Drahtbonden

- Feb 26, 2018-

Auf den ersten Blick scheint "Drahtbonden" nur ein anderer Begriff für das Schweißen zu sein, aber der Prozess ist tatsächlich ein bisschen komplexer, weil zusätzliche Variablen beteiligt sind. Der Drahtkontaktierungsprozess wird an elektronischen Vorrichtungen durchgeführt, um verschiedene Komponenten dauerhaft miteinander zu verbinden, aber wegen der Zartheit des Projekts werden normalerweise nur Gold, Aluminium und Kupfer wegen ihrer Leitfähigkeit und relativen Bindungstemperaturen aufgebracht. Diese Methode wird entweder durch eine Ball-Bonding- oder eine Wedge-Bond- Technik vervollständigt , die geringe Wärme, Ultraschallenergie und Spuren von Druck kombiniert, um eine Beschädigung der elektronischen Schaltung zu vermeiden. Der Mikrochip oder das entsprechende Pad kann durch unsachgemäße Ausführung leicht beschädigt werden, daher ist es sehr empfehlenswert, vor dem Drahtbonden auf einem zuvor beschädigten oder entsorgbaren Chip zu üben.

Drahtbonden wird wegen seiner Kosteneffizienz und einfachen Anwendung hauptsächlich in fast jedem Halbleitertyp verwendet. In optimalen Umgebungen können bis zu 10 Bindungen pro Sekunde erzeugt werden. Diese Methode variiert aufgrund ihrer jeweiligen Elementeigenschaften leicht mit jedem verwendeten Metalltyp. Die zwei Arten von typischerweise verwendeten Drahtbonds sind der Ballbond und der Wedgebond.

Obwohl die beste Wahl für eine Ballbindung reines Gold ist, ist Kupfer wegen seiner relativen Kosten und Verfügbarkeit eine beliebte Alternative geworden. Dieser Prozess erfordert eine nadelartige Vorrichtung, die sich nicht viel von dem unterscheidet, was eine Näherin verwenden würde, um den Draht an Ort und Stelle zu halten, während eine extrem hohe Spannung angelegt wird. Die Spannung entlang der Oberfläche bewirkt, dass sich das geschmolzene Metall zu einer Kugelform formt, daher der Name des Prozesses. Wenn Kupfer zum Kugelbonden verwendet wird, wird Stickstoff in gasförmiger Form verwendet, um zu verhindern, dass sich Kupferoxid während des Drahtbondverfahrens bildet.

Wedge Bonding verwendet ein Werkzeug, um Druck auf den Draht zu erzeugen, wenn er auf den Mikrochip aufgebracht wird. Nachdem der Draht sicher an seinem Platz gehalten wurde, wird Ultraschallenergie auf die Oberfläche aufgebracht, und eine feste Verbindung wird in mehreren Bereichen erzeugt. Wedge Bonding erfordert fast doppelt so viel Zeit wie eine ähnliche Ballbindung, aber es wird auch als eine viel stabilere Verbindung angesehen, und es kann mit Aluminium oder mehreren anderen Legierungen und Metallen vervollständigt werden.

Es ist nicht empfehlenswert für einen Amateur, entweder Ball-Bonding oder Wedge-Bonding zu versuchen, ohne zuerst eine korrekte Anweisung zu erhalten, wegen der Empfindlichkeit der Drahtverbindung und des Risikos, das mit der Beschädigung der elektrischen Schaltung verbunden ist. Durch die entwickelte Technologie konnten diese beiden Prozesse vollständig automatisiert werden, und das Drahtbonden wird selten mehr von Hand ausgeführt. Das Endergebnis ist eine viel präzisere Verbindung, die dazu neigt, diejenigen zu überdauern, die durch traditionelle Handverfahren des Drahtbondens entstehen.


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