Materiais de Ligação Die-to-Package de Semicondutores

Os materiais de ligação die-to-package são materiais metálicos de interconexão usados para estabelecer conexões elétricas entre chips pads e substratos de embalagem, leadframes ou terminais de energia. Eles incluem principalmente fios de ligação redondos e fitas retangulares de colagem.

A Chalco pode fornecer fio de colagem de ouro, fio de cobre, fio de alumínio, fio de liga de prata e fita de adesão. Os materiais podem ser adaptados à estrutura do embale, metalização de pads, requisitos de transporte de corrente, processo de ligação e confiabilidade.

Esses produtos são adequados para embalagens de CI, LED, dispositivo discreto, IGBT, SiC e módulos de potência. Diâmetro do fio, dimensões da fita, carga de ruptura, alongamento, composição de ligas e sistemas de revestimento podem ser personalizados.

Selecionando materiais para um novo projeto de embalagem ou avaliando uma alternativa ao seu fio de colagem atual? Envie o material atual, diâmetro do fio, metalização da base, tipo de embalagem e informações sobre equipamentos de colagem. A Chalco pode ajudar a encontrar um material de colagem adequado.

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Gama de materiais de colagem para embalagens de semicondutores

Os materiais de interconexão die-to-package da Chalco são principalmente divididos em fios de ligação e fitas de ligação. Fios de colagem são adequados para locais de ligação finos, circuitos complexos e embalagens automatizadas de alto volume, enquanto fitas de colagem oferecem uma área de contato maior e são usadas principalmente para conexões de alta corrente em dispositivos de energia.

Fio de ligação para embalagem de semicondutores

Fio de colagem para embalagem de semicondutores é um fio metálico fino usado para conectar chips pads a substratos de embalagem, leadframes ou terminais de dispositivo e estabelecer interconexões elétricas dentro do pacote. Composição do fio, diâmetro, carga de ruptura e alongamento afetam a formação da bola, controle do laço, resistência da ligação e confiabilidade do encapsulamento.

A Chalco pode fornecer fios de colagem de cobre, alumínio, ouro e prata. O diâmetro do fio e as propriedades mecânicas podem ser adaptados ao tipo de embalagem, material da almofada e equipamentos de colagem.

Precisa de uma comparação mais clara entre fios de colagem de ouro, prata, cobre e alumínio em termos de desempenho, processo, custo e embalagens adequadas? Leia "Comparação de fios de colagem de ouro, prata, cobre e alumínio" para escolher um material mais adequado para seu projeto.

Fita de colagem para embalagens de semicondutores

Fita de colagem para embalagens semicondutoras é um material retangular de interconexão metálica com grande área de contato, baixo perfil de conexão e baixa indutância parasita. É usada principalmente em dispositivos de energia e pacotes de alta frequência. A Chalco pode fornecer fitas de adesão de alumínio, ouro, cobre e prata com bordas lisas e sem rebarbas evidentes, adequadas para colagem ultrassônica em temperatura ambiente.

Fio de colagem vs fita de colagem

O fio de ligação tem seção transversal arredondada e é adequado para almofadas de passo fino, laços complexos e interconexões multidirecionais. A fita de colagem possui seção transversal retangular e pode fornecer uma área de contato maior dentro de espaço limitado, tornando-a mais adequada para conexões de alta corrente e perfil baixo.

O fio de colagem oferece maior flexibilidade de roteamento e é adequado para pads pequenos, inclinações estreitas e caminhos de conexão complexos. A fita de colagem foca mais na área de contato, capacidade de transporte de corrente e uso de espaço em pacotes de energia. A escolha final também deve considerar dimensões da pad, corrente de operação, altura do loop, equipamentos de ligação e especificações da ferramenta.

Para uma comparação mais detalhada de seus processos, desempenho e aplicações, veja: Ligação por fio vs ligação em fita

Principais vantagens dos materiais de união matriz-embalagem

Fios e fitas de ligação podem estabelecer interconexões estáveis entre chippads e portadores de pacotes. Diferentes materiais, dimensões e estruturas podem atender a requisitos que vão desde transmissão de sinal de passo fino até conexões de alta corrente em dispositivos de energia.

