Шийдэл

УТАС ХОЛБОО

МЭДЛЭГИЙН СУУРЬ БАРИМТ ХУУДАС

Утасны холболт гэж юу вэ?

Утасны холболт гэдэг нь жижиг диаметртэй зөөлөн металл утсыг гагнуур, флюс, зарим тохиолдолд Цельсийн 150 хэмээс дээш дулаан ашиглахгүйгээр тохирох металл гадаргуу дээр бэхлэх арга юм. Зөөлөн металлууд нь алт (Au), зэс (Cu), мөнгө (Ag), хөнгөн цагаан (Al) болон хайлш, тухайлбал палладий-мөнгө (PdAg) болон бусад.

Микро электроникийн угсралтын хэрэглээнд зориулсан утас холбох арга техник, үйл явцын талаархи ойлголт.
Шаантаг холбох техник / процесс: тууз, термосоны бөмбөг, хэт авианы шаантаг холбох
Утасны холболт гэдэг нь үйлдвэрлэлийн явцад нэгдсэн хэлхээ (IC) эсвэл ижил төстэй хагас дамжуулагч төхөөрөмж болон түүний багц эсвэл хар тугалганы хүрээ хооронд харилцан холболт хийх арга юм. Энэ нь одоо Лити-ион батерейны багцын цахилгааны холболтыг хангахад түгээмэл хэрэглэгддэг. Утас холбох нь микроэлектрон холболтын боломжит технологиос хамгийн хэмнэлттэй, уян хатан гэж тооцогддог бөгөөд өнөөдөр үйлдвэрлэсэн хагас дамжуулагч багцын дийлэнх хэсэгт ашиглагддаг. Утасны холболтын хэд хэдэн техникүүд нь: Термо-шахалтын утас холбох:
Термо-шахалтын утсыг холбох (ихэвчлэн 300°C-ээс их температуртай хавчих хүчний дор гагнуур үүсгэх магадлалтай гадаргууг (ихэвчлэн Au) холбоно) 1950-иад онд микроэлектроникийн харилцан холболтод зориулж боловсруулсан боловч энэ нь 60-аад оны үед хэт авианы ба термосоник холболтоор солигдсон нь давамгайлсан харилцан холболтын технологи юм. Дулааны шахалтын холболтыг өнөөдрийг хүртэл тусгай зориулалтын хэрэглээнд ашигласаар байгаа боловч амжилттай холбохын тулд интерфейсийн өндөр (ихэвчлэн гэмтээдэг) температур шаардлагатай байдаг тул үйлдвэрлэгчид ерөнхийдөө зайлсхийдэг. Хэт авианы шаантаг утсан холболт:
1960-аад онд хэт авианы шаантаг утсаар холбох нь давамгайлсан харилцан холболтын арга зүй болсон. Өндөр давтамжийн чичиргээг (резонанс хувиргагчаар дамжуулан) холбох хэрэгсэлд нэгэн зэрэг хавчих хүчээр хэрэглэснээр Хөнгөн цагаан, Алт утсыг тасалгааны температурт гагнах боломжийг олгосон. Энэхүү хэт авианы чичиргээ нь холболтын мөчлөгийн эхэн үед холбогч гадаргуугаас бохирдуулагч бодисыг (оксид, хольц гэх мэт) арилгахад тусалдаг ба металл хоорондын өсөлтийг сайжруулж, холбоог улам бүр бэхжүүлдэг. Холболтын ердийн давтамж нь 60 – 120 KHz. Хэт авианы шаантаг техник нь үндсэн хоёр технологитой: >100 микрон диаметртэй утаснуудад том (хүнд) утас холбох, <75 микрон диаметртэй утаснуудад нарийн (жижиг) утас холбох. Хэт авианы холболтын ердийн циклүүдийн жишээг эндээс харж болно. нарийн утас болон энд том утас. Хэт авианы шаантаг утсаар холбох нь үйл явцын шаардлага болон утасны диаметрээс хамааран ихэвчлэн вольфрамын карбид (Хөнгөн цагаан утсанд) эсвэл титан карбид (алтан утас) -аас бүтээгдсэн тусгай холбох хэрэгсэл буюу "шаантаг" ашигладаг; Өөр өөр хэрэглээнд зориулагдсан керамик хошуутай шаантагнууд бас байдаг. Термосоны утас холбох:
Нэмэлт халаалт шаардлагатай тохиолдолд (ихэвчлэн 100-250 ° C-ийн хооронд холбох интерфейстэй Алтан утсанд) уг процессыг Термосоны утас холбох гэж нэрлэдэг. Энэ нь уламжлалт термо-шахалтын системтэй харьцуулахад маш их давуу талтай, учир нь интерфэйсийн температур хамаагүй бага байх шаардлагатай (өрөөний температурт Au бондын талаар дурдсан боловч практикт нэмэлт дулаангүйгээр найдваргүй байдаг). Термосоны бөмбөгний холболт:
Термосоны утас холбох өөр нэг хэлбэр бол Бөмбөгний холболт юм (бөмбөгний холболтын мөчлөгийг эндээс үзнэ үү). Энэхүү аргачлал нь дулааны шахалт болон хэт авианы холболтын аль алиных нь хамгийн сайн чанаруудыг сул талгүйгээр хослуулахын тулд уламжлалт шаантаг загвар дээр керамик хялгасан судсыг холбох хэрэгслийг ашигладаг. Термосоны чичиргээ нь интерфэйсийн температурыг бага хэвээр байлгахын зэрэгцээ эхний харилцан холболт, дулаанаар шахагдсан бөмбөгний холболт нь утас болон хоёрдогч холболтыг эхний холболттой нийцэхгүй, аль ч чиглэлд байрлуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хэт авианы утас холбоход саад учруулдаг. . Автомат, өндөр эзэлхүүнтэй үйлдвэрлэлийн хувьд бөмбөлөг холбогч нь Хэт авианы / Термосоны (Шаантаг) холбогчоос хамаагүй хурдан бөгөөд Термосоны бөмбөгийг микроэлектроникийн сүүлийн 50 гаруй жилийн давамгайлсан харилцан холболтын технологи болгож байна. Ribbon Bonding:
Хавтгай металл туузыг ашиглан туузан холболт нь олон арван жилийн турш RF болон богино долгионы электроникийн салбарт давамгайлж ирсэн (тууз нь уламжлалт дугуй утастай харьцуулахад дохионы алдагдлыг [арьсны нөлөөг] мэдэгдэхүйц сайжруулдаг). Ихэвчлэн 75 μм хүртэл өргөн, 25 μм зузаантай жижиг алтан туузыг термосоны процессоор том хавтгай нүүртэй шаантаг холбох хэрэгслээр холбодог. 2000 μм өргөн, 250 μм зузаантай хөнгөн цагаан туузыг мөн хэт авианы шаантаг процессоор холбож болно. доод давталт, өндөр нягтралтай харилцан холболтын шаардлага нэмэгдсэн.

