Шийдлүүд

УТАСНЫ БАГЛАА

МЭДЛЭГИЙН САНГИЙН ТАЙЛБАР

Утасны холболт гэж юу вэ?

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

Микро электроникийн угсралтын хэрэглээнд зориулсан утсыг холбох техник ба процессыг ойлгох.
Шаантаг холбох техник / үйл явц: Тууз, термосоник бөмбөлөг ба хэт авианы шаантаг холбох
Утасны холболт гэдэг нь үйлдвэрлэлийн явцад нэгдсэн хэлхээ (IC) эсвэл үүнтэй төстэй хагас дамжуулагч төхөөрөмж болон түүний багц эсвэл хар тугалган хүрээний хооронд холболт хийх арга юм. Үүнийг мөн одоо лити-ион батерейны багцын угсралтад цахилгаан холболт хийхэд түгээмэл ашигладаг. Утасны холболтыг ерөнхийдөө микроэлектроник холболтын технологийн хамгийн өртөг хэмнэлттэй, уян хатан гэж үздэг бөгөөд өнөөдөр үйлдвэрлэгдэж буй хагас дамжуулагч багцуудын ихэнхэд ашигладаг. Утасны холболтын хэд хэдэн арга байдаг бөгөөд үүнд: Дулаан шахалтын утас холболт:
Термо-шахалтын утсан холболт (ихэвчлэн 300°C-аас дээш өндөр интерфэйсийн температуртай хавчих хүчний дор магадлалтай гадаргуутай (ихэвчлэн Au) нэгдэж, гагнуур үүсгэх) анх 1950-иад онд микроэлектроникийн харилцан холболтод зориулж боловсруулагдсан боловч үүнийг 60-аад онд давамгайлсан харилцан холболтын технологи болгон хэт авианы болон термосоник холболтоор хурдан сольсон. Термо-шахалтын холболтыг өнөөдөр ч гэсэн тусгай зориулалтаар ашигласаар байгаа боловч амжилттай холболт хийхэд шаардлагатай өндөр (ихэвчлэн хор хөнөөлтэй) интерфэйсийн температураас болж үйлдвэрлэгчид ерөнхийдөө зайлсхийдэг. Хэт авианы шаантаг утсан холболт:
1960-аад онд хэт авианы шаантаг утсан холболт нь хоорондоо холбогдох гол аргачлал болсон. Холболтын хэрэгсэлд нэгэн зэрэг хавчих хүчээр өндөр давтамжийн чичиргээ (резонанстай хувиргагчаар дамжуулан) хэрэглэснээр хөнгөн цагаан болон алтан утсыг өрөөний температурт гагнах боломжтой болсон. Энэхүү хэт авианы чичиргээ нь холболтын мөчлөгийн эхэнд холболтын гадаргуугаас бохирдуулагч бодис (исэл, хольц гэх мэт)-ийг зайлуулах, мөн холбоог цаашид хөгжүүлж, бэхжүүлэхийн тулд металл хоорондын өсөлтийг дэмжихэд тусалдаг. Холболтын ердийн давтамж нь 60 – 120 кГц байна. Хэт авианы шаантаг техник нь хоёр үндсэн процессын технологитой: >100µm диаметртэй утсанд зориулсан том (хүнд) утсан холболт <75µm диаметртэй утсанд зориулсан нарийн (жижиг) утсан холболт Хэт авианы холболтын ердийн циклийн жишээг нарийн утсанд зориулсан энд, том утсанд зориулсан эндээс олж болно. Хэт авианы шаантаг утсан холболт нь процессын шаардлага болон утасны диаметрээс хамааран ихэвчлэн вольфрамын карбид (хөнгөн цагаан утсанд зориулсан) эсвэл титан карбид (алтан утсанд зориулсан)-аас бүрддэг тусгай холболтын хэрэгсэл буюу "шаантаг"-ыг ашигладаг; Төрөл бүрийн хэрэглээнд зориулсан керамик үзүүртэй шаантагнууд бас байдаг. Термосоник утсан холболт:
Нэмэлт халаалт шаардлагатай үед (ихэвчлэн 100-250°C хооронд холболтын интерфэйстэй Алтан утсанд) энэ процессыг Термосоник утсан холболт гэж нэрлэдэг. Энэ нь уламжлалт термо-шахалтын системээс хамаагүй бага интерфэйсийн температур шаардлагатай тул маш их давуу талтай (өрөөний температурт Au холболтын талаар дурдсан боловч практик дээр нэмэлт халаалтгүйгээр найдваргүй). Термосоник бөмбөлөг холболт:
Термосоник утсан холболтын өөр нэг хэлбэр бол Бөмбөлөг холболт юм (бөмбөлөг холболтын мөчлөгийг эндээс үзнэ үү). Энэхүү аргачлал нь уламжлалт шаантаг загвар дээр керамик капилляр холболтын хэрэгслийг ашиглан термо-шахалт болон хэт авианы холболтын хамгийн сайн чанарыг сул талгүйгээр хослуулдаг. Термосоник чичиргээ нь интерфейсийн температурыг бага байлгахыг баталгаажуулдаг бол эхний холболт болох дулааны шахалттай бөмбөлөг холболт нь утас болон хоёрдогч холболтыг эхний холболттой зэрэгцүүлэн биш, аль ч чиглэлд байрлуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хэт авианы утсан холболтын хязгаарлалт юм. Автомат, өндөр хэмжээний үйлдвэрлэлийн хувьд бөмбөлөг холболтууд нь хэт авианы / термосоник (шаантаг) холболтуудаас хамаагүй хурдан бөгөөд термосоник бөмбөлөг холболтыг сүүлийн 50+ жилийн хугацаанд микроэлектроникийн салбарт давамгайлсан холболтын технологи болгож байна. Тууз холболт:
Хавтгай металл тууз ашиглан тууз холбох нь RF болон богино долгионы электроникийн салбарт хэдэн арван жилийн турш давамгайлж ирсэн (тууз нь уламжлалт дугуй утсаар харьцуулахад дохионы алдагдал [арьсны эффект]-ийг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг). Ихэвчлэн 75µm өргөн, 25µm зузаантай жижиг алтан туузыг том хавтгай нүүртэй шаантаг холбох хэрэгслээр термосоник аргаар холбодог. Доод гогцоо, өндөр нягтралтай холболтын шаардлага нэмэгдсэн тул 2,000µm өргөн, 250µm зузаантай хөнгөн цагаан туузыг хэт авианы шаантаг аргаар холбож болно.