• Alta condutividade elétrica e térmica: Ligas de ouro, cobre, alumínio e prata proporcionam boa condutividade elétrica, ajudando a reduzir a resistência de interconexão e melhorar a transferência de calor dentro do dispositivo.
• Compatível com diferentes estruturas de encapsulamento: Fio fino de ligação é adequado para layouts de alta densidade, pequenas almofadas e laços complexos, enquanto fios pesados e fitas de ligação são adequados para IGBT, SiC e módulos de potência.
• Seleção flexível de materiais: Fio de ouro enfatiza a estabilidade do processo, fio de cobre equilibra condutividade e custo, fio de alumínio é adequado para ligação ultrassônica em cunha, e fio de liga de prata combina condutividade elétrica, condutividade térmica e eficiência de custos.
• Suporta bondagem automatizada eficiente: Diâmetro consistente do fio, carga de ruptura, alongamento e qualidade da superfície ajudam a melhorar a formação das bolas, o desenrolamento e a consistência da colagem contínua.
• Apoia a confiabilidade do embalagem: A correspondência do material, a metalização da almofada e o processo de colagem pode reduzir o risco de quebra de fios, elevação da ligação, rachaduras no calcanhar e falhas na interface.
• Suporta miniaturização e alta corrente: Fio fino redondo permite empacotamento de passo fino, enquanto fita retangular oferece uma área de contato maior para interconexões de perfil baixo e alta corrente.
• Apoia otimização de custos: Uma solução adequada pode ser selecionada entre sistemas de ouro, cobre, alumínio, ligas de prata e revestidos de acordo com as metas de desempenho e confiabilidade.

Aplicações de materiais de ligação

Fios e fitas de ligação chalco podem ser usados em pacotes semicondutores que vão desde interconexões de sinal de passo fino até conexões de alta corrente. Os materiais podem ser adaptados à estrutura da pad, requisitos de transporte de corrente e processo de ligação.

Módulo de energia, empacotamento IGBT e SiC

Em aplicações de fios e fitas de ligação semicondutora de potência , fios de alumínio pesados, fios de liga de alumínio e fitas de ligação são adequados para condições de alta corrente e ciclos de energia, podendo ser usados em MOSFETs, IGBTs, dispositivos SiC e módulos de controle de alta potência. A fita de colagem oferece uma área de contato maior e é adequada para conexões de baixo perfil e alta corrente.

Embalagem de LED

Fios de colagem para embalagens de LED podem usar fio de ligação de ouro, fio de liga de prata e fio de liga prateada revestida a ouro em pacotes de iluminação LED, display, retroiluminação e semáforos, oferecendo formação estável de bolas, condutividade elétrica e térmica, além de confiabilidade operacional a longo prazo.

Embalagem de CI

Para interconexões de empacotamento de CIs, fios de ouro, fios à base de cobre e fios de liga de prata podem ser usados em CI analógicos, CI digitais e pacotes de dispositivos de alta contagem de pinos, atendendo aos requisitos de ligações de passo fino, laços estáveis e ligação contínua de alta velocidade.

Dispositivos semicondutores discretos

Esses materiais podem ser usados em diodos, transistores, MOSFETs e outros dispositivos discretos. Fios finos de ligação, fios de alumínio pesados ou fitas de ligação podem ser selecionados de acordo com as dimensões da almofada e a corrente de operação.

Dispositivos RF, micro-ondas e optoeletrônicos

Adequado para módulos de RF, MMICs, conjuntos de micro-ondas, lasers e dispositivos de comunicação óptica. Fios finos de ouro e fitas de colagem podem atender aos requisitos de pequenas almofadas, transmissão de alta frequência e baixa indutância parasita.

Circuitos híbridos, MEMS e sensores

Esses materiais podem ser usados em circuitos híbridos cerâmico-substrato, MEMS, sensores e pacotes de cavidade profunda para estabelecer interconexões confiáveis entre chips pads e trilhas de substrato ou terminais de dispositivos.

