ဖြေရှင်းချက်များ

ဝိုင်ယာကြိုးချည်ခြင်း။

အသိပညာအခြေခံ အချက်အလက်စာရွက်

Wire Bonding ဆိုတာ ဘာလဲ။

ဝါယာကြိုးချည်ခြင်းဆိုသည်မှာ သေးငယ်သောအချင်းပျော့သော သတ္တုဝါယာကြိုးကို ဂဟေဆော်ခြင်း၊ flux အသုံးမပြုဘဲနှင့် အချို့သောကိစ္စများတွင် 150 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထက် အပူရှိန်အသုံးပြုခြင်းမပြုဘဲ သဟဇာတရှိသော သတ္တုဝါယာကြိုးကို တွဲဆက်သည့်နည်းလမ်းဖြစ်သည်။အပျော့စားသတ္တုများတွင် ရွှေ (Au)၊ ကြေးနီ (Cu)၊ ငွေ (Ag)၊ အလူမီနီယမ် (Al) နှင့် Palladium-Silver (PdAg) နှင့် အခြားသတ္တုစပ်များ ပါဝင်သည်။

Micro Electronics Assembly Applications အတွက် Wire Bonding Techniques နှင့် Processes ကို နားလည်ခြင်း။
Wedge Bonding နည်းပညာ/လုပ်ငန်းစဉ်များ- ဖဲကြိုး၊ သာမိုနစ်ဘောလုံးနှင့် Ultrasonic Wedge Bond
ဝါယာကြိုးချည်ခြင်းဆိုသည်မှာ ပေါင်းစပ်ပတ်လမ်း (IC) သို့မဟုတ် အလားတူ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာနှင့် ထုတ်လုပ်နေစဉ်အတွင်း ၎င်း၏ထုပ်ပိုးမှု သို့မဟုတ် ခဲဘောင်ကြား အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှု ပြုလုပ်သည့်နည်းလမ်းဖြစ်သည်။Lithium-ion ဘက်ထရီထုပ်များ စည်းဝေးပွဲများတွင် လျှပ်စစ်ချိတ်ဆက်မှုများကို ပံ့ပိုးပေးရန်အတွက်လည်း ယခုအသုံးများပါသည်။ ဝါယာကြိုးချည်ခြင်းကို ယေဘုယျအားဖြင့် ရရှိနိုင်သော မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်နည်းပညာများ၏ ကုန်ကျစရိတ်အသက်သာဆုံးနှင့် လိုက်လျောညီထွေဖြစ်မှုအဖြစ် ယူဆကြပြီး ယနေ့ထုတ်လုပ်သည့် semiconductor package အများစုတွင် အသုံးပြုပါသည်။ ဝိုင်ယာကြိုးချည်ခြင်းဆိုင်ရာ နည်းပညာများစွာ ဖြစ်ကြသည်- Thermo-Compression Wire Bonding- ပါဝင်သည်။
Thermo-compression wire bonding (ပုံမှန်အားဖြင့် 300°C ထက်များသော၊ ပုံမှန်အားဖြင့် 300°C ထက်ကြီးသော အပူချိန်ဖြင့် ကုပ်တွယ်နေသော မျက်နှာပြင်များ (ပုံမှန်အားဖြင့် Au) နှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်း) ကို microelectronics အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်ရန်အတွက် 1950 ခုနှစ်များတွင် ကနဦးတီထွင်ခဲ့သော်လည်း၊ 60 ပြည့်လွန်နှစ်များတွင် Ultrasonic & Thermosonic bonding ဖြင့် လျင်မြန်စွာ အစားထိုးချိတ်ဆက်မှုနည်းပညာအဖြစ် အစားထိုးခဲ့သည်။Thermo-compression bonding ကို ယနေ့ခေတ်တွင် အထူးပြုအပလီကေးရှင်းများအတွက် အသုံးပြုဆဲဖြစ်သော်လည်း အောင်မြင်သောနှောင်ကြိုးတစ်ခုပြုလုပ်ရန်အတွက် လိုအပ်သောမြင့်မားသော (မကြာခဏပျက်စီးစေသော) မျက်နှာပြင်အပူချိန်များကြောင့် ထုတ်လုပ်သူများက ယေဘုယျအားဖြင့် ရှောင်ရှားကြသည်။ Ultrasonic Wedge Wire Bonding-
