Золотий з'єднувальний дріт — це високочистий золотий дріт, що входить до сімейства напівпровідникових з'єднувальних дротів , що використовується для з'єднання дротів у напівпровідниковій упаковці.
Henan Chalco постачає 4N (Au≥99,99%) та 2N (Au≥99%) чистий золотий з'єднувальний дріт діаметром 15–50 мкм (0,6–2,0 міль), доступний у чотирьох сортах — середньо-високий, середній-низький, низько-довгий прольот, низький прольотний і низький прольотний — відповідно до різних вимог до датчиків, висококласних світлодіодів, інтегральних схем та високонадійної упаковки.
Доступний для огляду та постачання за діаметром, чистотою, стандартом або чертежем замовника, з інспекційними даними для кожної партії.
Діаметр, чистота та механічні характеристики дроту золотого з'єднання
Золотий зв'язувальний дріт, постачаний компанією Henan Chalco, має два класи чистоти — 4N (Au≥99,99%), загальні домішки <0.01%) and 2N (Au≥99%) — with other purity levels available for review per project requirements.
Вища чистота безпосередньо призводить до більш стабільної провідності та більш стабільного формування вільної повітряної кулі (FAB) — що є основою для консистенції розміру кулі та виходу з'єднання в упаковці з дрібним ходом.
2N забезпечує другий рівень чистоти, зберігаючи при цьому термін з'єднання золотого матеріалу.
Вибір класу дроту для з'єднання золота за висотою петлі та застосуванням
За висотою петлі та механічними властивостями 4N чистий золотий дріт поділяється на чотири ступені, що покривають вимоги до петель для різних типів корпусів:
| Оцінка | Категорія | Діапазон висот петлі | Характеристики | Типові типи пакетів |
| GDN | Середньо-високоміцний золотий дріт | Понад 180 мкм | Середньої та високої міцності, відповідає більшості вимог до пакування | Датчики, висококласні світлодіоди, IC (SOT / DIP / SOP / TSOP / TQFP / TSSOP / LOC тощо) |
| GDU | Середній-низький золотий дріт | 120–200 мкм | Вища міцність, низька петля, більший розмах | Упаковка IC (QFN / LQFP / QFP / BGA / SBGA / TQFP / TSOP / CSP / PKG тощо) |
| GDH | Низькоконтурний золотий дріт | 80–150 мкм | Низька петля, довгий промах | Великомасштабна упаковка інтегральних схем (QFP / BGA / SBGA / TQFP / TSOP / CSP / PKG тощо) |
| GDL | Золотий дріт з низьким подовженням | Понад 180 мкм | Зберігає хороші, стабільні механічні властивості при низькому подовженні | Військові сенсори, дискретні напівпровідники та подібна упаковка |
Навантаження на розрив відображає розрив після з'єднання та опозицію до розриву дроту, тоді як подовження визначає формовність петель і стабільність петель з довгим прольотом — узгодження цих двох елементів є основою вибору сорту.
Для пласту з низьким видовженням (GDL) подовження варіюється від 1,0–3,0% (менші діаметри) до 2,0–10,0% (більші діаметри), для пакування з більш жорсткими вимогами до контролю деформації через контур.
Ефективність з'єднання
Золотий з'єднувальний дріт переважно використовує процес кульового з'єднання: кінець дроту розплавляється електронним відключенням у вільну повітряну кульку (FAB), утворюючи перший зв'язок (кульковий зв'язок) на колодці; капіляр потім прокладає дріт у петлю і формує другий зв'язок (шв/клиноподібний зв'язок) на каркасі або підкладці.
Продуктивність зв'язування:
- Підходить для великомасштабного, тонкого зв'язування;
- Висока міцність і хороша стабільність петлі;
- Надійне з'єднання першого та високоміцного другого зв'язку;
- Широке вікно параметрів з'єднання, з сильною адаптивністю до різних обладнань для з'єднання та умов процесу.
Міцність на тягнення після з'єднання та міцність на зсув зростають із діаметром дроту і можуть відповідати конкретним критеріям прийняття процесу за діаметром.
