പരിഹാരങ്ങൾ

വയർ ബോണ്ടിംഗ്

നോളജ് ബേസ് ഫാക്റ്റ് ഷീറ്റ്

വയർ ബോണ്ടിംഗ് എന്താണ്?

വയർ ബോണ്ടിംഗ് എന്നത് ചെറിയ വ്യാസമുള്ള മൃദുവായ ലോഹ വയർ അനുയോജ്യമായ ലോഹ പ്രതലത്തിൽ സോൾഡർ, ഫ്ലക്സ് എന്നിവ ഉപയോഗിക്കാതെയും ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ 150 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള താപം ഉപയോഗിച്ചും ഘടിപ്പിക്കുന്ന രീതിയാണ്. മൃദുവായ ലോഹങ്ങളിൽ സ്വർണ്ണം (Au), ചെമ്പ് (Cu), വെള്ളി (Ag), അലുമിനിയം (Al), പല്ലേഡിയം-സിൽവർ (PdAg) പോലുള്ള ലോഹസങ്കരങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

മൈക്രോ ഇലക്ട്രോണിക്സ് അസംബ്ലി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായുള്ള വയർ ബോണ്ടിംഗ് ടെക്നിക്കുകളും പ്രക്രിയകളും മനസ്സിലാക്കൽ.
വെഡ്ജ് ബോണ്ടിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ / പ്രക്രിയകൾ: റിബൺ, തെർമോസോണിക് ബോൾ & അൾട്രാസോണിക് വെഡ്ജ് ബോണ്ട്
വയർ ബോണ്ടിംഗ് എന്നത് ഒരു ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് (IC) അല്ലെങ്കിൽ സമാനമായ സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണത്തിനും അതിന്റെ പാക്കേജിനോ ലീഡ്ഫ്രെയിമിനോ ഇടയിൽ നിർമ്മാണ സമയത്ത് ഇന്റർകണക്റ്റുകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന രീതിയാണ്. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി പായ്ക്ക് അസംബ്ലികളിൽ ഇലക്ട്രിക്കൽ കണക്ഷനുകൾ നൽകുന്നതിനും ഇത് ഇപ്പോൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലഭ്യമായ മൈക്രോഇലക്ട്രോണിക് ഇന്റർകണക്റ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഏറ്റവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതും വഴക്കമുള്ളതുമായി വയർ ബോണ്ടിംഗ് സാധാരണയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, ഇന്ന് ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന മിക്ക സെമികണ്ടക്ടർ പാക്കേജുകളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിരവധി വയർ ബോണ്ടിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ ഉണ്ട്, അവയിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: തെർമോ-കംപ്രഷൻ വയർ ബോണ്ടിംഗ്:
തെർമോ-കംപ്രഷൻ വയർ ബോണ്ടിംഗ് (സാധാരണയായി Au) ഉയർന്ന ഇന്റർഫേസ് താപനിലയുള്ള, സാധാരണയായി 300°C-ൽ കൂടുതലുള്ള ഒരു ക്ലാമ്പിംഗ് ഫോഴ്‌സിന് കീഴിൽ ഒരുമിച്ച് വെൽഡ് നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി സംയോജിപ്പിച്ച്) 1950-കളിൽ മൈക്രോഇലക്‌ട്രോണിക്സ് ഇന്റർകണക്‌റ്റുകൾക്കായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, എന്നിരുന്നാലും 60-കളിൽ പ്രബലമായ ഇന്റർകണക്‌ട് സാങ്കേതികവിദ്യയായി ഇത് അൾട്രാസോണിക് & തെർമോസോണിക് ബോണ്ടിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് വേഗത്തിൽ മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചു. തെർമോ-കംപ്രഷൻ ബോണ്ടിംഗ് ഇന്നും നിച് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്, എന്നാൽ വിജയകരമായ ഒരു ബോണ്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ ഉയർന്ന (പലപ്പോഴും കേടുപാടുകൾ വരുത്തുന്ന) ഇന്റർഫേസ് താപനില കാരണം നിർമ്മാതാക്കൾ സാധാരണയായി ഇത് ഒഴിവാക്കുന്നു. അൾട്രാസോണിക് വെഡ്ജ് വയർ ബോണ്ടിംഗ്:
1960-കളിൽ അൾട്രാസോണിക് വെഡ്ജ് വയർ ബോണ്ടിംഗ് പ്രബലമായ ഇന്റർകണക്റ്റ് രീതിശാസ്ത്രമായി മാറി. ഒരേസമയം ക്ലാമ്പിംഗ് ഫോഴ്‌സ് ഉപയോഗിച്ച് ബോണ്ടിംഗ് ഉപകരണത്തിലേക്ക് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി വൈബ്രേഷൻ (ഒരു റെസൊണേറ്റിംഗ് ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസർ വഴി) പ്രയോഗിക്കുന്നത്, അലുമിനിയം, ഗോൾഡ് വയറുകളെ മുറിയിലെ താപനിലയിൽ വെൽഡിംഗ് ചെയ്യാൻ അനുവദിച്ചു. ബോണ്ടിംഗ് സൈക്കിളിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ബോണ്ടിംഗ് പ്രതലങ്ങളിൽ നിന്ന് മാലിന്യങ്ങൾ (ഓക്സൈഡുകൾ, മാലിന്യങ്ങൾ മുതലായവ) നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും ബോണ്ട് കൂടുതൽ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഇന്റർമെറ്റാലിക് വളർച്ചയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനും ഈ അൾട്രാസോണിക് വൈബ്രേഷൻ സഹായിക്കുന്നു. ബോണ്ടിംഗിനുള്ള സാധാരണ ഫ്രീക്വൻസികൾ 60 – 120 KHz ആണ്. അൾട്രാസോണിക് വെഡ്ജ് ടെക്നിക്കിന് രണ്ട് പ്രധാന പ്രോസസ് ടെക്നോളജികളുണ്ട്: 100µm വ്യാസമുള്ള വയറുകൾക്കുള്ള വലിയ (കനത്ത) വയർ ബോണ്ടിംഗ് <75µm വ്യാസമുള്ള വയറുകൾക്കുള്ള ഫൈൻ (ചെറിയ) വയർ ബോണ്ടിംഗ് സാധാരണ അൾട്രാസോണിക് ബോണ്ടിംഗ് സൈക്കിളുകളുടെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ഫൈൻ വയറിന് ഇവിടെയും വലിയ വയറിന് ഇവിടെയും കാണാം. അൾട്രാസോണിക് വെഡ്ജ് വയർ ബോണ്ടിംഗ് ഒരു പ്രത്യേക ബോണ്ടിംഗ് ടൂൾ അല്ലെങ്കിൽ "വെഡ്ജ്" ഉപയോഗിക്കുന്നു, സാധാരണയായി പ്രോസസ് ആവശ്യകതകളും വയർ വ്യാസവും അനുസരിച്ച് ടങ്സ്റ്റൺ കാർബൈഡ് (അലുമിനിയം വയറിന്) അല്ലെങ്കിൽ ടൈറ്റാനിയം കാർബൈഡ് (ഗോൾഡ് വയറിന്) ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിക്കുന്നു; വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള സെറാമിക് ടിപ്പ്ഡ് വെഡ്ജുകളും ലഭ്യമാണ്. തെർമോസോണിക് വയർ ബോണ്ടിംഗ്:
