Основные типы материалов для скрепления проводов

Введение

При производстве полупроводников скрепление проводов обеспечивает электрические соединения между микросхемами и внешними цепями. Выбор материала проволоки очень важен, поскольку он влияет на качество соединения, электрические характеристики и долговременную надежность полупроводниковых устройств. В этой статье мы расскажем о наиболее распространенных материалах проводов, используемых для соединения проводов, включая золотые провода, позолоченные провода, медные провода и провода из медных сплавов.

Что такое скрепление проводов?

Под склеиванием проводов понимается процесс создания электрических и механических соединений между полупроводниковыми устройствами (такими как интегральные схемы и транзисторы) и внешними схемами. Основная цель склеивания проводов - обеспечить стабильное и надежное соединение между микросхемой и выводами корпуса или подложкой, что позволяет обеспечить надлежащую передачу сигнала и функциональность устройства.

1. Распространенные методы скрепления проводов:

Скрепление проводов - это процесс, используемый для создания электрических соединений между микросхемой и ее корпусом или между двумя микросхемами. Основными видами соединения проводов являются:

• Ball Bonding:

Этот метод предполагает формирование шарика на конце провода с помощью нагрева, а затем силовое прижатие его к соединительной площадке. Это наиболее распространенная техника соединения проводов, используемая с золотыми или медными проводами. Шариковое соединение предпочтительно для высокоскоростных приложений благодаря своей простоте и надежности.

• Клиновое соединение:

Вместо шарика создается клиновидное соединение путем вдавливания проволоки в поверхность под углом с использованием ультразвуковой энергии. Клиновое соединение часто используется для алюминиевых проводов и больше подходит для устройств с мелким шагом и меньших размеров, особенно в условиях ограниченного пространства.

• Компланарное соединение:

В этой технике используется податливый или мягкий слой для поглощения напряжений и улучшения целостности соединения, особенно при склеивании разнородных материалов. Она менее распространена, но эффективна в тех случаях, когда несоответствие теплового расширения может привести к разрушению соединения.

Каждый класс имеет свои особенности применения и преимущества в зависимости от материалов, окружающей среды и желаемых характеристик.

2. Основные функции соединения проводов:

Соединение проводов напрямую влияет на производительность, надежность и долговечность электронных изделий благодаря следующим характеристикам.

- Электрическая соединяемость: Обеспечивает беспрепятственную передачу электрических сигналов между полупроводниковым чипом и печатной платой.

- Механическая стабильность: Обеспечивает физическую поддержку микросхемы, помогая ей противостоять вибрациям, изменениям температуры и другим факторам окружающей среды.

- Терморегулирование: Помогает отводить тепло, выделяемое в процессе работы, через соединительные провода и соединения, поддерживая стабильную работу устройства.

Основные типы материалов для скрепления проводов

1. золотая проволока

Золотая проволока широко используется для скрепления проводов благодаря своей превосходной электропроводности и высокой коррозионной стойкости. Простота соединения делает ее надежным выбором для высоконадежных применений, таких как аэрокосмическая промышленность и передовая электроника, где точность и долговечность имеют жизненно важное значение.

- Преимущества: Золотая проволока обладает превосходной электропроводностью, отличной устойчивостью к коррозии и высокой надежностью при термическом и ультразвуковом склеивании.

- Области применения: Она широко используется в интегральных схемах (ИС), светоизлучающих диодах (СИД) и солнечных батареях.

Золотую проволоку обычно выбирают для использования в средах, где важны долговечность и устойчивость к суровым условиям. Однако высокая стоимость золота подтолкнула к поиску более доступных альтернатив.

2. Проволока с золотым напылением

Позолоченная проволока представляет собой более экономичную альтернативу проволоке из чистого золота. Как правило, она имеет медную или серебряную жилу, покрытую тонким слоем золота. Такая комбинация обеспечивает многие преимущества золота, такие как коррозионная стойкость, при сохранении прочности и более низкой стоимости материала сердечника.

- Преимущества: Позолоченная проволока стоит дешевле, чем проволока из чистого золота, но при этом сохраняет хорошую проводимость и коррозионную стойкость.

- Применение: Обычно используется в бытовой электронике, автомобильной электронике и других схемах средней надежности.

Промышленность, где требуется умеренная надежность и чувствительность к затратам, часто предпочитает позолоченную проволоку, поскольку она обеспечивает баланс между производительностью и доступностью.

3. Медный провод

Медная проволока стала популярной альтернативой золотой проволоке при соединении проводов благодаря своей превосходной электро- и теплопроводности в сочетании с гораздо более низкой стоимостью. Она становится все более предпочтительной в крупносерийном производстве, где экономическая эффективность имеет решающее значение.

- Преимущества: Медная проволока обладает высокой электро- и теплопроводностью и значительно более доступна по цене, чем золотая. Она особенно подходит для мощных устройств.

- Области применения: Медная проволока широко используется в силовых транзисторах, упаковке микросхем и силовых модулях.

Превосходная теплопроводность медной проволоки делает ее отличным выбором для устройств, выделяющих значительное количество тепла, поскольку она помогает эффективно рассеивать тепло и повышает надежность устройства.

4. Проволока из медного сплава

Проволока из медных сплавов изготавливается из меди, смешанной с небольшим количеством других металлов для повышения механической прочности и износостойкости. Этот тип проволоки используется в тех случаях, когда требуется высокая прочность без ущерба для электрических характеристик.

- Преимущества: Проволока из медного сплава прочнее чистой меди, обладает хорошей износостойкостью и обеспечивает достаточную проводимость для высокочастотных применений.

- Применение: Обычно используется в высокочастотных компонентах, силовой электронике и сложных полупроводниковых корпусах.

Проволока из медного сплава часто выбирается для полупроводниковых устройств, которые подвергаются значительным механическим нагрузкам или частому электрическому циклированию. Это обеспечивает долговременную надежность устройства.

Заключение

Выбор материалов для соединения проводов определяет производительность, долговечность и экономическую эффективность конечного полупроводникового продукта. Золотая проволока остается предпочтительным материалом для высоконадежных приложений, в то время как проволока из меди и медных сплавов обеспечивает отличные характеристики при меньшей стоимости, особенно для мощных и высокочастотных устройств. Позолоченная проволока, с другой стороны, обеспечивает баланс между производительностью и доступной ценой в приложениях средней надежности.

Stanford Advanced Materials (SAM) предлагает широкий ассортимент высококачественной проволочной продукции, известной своей исключительной чистотой, точностью и надежностью. Независимо от того, используете ли вы драгоценные металлы, цветные металлы или тугоплавкие сплавы, наши проволоки обеспечивают превосходную прочность, гибкость и долговечность. Для получения более подробной информации посетите нашу домашнюю страницу.