Die Attach vs. Wire Bonding: Apakah Perbezaannya?
Pemasangan acuan dan ikatan dawai melaksanakan dua fungsi yang berbeza tetapi berkait rapat dalam pembungkusan semikonduktor konvensional. Lekat acuan mengikat acuan semikonduktor pada rangka plumbum, substrat, tapak pakej atau penyebar haba. Ikatan dawai kemudiannya mewujudkan sambungan elektrik antara pad acuan dan plumbum pakej atau jejak substrat. Secara ringkasnya, lekat acuan menyediakan asas fizikal, manakala ikatan dawai menyediakan laluan elektrik.
Memahami perbezaan adalah penting semasa menilai proses pembungkusan, mendiagnosis kecacatan pemasangan atau memilih peralatan ikatan acuan dan ikatan dawai. Artikel ini membandingkan fungsi, bahan, urutan proses, penunjuk kualiti dan keperluan peralatannya.
1. Apakah itu Die Attach?
Pemasangan acuan, juga dikenali sebagai ikatan acuan atau pemasangan acuan, ialah proses meletakkan dan mengikat acuan semikonduktor yang dipisahkan dengan tepat pada pembawa. Bergantung pada reka bentuk pakej, pembawa tersebut mungkin rangka plumbum, substrat seramik atau organik, tapak pakej atau sink haba.
Dalam pakej ikatan dawai konvensional yang menghadap ke atas, pemasangan acuan biasanya disiapkan sebelum ikatan dawai. Bahan dan proses pemasangan yang dipilih mesti memastikan acuan berada pada kedudukannya di samping memenuhi keperluan terma, elektrik dan kebolehpercayaan peranti.
Fungsi Utama Lampiran Die
- Sokongan mekanikal. Lapisan ikatan menghalang acuan daripada beralih, condong, terangkat atau terpisah semasa operasi kemudian seperti pengawetan, ikatan dawai, pengacuan dan pengujian.
- Pengurusan terma. Lapisan lampiran boleh menyediakan laluan pemindahan haba dari acuan ke struktur pakej, yang amat penting untuk peranti kuasa dan komponen penjana haba yang lain.
- Sambungan elektrik apabila diperlukan. Epoksi konduktif, pateri, aloi eutektik dan bahan sinter mungkin menyediakan pembumian atau pengaliran arus melalui bahagian belakang acuan, bergantung pada reka bentuk peranti.
Kaedah Lampiran Die Biasa
- Ikatan epoksi yang diisi epoksi atau perak
- Ikatan eutektik, termasuk proses AuSn
- Ikatan acuan pateri lembut
- Sintering berbantukan tekanan atau tanpa tekanan untuk aplikasi peranti kuasa terpilih
Peralatan Pasang Acuan Biasa
Peralatan pasang mati mungkin termasuk pengikat acuan automatik, pengikat acuan eutektik, sistem pendispensan pelekat, sistem pelekat acuan pateri dan sistem pensinteran. Faktor pemilihan penting termasuk ketepatan penempatan, saiz dan ketebalan acuan, bahan pengikat, kawalan suhu dan daya, pengendalian substrat, penjajaran penglihatan dan kapasiti pengeluaran yang diperlukan.
2. Apakah Ikatan Wayar?
Ikatan dawai ialah proses interkoneksi yang menggunakan dawai logam halus atau reben untuk menyambungkan pad ikatan pada acuan kepada wayar atau jejak konduktif pada substrat pakej. Sambungan ini membawa isyarat kuasa dan elektrik antara acuan semikonduktor dan litar luaran.
Dalam banyak pakej konvensional, ikatan dawai dilakukan selepas acuan dipasang dengan kukuh dan sebarang langkah pengawetan, pengaliran semula, pembersihan atau penyediaan permukaan yang diperlukan telah selesai.
Fungsi Utama Ikatan Wayar
- Sambungan elektrik. Ikatan dawai mewujudkan laluan konduktif untuk kuasa, pembumian dan penghantaran isyarat.
