Datrysiadau

BONDIO GWIFREN

TAFLEN FFEITHIAU'R SYLFAEN WYBODAETH

Beth yw Bondio Gwifren?

Bondio gwifren yw'r dull lle mae darn o wifren fetel feddal diamedr bach yn cael ei gysylltu ag arwyneb metelaidd cydnaws heb ddefnyddio sodr, fflwcs, ac mewn rhai achosion trwy ddefnyddio gwres uwchlaw 150 gradd Celsius. Mae metelau meddal yn cynnwys Aur (Au), Copr (Cu), Arian (Ag), Alwminiwm (Al) ac aloion fel Palladiwm-Arian (PdAg) ac eraill.

Deall Technegau a Phrosesau Bondio Gwifrau ar gyfer Cymwysiadau Cydosod Micro-Electroneg.
Technegau / Prosesau Bondio Lletem: Rhuban, Pêl Thermosonig a Bond Lletem Ultrasonig
Bondio gwifren yw'r dull o wneud rhyng-gysylltiadau rhwng cylched integredig (IC) neu ddyfais lled-ddargludyddion debyg a'i becyn neu ffrâm plwm yn ystod y gweithgynhyrchu. Fe'i defnyddir yn gyffredin hefyd nawr i ddarparu cysylltiadau trydanol mewn cynulliadau pecynnau batri Lithiwm-ion. Yn gyffredinol, ystyrir mai bondio gwifren yw'r mwyaf cost-effeithiol a hyblyg o'r technolegau rhyng-gysylltu microelectronig sydd ar gael, ac fe'i defnyddir yn y rhan fwyaf o becynnau lled-ddargludyddion a gynhyrchir heddiw. Mae sawl techneg bondio gwifren, gan gynnwys: Bondio Gwifren Thermo-Gwasgu:
Datblygwyd bondio gwifren thermo-gywasgu (cyfuno ag arwynebau tebygol (Au fel arfer) gyda'i gilydd o dan rym clampio gyda thymheredd rhyngwyneb uchel, fel arfer yn fwy na 300°C, i gynhyrchu weldiad) i ddechrau yn y 1950au ar gyfer rhyng-gysylltiadau microelectroneg, fodd bynnag, cafodd hyn ei ddisodli'n gyflym gan fondio Ultrasonic a Thermosonig yn y 60au fel y dechnoleg rhyng-gysylltu fwyaf amlwg. Mae bondio thermo-gywasgu yn dal i gael ei ddefnyddio ar gyfer cymwysiadau niche heddiw, ond yn gyffredinol mae gweithgynhyrchwyr yn ei osgoi oherwydd y tymereddau rhyngwyneb uchel (sy'n aml yn niweidiol) sydd eu hangen er mwyn gwneud bond llwyddiannus. Bondio Gwifren Lletem Ultrasonic:
Yn y 1960au, daeth bondio gwifrau lletem uwchsonig yn fethodoleg rhyng-gysylltu fwyaf cyffredin. Drwy gymhwyso dirgryniad amledd uchel (trwy drawsddygiwr atseiniol) i'r offeryn bondio gyda grym clampio ar yr un pryd, roedd modd weldio gwifrau Alwminiwm ac Aur ar dymheredd ystafell. Mae'r dirgryniad uwchsonig hwn yn cynorthwyo i gael gwared â halogion (ocsidau, amhureddau, ac ati) o'r arwynebau bondio ar ddechrau'r cylch bondio, ac wrth hyrwyddo twf rhyngfetelaidd i ddatblygu a chryfhau'r bond ymhellach. Amleddau nodweddiadol ar gyfer bondio yw 60 – 120 KHz. Mae gan y dechneg lletem uwchsonig ddau brif dechnoleg broses: Bondio gwifrau mawr (trwm) ar gyfer gwifrau diamedr >100µm Bondio gwifrau mân (bach) ar gyfer gwifrau diamedr <75µm Gellir dod o hyd i enghreifftiau o gylchoedd bondio uwchsonig nodweddiadol yma ar gyfer gwifren fân ac yma ar gyfer gwifren fawr. Mae bondio gwifrau lletem uwchsonig yn defnyddio offeryn bondio penodol neu "lletem," fel arfer wedi'i adeiladu o Garbid Twngsten (ar gyfer gwifren Alwminiwm) neu Garbid Titaniwm (ar gyfer gwifren Aur) yn dibynnu ar ofynion y broses a diamedrau'r gwifren; Mae lletemau â blaen ceramig ar gyfer cymwysiadau penodol hefyd ar gael. Bondio Gwifren Thermosonig:
Lle mae angen gwresogi atodol (fel arfer ar gyfer gwifren Aur, gyda rhyngwynebau bondio yn yr ystod o 100 – 250°C), gelwir y broses yn fondio gwifren Thermosonig. Mae gan hyn fanteision mawr dros y system thermo-gywasgu draddodiadol, gan fod angen tymereddau rhyngwyneb llawer is (mae bondio Au ar dymheredd ystafell wedi cael ei grybwyll ond yn ymarferol mae'n annibynadwy heb wres ychwanegol). Bondio Pêl Thermosonig:
Math arall o fondio gwifrau Thermosonig yw Bondio Pêl (gweler y cylch bond pêl yma). Mae'r fethodoleg hon yn defnyddio offeryn bondio capilar ceramig dros y dyluniadau lletem traddodiadol i gyfuno'r rhinweddau gorau mewn bondio thermo-gywasgu a ultrasonic heb yr anfanteision. Mae dirgryniad thermosonig yn sicrhau bod tymheredd y rhyngwyneb yn aros yn isel, tra bod y rhyng-gysylltiad cyntaf, y bond pêl wedi'i gywasgu'n thermol, yn caniatáu i'r wifren a'r bond eilaidd gael eu gosod i unrhyw gyfeiriad, nid yn unol â'r bond cyntaf, sy'n gyfyngiad mewn bondio gwifrau Ultrasonic. Ar gyfer gweithgynhyrchu awtomatig, cyfaint uchel, mae bondwyr pêl yn sylweddol gyflymach na bondwyr Ultrasonic / Thermosonig (Letem), gan wneud bondio pêl Thermosonig y dechnoleg rhyng-gysylltu fwyaf mewn microelectroneg am y 50+ mlynedd diwethaf. Bondio Rhuban:
Mae bondio rhuban, gan ddefnyddio tapiau metelaidd gwastad, wedi bod yn amlwg mewn electroneg RF a Microdon ers degawdau (mae rhuban yn darparu gwelliant sylweddol mewn colli signal [effaith croen] o'i gymharu â gwifren gron draddodiadol). Mae rhubanau aur bach, fel arfer hyd at 75µm o led a 25µm o drwch, yn cael eu bondio trwy broses Thermosonig gydag offeryn bondio lletem mawr â wyneb gwastad. Gellir bondio rhubanau alwminiwm hyd at 2,000µm o led a 250µm o drwch hefyd gyda phroses lletem Ultrasonic, gan fod y gofyniad am gysylltiadau dwysedd uchel, dolen is wedi cynyddu.

