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तार का जोड़

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वायर बॉन्डिंग क्या है?

वायर बॉन्डिंग वह विधि है जिसके द्वारा छोटे व्यास के नरम धातु के तार की लंबाई को सोल्डर, फ्लक्स के उपयोग के बिना और कुछ मामलों में 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर की गर्मी के उपयोग के बिना संगत धातु की सतह से जोड़ा जाता है। नरम धातुओं में सोना (एयू), तांबा (सीयू), चांदी (एजी), एल्यूमीनियम (अल) और मिश्र धातु जैसे पैलेडियम-सिल्वर (पीडीएजी) और अन्य शामिल हैं।

माइक्रो इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली अनुप्रयोगों के लिए वायर बॉन्डिंग तकनीकों और प्रक्रियाओं को समझना।
वेज बॉन्डिंग तकनीक/प्रक्रियाएं: रिबन, थर्मोसोनिक बॉल और अल्ट्रासोनिक वेज बॉन्ड
वायर बॉन्डिंग विनिर्माण के दौरान एक एकीकृत सर्किट (आईसी) या समान अर्धचालक उपकरण और उसके पैकेज या लीडफ्रेम के बीच इंटरकनेक्ट बनाने की विधि है। इसका उपयोग अब आमतौर पर लिथियम-आयन बैटरी पैक असेंबली में विद्युत कनेक्शन प्रदान करने के लिए भी किया जाता है। वायर बॉन्डिंग को आम तौर पर उपलब्ध माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक इंटरकनेक्ट प्रौद्योगिकियों में सबसे अधिक लागत प्रभावी और लचीला माना जाता है, और आज उत्पादित अधिकांश अर्धचालक पैकेजों में इसका उपयोग किया जाता है। कई वायर बॉन्डिंग तकनीकें हैं, जिनमें शामिल हैं: थर्मो-कम्प्रेशन वायर बॉन्डिंग:
थर्मो-संपीड़न तार बॉन्डिंग (वेल्ड बनाने के लिए उच्च इंटरफ़ेस तापमान, आमतौर पर 300 डिग्री सेल्सियस से अधिक) के साथ एक क्लैंपिंग बल के तहत संभावित सतहों (आमतौर पर एयू) को एक साथ जोड़ना), शुरू में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक इंटरकनेक्ट के लिए 1950 के दशक में विकसित किया गया था, हालांकि यह था 60 के दशक में प्रमुख इंटरकनेक्ट तकनीक के रूप में इसकी जगह अल्ट्रासोनिक और थर्मोसोनिक बॉन्डिंग ने ले ली। थर्मो-कम्प्रेशन बॉन्डिंग आज भी विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयोग में है, लेकिन एक सफल बॉन्ड बनाने के लिए आवश्यक उच्च (अक्सर हानिकारक) इंटरफ़ेस तापमान के कारण निर्माताओं द्वारा आम तौर पर इससे परहेज किया जाता है। अल्ट्रासोनिक वेज वायर बॉन्डिंग:
1960 के दशक में अल्ट्रासोनिक वेज वायर बॉन्डिंग प्रमुख इंटरकनेक्ट पद्धति बन गई। एक साथ क्लैम्पिंग बल के साथ बॉन्डिंग टूल में उच्च आवृत्ति कंपन (एक प्रतिध्वनि ट्रांसड्यूसर के माध्यम से) के अनुप्रयोग ने एल्यूमीनियम और सोने के तारों को कमरे के तापमान पर वेल्ड करने की अनुमति दी। यह अल्ट्रासोनिक कंपन बॉन्डिंग चक्र की शुरुआत में बॉन्डिंग सतहों से दूषित पदार्थों (ऑक्साइड, अशुद्धियों आदि) को हटाने में सहायता करता है, और बॉन्ड को और विकसित करने और मजबूत करने के लिए इंटरमेटेलिक विकास को बढ़ावा देता है। बॉन्डिंग के लिए विशिष्ट आवृत्तियाँ 60 - 120 KHz हैं। अल्ट्रासोनिक वेज तकनीक में दो मुख्य प्रक्रिया प्रौद्योगिकियाँ हैं: >100μm व्यास वाले तारों के लिए बड़ी (भारी) वायर बॉन्डिंग, <75μm व्यास वाले तारों के लिए बारीक (छोटी) वायर बॉन्डिंग, विशिष्ट अल्ट्रासोनिक बॉन्डिंग चक्रों के उदाहरण यहां पाए जा सकते हैं। महीन तार के लिए और यहां बड़े तार के लिए। अल्ट्रासोनिक वेज वायर बॉन्डिंग एक विशिष्ट बॉन्डिंग टूल या "वेज" का उपयोग करती है, जो आमतौर पर प्रक्रिया आवश्यकताओं और तार व्यास के आधार पर टंगस्टन कार्बाइड (एल्यूमीनियम तार के लिए) या टाइटेनियम कार्बाइड (सोने के तार के लिए) से निर्मित होती है; विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए सिरेमिक इत्तला दे दी गई वेजेज़ भी उपलब्ध हैं। थर्मोसोनिक वायर बॉन्डिंग:
जहां पूरक हीटिंग की आवश्यकता होती है (आमतौर पर सोने के तार के लिए, 100 - 250 डिग्री सेल्सियस की सीमा में बॉन्डिंग इंटरफेस के साथ), इस प्रक्रिया को थर्मोसोनिक वायर बॉन्डिंग कहा जाता है। पारंपरिक थर्मो-संपीड़न प्रणाली की तुलना में इसके बहुत फायदे हैं, क्योंकि बहुत कम इंटरफ़ेस तापमान की आवश्यकता होती है (कमरे के तापमान पर एयू बॉन्डिंग का उल्लेख किया गया है लेकिन व्यवहार में यह अतिरिक्त गर्मी के बिना अविश्वसनीय है)। थर्मोसोनिक बॉल बॉन्डिंग:
थर्मोसोनिक वायर बॉन्डिंग का दूसरा रूप बॉल बॉन्डिंग है (यहां बॉल बॉन्ड चक्र देखें)। यह पद्धति कमियों के बिना थर्मो-संपीड़न और अल्ट्रासोनिक बॉन्डिंग दोनों में सर्वोत्तम गुणों को संयोजित करने के लिए पारंपरिक वेज डिजाइनों पर एक सिरेमिक केशिका बॉन्डिंग टूल का उपयोग करती है। थर्मोसोनिक कंपन सुनिश्चित करता है कि इंटरफ़ेस का तापमान कम रहे, जबकि पहला इंटरकनेक्ट, थर्मली-संपीड़ित बॉल बॉन्ड तार और सेकेंडरी बॉन्ड को किसी भी दिशा में रखने की अनुमति देता है, न कि पहले बॉन्ड के साथ इन-लाइन में, जो अल्ट्रासोनिक वायर बॉन्डिंग में एक बाधा है। . स्वचालित, उच्च मात्रा में निर्माण के लिए, बॉल बॉन्डर्स अल्ट्रासोनिक / थर्मोसोनिक (वेज) बॉन्डर्स की तुलना में काफी तेज़ होते हैं, जिससे थर्मोसोनिक बॉल बॉन्डिंग पिछले 50+ वर्षों से माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में प्रमुख इंटरकनेक्ट तकनीक बन गई है। रिबन बॉन्डिंग:
रिबन बॉन्डिंग, फ्लैट मेटालिक टेप का उपयोग करते हुए, दशकों से आरएफ और माइक्रोवेव इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रमुख रही है (पारंपरिक गोल तार की तुलना में रिबन सिग्नल हानि [त्वचा प्रभाव] में महत्वपूर्ण सुधार प्रदान करता है)। छोटे सोने के रिबन, आमतौर पर 75µm तक चौड़े और 25µm मोटे, एक बड़े फ्लैट-फेस वाले वेज बॉन्डिंग टूल के साथ थर्मोसोनिक प्रक्रिया के माध्यम से जोड़े जाते हैं। 2,000µm तक चौड़े और 250µm मोटे एल्यूमीनियम रिबन को भी अल्ट्रासोनिक वेज प्रक्रिया के साथ जोड़ा जा सकता है, जैसे निचले लूप, उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट की आवश्यकता बढ़ गई है।

