Soluzioak

KABLEEN LOTURA

EZAGUTZA OINARRIKO INFORMAZIO ORRIA

Zer da hari-lotura?

Hari bidezko lotura diametro txikiko metalezko hari bigun baten zati bat gainazal metaliko bateragarri bati lotzeko metodoa da, soldadurarik, fluxik eta, kasu batzuetan, 150 gradu Celsius-tik gorako beroa erabili gabe. Metal bigunen artean daude urrea (Au), kobrea (Cu), zilarra (Ag), aluminioa (Al) eta paladio-zilarra (PdAg) bezalako aleazioak eta beste batzuk.

Mikroelektronikako muntaketa aplikazioetarako hari-lotura teknikak eta prozesuak ulertzea.
Ziri-lotura teknikak / prozesuak: zinta, bola termosonikoa eta ziri-lotura ultrasonikoa
Hari bidezko lotura zirkuitu integratu (IC) edo antzeko erdieroale gailu baten eta bere paketearen edo leadframearen arteko interkonexioak egiteko metodoa da fabrikazioan zehar. Gaur egun, litio-ioizko bateria multzoetan konexio elektrikoak egiteko ere erabiltzen da. Hari bidezko lotura, oro har, eskuragarri dauden mikroelektronikako interkonexio teknologien artean kostu-eraginkorrena eta malguena dela uste da, eta gaur egun ekoizten diren erdieroale pakete gehienetan erabiltzen da. Hari bidezko lotura teknika ugari daude, besteak beste: Termo-konpresiozko hari bidezko lotura:
Termo-konpresio bidezko alanbre-lotura (gainazal probableekin (normalean Au) elkartzea, interfazearen tenperatura altuekin, normalean 300 °C-tik gorakoak, soldadura bat sortzeko), hasieran 1950eko hamarkadan garatu zen mikroelektronikako interkonexioetarako, baina 60ko hamarkadan lotura ultrasoniko eta termosonikoek ordezkatu zuten interkonexio-teknologia nagusi gisa. Termo-konpresio bidezko lotura oraindik ere erabiltzen da aplikazio espezifikoetarako, baina fabrikatzaileek normalean saihesten dute lotura arrakastatsua egiteko beharrezkoak diren interfazearen tenperatura altuak (askotan kaltegarriak) direla eta. Ultrasoinu bidezko ziri-alanbre-lotura:
1960ko hamarkadan, ultrasoinu bidezko ziri-harien lotura bihurtu zen interkonexio metodologia nagusia. Maiztasun handiko bibrazio bat (erresonantzia-transduktore baten bidez) lotura-tresnari aplikatzeak, aldi berean finkatzeko indar batekin, aluminiozko eta urrezko hariak giro-tenperaturan soldatzea ahalbidetu zuen. Ultrasoinu bibrazio honek kutsatzaileak (oxidoak, ezpurutasunak, etab.) kentzen laguntzen du lotura-zikloaren hasieran lotura-gainazaletatik, eta hazkunde intermetalikoa sustatzen du lotura gehiago garatu eta indartzeko. Loturarako maiztasun tipikoak 60 - 120 KHz dira. Ultrasoinu bidezko ziri teknikak bi prozesu-teknologia nagusi ditu: Hari handien (astunaren) lotura >100µm-ko diametroko harietarako Hari finaren (txikiaren) lotura <75µm-ko diametroko harietarako Ultrasoinu bidezko lotura-ziklo tipikoen adibideak hemen aurki daitezke hari finetarako eta hemen hari handietarako. Ultrasoinu bidezko ziri-harien loturak lotura-tresna edo "ziri" espezifiko bat erabiltzen du, normalean wolframio karburoz (aluminiozko harirako) edo titanio karburoz (urrezko harirako) eraikia, prozesuaren eskakizunen eta hari-diametroen arabera; Aplikazio desberdinetarako zeramikazko puntadun ziriak ere eskuragarri daude. Hari termosoniko bidezko lotura:
Berokuntza osagarria behar denean (normalean urrezko alanbrearentzat, 100 eta 250 °C arteko lotura-interfazeekin), prozesuari alanbre-lotura termosonikoa deritzo. Honek abantaila handiak ditu termo-konpresio sistema tradizionalarekin alderatuta, interfazearen tenperatura askoz baxuagoak behar baitira (giro-tenperaturan Au lotura aipatu da, baina praktikan ez da fidagarria bero gehigarririk gabe). Bola Lotura Termsonikoa:
Beste lotura termosoniko mota bat Bola Lotura da (ikus hemen bola lotura zikloa). Metodologia honek zeramikazko kapilar lotura tresna bat erabiltzen du ziri diseinu tradizionalen gainetik, termo-konpresioko eta ultrasoinu loturako ezaugarri onenak konbinatzeko, eragozpenik gabe. Bibrazio termosonikoak interfazearen tenperatura baxua mantentzen duela ziurtatzen du, eta lehenengo interkonexioak, termikoki konprimitutako bola loturak, kablea eta bigarren lotura edozein norabidetan jartzea ahalbidetzen du, lehenengo loturarekin lerrokatuta ez, eta hori muga bat da ultrasoinu bidezko hari loturan. Bolumen handiko fabrikazio automatikorako, bola lotura makinak askoz azkarragoak dira Ultrasoinu / Termosoin (Ziri) lotura makinak baino, eta horrek bola lotura termosonikoa mikroelektronikan azken 50 urteotan nagusi den interkonexio teknologia bihurtu du. Zinta Lotura:
Zinta-lotura, zinta metaliko lauak erabiliz, hamarkadetan zehar nagusi izan da RF eta mikrouhin elektronikan (zintak seinale-galeran [azal-efektua] hobekuntza nabarmena eskaintzen du alanbre biribil tradizionalarekin alderatuta). Urrezko zinta txikiak, normalean 75 µm zabal eta 25 µm lodi artekoak, prozesu termosoniko baten bidez lotzen dira, aurpegi lauko ziri-lotura tresna handi batekin. 2.000 µm zabal eta 250 µm lodi arteko aluminiozko zintak ere lotu daitezke ultrasoinu-ziri prozesu batekin, begizta txikiagoko eta dentsitate handiko interkonexioen beharra handitu baita.