Діаметр золотого з'єднувального дроту та інженерні параметри
Параметри інженерії чистого золотого дроту за діаметром (допуск діаметра ±1,0 мкм):
| Діаметр мкм (міл) | Вага на метр мг/м | Мінімальне гальмівне навантаження (GDN / GDU / GDH / GDL) | Відсоток подовження (GDN/GDU/GDH) | Струм злиття A | Опір на метр Ω/м |
| 15 (0.6) | 2.97–3.89 | 3.0 / 3.0 / 3.5 / 2.0 | 2.0–5.0 | 0.3 | 140–150 |
| 18 (0.7) | 4.39–5.48 | 4.0 / 4.0 / 4.5 / 3.0 | 2.0–5.0 | 0.4 | 90–101 |
| 20 (0.8) | 5.48–6.69 | 5.0 / 5.5 / 7.0 / 4.0 | 2.0–6.0 | 0.5 | 75–81 |
| 23 (0.9) | 7.34–8.74 | 7.0 / 8.0 / 9.0 / 6.0 | 2.0–7.0 | 0.7 | 55–61 |
| 25 (1.0) | 8.74–10.26 | 9.0 / 10.0 / 10.0 / 8.0 | 2.0–8.0 | 0.8 | 45–51 |
| 30 (1.2) | 12.76–14.58 | 11.0 / 12.0 / 12.0 / 10.0 | 3.0–8.0 | 1.2 | 30–35 |
| 38 (1.5) | 20.77–23.08 | 16.0 / 17.0 / 15.0 / 15.0 | 3.0–10.0 | 2.0 | 19–21 |
| 50 (2.0) | 34.94–41.03 | 30.0 / 32.0 / 34.0 / 28.0 | 3.0–12.0 | 3.5 | 11–13 |
Умови випробування:
Навантаження на розрив і подовження вимірювалися за допомогою розтяжного тестера довжини 100 мм;
Струм злиття, виміряний цифровим джерелом живлення, довжиною зразка 3 мм і 10 секундами живлення (різна довжина зразка дає різні значення струму для запалювання).
Злиття струму та опору на метр відображають пропускну здатність струму — більші діаметри означають менший опір і вищу здатність передавати струм, що особливо важливо для силових пристроїв і високояскравих світлодіодних пристроїв.
Загальні фізичні, електричні та тверді властивості
Загальні фізичні, електричні та тверді властивості чистого золотого дроту та золотого сплаву:
| Предмет | 4N чистий золотий дріт | 2N чистого золотого дроту | Дріт із золотого сплаву (Au-Ag Alloy) | Примітки |
| Вміст золота | Au ≥99,99% | Au ≥99% | GA08: 80±1% / GA06: 60±1% | Різниця позиціонування чистоти |
| Щільність | 19,32 г/см³ | 19,32 г/см³ | 19,31 г/см³ | за ASTM |
| Опір @20°C | Приблизно 2,4 мкОм·см | Приблизно 2,9 мкОм·см | Приблизно 2,5 мкОм·см | 4N має трохи кращу провідність |
| Пружний модуль | GPa 75–95 | GPa 75–95 | GPa 75–95 | Впливає на стабільність петлі |
| Температура плавлення | Приблизно 1063°C | Приблизно 1063°C | Залежить від складу сплаву | Впливає на формування кулі та термічну стабільність |
| Температура рекристалізації | Приблизно 200–300°C | Приблизно 250–350°C | - | 2N температура рекристалізації трохи вища за 4N |
| Твердість FAB | 30–55 HV | 30–55 HV | 35–55 HV | Відповідає формуванню кульки першого зв'язку |
| Твердість HAZ | 40–90 HV | 40–90 HV | 45–85 HV | Відповідає цілісності зони, впливаючи на тепло (HAZ) |
| Твердість корпусу дроту | 60–85 HV | 60–85 HV | 75–95 HV | Відповідає загальному вікну з'єднання |
| Довжина HAZ | Максимум 110 мкм | Максимум 100 мкм | - | Відповідає довжині зони, що впливає на тепло після формування кульки; трохи коротша для 2N |
| Стійкість до міграції срібла | Чудово | Чудово | Чудово | Матеріал на основі золота не несе вродженого ризику міграції срібла |
Умови випробування: опір, температура рекристалізації та довжина HAZ є порівняльними елементами 4N/2N; густина, модуль пружності та твердість — поширені тестові елементи для чистого золота та золотого сплаву. Струм злиття не включений у цю таблицю через різні умови довжини зразка, щоб уникнути плутанини з значеннями в таблиці інженерних параметрів діаметра.
