Войти
Рисунок 1. Совместимое соединение золотой проволоки Щелкните, чтобы увеличить изображение 
Рисунок 2. Твердотельное соединение / проволочное соединение, соединение золотой проволоки с помощью твердосплавного инструмента. Податливое соединение используется для соединения золотых проводов с электрическими компонентами, такими как интегральная схема «микросхемы». Оно было изобретено Александром Кукуласом в 1960-х годах. Связь формируется значительно ниже температура плавления сопрягаемых золотых поверхностей и поэтому называется связкой твердотельного типа. Податливая связь образуется путем передачи тепла и давления в область соединения. Для относительно толстого носителя с углублениями или податливого материала, обычно это алюминиевая лента (рис. 1).
Твердотельное соединение или соединение под давлением образуют постоянные связи между золотой проволокой и металлической поверхностью золота за счет приведения их сопряженных поверхностей в тесный контакт при температуре около 300 ° C, что хорошо ниже их соответствующих точек плавления 1064 ° C, отсюда и термин твердотельные связи.
Двумя обычно используемыми методами образования этого типа соединения являются термокомпрессионное соединение и термозвуковое соединение. Оба этих процесса образуют связи с твердосплавным инструментом для связывания, который обеспечивает прямой контакт, деформируя золотые проволоки относительно сопряженных с золотом поверхностей (рис. 2).
Рисунок 3. Этапы согласованного приклеивания золотых проволок к золотой металлизированной поверхности. 
Рисунок 4. Совместимые соединительные проволоки разных размеров одновременно. . Поскольку золото - единственный металл, который не образует оксидного покрытия, которое может мешают созданию надежного контакта металла с металлом, золотые провода широко используются для создания этих важных проводных соединений в области микроэлектронной упаковки. Во время соответствующего цикла склеивания давление склеивания однозначно контролируется характеристиками текучести алюминиевой эластичной ленты (рис. 3). Следовательно, если требуется более высокое давление скрепления для увеличения конечной деформации (плоскостности) податливой скрепленной золотой проволоки, можно использовать сплав алюминия с более высоким выходом. Использование податливой среды также позволяет избежать вариаций толщины при попытке соединить несколько проводов одновременно с металлизированной золотой подложкой (рис. 4). Это также предотвращает чрезмерную деформацию выводов, так как податливый элемент деформируется вокруг выводов во время цикла соединения, тем самым устраняя механическое повреждение соединенного провода из-за чрезмерной деформации от инструмента с твердой наплавкой (рис. 3), который используется при термокомпрессии и термозвуке. склеивание.
Рис. 5. Матрица кремниевых интегральных схем с выводными выводами, показывающая присоединенные и удлиненные электролитически формованные выводы пучка вокруг периферии кремниевого чипа.
Рис. 6. Провода, твердотельные, прикрепленные непосредственно к металлизированным контактным площадкам кремниевого интегрального кристалла
Рис. 7. Инструмент для соединения с твердым покрытием, одновременно соединяющий все удлиненные выводы луча.
Рис. 8. Соответствующее соединение кремниевой интегральной схемы с выводами луча, показывающее податливый элемент с отступом после соединения "микросхемы"
Важное применение совместимых соединений возникло в начале 1960-х годов, когда были разработаны методы изготовления кремниевой интегральной схемы с выводами с пучком, состоящей из предварительно прикрепленных электролитически формованных золотых выводов толщиной 0,005 дюйма или « лучи », выходящие из кремниевого чипа (рис. 5). Таким образом, «микросхема» с выводами устраняет необходимость термосонирования проводов непосредственно на металлизированных контактных площадках хрупкого кремниевого кристалла (как показано на рис. 6). Затем удлиненные концы гальванических лучей можно было бы надолго соединить в твердом состоянии с соответствующими металлизированными солнечными лучами. схема, которая была предварительно нанесена на керамическую подложку, надлежащим образом упакованная в компьютер в процессе изготовления. На рис. 7. показан предварительно сформированный инструмент с твердосплавной наплавкой, обеспечивающий термокомпрессионное соединение всех выводов балки чипа за один цикл соединения. Во избежание чрезмерной деформации тонких выводов балки с помощью твердого связующего инструмента и возникновения риска их механического разрушения, необходимо тщательно контролировать прилагаемые силы сцепления. Изобретение податливого соединения устранило проблемы, связанные с твердосплавным соединительным инструментом, и поэтому идеально подходило для одновременного соединения всех протяженных гальванических золотых пучков с подходящей золотой металлизированной керамической подложкой с рисунком солнечных лучей, упакованной в компьютер (Рисунок 8). Например, податливое соединение устранило проблемы использования инструмента для связывания с твердым покрытием, такие как: попытка равномерно деформировать выводы балок номинальной толщиной 0,005 дюйма с небольшими отклонениями в их толщине; чрезмерная деформация свинца, которая может вызвать механическое повреждение и окончательный «дорогостоящий» отказ этих кремниевых чипов с тонкими выводами, которые являются «мозгом» наших компьютеров. Податливый ленточный носитель для склеивания предлагал дополнительное преимущество, заключающееся в переносе «кремниевого чипа с выводами луча» к месту склеивания, что облегчало производство. На рисунках 9. и 10 показано, что эластичная лента дает преимущество переноса микросхемы с выводами луча к месту соединения, как описано выше. На Фигуре 11 показана кремниевая интегральная схема с выводами луча, податливым образом связанная с золотым металлизированным рисунком солнечных лучей, нанесенным на керамическую подложку из оксида алюминия, которая будет инкапсулирована и упакована в устройство компьютерного типа. На рис. 12 показан израсходованный податливый элемент, используемый для соединения микросхемы на рис. 11, на котором четко показано зеркальное отображение равномерно скрепленных выводов луча.
Рис. 9. Податливая лента, несущая интегральную схему вывода луча к месту соединения.
Рис. 10. Податливая лента, несущая чип с выводами луча к месту соединения.
Рис. 11. Подходящая кремниевая интегральная схема со связанными выводами
Рис. 12. Зеркальное изображение выводов связанного пучка, ясно показанное с отступом в отработанном податливом элементе
Две формы Обсуждаемые выше интегральные схемы представляли собой интегральную схему с выводами, состоящую из прикрепленных гальваническим формованием золотых выводов или пучков (рис. 5), и кремниевый чип интегральной схемы (рис. 6). Что касается кремниевого чипа с выводными выводами, можно использовать как эластичное, так и термокомпрессионное соединение, поскольку каждое из них имеет свои преимущества. В настоящее время наиболее широко используемой формой является кремниевый чип интегральной схемы без выводов луча, поэтому требуется электрическое соединение непосредственно с металлизированным кремниевым чипом (рис. 6). Если проводные соединения являются методом выбора для формирования этих соединений, термозвуковое соединение золотых проводов непосредственно с кремниевым кристаллом было наиболее широко используемым процессом из-за его доказанной надежности в результате низких параметров соединения, необходимых для силы, температуры и времени. чтобы сформировать связь.
