Àwọn ìdáhùn

Ìsopọ̀ Waya

Ìwé Ìpìlẹ̀ Ìmọ̀

Kí ni ìsopọ̀mọ́ra wáyà?

Ìsopọ̀ wáyà ni ọ̀nà tí a fi ń so wáyà irin oníwọ̀n kékeré mọ́ ojú irin tí ó báramu láìlo solder, flux, àti nígbà míìrán pẹ̀lú lílo ooru tí ó ga ju 150 degrees Celsius lọ. Àwọn irin oníwọ̀n ni Wúrà (Au), Copper (Cu), Fadaka (Ag), Aluminium (Al) àti àwọn alloy bíi Palladium-Silver (PdAg) àti àwọn mìíràn.

Lílóye àwọn ọ̀nà ìsopọ̀ wáyà àti àwọn ìlànà fún àwọn ohun èlò ìṣàkójọpọ̀ ẹ̀rọ itanna kékeré.
Àwọn Ọ̀nà Ìsopọ̀ Wedge/Àwọn Ìlànà: Ribbon, Thermosonic Ball & Ultrasonic Wedge Bond
Ìsopọ̀ wáyà ni ọ̀nà tí a fi ń ṣe ìsopọ̀ láàrín ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́pọ̀ (IC) tàbí ẹ̀rọ semiconductor tó jọra àti àpò tàbí ẹ̀rọ lead frame rẹ̀ nígbà tí a bá ń ṣe é. A tún ń lò ó nísinsìnyí láti pèsè àwọn ìsopọ̀ iná mànàmáná nínú àwọn àkójọpọ̀ bátírì Lithium-ion. Ìsopọ̀ wáyà ni a gbà pé ó jẹ́ èyí tó rọrùn jùlọ tí ó sì rọrùn jùlọ nínú àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ ìsopọ̀ microelectronic tó wà, a sì ń lò ó nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn àkójọ semiconductor tí a ń ṣe lónìí. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà ìsopọ̀ wáyà ló wà, tí ó ní nínú: Ìsopọ̀ wáyà Thermo-Compression:
Ìsopọ̀ wáyà ìfúnpọ̀ Thermo-compression (tí ó parapọ̀ mọ́ àwọn ojú ilẹ̀ tí ó ṣeé ṣe (nígbà gbogbo Au) papọ̀ lábẹ́ agbára ìfúnpọ̀ pẹ̀lú àwọn iwọ̀n otútù gíga, tí ó sábà máa ń ju 300°C lọ, láti ṣe ìsopọ̀), ni a kọ́kọ́ ṣe ní àwọn ọdún 1950 fún àwọn ìsopọ̀ microelectronics, ṣùgbọ́n èyí ni a yára rọ́pò nípasẹ̀ ìbáṣepọ̀ Ultrasonic & Thermosonic ní àwọn ọdún 1960 gẹ́gẹ́ bí ìmọ̀-ẹ̀rọ ìbáṣepọ̀ tí ó gbajúmọ̀. Ìsopọ̀ Thermo-compression ṣì wà fún àwọn ohun èlò pàtàkì lónìí, ṣùgbọ́n àwọn olùpèsè sábà máa ń yẹra fún nítorí àwọn iwọ̀n otútù gíga (tí ó sábà máa ń ba nǹkan jẹ́) tí a nílò láti ṣe ìbáṣepọ̀ tí ó dára. Ìsopọ̀ Wayà Ultrasonic Wedge:
Ní ọdún 1960, ìsopọ̀ wáyà Ultrasonic wedge di ọ̀nà ìsopọ̀ tó gbajúmọ̀ jùlọ. Lílo ìgbóná ìgbóná gíga (nípasẹ̀ transducer resonating) sí ohun èlò ìsopọ̀ pẹ̀lú agbára ìdènà kan náà, ó jẹ́ kí a so wáyà Aluminium àti Gold pọ̀ ní iwọ̀n otútù yàrá. Ìgbóná Ultrasonic yìí ń ran lọ́wọ́ láti yọ àwọn ohun ìbàjẹ́ (oxides, impurities, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ) kúrò láti inú àwọn ojú ibi ìsopọ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀ ìsopọ̀ náà, àti láti gbé ìdàgbàsókè intermetallic lárugẹ láti túbọ̀ mú ìsopọ̀ náà lágbára