1960 ၏ Ultrasonic wedge wire bonding သည် အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုနည်းလမ်းတရပ်ဖြစ်လာခဲ့သည်။ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားသောတုန်ခါမှု (ပဲ့တင်ထပ်သော transducer မှတဆင့်) ကို တပြိုင်နက်တည်း ကုပ်ကြိုးဖြင့် ချည်နှောင်ထားသည့်ကိရိယာသို့ အသုံးချကာ အခန်းအပူချိန်တွင် အလူမီနီယမ်နှင့် ရွှေဝါယာကြိုးများကို ဂဟေဆော်ရန် ခွင့်ပြုထားသည်။ဤ Ultrasonic တုန်ခါမှုသည် bonding သံသရာ၏အစတွင် bonding မျက်နှာပြင်များမှညစ်ညမ်းသောအညစ်အကြေးများ (အောက်ဆိုဒ်များ၊ အညစ်အကြေးများ) ကိုဖယ်ရှားရန်နှင့်နှောင်ကြိုးကိုပိုမိုဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရန်နှင့်ခိုင်မာစေရန် intermetallic ကြီးထွားမှုကိုမြှင့်တင်ရာတွင်ကူညီသည်။ချည်နှောင်ခြင်းအတွက် ပုံမှန်ကြိမ်နှုန်းမှာ 60 မှ 120 KHz ဖြစ်သည်။ ultrasonic သပ်နည်းပညာတွင် အဓိက လုပ်ငန်းစဉ်နှစ်ခုပါရှိသည်- ကြီးမားသော (လေးလံသော) ဝါယာကြိုးများကို ချည်နှောင်ခြင်း > 100µm အချင်းရှိသော ဝါယာကြိုးများအတွက် အချင်း <75µm အချင်းဝိုင်ယာကြိုးများချည်နှောင်ခြင်းအတွက် သာမာန် Ultrasonic bonding cycles နမူနာများကို ဤနေရာတွင် တွေ့နိုင်ပါသည်။ ဝိုင်ယာကြိုးကောင်းများအတွက်နှင့် ကြီးမားသောဝိုင်ယာများအတွက် ဤနေရာတွင်။ Ultrasonic သပ်ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်းကို အသုံးပြု၍ လုပ်ငန်းစဉ်လိုအပ်ချက်များနှင့် ဝါယာကြိုးအချင်းပေါ်မူတည်၍ Tungsten Carbide (အလူမီနီယမ်ဝါယာကြိုးအတွက်) သို့မဟုတ် Titanium Carbide (ရွှေဝါယာကြိုးများအတွက်) တိကျသောချည်နှောင်မှုကိရိယာ သို့မဟုတ် "သပ်" ကိုအသုံးပြုသည်။ကွဲပြားသောအပလီကေးရှင်းများအတွက် ကြွေထည်အချွန်အတက်များ ကိုလည်း ရရှိနိုင်ပါသည်။Thermosonic Wire Bonding-
ဖြည့်စွက်အပူပေးရန်လိုအပ်သည့်အခါ (ပုံမှန်အားဖြင့် ရွှေဝါယာကြိုးအတွက်၊ 100 မှ 250°C အကွာအဝေးအတွင်း ချည်နှောင်သည့်ကြားခံများပါရှိသော) လုပ်ငန်းစဉ်ကို Thermosonic wire bonding ဟုခေါ်သည်။၎င်းသည် ရိုးရာ thermo-compression စနစ်ထက် များစွာ နိမ့်ကျသော မျက်နှာပြင် အပူချိန်များ လိုအပ်သောကြောင့် (အခန်းအပူချိန်တွင် Au ချည်နှောင်ခြင်းကို ဖော်ပြထားသော်လည်း လက်တွေ့တွင် ၎င်းသည် အပိုအပူမရှိဘဲ စိတ်ချယုံကြည်ရမည်မဟုတ်ပေ။) Thermosonic Ball Bonding-
