Wire bonding tool bonding wedge

Denne artikkelen introduserer strukturen, materialene og utvalgsideene til vanlig brukte bonding wedge for mikromonteringstrådbinding. Splitteren, også kjent som ståldysen og den vertikale nålen, er en viktig komponent i trådbindingen i halvlederemballasjeprosessen, som inkluderer vanligvis rengjøring, enhetschipsintring, wire bonding, forseglingshette og andre prosesser. Wire bonding er en teknologi for å realisere den elektriske sammenkoblingen og informasjonsinterkommunikasjonen mellom brikken og underlaget. Splinten er installert på wire bonding maskinen. Under påvirkning av ekstern energi (ultralyd, trykk, varme), gjennom plastisk deformasjon av metall og fastfasediffusjon av atomer, vil ledningen (gulltråd, gullstrimmel, aluminiumtråd, aluminiumsstrimmel, kobbertråd, kobberstrimmel) og bindeputen er dannet. For å oppnå sammenkoblingen mellom brikken og kretsen, som vist i figur 1.

1. Bonding wedge struktur

Hoveddelen av kløyveverktøyet er vanligvis sylindrisk, og formen på kutterhodet er kileformet. Baksiden av kutteren har et hull for å penetrere bindingsledningen, og hullets åpning er relatert til tråddiameteren til ledningen som brukes. Endeflaten til kutterhodet har en rekke strukturer i henhold til bruksbehovene, og endeflaten til kutterhodet bestemmer størrelsen og formen på loddeforbindelsen. Når den er i bruk, løper ledningstråden gjennom åpningshullet til splitteren og danner en 30° ~ 60° vinkel mellom ledningstråden og horisontalplanet til bindingsområdet. Når splitteren faller til bindingsområdet, vil splitteren trykke ledningstråden på bindingsområdet for å danne en spade eller hestesko loddeforbindelse. Noen bonding wedge er vist i figur 2.

2. Liming av kilemateriale

Under arbeidsprosessen med binding genererer bindingstrådene som passerer gjennom bindingskilen trykk og friksjon mellom klyvehodet og loddeputemetallet. Derfor brukes vanligvis materialer med høy hardhet og seighet til å lage klyver. Ved å kombinere kravene til kutte- og bindingsmetoder, kreves det at kuttematerialet har høy tetthet, høy bøyestyrke og kan behandle en jevn overflate. Vanlige skjærematerialer inkluderer wolframkarbid (hard legering), titankarbid og keramikk.

Wolframkarbid har sterk motstand mot skade og ble mye brukt i produksjonen av skjæreverktøy i de tidlige dagene. Maskinering av wolframkarbid er imidlertid relativt vanskelig, og det er ikke lett å oppnå en tett og porefri prosessoverflate. Wolframkarbid har høy varmeledningsevne. For å unngå at varmen på loddeputen føres bort av skjærekanten under limingsprosessen, må wolframkarbidskjæreggen varmes opp under bindingsprosessen.

Materialtettheten til titankarbid er lavere enn for wolframkarbid, og den er mer fleksibel enn wolframkarbid. Når du bruker den samme ultralydsvingeren og den samme bladstrukturen, er amplituden til bladet generert av ultralydbølgen som overføres til titankarbidbladet 20 % større enn amplituden til wolframkarbidbladet.

De siste årene har keramikk blitt mye brukt i produksjonen av skjæreverktøy på grunn av deres utmerkede egenskaper som glatthet, tetthet, ingen porer og stabile kjemiske egenskaper. Endeflaten og hullbehandlingen til keramiske klyver er bedre enn for wolframkarbid. I tillegg er den termiske ledningsevnen til keramiske klyver lav, og selve klyven kan stå uoppvarmet.

3. Bonding wedge valg

Valget bestemmer bindingskvaliteten til ledningstråden. Faktorer som limputestørrelse, limputeavstand, sveisedybde, blydiameter og -hardhet, sveisehastighet og nøyaktighet bør vurderes grundig. Kilesplitter er vanligvis 1/16 tommer (1,58 mm) i diameter og er delt inn i solide og hule spalter. De fleste kilesplitter mater tråden inn i bunnen av kutteren med en matevinkel på 30°, 45° eller 60°. Hulkløyvere velges for produkter med dype hulrom, og tråden føres vertikalt gjennom hulkilesplitteren, som vist i figur 3. Solide kløvere velges ofte for masseproduksjon på grunn av deres raske bindingshastighet og høye loddeforbindelseskonsistens. Hule spalter er valgt for deres evne til å binde produkter med dype hulrom, og forskjellen i liming med solide spalter er vist i figur 3.