സപ്ലിമെന്ററി താപനം ആവശ്യമുള്ളിടത്ത് (സാധാരണയായി 100 - 250°C പരിധിയിലുള്ള ബോണ്ടിംഗ് ഇന്റർഫേസുകളുള്ള ഗോൾഡ് വയറിന്), ഈ പ്രക്രിയയെ തെർമോസോണിക് വയർ ബോണ്ടിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത തെർമോ-കംപ്രഷൻ സിസ്റ്റത്തേക്കാൾ ഇതിന് വലിയ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, കാരണം വളരെ കുറഞ്ഞ ഇന്റർഫേസ് താപനില ആവശ്യമാണ് (മുറിയിലെ താപനിലയിൽ Au ബോണ്ടിംഗ് പരാമർശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, പക്ഷേ പ്രായോഗികമായി അധിക താപമില്ലാതെ ഇത് വിശ്വസനീയമല്ല). തെർമോസോണിക് ബോൾ ബോണ്ടിംഗ്:
തെർമോസോണിക് വയർ ബോണ്ടിംഗിന്റെ മറ്റൊരു രൂപമാണ് ബോൾ ബോണ്ടിംഗ് (ഇവിടെ ബോൾ ബോണ്ട് സൈക്കിൾ കാണുക). തെർമോ-കംപ്രഷൻ, അൾട്രാസോണിക് ബോണ്ടിംഗ് എന്നിവയിലെ മികച്ച ഗുണങ്ങൾ പോരായ്മകളില്ലാതെ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന് പരമ്പരാഗത വെഡ്ജ് ഡിസൈനുകൾക്ക് മുകളിൽ ഒരു സെറാമിക് കാപ്പിലറി ബോണ്ടിംഗ് ഉപകരണം ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു. തെർമോസോണിക് വൈബ്രേഷൻ ഇന്റർഫേസ് താപനില കുറവാണെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു, അതേസമയം ആദ്യത്തെ ഇന്റർകണക്ട്, തെർമലി-കംപ്രസ് ചെയ്ത ബോൾ ബോണ്ട് വയറും സെക്കൻഡറി ബോണ്ടും ഏത് ദിശയിലും സ്ഥാപിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ആദ്യ ബോണ്ടുമായി ഇൻ-ലൈൻ അല്ല, ഇത് അൾട്രാസോണിക് വയർ ബോണ്ടിംഗിലെ ഒരു പരിമിതിയാണ്. ഓട്ടോമാറ്റിക്, ഉയർന്ന വോളിയം നിർമ്മാണത്തിന്, ബോൾ ബോണ്ടറുകൾ അൾട്രാസോണിക് / തെർമോസോണിക് (വെഡ്ജ്) ബോണ്ടറുകളേക്കാൾ വളരെ വേഗതയുള്ളതാണ്, ഇത് കഴിഞ്ഞ 50+ വർഷമായി മൈക്രോഇലക്ട്രോണിക്സിൽ തെർമോസോണിക് ബോൾ ബോണ്ടിംഗിനെ പ്രബലമായ ഇന്റർകണക്ട് സാങ്കേതികവിദ്യയാക്കുന്നു. റിബൺ ബോണ്ടിംഗ്:
ഫ്ലാറ്റ് മെറ്റാലിക് ടേപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള റിബൺ ബോണ്ടിംഗ്, പതിറ്റാണ്ടുകളായി RF, മൈക്രോവേവ് ഇലക്ട്രോണിക്സുകളിൽ പ്രബലമാണ് (പരമ്പരാഗത വൃത്താകൃതിയിലുള്ള വയറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, സിഗ്നൽ നഷ്ടത്തിൽ [സ്കിൻ ഇഫക്റ്റ്] ഗണ്യമായ പുരോഗതി നൽകുന്ന റിബൺ). സാധാരണയായി 75µm വരെ വീതിയും 25µm കനവുമുള്ള ചെറിയ സ്വർണ്ണ റിബണുകൾ, ഒരു വലിയ ഫ്ലാറ്റ്-ഫേസ്ഡ് വെഡ്ജ് ബോണ്ടിംഗ് ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു തെർമോസോണിക് പ്രക്രിയ വഴി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ലോവർ ലൂപ്പ്, ഹൈ ഡെൻസിറ്റി ഇന്റർകണക്റ്റുകളുടെ ആവശ്യകത വർദ്ധിച്ചതിനാൽ, 2,000µm വരെ വീതിയും 250µm കനവുമുള്ള അലുമിനിയം റിബണുകളും ഒരു അൾട്രാസോണിക് വെഡ്ജ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ച് ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