Thermosonic wire bonding ၏နောက်ထပ်ပုံစံမှာ Ball Bonding (ဘောလုံးနှောင်ကြိုးစက်ဝိုင်းကို ဤနေရာတွင်ကြည့်ပါ)။ဤနည်းစနစ်သည် အားနည်းချက်များမရှိဘဲ thermo-compression နှင့် ultrasonic bonding နှစ်ခုလုံးတွင် အကောင်းဆုံးအရည်အသွေးများကို ပေါင်းစပ်ရန်အတွက် ရိုးရာသပ်ဒီဇိုင်းများထက် ကြွေထည်သွေးကြောမျှင်ချည်နှောင်သည့်ကိရိယာကို အသုံးပြုထားသည်။Thermosonic တုန်ခါမှုသည် အင်တာဖေ့စ်အပူချိန်ကို နိမ့်ကျကြောင်း သေချာစေသည်၊ ပထမအပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်ချိန်တွင်၊ အပူဖြင့်ဖိထားသောဘောလုံးနှောင်ကြိုးသည် ဝါယာကြိုးနှင့် ဒုတိယနှောင်ကြိုးကို မည်သည့်ဦးတည်ချက်တွင်မဆို ထားရှိနိုင်စေသည်၊ Ultrasonic ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်းတွင် ကန့်သတ်ချက်ဖြစ်သည့် ပထမနှောင်ကြိုးနှင့် မညီဘဲ၊ .အလိုအလျောက်၊ ထုထည်မြင့်မားသောထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက်၊ ball bonders များသည် Ultrasonic / Thermosonic (Wedge) bonders များထက် သိသိသာသာ ပိုမြန်ပြီး လွန်ခဲ့သည့် 50+ နှစ်များအတွက် microelectronics တွင် လွှမ်းမိုးထားသော အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်နည်းပညာကို Thermosonic ball bonding ပြုလုပ်ပေးပါသည်။ Ribbon Bonding-
သတ္တုပြားတိပ်များကို အသုံးပြုကာ ဖဲကြိုးချည်နှောင်ခြင်းသည် RF နှင့် မိုက်ခရိုဝေ့အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် ဆယ်စုနှစ်များစွာကြာအောင် လွှမ်းမိုးခဲ့သည် (ဖဲကြိုးသည် အချက်ပြဆုံးရှုံးမှု [အရေပြားအကျိုးသက်ရောက်မှု] နှင့် ရိုးရာအဝိုင်းဝါယာကြိုးများထက် သိသိသာသာ တိုးတက်လာသည်)။ယေဘုယျအားဖြင့် 75µm ကျယ်ဝန်းပြီး 25µm အထူအထိရှိသော ရွှေရောင်ဖဲကြိုးငယ်များကို Thermosonic process ဖြင့် ကြီးမားသောမျက်နှာပြင်သပ်သပ်စီခြယ်ခြင်းကိရိယာဖြင့် ချည်နှောင်ထားသည်။ အလူမီနီယမ်ဖဲကြိုးများကို 2,000µm ကျယ်ဝန်းပြီး 250µm အထူအထိ Ultrasonic wedge process ဖြင့် ချိတ်တွဲနိုင်သကဲ့သို့၊ Lower loop အတွက် လိုအပ်ချက်၊ high density အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုများ တိုးလာပါသည်။

