Соединение проводов


Соединение проводов — это метод создания взаимосвязей между интегральной схемой (ИС) или другим полупроводниковым устройством и его упаковкой во время изготовления полупроводникового устройства . Хотя это встречается реже, проводное соединение может использоваться для подключения ИС к другой электронике или для соединения одной печатной платы (PCB) с другой. Соединение проводов обычно считается наиболее экономичной и гибкой технологией межсоединений и используется для сборки подавляющего большинства корпусов полупроводников. Проволочное соединение можно использовать на частотах выше 100 ГГц. [1]

Диаметр проволоки начинается от 10 мкм и может достигать нескольких сотен микрометров для мощных приложений.

Индустрия проволочных соединений переходит от золота к меди. [2] [3] [4] Это изменение было вызвано ростом стоимости золота и сравнительно стабильной и гораздо более низкой стоимостью меди. Обладая более высокой тепло- и электропроводностью, чем золото, медь ранее считалась менее надежной из-за ее твердости и подверженности коррозии. Ожидается, что к 2015 году более трети всех используемых машин для соединения проводов будут настроены на медь. [5]

Медная проволока стала одним из предпочтительных материалов для соединения проводов во многих полупроводниковых и микроэлектронных устройствах. Медь используется для соединения шариков из тонкой проволоки размером от 10 микрометров (0,00039 дюйма) до 500 микрометров (0,02 дюйма). [6] Медная проволока может использоваться с меньшими диаметрами, обеспечивая те же характеристики, что и золотая, но без больших затрат на материал.

Медная проволока диаметром до 500 микрометров (0,02 дюйма) [7] может быть успешно скреплена клином . Медная проволока большого диаметра может заменить алюминиевую проволоку там, где требуется высокая пропускная способность по току или есть проблемы со сложной геометрией. Отжиг и этапы обработки, используемые производителями, расширяют возможности использования медной проволоки большого диаметра для клинового соединения с кремнием без повреждения кристалла.

Медная проволока создает некоторые проблемы, поскольку она тверже золота и алюминия, поэтому параметры соединения должны находиться под строгим контролем. Этому материалу присуще образование оксидов, поэтому необходимо учитывать вопросы хранения и срока годности. Для защиты медной проволоки и обеспечения более длительного срока хранения требуется специальная упаковка. Палладиймедная проволока с покрытием является распространенной альтернативой, которая показала значительную устойчивость к коррозии, хотя и при более высокой твердости, чем чистая медь, и более высокой цене, хотя все же ниже, чем у золота. При изготовлении проволочных соединений медная проволока, а также ее разновидности с покрытием должны работать в присутствии формовочного газа [95% азота и 5% водорода] или аналогичного бескислородного газа для предотвращения коррозии. Способом справиться с относительной твердостью меди является использование сортов высокой чистоты [5N+]. [5]


Золотая проволока на силиконовой матрице
Алюминиевые провода, прикрученные к кристаллу транзистора BC160
Германиевый диод ОА7 с золотым проводом
Соединения в силовом блоке выполнены толстыми (от 250 до 400 мкм) клиновидными алюминиевыми проводами.
Внутри корпуса BGA с проволочным соединением ; этот пакет имеет графический процессор Nvidia GeForce 256
Красный, зеленый, синий светодиод для поверхностного монтажа с деталями соединения золотым проводом.
Демонстрация ультразвуковой клиновой сварки алюминиевой проволоки между золотыми электродами на печатной плате и золотыми электродами на сапфировой подложке в обратном порядке.