- Pembentukan gelung terkawal. Gelung dawai mesti mengekalkan ketinggian, panjang, kelegaan dan geometri yang diperlukan tanpa bersentuhan dengan wayar, permukaan pakej atau ciri enkapsulasi yang berdekatan.
- Ikatan metalurgi yang boleh dipercayai. Ikatan pertama dan kedua mesti mencapai kekuatan dan konsistensi yang mencukupi sambil mengelakkan kerosakan pad, kawah, ubah bentuk yang berlebihan atau putusnya dawai.
Bahan Wayar Biasa dan Jenis Ikatan
- Dawai emas dan tembaga digunakan secara meluas dalam aplikasi ikatan bola.
- Dawai dan reben aluminium biasanya digunakan dalam ikatan baji.
- Wayar dan reben aluminium atau kuprum yang berat digunakan untuk modul semikonduktor kuasa dan peranti arus tinggi.
Peralatan Ikatan Wayar Biasa
Peralatan Ikatan Wayar termasuk pengikat bola automatik, pengikat baji, pengikat wayar akses dalam dan pengikat wayar berat atau reben. Faktor pemilihan utama termasuk bahan dan diameter wayar, pic pad, luas ikatan, kedalaman pakej, keperluan gelung, kawalan ultrasonik dan daya, keupayaan penglihatan, daya pemprosesan dan fungsi pemantauan proses.
3. Di Manakah Pemasangan Die dan Ikatan Wayar Sesuai dalam Proses Pembungkusan?
Aliran proses yang dipermudahkan untuk pakej IC terikat dawai konvensional ialah:
Pengisaran Belakang Wafer → Dadu Wafer → Pasang Mati → Pengawetan / Aliran Semula / Pensinteran → Penyediaan Permukaan seperti yang Diperlukan → Ikatan Wayar → Pengacuan atau Enkapsulasi → Potong dan Bentuk → Ujian Akhir dan Pengisihan
*Urutan yang tepat berbeza mengikut seni bina pakej, bahan dan keperluan pengeluaran. Struktur pembungkusan flip-cip, clip-attach, wafer-level dan struktur pembungkusan termaju yang lain mungkin menggunakan aliran interkoneksi yang berbeza.
4. Perbezaan Utama Antara Die Attach dan Wire Bonding
| Item Perbandingan | Lampirkan Mati | Ikatan Wayar |
| Kedudukan proses | Biasanya sebelum ikatan dawai dalam pakej konvensional | Biasanya selepas die melekat dan langkah perantaraan diperlukan |
| Tujuan utama | Pasangkan acuan dan sokong keperluan haba atau elektrik | Sambungkan pad acuan kepada petunjuk pakej atau jejak substrat |
| Antara muka utama | Bahagian belakang atau permukaan pengikat acuan pada pembawa | Pad ikatan bahagian atas ke titik sambungan luaran |
| Bahan biasa | Epoksi, epoksi perak, pateri, aloi eutektik, bahan tersinter | Emas, tembaga, dawai aluminium atau reben |
| Petunjuk kualiti utama | Ketepatan penempatan, kecondongan acuan, ketebalan garisan ikatan, lompang, kekuatan lekatan atau ricih | Kekuatan ikatan, ubah bentuk, geometri gelung, kesinambungan, keputusan tarikan atau ricih |
| Kecacatan biasa | Anjakan acuan, kecondongan acuan, lekatan yang tidak mencukupi, limpahan, pencemaran, lompang | Ikatan tidak melekat, ikatan lemah, ikatan terangkat, wayar putus, pintasan, litar terbuka, bentuk gelung lemah |
| Peralatan tipikal | Pengikat acuan, pengikat eutektik, dispenser, pateri atau sistem pensinteran | Pengikat bebola, pengikat baji, pengikat akses dalam, pengikat dawai berat |
5. Bagaimanakah Kualiti Pemasangan Die Boleh Mempengaruhi Ikatan Wayar?
Walaupun kedua-dua proses menggunakan bahan dan mesin yang berbeza, pelekat acuan yang lemah boleh mengurangkan kestabilan ikatan dawai. Interaksi biasa termasuk:
- Anjakan mati. Pad ikatan mungkin tidak lagi sepadan dengan koordinat ikatan yang diprogramkan, lalu meningkatkan risiko ikatan luar pad atau kegagalan penjajaran.