Zer da urrezko lotura-haria?

Urrezko hari bidezko lotura urrezko haria muntaketa bateko bi puntutara lotzen den prozesua da, interkonexio bat edo bide elektriko eroale bat osatzeko. Beroa, ultrasoinuak eta indarra erabiltzen dira urrezko hariaren lotura puntuak osatzeko. Lotura puntua sortzeko prozesua hari lotura tresnaren puntan, kapilar batean, urrezko bola bat eratuz hasten da. Bola hau muntaketa gainazal berotuan sakatzen da, aplikazioaren araberako indar kopuru bat eta 60kHz - 152kHz-ko maiztasuneko mugimendu ultrasonikoa tresnarekin aplikatuz. Lehenengo lotura egin ondoren, haria modu kontrolatuan manipulatuko da muntaketaren geometriarentzat begizta forma egokia osatzeko. Bigarren lotura, askotan puntua deitzen zaiona, beste gainazalean eratzen da, hariarekin sakatuz eta pintza bat erabiliz haria loturan urratuz.

Urrezko hari bidezko loturak paketeen barruko interkonexio metodo bat eskaintzen du, eroale elektriko oso handia dena, soldadura batzuek baino magnitude ordena bat gehiago ia. Gainera, urrezko hariek oxidazio-tolerantzia handia dute beste hari-material batzuekin alderatuta, eta gehienak baino bigunagoak dira, eta hori ezinbestekoa da gainazal sentikorretarako.
Prozesua muntaiaren beharren arabera ere alda daiteke. Material sentikorrekin, urrezko bola bat jar daiteke bigarren lotura-eremuan lotura sendoagoa eta "leunagoa" sortzeko, osagaiaren gainazala kaltetzea saihesteko. Leku estuetan, bola bakarra erabil daiteke bi loturetarako abiapuntu gisa, "V" formako lotura bat osatuz. Alanbre-lotura sendoagoa izan behar denean, bola bat jar daiteke puntada baten gainean segurtasun-lotura bat osatzeko, alanbrearen egonkortasuna eta indarra handituz. Alanbre-loturaren aplikazio eta aldaera ugari ia mugagabeak dira eta Palomarren alanbre-lotura sistemetako software automatizatua erabiliz lor daitezke.