Вибір між чистим золотом, золотим сплавом і срібним сплавом
При виборі матеріалів справжнє питання замовника зазвичай не в тому, «чи золото добре», а в тому, чи варто використовувати чисте золото, золотий сплав або срібний сплав».
Henan Chalco постачає ширший асортимент матеріалів для з'єднання «штамп-упаковка » на цій сходинці співвідношення витрат і надійності, і може підбирати матеріал до застосування, а не обирати найдорожчий варіант.
Вибір між 4N і 2N
Різниця між 2N і 4N зосереджена у позиціонуванні чистоти, а не у компроміс для продуктивності. Температура рекристалізації трохи вища для 2N за 4N (приблизно 250–350°C проти 200–300°C), а довжина HAZ трохи коротша для 2N (максимум 100 мкм проти максимум 4N 110 мкм), тоді як форма кульки, м'якість і вікно процесу порівнянні між цими двома параметрами. Матеріали на основі золота не несе внутрішнього ризику міграції срібла, тому обидва однаково надійні в цьому вимірі.
Отже, 2N є другим вибором у позиціонуванні чистоти, що підходить для чутливих до вартості сценаріїв, які все ще потребують погашення золотого бондингу.
Дріт із золотого сплаву (сплав Au-Ag)
Розташований між чистим золотом і срібним сплавом, дріт із золотого сплаву значно знижує вартість порівняно з чистим золотом, пропонуючи при цьому більшу міцність, більшу подовженість, нижчу висоту петлі (діапазон висоти петлі 60–150 мкм) і більш стабільну форму петлі. Він підтримує надзвичайно тонкорізне та високочастотне, високошвидкісне з'єднання, використовуючи чистий азотний екран під час з'єднання.
Насамперед орієнтована на світлодіоди, MEMS, сенсори, оптичні комунікації та упаковку інтегральних схем (TO / SOT / DIP / SOP / TSOP / TQFP тощо):
| Модель | Зміст альтернативної вселені | Аграрний контент | Інші елементи | Позиціонування |
| GA08 | 80±1% | 20±1% | <0.5% | Вищий вміст золота з продуктивністю, ближчою до чистого золота, що підходить для застосувань із вищими вимогами до стабільності |
| GA06 | 60±1% | 40±1% | <0.5% | Вищий вміст срібла та нижча вартість, що відповідає упаковці, яка більше акцентує увагу на зниженні вартості |
Параметри інженерії дроту з золотого сплаву за діаметром (допуск діаметра ±1,0 мкм; збільшення подовження з діаметром з 2,0–5,0% до 3,0–13,0%):
| Діаметр мкм (міл) | Мінімальна міцність розриву (GA08 / GA06) | Струм злиття A | Опір на метр Ω/м |
| 15 (0.6) | 4.5 / 3.5 | 0.2 | 140–150 |
| 18 (0.7) | 6.5 / 5.5 | 0.4 | 90–101 |
| 20 (0.8) | 7.5 / 6.5 | 0.4 | 75–81 |
| 23 (0.9) | 9.0 / 8.0 | 0.6 | 55–61 |
| 25 (1.0) | 11.0 / 10.0 | 0.7 | 45–51 |
| 28 (1.1) | 13.0 / 12.0 | 0.9 | 35–40 |
| 30 (1.2) | 15.5 / 14.5 | 1.0 | 30–35 |
| 35 (1.4) | 21.0 / 19.0 | 1.4 | 23–25 |
| 38 (1.5) | 24.0 / 22.0 | 1.7 | 19–21 |
| 50 (2.0) | 39.0 / 37.0 | 2.9 | 11–13 |
Матеріал на основі золота проти срібного сплаву / мідного дроту
Порівнюючи дроти для з'єднання золота, срібла, міді та алюмінію, срібний сплав має нижчий опір і більш виражену перевагу у вартості, що робить його поширеним варіантом зниження вартості для LED та деяких інтегральних схем;
Однак опубліковані дослідження показали, що стійкість до міграції срібла у срібних матеріалах слабша, ніж у золотих, що вимагає додаткового контролю корозії через проєктування сплавів і процес пакування в умовах високих температур, високої вологості або сіркомісткості. Золотий дріт і дріт із золотого сплаву мають природну перевагу в цьому вимірі.