Алт холбох утас гэж юу вэ?

Алтан утсыг холбох гэдэг нь алт утсыг угсралтын хоёр цэгт холбож харилцан холболт буюу цахилгаан дамжуулах зам үүсгэх үйл явц юм. Алтан утсыг холбох цэгийг бүрдүүлэхийн тулд дулаан, хэт авиа, хүчийг ашигладаг. Холбох цэгийг бий болгох үйл явц нь утас холбох хэрэгслийн үзүүрт алтан бөмбөлөг үүсэхээс эхэлдэг. Энэ бөмбөгийг халаасан угсралтын гадаргуу дээр дарж, хэрэглээний тусгай хүч болон хэт авианы хөдөлгөөний 60кГц - 152кГц давтамжийг аль алиныг нь ашиглан багажаар хийнэ. Эхний холболт хийгдсэний дараа утсыг хатуу хяналттай горимд удирдах болно. угсралтын геометрт тохирох гогцооны хэлбэрийг бүрдүүлэх арга. Хоёрдахь холбоосыг ихэвчлэн оёдол гэж нэрлэдэг бөгөөд дараа нь утсаар дарж, хавчаар ашиглан утсыг урах замаар нөгөө гадаргуу дээр үүсдэг.

Алтан утсан холболт нь цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай, зарим гагнуурын хэмжээнээс бараг дараалалтай, багц доторх харилцан холболтын аргыг санал болгодог. Нэмж дурдахад, алтан утас нь бусад утастай материалтай харьцуулахад исэлдэлтийг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд бусадтай харьцуулахад илүү зөөлөн байдаг нь мэдрэмтгий гадаргууд зайлшгүй шаардлагатай байдаг.
Процесс нь угсралтын хэрэгцээнд үндэслэн өөр өөр байж болно. Мэдрэмтгий материалаар алтан бөмбөгийг хоёр дахь холбох хэсэгт байрлуулж, эд ангиудын гадаргууг гэмтээхгүйн тулд илүү бат бөх, "зөөлөн" холбоог бий болгож болно. Хатуу зайтай бол нэг бөмбөгийг хоёр холболтын эхлэл болгон ашиглаж, "V" хэлбэрийн холбоос үүсгэдэг. Утасны холболтыг илүү бат бөх болгох шаардлагатай үед утаснуудын тогтвортой байдал, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд бөмбөгийг оёдлын дээд талд байрлуулж болно. Утасны холболтын олон төрлийн хэрэглээ, хувилбарууд нь бараг хязгааргүй бөгөөд үүнийг Palomar-ийн утсан холболтын системд автоматжуулсан програм хангамжийг ашиглан хийж болно.