Nástroj na lepenie drôtov lepiaci klin

Tento článok predstavuje štruktúru, materiály a nápady na výber bežne používaných spojovacích klinov na spájanie drôtov v mikromontáži. Rozdeľovač, tiež známy ako oceľová tryska a vertikálna ihla, je dôležitou súčasťou spájania drôtov v procese balenia polovodičov, ktorý všeobecne zahŕňa čistenie, spekanie triesok zariadenia, spájanie drôtov, tesniaci uzáver a ďalšie procesy. Wire bonding je technológia na realizáciu elektrického prepojenia a informačnej interkomunikácie medzi čipom a substrátom. Odrezok sa inštaluje na stroj na spájanie drôtov. Pôsobením vonkajšej energie (ultrazvuk, tlak, teplo), plastickou deformáciou kovu a difúziou atómov v pevnej fáze, drôt (zlatý drôt, zlatý pás, hliníkový drôt, hliníkový pás, medený drôt, medený pás) a sú vytvorené spojovacie podložky. Aby sa dosiahlo prepojenie medzi čipom a obvodom, ako je znázornené na obrázku 1.

1. Štruktúra spojovacieho klinu

Hlavné telo štiepacieho nástroja je zvyčajne valcové a tvar hlavy frézy je klinový. Zadná strana frézy má otvor na preniknutie do lepiacej elektródy a otvor otvoru súvisí s priemerom drôtu použitej elektródy. Čelo nožovej hlavy má rôzne štruktúry podľa potrieb použitia a čelné čelo nožovej hlavy určuje veľkosť a tvar spájkovaného spoja. Keď sa používa, olovený drôt prechádza otvorom rozdeľovača a vytvára uhol 30° ~ 60° medzi oloveným drôtom a horizontálnou rovinou spojovacej oblasti. Keď rozdeľovač klesne na oblasť spájania, rozdeľovač stlačí olovený drôt na oblasť spájania, aby vytvoril lopatový alebo podkovovitý spájkovaný spoj. Niektoré väzobné kliny sú znázornené na obrázku 2.

2. Materiál spojovacích klinov

Počas pracovného procesu spájania vytvárajú spojovacie drôty prechádzajúce cez spojovací klin tlak a trenie medzi hlavou sekáča a kovom spájkovacej podložky. Preto sa na výrobu sekáčov zvyčajne používajú materiály s vysokou tvrdosťou a húževnatosťou. Kombináciou požiadaviek na metódy sekania a spájania sa vyžaduje, aby materiál na sekanie mal vysokú hustotu, vysokú pevnosť v ohybe a mohol spracovať hladký povrch. Bežné rezné materiály zahŕňajú karbid volfrámu (tvrdá zliatina), karbid titánu a keramiku.

Karbid volfrámu má silnú odolnosť voči poškodeniu a v prvých dňoch sa široko používal pri výrobe rezných nástrojov. Avšak obrábanie karbidu volfrámu je pomerne ťažké a nie je ľahké získať hustý a bezpórový povrch spracovania. Karbid volfrámu má vysokú tepelnú vodivosť. Aby sa zabránilo odvádzaniu tepla na spájkovacej podložke reznou hranou počas procesu spájania, musí byť rezná hrana z karbidu volfrámu počas procesu spájania zahriata.

Hustota materiálu karbidu titánu je nižšia ako hustota karbidu volfrámu a je pružnejšia ako karbid volfrámu. Pri použití rovnakého ultrazvukového prevodníka a rovnakej štruktúry čepele je amplitúda čepele generovaná ultrazvukovou vlnou prenášanou na čepeľ z karbidu titánu o 20 % väčšia ako amplitúda čepele z karbidu volfrámu.

Keramika sa v posledných rokoch vo veľkej miere využíva pri výrobe rezných nástrojov vďaka svojim vynikajúcim vlastnostiam hladkosti, hustoty, bez pórov a stabilným chemickým vlastnostiam. Spracovanie čelných plôch a otvorov keramických štiepačov je lepšie ako pri spracovaní karbidu volfrámu. Okrem toho je tepelná vodivosť keramických špáradiel nízka a samotná špára môže byť ponechaná nezahriata.

3. Výber spojovacieho klinu

Výber určuje kvalitu spojenia oloveného drôtu. Faktory, ako je veľkosť lepiacej podložky, rozstup lepiacej podložky, hĺbka zvárania, priemer a tvrdosť elektródy, rýchlosť a presnosť zvárania, by sa mali posudzovať komplexne. Klinové delenia majú zvyčajne priemer 1/16 palca (1,58 mm) a delia sa na plné a duté. Väčšina klinových štiepok podáva drôt do spodnej časti rezača pod uhlom podávania 30°, 45° alebo 60°. Duté štiepačky sa vyberajú pre výrobky s hlbokými dutinami a drôt prechádza vertikálne cez dutý klinový štiepač, ako je znázornené na obrázku 3. Pevné štiepačky sa často vyberajú pre hromadnú výrobu kvôli ich rýchlemu spájaniu a vysokej konzistencii spájkovaného spoja. Duté štiepky sa vyberajú pre ich schopnosť spájať produkty s hlbokými dutinami a rozdiel v spájaní s pevnými štiepkami je znázornený na obrázku 3.