സ്വർണ്ണ ബോണ്ടിംഗ് വയർ എന്താണ്?

സ്വർണ്ണ വയർ ബോണ്ടിംഗ് എന്നത് ഒരു അസംബ്ലിയിലെ രണ്ട് പോയിന്റുകളിൽ സ്വർണ്ണ വയർ ഘടിപ്പിച്ച് ഒരു ഇന്റർകണക്ഷൻ അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുതചാലക പാത ഉണ്ടാക്കുന്ന പ്രക്രിയയാണ്. സ്വർണ്ണ വയറിന്റെ അറ്റാച്ച്മെന്റ് പോയിന്റുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ചൂട്, അൾട്രാസോണിക്സ്, ബലം എന്നിവയെല്ലാം ഉപയോഗിക്കുന്നു. വയർ ബോണ്ട് ഉപകരണത്തിന്റെ അഗ്രഭാഗത്ത്, കാപ്പിലറിയിൽ ഒരു സ്വർണ്ണ പന്ത് രൂപപ്പെടുന്നതിലൂടെയാണ് അറ്റാച്ച്മെന്റ് പോയിന്റ് സൃഷ്ടിക്കുന്ന പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത്. ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ആപ്ലിക്കേഷൻ-നിർദ്ദിഷ്ട അളവിലുള്ള ബലവും 60kHz - 152kHz അൾട്രാസോണിക് ചലനത്തിന്റെ ആവൃത്തിയും പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ ഈ പന്ത് ചൂടാക്കിയ അസംബ്ലി പ്രതലത്തിൽ അമർത്തുന്നു. ആദ്യ ബോണ്ട് നിർമ്മിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, അസംബ്ലിയുടെ ജ്യാമിതിക്ക് അനുയോജ്യമായ ലൂപ്പ് ആകൃതി രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് വയർ കർശനമായി നിയന്ത്രിത രീതിയിൽ കൈകാര്യം ചെയ്യും. പലപ്പോഴും സ്റ്റിച്ച് എന്നറിയപ്പെടുന്ന രണ്ടാമത്തെ ബോണ്ട്, വയർ ഉപയോഗിച്ച് താഴേക്ക് അമർത്തി ബോണ്ടിലെ വയർ കീറാൻ ഒരു ക്ലാമ്പ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സ്വർണ്ണ വയർ ബോണ്ടിംഗ് പാക്കേജുകൾക്കുള്ളിൽ ഒരു പരസ്പരബന്ധിത രീതി വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, അത് ഉയർന്ന വൈദ്യുതചാലകതയുള്ളതും, ചില സോൾഡറുകളേക്കാൾ ഏതാണ്ട് ഒരു ക്രമം കൂടുതലുള്ളതുമാണ്. കൂടാതെ, സ്വർണ്ണ വയറുകൾക്ക് മറ്റ് വയർ വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉയർന്ന ഓക്സിഡേഷൻ സഹിഷ്ണുതയുണ്ട്, കൂടാതെ മിക്കവയേക്കാളും മൃദുവാണ്, ഇത് സെൻസിറ്റീവ് പ്രതലങ്ങൾക്ക് അത്യാവശ്യമാണ്.
അസംബ്ലിയുടെ ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് പ്രക്രിയയും വ്യത്യാസപ്പെടാം. സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, രണ്ടാമത്തെ ബോണ്ടിംഗ് ഏരിയയിൽ ഒരു സ്വർണ്ണ പന്ത് സ്ഥാപിക്കുന്നതിലൂടെ കൂടുതൽ ശക്തമായ ഒരു ബോണ്ടും ഘടകത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിന് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കാതിരിക്കാൻ "മൃദുവായ" ബോണ്ടും സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും. ഇടുങ്ങിയ ഇടങ്ങളിൽ, രണ്ട് ബോണ്ടുകൾക്ക് ഒരു ആരംഭ പോയിന്റായി ഒരു പന്ത് ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് ഒരു "V" ആകൃതിയിലുള്ള ബോണ്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഒരു വയർ ബോണ്ട് കൂടുതൽ കരുത്തുറ്റതാക്കേണ്ടിവരുമ്പോൾ, ഒരു സുരക്ഷാ ബോണ്ട് രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഒരു തുന്നലിന് മുകളിൽ ഒരു പന്ത് സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് വയറിന്റെ സ്ഥിരതയും ശക്തിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. വയർ ബോണ്ടിംഗിലേക്കുള്ള നിരവധി വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകളും വ്യതിയാനങ്ങളും ഏതാണ്ട് പരിധിയില്ലാത്തതാണ്, കൂടാതെ പാലോമറിന്റെ വയർ ബോണ്ട് സിസ്റ്റങ്ങളിലെ ഓട്ടോമേറ്റഡ് സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ ഇത് നേടാനാകും.