Nā Hoʻonā

Hoʻopaʻa Uea

PALAPALA ʻIKE KUMU

He aha ka hoʻopaʻa ʻana i ka uea?

ʻO ke kāpili ʻana o ke uea ke ʻano e hoʻopili ʻia ai kahi uea metala palupalu liʻiliʻi i kahi ʻili metala kūpono me ka ʻole o ka hoʻohana ʻana i ka solder, flux, a i kekahi mau hihia me ka hoʻohana ʻana i ka wela ma luna o 150 degere Celsius. ʻO nā metala palupalu e komo pū me ke gula (Au), ke keleawe (Cu), ke kālā (Ag), ka alumini (Al) a me nā mea hoʻohuihui e like me Palladium-Silver (PdAg) a me nā mea ʻē aʻe.

Ke hoʻomaopopo nei i nā ʻano hana a me nā kaʻina hana hoʻopaʻa uea no nā noi ʻākoakoa uila micro.
Nā ʻenehana / Kaʻina Hana Hoʻopaʻa Wedge: Lipine, Ball Thermsonic & Ultrasonic Wedge Bond
ʻO ka hoʻopaʻa ʻana o ke kaula ke ʻano o ka hana ʻana i nā interconnects ma waena o kahi kaapuni hoʻohui (IC) a i ʻole kahi mea semiconductor like a me kāna pūʻolo a i ʻole ke alakaʻi i ka wā o ka hana ʻana. Hoʻohana pinepine ʻia ia i kēia manawa e hoʻolako i nā pilina uila i nā ʻaha pūʻulu pākahiko Lithium-ion. Manaʻo ʻia ka hoʻopaʻa ʻana o ke kaula ʻo ia ka mea kūpono loa a me ka maʻalahi o nā ʻenehana interconnect microelectronic i loaʻa, a hoʻohana ʻia i ka hapa nui o nā pūʻolo semiconductor i hana ʻia i kēia lā. Nui nā ʻano hana hoʻopaʻa kaula, e pili ana i: Thermo-Compression Wire Bonding:
ʻO ka hoʻopaʻa ʻana o ke kaula Thermo-compression (e hui pū ana i nā ʻili like (ʻo Au maʻamau) ma lalo o ka ikaika clamping me nā mahana interface kiʻekiʻe, ʻoi aku ka nui ma mua o 300 ° C, e hana i kahi weld), ua hoʻomohala mua ʻia i ka makahiki 1950 no nā microelectronics interconnects, akā naʻe ua pani koke ʻia kēia e ka Ultrasonic & Thermsonic bonding i nā makahiki 60 ma ke ʻano he ʻenehana interconnect nui. Ke hoʻohana mau nei ka hoʻopaʻa ʻana o ka Thermo-compression no nā noi niche i kēia lā, akā pale pinepine ʻia e nā mea hana ma muli o ke kiʻekiʻe o ka mahana interface (pinepine hōʻino) e pono ai i mea e hana ai i kahi pilina holomua. ʻO ka hoʻopaʻa ʻana o ke kaula Wedge Ultrasonic:
I nā makahiki 1960, ua lilo ka hoʻopili ʻana o ka uea wedge Ultrasonic i ke ʻano hana hoʻopili nui. ʻO ka hoʻohana ʻana i kahi haʻalulu alapine kiʻekiʻe (ma o kahi transducer resonating) i ka mea hana hoʻopili me ka ikaika clamping like, ua ʻae ʻia nā uea Aluminium a me ke gula e hoʻopaʻa ʻia ma ka mahana o ka lumi. Kōkua kēia haʻalulu Ultrasonic i ka wehe ʻana i nā mea haumia (oxides, impurities, etc.) mai nā ʻili hoʻopili i ka hoʻomaka ʻana o ke kaʻina hana hoʻopili, a i ka hoʻolaha ʻana i ka ulu ʻana o ka intermetallic e hoʻomohala hou a hoʻoikaika i ka hoʻopili. ʻO nā alapine maʻamau no ka hoʻopili ʻana he 60 - 120 KHz. ʻElua mau ʻenehana hana nui o ke ʻano hana wedge ultrasonic: Hoʻopili uea nui (kaumaha) no nā uea >100µm ke anawaena Hoʻopili uea maikaʻi (liʻiliʻi) no nā uea <75µm ke anawaena Hiki ke loaʻa nā laʻana o nā kaʻina hana hoʻopili Ultrasonic maʻamau ma aneʻi no ka uea maikaʻi a ma aneʻi no ka uea nui. Hoʻohana ka hoʻopili uea wedge Ultrasonic i kahi mea hana hoʻopili kikoʻī a i ʻole "wedge," i kūkulu pinepine ʻia mai Tungsten Carbide (no ka uea Aluminium) a i ʻole Titanium Carbide (no ka uea gula) ma muli o nā koi hana a me nā anawaena uea; Loaʻa nō hoʻi nā wedges tipped keramika no nā noi like ʻole. Hoʻopaʻa Uea Thermosonic:
Ma kahi e pono ai ka hoʻomehana hou (ʻo ka mea maʻamau no ka uea gula, me nā pilina hoʻopaʻa ma ka pae o 100 - 250°C), ua kapa ʻia ke kaʻina hana ʻo Thermsonic wire bonding. He mau pono nui kēia ma mua o ka ʻōnaehana thermo-compression kuʻuna, ʻoiai e pono ai nā mahana interface haʻahaʻa (ua ʻōlelo ʻia ka hoʻopaʻa ʻana o Au ma ka mahana o ka lumi akā ma ka hana pono ʻole ia me ka ʻole o ka wela hou). Thermosonic Ball Bonding:
ʻO kekahi ʻano o ka hoʻopaʻa ʻana o ka uea Thermsonic ʻo Ball Bonding (e ʻike i ke kaʻina hana hoʻopaʻa pōpō ma aneʻi). Hoʻohana kēia ʻano hana i kahi mea hana hoʻopaʻa capillary ceramic ma luna o nā hoʻolālā wedge kuʻuna e hoʻohui i nā ʻano maikaʻi loa ma ka thermo-compression a me ka hoʻopaʻa ultrasonic me ka ʻole o nā drawbacks. Hōʻoia ka haʻalulu Thermsonic i ka mahana o ka interface e noho haʻahaʻa, ʻoiai ʻo ka interconnect mua, ʻo ka thermally-compressed ball bond e ʻae i ka uea a me ka pilina lua e kau ʻia i kekahi ʻaoʻao, ʻaʻole i kūlike me ka pilina mua, he palena ia i ka hoʻopaʻa ʻana o ka uea Ultrasonic. No ka hana ʻakomi a me ka nui kiʻekiʻe, ʻoi aku ka wikiwiki o nā bonders ball ma mua o nā bonders Ultrasonic / Thermsonic (Wedge), e hana ana i ka Thermsonic ball bonding i ka ʻenehana interconnect koʻikoʻi ma microelectronics no nā makahiki 50+ i hala. Hoʻopaʻa Ribbon:
ʻO ka hoʻopaʻa ʻana o ka lipine, me ka hoʻohana ʻana i nā lipine metala pālahalaha, ua lilo ia i mea nui i nā uila RF a me Microwave no nā makahiki he ʻumi (ʻo ka lipine e hāʻawi ana i kahi hoʻomaikaʻi koʻikoʻi i ka nalowale o ka hōʻailona [hopena ʻili] e kūʻē i ka uea poepoe kuʻuna). Hoʻopaʻa ʻia nā lipine gula liʻiliʻi, maʻamau a hiki i ka 75µm ka laulā a me ka mānoanoa o 25µm, ma o kahi kaʻina hana Thermsonic me kahi mea hana hoʻopaʻa wedge maka pālahalaha nui. Hiki ke hoʻopaʻa ʻia nā lipine alumini a hiki i ka 2,000µm ka laulā a me ka mānoanoa o 250µm me kahi kaʻina hana wedge Ultrasonic, ʻoiai ua piʻi ka koi no ka loop haʻahaʻa, nā interconnect density kiʻekiʻe.