Золото давно є одним із найпоширеніших матеріалів у з'єднаннях дротів завдяки своїм стабільним хімічним властивостям, відмінним характеристикам формування куль і зрілим петлянням. Для порівняння, алюмінієвий дріт зазвичай потребує кремнієвого легування для задоволення вимог до навантаження на розрив і подовження, а кремнієво-алюмінієві зерна схильні до утворення точок концентрації напружень під час нагрівання;
Мідний зв'язувальний дріт забезпечує хорошу провідність і міцність за нижчою вартістю, але матеріал твердіший і більш схильний до окиснення, що ускладнює процес з'єднання; у деяких випадках також потрібен бар'єрний шар, щоб запобігти дифундії атомів міді в кремнієві пристрої.
Матеріал на основі золота не є оптимальним рішенням у всіх вимірах. У ситуаціях, чутливих до вартості та великих обсягів, де процес постачальника вже підтверджений і дозрілий, срібний сплав або мідний сплав може запропонувати кращу цінність.
Вибір матеріалу має враховуватися до вимог до надійності, умов навколишнього середовища та цілей вартості конкретного застосування, а не переходити до найдорожчого варіанту.
Застосування у мікросхемах, світлодіодах та упаковці сенсорів
Інтерконектори для упаковки IC є основним застосуванням для золото-з'єднувальних проводів, що охоплюють аналогові інтегральні схеми (аудіоелектроніка, така як телевізори, аудіообладнання та комунікаційні пристрої) та цифрові інтегральні схеми (розумні пристрої, такі як автомобілі, смартфони, комп'ютери та медичне обладнання), охоплюючи типи пакетів, включаючи SOT, DIP, SOP, TSOP, TQFP, TSSOP, QFN, LQFP, QFP, BGA, SBGA та CSP.
Золотий кульковий з'єднання забезпечує електричне, механічне та провідне з'єднання між колодкою чипа та свинцевою рамою або підкладкою в цих типах корпусу.
З'єднувальний дріт для упаковки світлодіодів — ще одна основна сфера застосування, що охоплює висококласні світлодіоди, дисплеї, декоративне освітлення та пристрої для зображення світлофорів. Дріт із золотого сплаву (серія GA) балансує між стабільністю зчеплення та вартістю матеріалів у цій сфері, що робить його поширеним вибором поряд із чистим золотим дротом.
Упаковка сенсорів і MEMS: це включає сценарії з вищими вимогами до надійності — низько-подовжений грайд (GDL) спеціально розроблений для військових сенсорів і дискретної напівпровідникової упаковки. Золотий дріт також використовується у дискретному комплектуванні пристроїв і силових пристроїв, зазвичай з більшими діаметрами, обираними для більшої пропускної здатності струму.
Виробничий процес
Виробничий процес складається з восьми етапів:
- Сировина — контроль чистоти золота, домішок і консистенції від партії до партії;
- Плавлення (безперервне лиття) — контроль складу сплаву, чистоти розплаву та температури для забезпечення рівномірної структури злитка;
- Аналіз складу — підтвердження вмісту Au (4N ≥99,99% / 2N ≥99%) та загальної кількості домішок на кожній партії;
- Малюнок — багатопроходне малювання до мікронного масштабу, контроль точності діаметра, якості поверхні та округлості;
- Відпал — регулювання навантаження на гальмування, подовження та здатність формувати петлі, а також зменшення навантаження на загартування;
- Перемотування (обмотування) — контроль натягу обмотки та рівномірності повороту для забезпечення плавної подачі дроту на обладнання для з'єднання клієнта;
- Вакуумуйте індивідуальне пакування — захищаючи від вологи, забруднення та окислення;
- Огляд виходу — діаметр, міцність на тягу, подовження, стійкість, зовнішній вигляд і упаковка перевірялися предметом за предметом перед випуском.
