Solusi

IKATAN KAWAT

LEMBAR FAKTA DASAR PENGETAHUAN

Apa itu Ikatan Kawat?

Ikatan kawat adalah metode di mana kawat logam lunak berdiameter kecil dilekatkan pada permukaan logam yang kompatibel tanpa menggunakan solder, fluks, dan dalam beberapa kasus dengan menggunakan panas di atas 150 derajat Celcius. Logam lunak antara lain Emas (Au), Tembaga (Cu), Perak (Ag), Aluminium (Al) dan paduan seperti Paladium-Perak (PdAg) dan lain-lain.

Memahami Teknik dan Proses Ikatan Kawat untuk Aplikasi Perakitan Mikro Elektronik.
Teknik / Proses Ikatan Baji: Pita, Bola Termosonik & Ikatan Baji Ultrasonik
Ikatan kawat adalah metode membuat interkoneksi antara sirkuit terpadu (IC) atau perangkat semikonduktor serupa dan paket atau kerangka utamanya selama pembuatan. Sekarang ini juga biasa digunakan untuk menyediakan sambungan listrik pada rakitan paket baterai Lithium-ion. Ikatan kawat umumnya dianggap sebagai teknologi interkoneksi mikroelektronik yang paling hemat biaya dan fleksibel, dan digunakan di sebagian besar paket semikonduktor yang diproduksi saat ini. Ada beberapa teknik pengikatan kawat, yang terdiri dari: Pengikatan Kawat Termo-Kompresi:
Ikatan kawat termo-kompresi (menggabungkan permukaan yang mungkin (biasanya Au) bersama-sama di bawah gaya penjepit dengan suhu antarmuka tinggi, biasanya lebih besar dari 300°C, untuk menghasilkan las), pada awalnya dikembangkan pada tahun 1950-an untuk interkoneksi mikroelektronika, namun hal ini kemudian dikembangkan pada tahun 1950-an untuk interkoneksi mikroelektronika. dengan cepat digantikan oleh ikatan Ultrasonik & Termosonik di tahun 60an sebagai teknologi interkoneksi yang dominan. Ikatan termo-kompresi masih digunakan untuk aplikasi khusus saat ini, namun umumnya dihindari oleh produsen karena suhu antarmuka yang tinggi (seringkali merusak) yang diperlukan agar ikatan berhasil. Ikatan Kawat Baji Ultrasonik:
Pada tahun 1960-an, ikatan kawat ultrasonik menjadi metodologi interkoneksi yang dominan. Penerapan getaran frekuensi tinggi (melalui transduser beresonansi) ke alat pengikat dengan gaya penjepitan simultan, memungkinkan kabel Aluminium dan Emas dilas pada suhu kamar. Getaran ultrasonik ini membantu menghilangkan kontaminan (oksida, kotoran, dll.) dari permukaan ikatan pada awal siklus ikatan, dan mendorong pertumbuhan intermetalik untuk mengembangkan dan memperkuat ikatan lebih lanjut. Frekuensi tipikal untuk pengikatan adalah 60 – 120 KHz. Teknik irisan ultrasonik memiliki dua teknologi proses utama: Pengikatan kawat besar (berat) untuk kabel berdiameter >100µm Ikatan kawat halus (kecil) untuk kabel berdiameter <75µmContoh siklus pengikatan ultrasonik tipikal dapat ditemukan di sini untuk kawat halus dan di sini untuk kawat besar. Pengikatan kawat baji ultrasonik menggunakan alat pengikat khusus atau “baji”, biasanya dibuat dari Tungsten Carbide (untuk kawat Aluminium) atau Titanium Carbide (untuk kawat Emas) tergantung pada persyaratan proses dan diameter kawat; irisan berujung keramik untuk aplikasi berbeda juga tersedia. Ikatan Kawat Termonik:
Jika pemanasan tambahan diperlukan (biasanya untuk kawat Emas, dengan antarmuka pengikatan pada kisaran 100 – 250°C), prosesnya disebut pengikatan kawat Termosonik. Hal ini memiliki keuntungan besar dibandingkan sistem termo-kompresi tradisional, karena diperlukan suhu antarmuka yang jauh lebih rendah (ikatan Au pada suhu kamar telah disebutkan tetapi dalam praktiknya tidak dapat diandalkan tanpa panas tambahan). Ikatan Bola Termosonik:
Bentuk lain dari ikatan kawat Termosonik adalah Ikatan Bola (lihat siklus ikatan bola di sini). Metodologi ini menggunakan alat pengikat kapiler keramik di atas desain irisan tradisional untuk menggabungkan kualitas terbaik dalam ikatan termo-kompresi dan ultrasonik tanpa kekurangan. Getaran termosonik memastikan suhu antarmuka tetap rendah, sedangkan interkoneksi pertama, ikatan bola terkompresi termal memungkinkan kawat dan ikatan sekunder ditempatkan ke segala arah, tidak sejajar dengan ikatan pertama, yang merupakan kendala dalam ikatan kawat ultrasonik . Untuk produksi otomatis dan bervolume tinggi, pengikat bola jauh lebih cepat dibandingkan pengikat Ultrasonik / Termosonik (Baji), menjadikan pengikat bola Termosonik sebagai teknologi interkoneksi yang dominan dalam mikroelektronika selama lebih dari 50 tahun terakhir. Ikatan Pita:
Ikatan pita, menggunakan pita logam datar, telah dominan dalam elektronik RF dan Microwave selama beberapa dekade (pita memberikan peningkatan yang signifikan dalam kehilangan sinyal [efek kulit] dibandingkan kawat bundar tradisional). Pita Emas Kecil, biasanya dengan lebar hingga 75µm dan tebal 25µm, diikat melalui proses Termosonik dengan alat pengikat baji berwajah datar yang besar. Pita aluminium dengan lebar hingga 2.000µm dan tebal 250µm juga dapat diikat dengan proses irisan Ultrasonik, sebagai persyaratan untuk loop rendah, interkoneksi kepadatan tinggi telah meningkat.