ရွှေချည်နှောင်ကြိုးဆိုတာ ဘာလဲ။

ရွှေဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်း ဆိုသည်မှာ အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုတစ်ခု သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်စီးကူးသည့်လမ်းကြောင်းတစ်ခုဖြစ်စေရန်အတွက် စည်းဝေးတစ်ခုတွင် အချက်နှစ်ချက်ဖြင့် ရွှေဝါယာကြိုးကို ချိတ်ဆက်သည့်လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။ရွှေဝါယာကြိုးအတွက် ပူးတွဲပါအချက်များအဖြစ် အပူ၊ ultrasonics နှင့် force အားလုံးကို အသုံးပြုထားသည်။ ပူးတွဲမှတ်အမှတ်ကို ဖန်တီးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် ဝါယာကြိုးနှောင်ကြိုးကိရိယာတန်ဆာပလာ၏ထိပ်ရှိ ဆံချည်မျှင်ထိပ်တွင် ရွှေဘောလုံးတစ်လုံးကို ဖွဲ့စည်းခြင်းဖြင့် စတင်သည်။ဤဘောလုံးအား ကိရိယာဖြင့် အက်ပလီကေးရှင်း-သတ်သတ်မှတ်မှတ် စွမ်းအားပမာဏနှင့် 60kHz - 152kHz ultrasonic လှုပ်ရှားမှု၏ ကြိမ်နှုန်းနှစ်ခုစလုံးကို အသုံးပြုနေစဉ် အပူရှိသော တပ်ဆင်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဖိထားသည်။ ပထမနှောင်ကြိုးကို ပြုလုပ်ပြီးသည်နှင့်၊ ကြိုးကို တင်းကျပ်စွာ ထိန်းချုပ်ထားသည့်အတိုင်း ကြိုးကိုင်မည်ဖြစ်သည်။ assembly ၏ ဂျီသြမေတြီအတွက် သင့်လျော်သော loop ပုံသဏ္ဍာန်ကို ဖွဲ့စည်းရန် ပုံစံ။ဒုတိယနှောင်ကြိုးကို ချုပ်ရိုးဟု မကြာခဏရည်ညွှန်းပြီး ယင်းနောက်တွင် ဝါယာကြိုးဖြင့် ဖိကာ ချည်နှောင်ထားသော ဝါယာကြိုးကို ကိုက်ဖြတ်ရန် ကုပ်ကြိုးကို အသုံးပြု၍ အခြားမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဖွဲ့စည်းသည်။

ရွှေဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်းသည် အချို့သော solder များထက် ပြင်းအား အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ မြင့်မားသော လျှပ်စစ်ဖြင့် ကူးယူနိုင်သော ပက်ကေ့ဂျ်များအတွင်း အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုနည်းလမ်းကို ပေးဆောင်သည်။ထို့အပြင်၊ ရွှေဝါယာကြိုးများသည် အခြားဝါယာကြိုးပစ္စည်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဓာတ်တိုးမှုခံနိုင်ရည်မြင့်မားပြီး ထိခိုက်လွယ်သော မျက်နှာပြင်များအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အများစုထက် ပိုမိုပျော့ပျောင်းသည်။
စည်းဝေးပွဲ၏ လိုအပ်ချက်ပေါ်မူတည်၍ လုပ်ငန်းစဉ်သည်လည်း ကွဲပြားနိုင်သည်။ထိလွယ်ရှလွယ်သောပစ္စည်းများဖြင့်၊ အစိတ်အပိုင်း၏မျက်နှာပြင်ကိုပျက်စီးမှုမှကာကွယ်ရန်ပိုမိုခိုင်မာသောနှောင်ကြိုးနှင့် "ပျော့ပျောင်းသော" နှောင်ကြိုးနှစ်ခုလုံးကိုဖန်တီးရန်ရွှေဘောလုံးကိုဒုတိယအနှောင်ကြိုးဧရိယာတွင်ထားရှိနိုင်သည်။ကျဉ်းမြောင်းသောနေရာများတွင် ဘောလုံးတစ်လုံးကို "V" ပုံသဏ္ဍာန်နှောင်ကြိုးအဖြစ် ဖွဲ့စည်းကာ အနှောင်နှစ်ခုအတွက် အစမှတ်အဖြစ် အသုံးပြုနိုင်သည်။ဝါယာကြိုးချည်နှောင်မှု ပိုမိုခိုင်မာရန် လိုအပ်သောအခါ၊ လုံခြုံရေးနှောင်ကြိုးကို ဖွဲ့စည်းရန်၊ ကြိုး၏ တည်ငြိမ်မှုနှင့် ခိုင်ခံ့မှုကို တိုးမြှင့်ရန်အတွက် ဘောလုံးကို ချုပ်ရိုးတစ်ခု၏အပေါ်တွင် ထားရှိနိုင်သည်။ဝါယာကြိုးချည်နှောင်ခြင်းအတွက် မတူညီသော အပလီကေးရှင်းများစွာနှင့် ကွဲပြားမှုများသည် အကန့်အသတ်မရှိနီးပါးဖြစ်ပြီး Palomar ၏ ဝါယာကြိုးချည်စနစ်များတွင် အလိုအလျောက်ဆော့ဖ်ဝဲကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် အောင်မြင်နိုင်ပါသည်။