Processo de produção de fios e fitas de colagem

A Chalco controla a composição da matéria-prima, condições de fusão, precisão da conformação, tratamento térmico e limpeza da superfície durante toda a produção para alcançar diâmetros consistentes do fio ou dimensões da fita, carga de ruptura, alongamento e desempenho de desenrolamento.

Seleção de matérias-primas e design da composição

Matérias-primas de alta pureza são selecionadas para ouro, prata, cobre, alumínio e seus sistemas de ligas. A microliga ou dopagem é projetada de acordo com a condutividade alvo, dureza, alongamento, resistência à oxidação e desempenho de ligação.

Fusão a vácuo e fundição contínua

As matérias-primas passam por fusão a vácuo, ligas e agitação eletromagnética para melhorar a uniformidade da composição, seguidas por fundição contínua em tarugos de fio ou fita adequados para processamento subsequente. O equipamento suporta temperaturas de fusão de até aproximadamente 1.600°C e cargas contínuas de fundição de até 10 kg.

Trefilamento de fio ou laminação de precisão

O fio de colagem é puxado por múltiplas passagens para reduzir gradualmente seu diâmetro, enquanto a fita de colagem é rolada com precisão e dimensionada para formar uma seção transversal retangular consistente. Deformação e velocidade de processamento em cada passagem devem ser cuidadosamente controladas para evitar riscos superficiais, variação dimensional e tensão interna localizada.

Recozimento intermediário e ajuste de propriedades

O recozimento em atmosfera protetora é realizado durante a estiragem ou laminação para ajustar a estrutura dos grãos, dureza, carga de ruptura e alongamento. O equipamento suporta temperaturas de recozimento de até 600°C para atender aos requisitos de propriedades mecânicas de diferentes perfis de laço, pacotes de laço baixo e pacotes de potência.

Desenho final, laminação de precisão e tratamento de superfícies

Desenho ultrafino ou laminação de precisão é usado para alcançar as dimensões finais. Fio de cobre nu, fio de cobre revestido com paládio, fio de cobre revestido com ouro e paládio e fio de prata revestido a ouro também requerem banho contínuo, enquanto a produção de fitas de colagem foca na planicidade das bordas, controle das rebarbas e limpeza da superfície.

Enrolamento de precisão e enrolamento de carretelho

O material acabado é enrolado em carretéis especificados sob tensão constante. O padrão de enrolamento, a inclinação e a estabilidade do desenrolamento são controlados para reduzir fios cruzados, enrolamentos soltos e alimentação anormal durante a colagem em alta velocidade.

Inspeção e embalagem limpa

Antes do envio, a composição do material, diâmetro ou largura e espessura do fio, carga de ruptura, alongamento, resistividade elétrica, revestimento e qualidade da superfície são inspecionados. Produtos qualificados são rebobinados de forma limpa e embalados individualmente para evitar umidade, oxidação, contaminação e danos ao transporte. Carga de ruptura e alongamento são indicadores importantes da processabilidade dos fios de colagem.

De materiais de colagem a interconexões de pacotes

Após a produção, o material de colagem deve ser combinado com um processo de união adequado baseado no tipo de fio, dimensões da base e estrutura do encapsulamento:

Ligação de bolas: Adequada para fios de ouro, fio de cobre e alguns fios finos de liga de prata. Oferece alta velocidade de ligação e é comumente usada para embalagens de CI, LED e embalagens automatizadas de alto volume.

Adesão em cunha: Adequada para fios de alumínio, fios pesados e fitas de colagem, e também pode ser usada para fios dourados. É adequada para pequenas almofadas, conexões de perfil baixo, pacotes de alta frequência e embalagens de dispositivos de energia.

Ligação por bola ou colagem em cunha? Leia "Ligação por bola vs ligação em cunha" para entender as diferenças e escolher um processo de união adequado para o material de aderência.