Алтан холболтын утас гэж юу вэ?

Алтан утсан холболт гэдэг нь алтан утсыг угсралтын хоёр цэгт холбож, холболт эсвэл цахилгаан дамжуулагч зам үүсгэх үйл явц юм. Алтан утсан холболтын цэгүүдийг үүсгэхийн тулд дулаан, хэт авиан болон хүчийг ашигладаг. Холболтын цэгийг үүсгэх үйл явц нь утсан холболтын багажны үзүүрт алтан бөмбөлөг үүсэхээс эхэлдэг бөгөөд энэ нь хялгасан судас юм. Энэ бөмбөлгийг халаасан угсралтын гадаргуу дээр дарж, хэрэглээнд тохирсон хэмжээний хүч болон багажаар 60кГц - 152кГц хэт авианы хөдөлгөөнийг хоёуланг нь хэрэглэнэ. Эхний холболт хийгдсэний дараа утсыг угсралтын геометрт тохирох гогцоо хэлбэрийг бий болгохын тулд хатуу хяналттай аргаар удирдана. Хоёр дахь холболтыг ихэвчлэн оёдол гэж нэрлэдэг бөгөөд дараа нь утсаар дарж, хавчаар ашиглан утсыг холбоос дээр таслах замаар нөгөө гадаргуу дээр үүсгэдэг.

Алтан утсан холболт нь зарим гагнуурын материалаас бараг нэг дахин их цахилгаан дамжуулах чадвартай багц доторх холболтын аргыг санал болгодог. Үүнээс гадна, алтан утаснууд нь бусад утсан материалтай харьцуулахад исэлдэлтийг тэсвэрлэх чадвар өндөр бөгөөд ихэнхээс нь илүү зөөлөн байдаг нь мэдрэмтгий гадаргууд зайлшгүй шаардлагатай.
Угсралтын хэрэгцээнээс хамааран үйл явц нь харилцан адилгүй байж болно. Мэдрэмтгий материалын хувьд эд ангийн гадаргууг гэмтээхээс сэргийлж илүү бат бөх болон "илүү зөөлөн" холбоо үүсгэхийн тулд хоёр дахь холболтын хэсэгт алтан бөмбөлөг байрлуулж болно. Бараг зайтай үед нэг бөмбөлгийг хоёр холболтын эхлэлийн цэг болгон ашиглаж, "V" хэлбэртэй холбоо үүсгэж болно. Утасны холбоо илүү бат бөх байх шаардлагатай үед бөмбөгийг оёдлын дээр байрлуулж, аюулгүй байдлын холбоо үүсгэж, утасны тогтвортой байдал, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж болно. Утасны холболтын олон янзын хэрэглээ болон хувилбарууд бараг хязгааргүй бөгөөд Palomar-ийн утсан холболтын системүүд дээрх автоматжуулсан програм хангамжийг ашиглан хийж болно.