sí i. Àwọn ìgbà tí ó wọ́pọ̀ fún ìsopọ̀ jẹ́ 60 – 120 KHz. Ọ̀nà ìsopọ̀ ultrasonic wedge ní àwọn ìmọ̀-ẹ̀rọ ìlànà pàtàkì méjì: Ìsopọ̀ wáyà ńlá (wúwo) fún àwọn wáyà >100µm Ìsopọ̀ wáyà tó dára (kékeré) fún àwọn wáyà <75µm. Àpẹẹrẹ àwọn ìgbà ìsopọ̀ Ultrasonic wedge ni a lè rí níbí fún wáyà tó dára àti níbí fún wáyà ńlá. Ìsopọ̀ wáyà Ultrasonic wedge ń lo ohun èlò ìsopọ̀ pàtó kan tàbí “wedge,” tí a sábà máa ń kọ́ láti Tungsten Carbide (fún wáyà Aluminum) tàbí Titanium Carbide (fún wáyà Gold) ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ohun tí a béèrè fún àti àwọn ìwọ̀n wáyà; Àwọn ìdì tí a fi seramiki ṣe fún àwọn ohun èlò pàtó tún wà. Ìsopọ̀ Wáyà Thermosonic:
Níbi tí a bá nílò ìgbóná àfikún (nígbà gbogbo fún wáyà wúrà, pẹ̀lú àwọn ìsopọ̀ ìsopọ̀ láàárín 100 – 250°C), a ń pe ìlànà náà ní ìsopọ̀ wáyà Thermosonic. Èyí ní àwọn àǹfààní ńlá lórí ètò ìfúnpọ̀-thermo-compression ìbílẹ̀, nítorí pé a nílò ìwọ̀n otútù ìsopọ̀ tí ó lọ sílẹ̀ (a ti mẹ́nu ba ìsopọ̀ Au ní ìwọ̀n otútù yàrá ṣùgbọ́n ní ìṣe, kò ṣeé gbẹ́kẹ̀lé láìsí ooru àfikún). Ìsopọ̀ Bọ́ọ̀lù Thermosonic:
Ọ̀nà míràn ti ìsopọ̀ wáyà Thermosonic ni ìsopọ̀ Bọ́ọ̀lù (wo ìyípo ìsopọ̀ bẹ́lí níbí). Ọ̀nà yìí ń lo ohun èlò ìsopọ̀ capillary seramiki lórí àwọn àwòrán wedge ìbílẹ̀ láti so àwọn ànímọ́ tó dára jùlọ pọ̀ nínú ìsopọ̀ thermo-compression àti ìsopọ̀ ultrasonic láìsí àwọn àléébù. Ìgbóná Thermosonic ń rí i dájú pé ìwọ̀n otútù ìbáṣepọ̀ náà wà ní ìsàlẹ̀, nígbà tí ìsopọ̀ àkọ́kọ́, ìsopọ̀ bẹ́lí tí a ti tẹ̀ mọ́ ooru ń jẹ́ kí wáyà àti ìsopọ̀ kejì wà ní ìtọ́sọ́nà èyíkéyìí, kì í ṣe ní ìbámu pẹ̀lú ìsopọ̀ àkọ́kọ́, èyí tí ó jẹ́ ìdíwọ́ nínú ìsopọ̀ wáyà Ultrasonic. Fún ṣíṣe àgbékalẹ̀ aládàáṣe, àwọn ìsopọ̀ bẹ́lí ń yára ju àwọn ìsopọ̀ Ultrasonic / Thermosonic (Wedge) lọ, èyí tí ó ń mú kí bọ́ọ̀lù Thermosonic so ìmọ̀-ẹ̀rọ ìsopọ̀ tó gbajúmọ̀ nínú microelectronics fún ọdún 50+ sẹ́yìn. Ìsopọ̀ Ribbon:
Ìsopọ̀ rìbọ́n, tí a ń lò pẹ̀lú àwọn tẹ́ẹ̀pù irin tí ó tẹ́jú, ti jẹ́ olórí nínú ẹ̀rọ itanna RF àti Microwave fún ọ̀pọ̀ ọdún (ríbọ́n tí ó ń mú ìdàgbàsókè pàtàkì wá nínú pípadánù àmì [ipa awọ] dípò wáyà yíká ìbílẹ̀). Àwọn ríbọ́n wúrà kékeré, tí ó sábà máa ń tó 75µm ní fífẹ̀ àti 25µm ní fífẹ̀, ni a ń so pọ̀ mọ́ nípasẹ̀ ìlànà Thermosonic pẹ̀lú ohun èlò ìsopọ̀ rìbọ́n tí ó tẹ́jú tí ó tó 2,000µm ní fífẹ̀ àti 250µm ní fífẹ̀ tún lè so mọ́ ìlànà wedge Ultrasonic, nítorí pé ìbéèrè fún àwọn ìsopọ̀ tí ó wà ní ìsàlẹ̀ lupu, àwọn ìsopọ̀ tí ó ga ní ìwọ̀n gíga ti pọ̀ sí i.