Seleção do material de ligação e parâmetros de personalização

Os materiais de colagem devem ser combinados com a estrutura do embalagem, a superfície da plataforma e o equipamento de colagem. Com base no material existente ou nos novos requisitos do projeto, a Chalco pode ajustar o diâmetro do fio, carga de ruptura, alongamento, composição da liga e estrutura do revestimento.

• Tipo de pacote: CI, LED, dispositivos discretos, IGBT, SiC, módulos de potência ou circuitos híbridos
• Tipo de material: Liga de ouro, cobre, alumínio ou prata; fio nu, ligado ou revestido
• Dimensões do produto: Diâmetro do fio de colagem, ou largura e espessura da fita de colagem
• Propriedades mecânicas: Carga de ruptura, alongamento, dureza e requisitos de laço
• Informações da pastilha: Material de metalização e dimensões da almofada de chip, substrato ou quadro de derivação
• Processo de ligação: Ligação por bola, ligação em cunha, ligação ultrassônica ou ligação termosônica
• Equipamentos e ferramentas: modelo de bonder e especificações capilares ou de cunha
• Requisitos de confiabilidade: Testes de pull, shear cut, alta temperatura, calor úmido, ciclo de energia ou outros testes de validação
• Requisitos de fornecimento: modelo do carretel, comprimento por carretel, quantidade de amostra e volume esperado de produção

A metalização da pastilha, dimensões da base, tipo de equipamento, material do fio, diâmetro, alongamento e resistência à tração são fatores importantes na determinação da solução de aderência.

Envie a especificação atual, o desenho do pacote ou as informações do bonder. A Chalco pode ajudar na correspondência de materiais e validação de amostras.

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Perguntas frequentes sobre materiais de ligação

O que são materiais de união matriz-embalagem?

São materiais metálicos de interconexão usados para conectar chips pads a substratos de embalagem, leadframes ou terminais de energia. As principais formas são fios de colagem redondos e fitas retangulares de adesão.

Quais materiais de ligação a Chalco pode fornecer?

A Chalco pode fornecer fios de colagem de ouro, liga de prata, cobre e alumínio, assim como fitas de ligação de ouro, prata, cobre e alumínio. Dimensões, composição da liga e propriedades mecânicas podem ser adaptadas aos requisitos do pacote e dos equipamentos.

Qual é a diferença entre fio de colagem e fita de colagem?

O fio de ligação possui seção transversal arredondada, oferece roteamento flexível e é adequado para passos finos e laços complexos. A fita de colagem possui seção transversal retangular e área de contato maior, tornando-a adequada para pacotes de dispositivos de baixo perfil, alta corrente e de potência.

Como devem ser selecionados fios de colagem de ouro, prata, cobre e alumínio?

Fio de ouro oferece um processo estável e é adequado para embalagens de alta confiabilidade; fio de cobre equilibra condutividade e custo; fio de alumínio é adequado para colagem em cunha e empacotamento de energia; fio de liga prateada oferece boa condutividade elétrica e térmica e pode ser usado em pacotes de LED e alguns CI. A escolha final deve ser baseada no material da pastilha, equipamentos e requisitos de confiabilidade.

Quais materiais são adequados para colagem de bolas e colagem em cunha?

A ligação de bola é tipicamente usada para fios de ouro, cobre e fios de liga fina de prata, sendo adequada para embalagens automatizadas de alta velocidade. A colagem em cunha é mais adequada para fios de alumínio, fios pesados e fitas de colagem, sendo comumente usada em embalagens de módulos de potência, IGBT e SiC.

Quais parâmetros do material de colagem podem ser personalizados?

Diâmetro do fio, largura e espessura da fita de colagem, composição do material, estrutura do revestimento, carga de ruptura, alongamento, dureza e comprimento por carretel podem ser ajustados aos requisitos do projeto.

Quais informações são necessárias ao escolher um material de aderência?

Por favor, forneça o tipo de embalagem, metalização da plataforma, diâmetro ou dimensões do fio, modelo do colador, especificações da ferramenta, corrente de operação, requisitos do circuito e condições de teste de confiabilidade.