Ako je vidieť na obrázku 3, pri lepení hlbokej dutiny alebo bočnej steny sa drôt pevného štiepacieho noža ľahko dotkne bočnej steny, čo spôsobí skryté spojenie. Dutý štiepací nôž môže tomuto problému predísť. Avšak v porovnaní s pevným deleným nožom má dutý štiepaný nôž aj niektoré nedostatky, ako je nízka rýchlosť lepenia, obtiažna kontrola konzistencie spájkovaného spoja a obtiažna kontrola konzistencie koncového drôtu.

Štruktúra hrotu Bonding klinu je znázornená na obrázku 4.

Priemer otvoru (H): Otvor určuje, či spojovacia čiara môže hladko prechádzať rezačkou. Ak je vnútorný otvor príliš veľký, spojovací bod bude posunutý alebo posunutý LOOP a dokonca aj deformácia spájkovaného spoja je abnormálna. Vnútorný otvor je príliš malý, spojovacia línia a vnútorná stena rozdeľovacieho trenia, čo vedie k opotrebovaniu, znižuje kvalitu spoja. Pretože spojovací drôt má uhol podávania drôtu, medzera medzi otvorom spájacieho drôtu a deleným nožom musí byť vo všeobecnosti väčšia ako 10 μm, aby sa zabezpečilo, že počas procesu podávania drôtu nedochádza k žiadnemu treniu alebo odporu.

Predný polomer (FR)：FR v podstate neovplyvňuje prvú väzbu, poskytuje hlavne proces LOOP pre druhý prechod väzby, aby sa uľahčilo vytváranie oblúka. Príliš malý výber FR zvýši trhlinu alebo prasknutie druhého koreňa zvárania. Vo všeobecnosti je výber veľkosti FR rovnaký alebo mierne väčší ako priemer drôtu; Pre zlatý drôt možno zvoliť FR tak, aby bola menšia ako priemer drôtu.

Zadný polomer (BR)：BR sa používa hlavne na prechod prvého spoja počas procesu LOOP, čím sa uľahčuje vytváranie oblúka prvej spojovacej línie. Po druhé, uľahčuje pretrhnutie drôtu. Výber BR pomáha udržiavať konzistenciu pri vytváraní koncových drôtov počas procesu prerušenia drôtu, čo je výhodné pre kontrolu koncového drôtu a zabraňuje skratom spôsobeným dlhými koncovými drôtmi, ako aj zlej deformácii spájkovaného spoja spôsobeného krátkou koncovkou. drôty. Všeobecne povedané, zlatý drôt používa menší BR, aby pomohol vyčistiť drôt. Ak je BR zvolený príliš malý, je ľahké spôsobiť praskliny alebo zlomeniny v koreni spájkovaného spoja; Nadmerný výber môže viesť k neúplnému pretrhnutiu drôtu v procese zvárania. Výber veľkosti všeobecného BR je rovnaký ako priemer drôtu; V prípade zlatého drôtu môže byť BR menší ako priemer drôtu.

Bond Flat（BF））: Výber BF závisí od priemeru drôtu a veľkosti podložky. Podľa GJB548C by mala byť dĺžka klinového zvaru 1,5 až 6-krát väčšia ako priemer drôtu, pretože príliš krátke kľúče môžu ľahko ovplyvniť pevnosť spojenia alebo spojenie nemusí byť bezpečné. Preto musí byť vo všeobecnosti 1,5-krát väčší ako priemer drôtu a dĺžka by nemala presiahnuť veľkosť podložky alebo 6-krát dlhšia ako priemer drôtu.

Dĺžka väzby（BL））:BL sa skladá hlavne z FR, BF a BR, ako je znázornené na obrázku 4. Preto, keď je veľkosť podložky príliš malá, musíme venovať pozornosť tomu, či veľkosť FR, BF a BR štiepacieho noža je v rámci veľkosti podložky, aby sa zabránilo prekročeniu spájkovaného spoja podložky. Všeobecne BL=BF+1/3FR+1/3BR.

4.Zhrňte

Lepiaci klin je dôležitým nástrojom mikromontážneho spájania olova. V civilnej oblasti sa lepenie olova používa hlavne v čipoch, pamätiach, flash pamätiach, senzoroch, spotrebnej elektronike, automobilovej elektronike, energetických zariadeniach a iných priemyselných odvetviach. Vo vojenskej oblasti sa spájanie olova používa hlavne v RF čipoch, filtroch, vyhľadávačoch rakiet, zbraniach a zariadeniach, elektronických informačných protiopatreniach, súčiastkach T/R radarov s fázovaným zoskupením vo vesmíre, vojenskej elektronike, leteckom, leteckom a komunikačnom priemysle. V tomto dokumente je predstavený materiál, štruktúra a myšlienka výberu bežného lepiaceho klinu, čo pomáha používateľom vybrať si najvhodnejšie klinové delenia, aby sa dosiahla dobrá kvalita zvárania a znížili sa náklady.