Die-Befestigung und Drahtbonden – Wie „festigt“ sich ein Chip in seinem Gehäuse?

I. Die-Attach-Prozess: Eutektisches Bonden vs. leitfähiger Klebstoff

Das Gehäuse ist fertig – wie kommt der Chip rein? Der erste Schritt ist die Die-Attach – die Befestigung des Chips auf der Montagefläche des Headers, sodass der Chip und das Gehäuse thermische, elektrische und mechanische Verbindungen bilden. Die beiden gängigen Methoden in der Branche haben jeweils ihre Rolle:

Eutektisches Bonden – verwendet Au-Sn (Gold-Zinn-Eutektikum) oder Au-Ge-Lot, um den Chip an die Montagefläche zu löten. Es bietet eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und hohe Festigkeit und ist der Standard für Hochleistungslaser. Die vergoldeten metallisierten Montageflächen der TO56-, BTF-14PIN- und anderen Stiftleisten von Xuri sind genau darauf ausgelegt, die Benetzungsanforderungen des eutektischen Bondens zu erfüllen.

Leitfähiger Klebstoff – mit Silber gefülltes Epoxidharz. Seine Prozesstemperatur ist niedriger als beim eutektischen Bonden und die Restspannung ist gering, wodurch es für temperaturempfindliche Geräte geeignet ist, aber seine Wärmeleitfähigkeit beträgt nur ein Zehntel der des eutektischen Bondens.

Die Auswahllogik ist einfach: Schauen Sie sich die Leistung an. Je höher der Leistungs- und Wärmeableitungsbedarf ist, desto stärker wird die eutektische Bindung bevorzugt.

II. Drahtbonden: Golddraht oder Aluminiumdraht?

Der Chip ist angebracht – wie kommen nun die elektrischen Signale heraus? Durch Drahtbonden – Verwendung feiner Metalldrähte, um die Chip-Elektroden mit den Stiftleisten zu verbinden. Jedes der beiden Drahtmaterialien hat sein eigenes Territorium:

Golddraht – hervorragende Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohe Haftfestigkeit machen ihn zur ersten Wahl für hermetische Verpackungen. Thermosonic-Bonding erfordert Erhitzen, und der Gold-Ball-Bonding-Prozess ist ausgereift und stabil.

Aluminiumdraht – kostengünstig; Das Ultraschallbonden erfordert keine Erwärmung und ist für Hochstromanwendungen geeignet.

Die Qualität der Bindung wird anhand von zwei Schlüsselparametern beurteilt: Zugfestigkeit und Scherfestigkeit der Bindung. Eine schlechte Verklebung ist die häufigste Ursache für interne Öffnungen und Kurzschlüsse in Verpackungen – weshalb das Erscheinungsbild der Verklebung vor dem Versand fertiger Produkte zu 100 % überprüft werden muss.

[Nächste Folge] Nächstes Mal: ​​die „Klimaanlage“ im Butterfly-Paket – wie der TEC den Laserchip kühlt.

[Glossar]

1. Die-Attach : Der Prozess der Befestigung eines Chips auf der Montageoberfläche des Headers, der normalerweise durch eutektisches Bonden oder leitfähigen Klebstoff erreicht wird

2. Eutectic Die Attach : Ein Die-Attach-Prozess, der bei der Temperatur des eutektischen Punktes mit eutektischem Legierungslot durchgeführt wird und eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit bietet

3. Wire Bonding : ein elektrischer Verbindungsprozess, der Chipelektroden über feine Metalldrähte mit externen Pins verbindet

4. Thermosonic Bonding : eine Bonding-Methode, die Wärme, Ultraschallenergie und Druck kombiniert; das Standardverfahren für das Golddrahtbonden