Som det fremgår av figur 3, når du limer et dypt hulrom eller det er en sidevegg, er tråden til den solide delte kniven lett å berøre sideveggen, noe som forårsaker en skjult binding. Hulkniv kan unngå dette problemet. Sammenlignet med solid splittkniv har imidlertid hul splittkniv også noen mangler, for eksempel lav bindingshastighet, vanskelig å kontrollere konsistensen på loddeforbindelsen og vanskelig å kontrollere konsistensen på haletråden.

Spissen til Bonding-kilen er vist i figur 4.

Hulldiameter（H）：Aperturen bestemmer om bindingslinjen kan passere jevnt gjennom kutteren. Hvis den indre åpningen er for stor, vil bindingspunktet være forskjøvet eller LOOP-forskyvning, og til og med loddeforbindelsesdeformasjonen er unormal. Den indre åpningen er for liten, bindingslinjen og den indre veggen til splitterfriksjonen, noe som resulterer i slitasje, reduserer bindingskvaliteten. Siden bindingstråden har en trådmatingsvinkel, må gapet mellom hullet i bindingstråden og den delte kniven generelt være større enn 10μm for å sikre at det ikke er friksjon eller motstand under trådmatingsprosessen.

Front Radius (FR): FR påvirker i utgangspunktet ikke den første bindingen, gir hovedsakelig LOOP-prosessen, for den andre bindingsovergangen, for å lette dannelsen av linjebue. For lite FR-valg vil øke sprekken eller oppsprekkingen av den andre sveiseroten. Generelt er størrelsesutvalget til FR det samme som eller litt større enn tråddiameteren; For gulltråd kan FR velges til å være mindre enn tråddiameteren.

Bakradius (BR): BR brukes hovedsakelig til å overføre den første bindingen under LOOP-prosessen, noe som letter buedannelsen av den første bindingslinjen. For det andre letter det ledningsbrudd. Valget av BR bidrar til å opprettholde konsistens i dannelsen av haleledninger under ledningsbruddprosessen, noe som er fordelaktig for haleledningskontroll og unngår kortslutninger forårsaket av lange haleledninger, samt dårlig deformasjon av en loddeforbindelse forårsaket av kort hale ledninger. Generelt sett bruker gulltråd en mindre BR for å kutte ledningen ren. Hvis BR velges for lite, er det lett å forårsake sprekker eller brudd ved roten av en loddeforbindelse; Overdreven valg kan føre til ufullstendig trådbrudd i sveiseprosessen. Størrelsesutvalget til generell BR er det samme som tråddiameteren; For gulltråd kan BR velge å være mindre enn tråddiameteren.

Bond Flat (BF): Valget av BF avhenger av tråddiameteren og putestørrelsen. I henhold til GJB548C skal lengden på kilsveisen være mellom 1,5 og 6 ganger den av tråddiameteren, da for korte nøkler lett kan påvirke bindingsstyrken eller bindingen kan være usikre. Derfor må den vanligvis være 1,5 ganger større enn ledningsdiameteren, og lengden bør ikke overskride putestørrelsen eller 6 ganger lengre enn ledningsdiameteren.

Bond Length (BL): BL er hovedsakelig sammensatt av FR, BF og BR som vist i figur 4. Derfor, når putestørrelsen er for liten, må vi være oppmerksomme på om størrelsen på FR, BF og BR på kløyvekniven er innenfor putestørrelsen for å unngå å overskride putens loddeforbindelse. Generelt BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4. Oppsummer

Bonding wedge er et viktig verktøy for mikromontering av blybinding. På det sivile feltet brukes blybinding hovedsakelig i chip, minne, flashminne, sensor, forbrukerelektronikk, bilelektronikk, kraftenheter og andre industrier. I det militære feltet brukes blybinding hovedsakelig i RF-brikker, filtre, missilsøker, våpen og utstyr, elektroniske informasjonsmottiltakssystem, rombårne fasede radar-T/R-komponenter, militær elektronikk, romfart, luftfart og kommunikasjonsindustri. I denne artikkelen introduseres materialet, strukturen og valgidéen til vanlig Bonding wedge, noe som er nyttig for å hjelpe brukere med å velge de best egnede kilesplittene, for å oppnå god sveisekvalitet og redusere kostnadene.