Apa itu kawat pengikat emas?

Ikatan kawat emas adalah proses di mana kawat emas dilekatkan pada dua titik dalam suatu rakitan untuk membentuk interkoneksi atau jalur penghantar listrik. Panas, ultrasonik, dan gaya semuanya digunakan untuk membentuk titik-titik penempelan kawat emas. Proses pembuatan titik penempelan diawali dengan pembentukan bola emas di ujung alat pengikat kawat, yaitu kapiler. Bola ini ditekan pada permukaan rakitan yang dipanaskan sambil menerapkan sejumlah gaya khusus aplikasi dan frekuensi gerakan ultrasonik 60kHz - 152kHz dengan alat tersebut. Setelah ikatan pertama dibuat, kawat akan dimanipulasi dengan kontrol yang ketat. cara untuk membentuk bentuk lingkaran yang sesuai untuk geometri rakitan. Ikatan kedua yang sering disebut dengan jahitan, kemudian dibentuk pada permukaan lainnya dengan cara menekan menggunakan kawat dan menggunakan penjepit untuk merobek kawat pada ikatan tersebut.

Pengikatan kawat emas menawarkan metode interkoneksi dalam paket yang sangat konduktif secara elektrik, hampir satu urutan besarnya lebih besar daripada beberapa solder. Selain itu, kabel emas memiliki toleransi oksidasi yang tinggi dibandingkan bahan kawat lainnya dan lebih lembut daripada kebanyakan bahan kawat lainnya, sehingga penting untuk permukaan sensitif.
Prosesnya juga dapat bervariasi berdasarkan kebutuhan perakitan. Dengan material yang sensitif, bola emas dapat ditempatkan pada area pengikatan kedua untuk menciptakan ikatan yang lebih kuat dan ikatan yang “lebih lembut” untuk mencegah kerusakan pada permukaan komponen. Dengan ruang yang sempit, satu bola dapat digunakan sebagai titik awal untuk dua ikatan, membentuk ikatan berbentuk “V”. Jika ikatan kawat perlu lebih kuat, bola dapat ditempatkan di atas jahitan untuk membentuk ikatan pengaman, sehingga meningkatkan stabilitas dan kekuatan kawat. Banyaknya aplikasi dan variasi yang berbeda pada pengikatan kawat hampir tidak terbatas dan dapat dicapai melalui penggunaan perangkat lunak otomatis pada sistem pengikatan kawat Palomar.