Kí ni wáyà ìsopọ̀ wúrà?

Ìsopọ̀ wáyà wúrà ni ìlànà tí a fi so wáyà wúrà mọ́ àwọn ojú méjì nínú àkójọpọ̀ láti ṣẹ̀dá ìsopọ̀ tàbí ipa ọ̀nà tí ó ń darí iná mànàmáná. Gbogbo ooru, ultrasonics, àti agbára ni a ń lò láti ṣẹ̀dá àwọn ojú ìsopọ̀ fún wáyà wúrà náà. Ìlànà ṣíṣẹ̀dá ojú ìsopọ̀ náà bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú ìṣẹ̀dá bọ́ọ̀lù wúrà kan ní orí ohun èlò ìsopọ̀ wáyà náà, capillary. A tẹ bọ́ọ̀lù yìí lórí ojú ìsopọ̀ gbígbóná nígbà tí a ń lo iye agbára pàtó kan àti ìgbòkègbodò 60kHz - 152kHz ti ìṣípo ultrasonic pẹ̀lú ohun èlò náà. Nígbà tí a bá ti ṣe ìsopọ̀ àkọ́kọ́, a ó lo wáyà náà ní ọ̀nà tí ó ṣàkóso láti ṣẹ̀dá àwòrán ìsopọ̀ tí ó yẹ fún geometry àkójọpọ̀ náà. Ìsopọ̀ kejì, tí a sábà máa ń pè ní ìrán, ni a óò ṣẹ̀dá lórí ojú kejì nípa títẹ wáyà náà sílẹ̀ àti lílo ìdè láti ya wáyà náà níbi ìsopọ̀ náà.

Ìsopọ̀ wáyà wúrà ní ọ̀nà ìsopọ̀ láàárín àwọn páálí tí ó ní agbára ìdarí iná mànàmáná púpọ̀, tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó ìwọ̀n tí ó tóbi ju àwọn solder kan lọ. Ní àfikún, àwọn wáyà wúrà ní ìfaradà ìfọ́sídì gíga ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ohun èlò wáyà mìíràn, wọ́n sì rọ̀ ju ọ̀pọ̀lọpọ̀ lọ, èyí tí ó ṣe pàtàkì fún àwọn ojú ilẹ̀ tí ó ní ìrísí.
Ilana naa tun le yatọ si da lori awọn aini ti apejọ naa. Pẹlu awọn ohun elo ti o ni imọlara, a le gbe bọọlu goolu kan si agbegbe isopọ keji lati ṣẹda asopọ ti o lagbara ati asopọ “rọrun” lati dena ibajẹ si oju paati naa. Pẹlu awọn aaye ti o muna, bọọlu kan le ṣee lo bi aaye ibẹrẹ fun awọn asopọ meji, ti o ṣẹda asopọ ti o ni apẹrẹ “V”. Nigbati asopọ waya kan ba nilo lati lagbara diẹ sii, a le gbe bọọlu kan si ori apọ lati ṣe asopọ aabo, ti o mu iduroṣinṣin ati agbara okun waya pọ si. Ọpọlọpọ awọn ohun elo ati awọn iyipada oriṣiriṣi si asopọ waya fẹrẹ jẹ ailopin ati pe a le ṣe aṣeyọri nipasẹ lilo sọfitiwia adaṣe lori awọn eto asopọ waya Palomar.