- Kecondongan acuan atau ketebalan garisan ikatan yang tidak sekata. Perubahan dalam ketinggian dan kerataan acuan boleh mempengaruhi fokus, ketekalan daya ikatan, ketinggian gelung dan kelegaan alat.
- Kekuatan lekatan yang tidak mencukupi. Acuan mungkin bergerak di bawah daya ikatan atau tenaga ultrasonik, mengakibatkan ikatan yang tidak stabil atau lemah.
- Limpahan pelekat atau pencemaran permukaan. Pencemaran berhampiran kawasan pad boleh menghalang ikatan metalurgi yang betul dan menyebabkan ikatan tidak melekat atau terangkat.
- Kekosongan atau lengkungan yang berlebihan. Keadaan ini boleh melemahkan kestabilan terma atau mekanikal dan secara tidak langsung menyempitkan tetingkap proses ikatan dawai.
Atas sebab ini, kedudukan acuan, kerataan, lekatan, kebersihan dan keadaan pengawetan perlu disahkan sebelum ikatan dawai bermula. Kawalan huluan yang stabil mengurangkan jumlah pampasan yang diperlukan pada peringkat ikatan dawai.
6. Kesimpulan
Perbezaan utama antara pelekat acuan dan ikatan dawai adalah mudah: pelekat acuan mengikat acuan semikonduktor, manakala ikatan dawai menghubungkannya secara elektrik ke bungkusan. Walau bagaimanapun, pembungkusan yang boleh dipercayai bergantung kepada lebih daripada sekadar melengkapkan dua langkah dalam susunan yang betul. Ketepatan penempatan, keserasian bahan, kebersihan permukaan, kekuatan ikatan, kawalan gelung, kelakuan terma dan kestabilan peralatan semuanya mempengaruhi hasil akhir dan kebolehpercayaan peranti.
HYRNUS menyediakan peralatan ikatan acuan dan peralatan ikatan dawai untuk pembungkusan semikonduktor, peranti optoelektronik, peranti kuasa, MEMS, litar hibrid dan aplikasi pemasangan berkaitan. Untuk pakej atau proses pengeluaran baharu, hubungi pasukan kejuruteraan kami dengan keperluan acuan, substrat, bahan, ketepatan dan kapasiti anda untuk menilai konfigurasi peralatan yang sesuai.
Soalan Lazim
Adakah pelekatan acuan sama seperti ikatan acuan?
Dalam kebanyakan konteks pemasangan semikonduktor, istilah tersebut digunakan secara bergantian. "Die attach" menekankan proses tersebut, manakala "die bonder" biasanya merujuk kepada peralatan yang digunakan untuk meletakkan dan mengikat die.
Adakah ikatan dawai sentiasa berlaku sejurus selepas acuan dipasang?
Tidak semestinya. Langkah pengawetan, pengaliran semula, pensinteran, pembersihan plasma atau pemeriksaan mungkin diperlukan di antara kedua-duanya. Walau bagaimanapun, acuan mesti dipasang dengan kukuh sebelum ikatan dawai menghadap ke atas konvensional boleh dilakukan.
Bolehkah ikatan dawai menggantikan pelekat acuan?
Tidak. Ia mempunyai fungsi yang berbeza dalam pakej ikatan dawai konvensional. Seni bina alternatif seperti cip flip atau klip kuprum boleh menggantikan ikatan dawai atau menggabungkan sambungan dan sambungan elektrik secara berbeza.
Apakah maklumat yang diperlukan sebelum memilih peralatan?
Berikan dimensi acuan dan substrat, struktur pakej, bahan ikatan, ketepatan sasaran, spesifikasi dawai atau reben, keperluan suhu proses dan daya, kapasiti yang dijangkakan dan tahap automasi.
