကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ သေးငယ်လွန်းသော FR ရွေးချယ်မှုသည် ဒုတိယဂဟေဆော်သည့်အမြစ်၏ အက်ကွဲခြင်း သို့မဟုတ် ကွဲအက်ခြင်းကို တိုးစေသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့်၊ FR ၏ အရွယ်အစားရွေးချယ်မှုသည် ဝါယာကြိုးအချင်းထက် အနည်းငယ်ပိုကြီးသည် သို့မဟုတ် တူညီသည်။ ရွှေဝါယာကြိုးအတွက်၊ FR အား ဝါယာအချင်းထက်နည်းရန် ရွေးချယ်နိုင်သည်။

Back Radius (BR)：BR ကို LOOP လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ပထမနှောင်ကြိုးကို ကူးပြောင်းရန်အတွက် အဓိကအားဖြင့် ပထမနှောင်ကြိုးလိုင်း၏ arc ဖွဲ့စည်းမှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေရန် အသုံးပြုသည်။ ဒုတိယအချက်မှာ ၎င်းသည် ဝါယာကြိုးပြတ်တောက်မှုကို ကူညီပေးသည်။ BR ၏ရွေးချယ်မှုသည် ဝါယာကျိုးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အမြီးပြတ်တောက်မှုဖြစ်စဉ်အတွင်း အမြီးကြိုးများဖွဲ့စည်းရာတွင် လိုက်လျောညီထွေရှိစေရန် ကူညီပေးသည်၊ ၎င်းသည် အမြီးရှည်ကြိုးများထိန်းချုပ်ရန်အတွက် အကျိုးပြုပြီး မြီးရှည်ဝိုင်ယာကြိုးများကြောင့်ဖြစ်ရသည့် ဆားကစ်တိုများကို ရှောင်ရှားနိုင်သည့်အပြင် အမြီးတိုကြောင့်ဖြစ်သော ဂဟေအဆစ်၏ပုံပျက်ခြင်းကို ရှောင်ရှားနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ဝါယာကြိုးများ။ ယေဘူယျအားဖြင့်ပြောရလျှင် ရွှေဝါယာကြိုးသည် ဝိုင်ယာကြိုးကို သန့်ရှင်းစေရန်အတွက် သေးငယ်သော BR ကို အသုံးပြုသည်။ BR ကို ရွေးချယ်ထားလျှင် အလွန်သေးငယ်ပါက ဂဟေအဆစ်၏ အမြစ်တွင် အက်ကွဲခြင်း သို့မဟုတ် ကျိုးကြေလွယ်သည်။ အလွန်အကျွံရွေးချယ်ခြင်းသည် ဂဟေဆော်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ဝါယာကြိုးပြတ်တောက်မှု ဖြစ်ပေါ်နိုင်သည်။ ယေဘုယျ BR ၏ အရွယ်အစားရွေးချယ်မှုသည် ဝါယာကြိုးအချင်းနှင့် တူညီသည်။ ရွှေဝါယာကြိုးအတွက် BR သည် ဝါယာအချင်းထက် သေးငယ်ရန် ရွေးချယ်နိုင်သည်။

Bond Flat (BF): BF ရွေးချယ်မှုသည် Wire Diameter နှင့် Pad Size ပေါ်တွင်မူတည်သည်။ GJB548C အရ၊ သပ်ဂွမ်း၏အရှည်သည် Wire Diameter ၏ 1.5 နှင့် 6 ဆကြားရှိသင့်သည်၊ တိုတောင်းလွန်းသောသော့များသည် bonding strength ကိုအလွယ်တကူထိခိုက်စေနိုင်သည် သို့မဟုတ် bond သည် မလုံခြုံနိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ၎င်းသည် ယေဘုယျအားဖြင့် Wire Diameter ထက် 1.5 ဆ ပိုကြီးရန် လိုအပ်ပြီး အလျားသည် Pad Size ထက် သို့မဟုတ် Wire Diameter ထက် 6 ဆ ပိုရှည်သင့်ပါသည်။

Bond Length (BL): BL သည် ပုံ 4 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း FR, BF နှင့် BR တို့နှင့် အဓိကဖွဲ့စည်းထားသည်။ ထို့ကြောင့် Pad Size သည် အလွန်သေးငယ်သောအခါ၊ ခွဲခြမ်းဓား၏ FR, BF နှင့် BR အရွယ်အစားရှိမရှိကို အာရုံစိုက်ရပါမည်။ Pad ဂဟေအဆစ်ထက် ကျော်လွန်ခြင်းမှ ရှောင်ရှားရန် Pad Size တွင် ရှိနေသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် BL=BF+1/3FR+1/3BR။

4. အကျဉ်းချုပ်

အနှောင်အဖွဲ့သပ် microassembly lead bonding အတွက် အရေးကြီးသောကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ အရပ်ဘက်နယ်ပယ်တွင် ခဲချည်နှောင်ခြင်းကို ချစ်ပ်၊ မှတ်ဉာဏ်၊ ဖလက်ရှ်မမ်မိုရီ၊ အာရုံခံကိရိယာ၊ လူသုံးလျှပ်စစ်ပစ္စည်း၊ မော်တော်ယာဥ်အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်း၊ ပါဝါကိရိယာများနှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုသည်။ စစ်ဘက်နယ်ပယ်တွင် ခဲချည်နှောင်ခြင်းကို RF ချစ်ပ်များ၊ စစ်ထုတ်မှုများ၊ ဒုံးကျည်ရှာဖွေသူ၊ လက်နက်နှင့် ပစ္စည်းကိရိယာများ၊ အီလက်ထရွန်နစ်သတင်းအချက်အလက် တန်ပြန်မှုစနစ်၊ အာကာသတွင်းရှိ အဆင့်လိုက်ခင်းကျင်းထားသော ရေဒါ T/R အစိတ်အပိုင်းများ၊ စစ်ဘက်အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများ၊ အာကာသယာဉ်၊ လေကြောင်းနှင့် ဆက်သွယ်ရေးစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် အဓိကအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။ ဤစာတမ်းတွင်၊ အသုံးများသော Bonding wedge ၏ ပစ္စည်း၊ ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ရွေးချယ်ရေးအယူအဆကို မိတ်ဆက်ပေးထားပြီး၊ အသုံးပြုသူများအနေဖြင့် အသင့်လျော်ဆုံးသပ်ခွဲများကို ရွေးချယ်ရာတွင် အထောက်အကူဖြစ်စေကာ ကောင်းမွန်သော ဂဟေဆော်သည့်အရည်အသွေးကိုရရှိရန်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်လျှော့ချရန်အတွက် အကူအညီဖြစ်စေပါသည်။