Особливої уваги заслуговує на етап відпалу: галузеві дослідження терміну зберігання склеювальних дротів показують, що жорстко натягнутий дріт, який не пройшов зняття напруги, може втратити 5%–15% свого розривного навантаження протягом кількох тижнів після виробництва, тоді як золотий дріт, який був відпалений і знятий від навантаження, зберігає значно стабільніші механічні властивості при тривалому зберіганні.
Поєднання процесу відпалу та вакуумної індивідуальної упаковки, описаної вище, призначене для використання процесного контролю, щоб забезпечити стабільну готовність дроту до стабільного використання при надходженні, а не покладатися на скорочений термін придатності.
Проєктування та інспекція продукції регулюються ASTM F72 (Стандартна специфікація для золотого дроту для напівпровідникового свинцевого з'єднання), яка встановлює вимоги до золотого дроту, що використовується у напівпровідниковому свинцевому з'єднанні, за хімічним складом, навантаженням на розрив, подовженням, розмірами та зовнішнім виглядом.
Контроль якості, відстежуваність і відповідність
З'єднувальний дріт розміщений всередині пристрою і не видно неозброєним оком, тому послідовність партії та відстежуваність є найважливішими питаннями довіри для клієнта.
Система постачання Хенань Чалко побудована навколо цієї точки:
Контроль процесів
Створена платформа аналізу даних процесів для оцінки індексів можливостей процесів;
Система виконання виробництва (MES) застосовується до ключових параметрів процесу — включно з струмом, напругою, чистотою, допантами (PPM), температурою, часом, діаметром, довжиною, поверхнею, покриттям і вагою — для постійного покращення послідовності, стабільності та простежуваності продукту.
Рамка системи якості
Охоплює валідацію розробки продукту, інспекцію першої статті на ключових етапах процесу, патрульну інспекцію під час процесу, спеціальну інспекцію продукції та управління кінцевими готовими товарами;
Управління постачальниками здійснюється за принципом «пошук — перевірка біографії — аудит на місці — пробне виробництво — комплексний огляд — кваліфікація», при цьому кваліфіковані постачальники періодично оцінюються для подальшої відповідності.
Планування якості відповідає рамкам APQP (передове планування якості продукції), що охоплює DFMEA / PFMEA (аналіз проєктування та режиму відмов процесу), MSA / SPC (аналіз вимірювальної системи та статистичний контроль процесів) та PPAP (процес затвердження виробничих деталей), утворюючи замкнений цикл зворотного зв'язку та безперервного вдосконалення.
Сертифікація системи та участь у стандартах
Сертифікований за системою управління якістю ISO 9001:2015 (GB/T 19001-2016) та системою екологічного управління ISO 14001;
і є одним із підрозділів для розробки національних стандартів, що охоплюють з'єднання золотого дроту, мідного дроту з паладієвим покриттям, срібного дроту з золотим покриттям і срібного сплаву для упаковки напівпровідників.
Можливості інспекції
Оснащений спектрометрами ICP-OES, вакуумними електронними мікроскопами, інфрачервоними аналізаторами вуглецю та вологи, тестерами сили тягнення/штовхання, універсальними машинами для тестування матеріалів, високоточними електронними вагами та іншим аналітичним і інспекційним обладнанням, що підтримує кожну перевірку складу та механічних властивостей.
Відстежуваність
Інспекція на виході охоплює діаметр, силу тягнення, подовження, опір, зовнішній вигляд і упаковку, перевіряючи предмет за предметом;
Кожна партія містить номер партії, а також дані інспекції складу та механічної властивості для кожної партії, що забезпечує простежуваність на рівні лотів.
Довіряють у комплектації IC, LED та силових модулів
Лінійка продукції для з'єднувальних дротів обслуговувала клієнтів у галузях упаковки для IC, LED та силових модулів, увійшовши до їхніх ланцюгів постачання пакування:
Упаковка IC
onsemi, JCET, UTAC, SPIL, CR Anst, Forehope та інші пакувальні та тестові компанії;
LED-упаковка
Philips, LG, OSRAM, Samsung, Seoul Semiconductor, Nationstar, Sanan Optoelectronics, MLS, Refond та інші виробники світлодіодів;
Упаковка силових модулів
onsemi, BYD, а також інші виробники силових пристроїв і модулів.
