Технологическое оборудование для микроэлектроники
8 (800) 700-08-45
+7 (812) 240-00-78     

Микросварка

После операции монтажа кристаллов возникает необходимость формирования электрического соединения между их контактными площадками и выводами изделия. Электрические соединения формируются с помощью проволочных или ленточных перемычек. Для данной операции используют установки микросварки.
 
На сегодняшний день наибольшую популярность в производстве изделий микроэлектроники находят способы ультразвуковой (УЗС) и тремозвуковой микросварки, а основными материалами проводников являются золото (Au) и алюминий (Al), также интенсивно идет внедрение медной (Copper или Cu) проволоки. 
 
Принцип УЗС основан на приложении к области интерфейса проволоки и контактной площадки механических колебаний высокой частоты (~70 – 100 кГц) при одновременном воздействии давления в течение определенного периода времени. В результате высокочастотного трения соприкасающиеся поверхности деформируются, разогреваются и освобождаются от оксидных пленок. В результате происходит соединение материалов проволоки и контактной площадки на атомарном уровне. Во время процесса УЗС крайне важно обеспечить максимально возможную фиксацию области, на которую происходит присоединение проволоки, чтобы обеспечить эффективную передачу энергии УЗ колебания через инструмент в область интерфейса.
 
В случае УЗС контролируемыми параметрами являются: мощность ультразвука, давление и время. Такой способ удобен для тех случаев, когда нагрев компонентов невозможен. В случае термозвуковой микросварки к перечисленным 3 параметрам добавляется температура нагрева подложки.
 
Существует два метода УЗС и термозвуковой микросварки: метод «шарик-клин» (диаметр проволоки 17 - 65 мкм) и «клин-клин» (диаметр проволоки от 17 – 75 мкм для случая микросварки тонкой проволокой, 75 - 500 мкм для случая микросварки толстой проволокой).
 

микросварка шарик-клин

микросварка шарик-клин

микросварка клин-клин

микросварка клин-клин

 

В случае метода «шарик-клин» инструментом выступает керамический (Al2O3) капилляр, в случае «клин-клин» - клин, выполненный из твердого сплава (напр. карбид вольфрама).
 
Для разварки методом «шарик-клин» в качестве материала проволоки в основном используется золото, также ведутся работы по внедрению и отладке процесса разварки «шарик-клин» медью (Copper wire bonding) для массового производства. Алюминий для процесса «шарик-клин» не используется, хотя безуспешные попытки использовать его для проведения стабильного процесса микросварки «шариком» предпринимались в 80е годы.
 
Для разварки методом «клин-клин» в качестве материала проволоки может использоваться золото, алюминий, медь.
 
Улучшить качество и повторяемость процесса микросварки возможно при использовании плазменной активации и очистки поверхности. Для оценки и контроля качества процесса микросварки используются установки тестирования микросоединений на сдвиг и отрыв
Установка WB-100-1 разработана как ручных установка микросварки для исследовательских лабораторий и небольших производств. Ее настольное исполнение позволяют легко устанавливать, транспортировать и работать на установке.
Установка WB-100-2 разработана как ручная установка микросварки для исследовательских лабораторий и небольших производств. Ее настольное исполнение позволяют легко устанавливать, транспортировать и работать на установке.
200 серия – это новое поколение программируемых настольных установок микросварки от JFP с возможностью формирования точки сварки при помощи вертикальной цифровой камеры с настраиваемым видео фокусом  (разварка с мелким шагом, разновысотная разварка) в позиции цифрового перекрестия на мониторе.
Установка предназначена для микросварки методом шарик-клин золотой проволокой толщиной от 20 мкм до 51 мкм и оснащается функцией распознавания образов (Pattern Recognition) – машинным зрением. В установке имеется обширная библиотека с различными параметрами сварки для отдельной перемычки.
В установке имеется обширная библиотека с различными параметрами сварки для отдельной перемычки. Установка 7800 обладает рабочим полем 100 х 93 мм и позволяет разваривать пластины размером 60х48, 30х24, часто используемые в гибридных СВЧ микросборках.
Серия 53XX компании Delvotec представлена ручными установками микросварки, которые позволяют проводить термозвуковую и ультразвуковую-термокомпрессионную сварку. Установки данной серии являются незаменимым инструментом при мелкосерийном производстве, а также различных ремонтных работах.
Установка тестирования позволяет проводить тестирование качества сварных соединений методом разрыва, скручивания или захвата крючком (возможен также неразрушающий метод контроля), кроме того возможно тестирование паяных / клееных соединений кристалла с подложкой методом сдвига (разрушающий или не
Серия 56XX компании Delvotec представлена полуавтоматическими установками микросварки. Модели серии 56ХХ строятся на одной платформе, которая оснащается сменными головками.
Серия 58 представлена автоматическими установками микросварки, построеными на одной платформе, которая оснащается сменными головками. Это позволяет проводить сварку методами шарик-клин, клин-клин, разварку лентой (в том числе толстой) и толстой проволокой.