He aha ke kaula hoʻopaʻa gula?

ʻO ke kāpili ʻana o ke kaula gula ke kaʻina hana e hoʻopili ʻia ai ke kaula gula i ʻelua mau kiko i loko o kahi hui e hana i kahi pilina a i ʻole ke ala alakaʻi uila. Hoʻohana ʻia ka wela, nā ultrasonics, a me ka ikaika e hana i nā kiko hoʻopili no ke kaula gula. Hoʻomaka ke kaʻina hana o ka hana ʻana i ke kiko hoʻopili me ka hoʻokumu ʻana o kahi pōpō gula ma ka piko o ka mea hana hoʻopili uea, ʻo ia hoʻi ke capillary. Hoʻopaʻa ʻia kēia pōpō ma luna o ka ʻili hui wela me ka hoʻopili ʻana i ka nui o ka ikaika a me ke alapine o 60kHz - 152kHz o ka neʻe ultrasonic me ka mea hana. Ke hana ʻia ka pilina mua, e hoʻoponopono ʻia ke kaula ma ke ʻano paʻa e hana i ke ʻano loop kūpono no ke ʻano o ka hui. ʻO ka lua o ka pilina, i kapa pinepine ʻia ʻo ke kuʻi, a laila hoʻokumu ʻia ma luna o kekahi ʻili ma ke kaomi ʻana i lalo me ke kaula a me ka hoʻohana ʻana i kahi clamp e haehae i ke kaula ma ka pilina.

Hāʻawi ka hoʻopaʻa ʻana i nā uea gula i kahi ʻano hoʻohui i loko o nā pūʻolo i alakaʻi nui ʻia e ka uila, kokoke i kahi kauoha o ka nui ma mua o kekahi mau mea hao. Eia kekahi, he kiʻekiʻe ke ahonui o ka oxidation o nā uea gula i hoʻohālikelike ʻia me nā mea uea ʻē aʻe a ʻoi aku ka palupalu ma mua o ka hapa nui, he mea nui ia no nā ʻili koʻikoʻi.
Hiki ke ʻokoʻa ke kaʻina hana ma muli o nā pono o ka ʻākoakoa. Me nā mea koʻikoʻi, hiki ke kau ʻia kahi pōpō gula ma ka lua o ka wahi hoʻopaʻa e hana i kahi pilina ikaika a me kahi pilina "palupalu" e pale aku i ka hōʻino ʻana i ka ʻili o ka ʻāpana. Me nā hakahaka paʻa, hiki ke hoʻohana ʻia kahi pōpō hoʻokahi ma ke ʻano he wahi hoʻomaka no ʻelua mau pilina, e hana ana i kahi pilina "V". Ke pono ka pilina uea e ʻoi aku ka paʻa, hiki ke kau ʻia kahi pōpō ma luna o kahi humuhumu e hana i kahi pilina palekana, e hoʻonui ana i ke kūpaʻa a me ka ikaika o ka uea. ʻAneʻane pau ʻole nā ​​​​​​hoʻohana like ʻole a me nā ʻano like ʻole i ka hoʻopaʻa ʻana i ka uea a hiki ke hoʻokō ʻia ma o ka hoʻohana ʻana i ka polokalamu automated ma nā ʻōnaehana hoʻopaʻa uea a Palomar.