Beth yw gwifren bondio aur?

Bondio gwifren aur yw'r broses lle mae gwifren aur yn cael ei chysylltu â dau bwynt mewn cynulliad i ffurfio rhyng-gysylltiad neu lwybr dargludol trydanol. Defnyddir gwres, uwchsonig, a grym i gyd i ffurfio'r pwyntiau atodi ar gyfer y wifren aur. Mae'r broses o greu'r pwynt atodi yn dechrau gyda ffurfio pêl aur ar flaen yr offeryn bondio gwifren, y capilar. Caiff y bêl hon ei phwyso ar yr wyneb cynulliad wedi'i gynhesu wrth gymhwyso swm penodol o rym i'r cymhwysiad ac amledd o 60kHz - 152kHz o symudiad uwchsonig gyda'r offeryn. Ar ôl i'r bond cyntaf gael ei wneud, bydd y wifren yn cael ei thrin mewn modd rheoledig iawn i ffurfio'r siâp dolen briodol ar gyfer geometreg y cynulliad. Yna caiff yr ail fond, a elwir yn aml yn y pwyth, ei ffurfio ar yr wyneb arall trwy wasgu i lawr gyda'r wifren a defnyddio clamp i rwygo'r wifren wrth y bond.

Mae bondio gwifren aur yn cynnig dull rhyng-gysylltu o fewn pecynnau sy'n ddargludol iawn yn drydanol, bron urdd maint yn fwy na rhai sodryddion. Yn ogystal, mae gan wifrau aur oddefgarwch ocsideiddio uchel o'i gymharu â deunyddiau gwifren eraill ac maent yn feddalach na'r rhan fwyaf, sy'n hanfodol ar gyfer arwynebau sensitif.
Gall y broses hefyd amrywio yn seiliedig ar anghenion y cynulliad. Gyda deunyddiau sensitif, gellir gosod pêl aur ar yr ail ardal bondio i greu bond cryfach a bond "meddalach" i atal difrod i wyneb y gydran. Gyda mannau cyfyng, gellir defnyddio un bêl fel man cychwyn ar gyfer dau fond, gan ffurfio bond siâp "V". Pan fo angen i fond gwifren fod yn fwy cadarn, gellir gosod pêl ar ben pwyth i ffurfio bond diogelwch, gan gynyddu sefydlogrwydd a chryfder y wifren. Mae'r nifer o wahanol gymwysiadau ac amrywiadau i fondio gwifren bron yn ddiderfyn a gellir eu cyflawni trwy ddefnyddio'r feddalwedd awtomataidd ar systemau bondio gwifren Palomar.