Варіанти постачання, упаковка та інформація про запити
Постачання
Доступний для огляду та постачання за діаметром, класом чистоти (4N / 2N чистого золота / золотого сплаву), стандартним або клієнтським кресленням (за малюнком / номером деталі / стандартом).
Налаштування
Діаметр, навантаження на розрив (BL), подовження (EL) та інші параметри можуть бути налаштовані та перевірені відповідно до вимог клієнта;
Конкретне поєднання специфікацій, кількості та умов доставки підтверджується при замовленні.
Інспекційні документи
Дані про склад, розмірність і механічні характеристики можуть надаватися за партію, з можливістю простежування партій; необхідні типи документів можна підтвердити під час оцінки.
Технічні характеристики упаковки
Постачається на котушках з алюмінієвого сплаву діаметром 2 дюйми з вакуумною індивідуальною упаковкою, що захищає від вологи, забруднення, окислення та механічних пошкоджень:
| Тип котушки | Модель котушки | Довжина котушки | Метод пакування |
| 2-дюймова низькопрофільна котушка | 2"-Al-DF (подвійна канавка) / 2"-Al-SF (одинарна канавка) | 500 / 1000 / 2000 м | Вакуумне індивідуальне пакування |
| Котушка висотою 2 дюйми | 2"-Al-DF-W | 2000 / 3000 / 5000 м | Вакуумне індивідуальне пакування |
Пов'язані продукти
Henan Chalco забезпечує комплексне постачання срібних сплавів, мідних з'єднувальних дротів, алюмінієвих з'єднувальних дротів, стрічки для золотого з'єднання та інших матеріалів для з'єднання напівпровідникової упаковки.
FAQ
Питання 1. Які рівні чистоти доступні для дроту для з'єднання золота?
Доступні сорти включають 4N (Au≥99,99%), загальні домішки <0.01%) and 2N (Au≥99%) pure gold wire, plus Au80% and Au60% gold alloy wire; other purity levels can be reviewed per project requirements.
Питання 2. Який діапазон діаметрів доступний?
Діаметр чистого золотого дроту охоплює 15–50 мкм (0,6–2,0 міль) з допуском ±1,0 мкм; дріт із золотого сплаву додатково включає діаметри 28 мкм і 35 мкм. Інші діаметри можна налаштовувати та переглядати за специфікацією.
Питання 3. Чи є золотий з'єднувальний дріт тим самим, що й золотий сплав?
Ні. Чистий золотий зв'язувальний дріт (4N/2N) містить золото близько 100%; з'єднувальний дріт із золотого сплаву — це золото-срібний сплав (наприклад, Au 80%/Ag 20%), який балансує вартість і продуктивність. Обидва варіанти відповідають різним сценаріям застосування.
Питання 4. Що таке з'єднання золотого дроту?
З'єднання золотого дроту — це процес, який використовує тонкий, високочистий золотий дріт у поєднанні з теплом, тиском і ультразвуковою енергією для формування електричного з'єднання між напівпровідниковим чіпом і корпусним виводом або підкладкою — переважно у вигляді кулькового зв'язування.
Питання 5. Для чого використовують дріт для з'єднання золота?
Використовується в інтегральних схемах, світлодіодах, сенсорах та інших упаковках для з'єднання чіпа з каркасом або підкладкою, покладаючись на її провідність, стійкість до корозії та зрілу надійність з'єднання для забезпечення стабільного з'єднання всередині корпусу.
Питання 6. Коли слід використовувати дріт для з'єднання золота замість мідного або срібного сплаву?
Високонадійні, чутливі до корозії або суворі умови зазвичай віддають перевагу золотому дроту; мідний дріт і срібний сплав є поширеними оптимізованими альтернативами, пристосованими до ситуацій із керованими процесами та порівняно пом'якшеними вимогами. Матеріал на основі золота не несе ризику міграції срібла, що є однією з його основних переваг над срібним сплавом.