गोल्ड बॉन्डिंग वायर क्या है?

गोल्ड वायर बॉन्डिंग वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक इंटरकनेक्शन या विद्युत प्रवाहकीय पथ बनाने के लिए सोने के तार को असेंबली में दो बिंदुओं से जोड़ा जाता है। सोने के तार के लिए लगाव बिंदु बनाने के लिए गर्मी, अल्ट्रासोनिक्स और बल सभी को नियोजित किया जाता है। लगाव बिंदु बनाने की प्रक्रिया तार बंधन उपकरण, केशिका की नोक पर एक सोने की गेंद के गठन के साथ शुरू होती है। उपकरण के साथ अनुप्रयोग-विशिष्ट मात्रा में बल और 60kHz - 152kHz की अल्ट्रासोनिक गति की आवृत्ति दोनों को लागू करते हुए इस गेंद को गर्म असेंबली सतह पर दबाया जाता है। एक बार पहला बंधन बन जाने के बाद, तार को कसकर नियंत्रित किया जाएगा असेंबली की ज्यामिति के लिए उपयुक्त लूप आकार बनाने का तरीका। दूसरा बंधन, जिसे अक्सर सिलाई के रूप में जाना जाता है, तार के साथ दबाकर और बंधन पर तार को फाड़ने के लिए क्लैंप का उपयोग करके दूसरी सतह पर बनाया जाता है।

सोने के तार का बंधन पैकेजों के भीतर एक इंटरकनेक्शन विधि प्रदान करता है जो अत्यधिक विद्युत प्रवाहकीय है, लगभग कुछ सोल्डरों की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम है। इसके अलावा, सोने के तारों में अन्य तार सामग्रियों की तुलना में उच्च ऑक्सीकरण सहनशीलता होती है और वे अन्य की तुलना में नरम होते हैं, जो संवेदनशील सतहों के लिए आवश्यक है।
असेंबली की ज़रूरतों के आधार पर प्रक्रिया भी भिन्न हो सकती है। संवेदनशील सामग्रियों के साथ, घटक की सतह को नुकसान से बचाने के लिए मजबूत बंधन और "नरम" बंधन दोनों बनाने के लिए दूसरे बंधन क्षेत्र पर एक सोने की गेंद रखी जा सकती है। तंग जगहों के साथ, एक गेंद को दो बांडों के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे "वी" आकार का बंधन बनता है। जब तार के बंधन को अधिक मजबूत बनाने की आवश्यकता होती है, तो सुरक्षा बंधन बनाने के लिए एक गेंद को सिलाई के ऊपर रखा जा सकता है, जिससे तार की स्थिरता और ताकत बढ़ जाती है। वायर बॉन्डिंग के कई अलग-अलग अनुप्रयोग और विविधताएँ लगभग असीमित हैं और इन्हें पालोमर के वायर बॉन्ड सिस्टम पर स्वचालित सॉफ़्टवेयर के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।