Роҳҳои ҳал

ПАЙВАНД КАРДАНИ СИМ

ВАРАҚАИ МАЪЛУМОТ ДАР БОРАИ ПОЙГОҲИ ДОНИШ

Пайванди симӣ чист?

Пайванди сим усулест, ки бо он як сими нарми металлии диаметри хурд ба сатҳи металлии мувофиқ бе истифодаи кафшер, флюс ва дар баъзе мавридҳо бо истифода аз гармии болотар аз 150 дараҷа гармӣ пайваст карда мешавад. Металлҳои нарм тилло (Au), мис (Cu), нуқра (Ag), алюминий (Al) ва хӯлаҳо ба монанди палладий-нуқра (PdAg) ва ғайраро дар бар мегиранд.

Фаҳмидани усулҳо ва равандҳои пайвасткунии симҳо барои барномаҳои васлкунии микроэлектроника.
Усулҳо/равандҳои пайвасткунии винтҳо: Лента, тӯби термосонӣ ва пайвасткунии винтҳои ултрасадоӣ
Пайванди симӣ усули пайвастшавӣ байни схемаи интегралӣ (IC) ё дастгоҳи нимноқилии монанд ва баста ё чаҳорчӯбаи пешбари он ҳангоми истеҳсол мебошад. Он инчунин ҳоло барои таъмини пайвастҳои барқӣ дар маҷмӯаҳои батареяҳои литий-ионӣ истифода мешавад. Пайванди симӣ одатан аз ҷиҳати хароҷот самараноктарин ва чандиртарин технологияҳои пайвасти микроэлектронии мавҷуда ҳисобида мешавад ва дар аксари бастаҳои нимноқилии имрӯза истифода мешавад. Якчанд усулҳои пайвасткунии симӣ мавҷуданд, ки иборатанд аз: Пайванди симии термо-фишурда:
Пайванди термокомпрессионии сим (пайвастшавӣ бо сатҳҳои эҳтимолӣ (одатан Au) дар зери қувваи фишурда бо ҳарорати баланди интерфейс, одатан аз 300°C зиёдтар, барои ба вуҷуд овардани кафшер), дар аввал дар солҳои 1950 барои пайвастҳои микроэлектронӣ таҳия шуда буд, аммо ин зуд бо пайвандҳои ултрасадоӣ ва термосонӣ дар солҳои 60 ҳамчун технологияи бартаридоштаи пайвастҳои пайваст иваз карда шуд. Пайванди термокомпрессионии имрӯза то ҳол барои барномаҳои махсус истифода мешавад, аммо истеҳсолкунандагон одатан аз сабаби ҳарорати баланди (аксар вақт зараровар) интерфейс, ки барои ба даст овардани пайванди муваффақ лозим аст, худдорӣ мекунанд. Пайванди сими ултрасадоӣ:
Дар солҳои 1960-ум пайвасткунии сими ултрасадоӣ ба усули асосии пайвасткунии пайвастшавӣ табдил ёфт. Истифодаи ларзиши басомади баланд (тавассути табдилдиҳандаи резонансӣ) ба асбоби пайвасткунӣ бо қувваи ҳамзамони фишурдакунӣ имкон дод, ки симҳои алюминий ва тиллоӣ дар ҳарорати хонагӣ кафшер карда шаванд. Ин ларзиши ултрасадоӣ ба тоза кардани ифлоскунандаҳо (оксидҳо, ифлосӣ ва ғайра) аз сатҳҳои пайвасткунӣ дар аввали давраи пайвасткунӣ ва мусоидат ба афзоиши байниметаллӣ барои рушд ва тақвияти минбаъдаи пайванд мусоидат мекунад. Басомадҳои маъмулӣ барои пайвасткунӣ 60 - 120 кГц мебошанд. Техникаи пайвасткунии ултрасадоӣ ду технологияи асосии раванд дорад: Пайвандкунии сими калон (вазнин) барои симҳои диаметри >100 мкм Пайвандкунии сими нозук (хурд) барои симҳои диаметри <75 мкм Намунаҳои давраҳои маъмулии пайвасткунии ултрасадоӣ барои сими нозук дар ин ҷо ва барои сими калон дар ин ҷо пайдо карда мешаванд. Пайвандкунии сими пайвасткунии ултрасадоӣ аз асбоби мушаххаси пайвасткунӣ ё "ваҷ" истифода мебарад, ки одатан аз карбиди вольфрам (барои сими алюминий) ё карбиди титан (барои сими тиллоӣ) вобаста ба талаботи раванд ва диаметрҳои сим сохта мешавад; инчунин чӯбҳои нӯги сафолӣ барои истифодаҳои гуногун дастрасанд. Пайванди симҳои термосоникӣ:
Дар ҷойҳое, ки гармкунии иловагӣ лозим аст (одатан барои сими тиллоӣ, ки бо интерфейсҳои пайвасткунӣ дар диапазони 100-250°C), ин раванд пайвасткунии сими термосонӣ номида мешавад. Ин нисбат ба системаи анъанавии термокомпрессия бартариҳои калон дорад, зеро ҳарорати интерфейс хеле пасттар лозим аст (пайвандкунии Au дар ҳарорати хонагӣ зикр шудааст, аммо дар амал он бе гармии иловагӣ ноустувор аст). Пайвандкунии кураи термосонӣ:
Шакли дигари пайвасткунии симҳои термосонӣ пайвасткунии кураӣ мебошад (нигаред ба давраи пайвасткунии кураӣ дар ин ҷо). Ин методология аз асбоби пайвасткунии капиллярии керамикӣ дар болои тарҳҳои анъанавии вазнӣ истифода мебарад, то беҳтарин сифатҳоро ҳам дар пайвасткунии термо-фишурдасозӣ ва ҳам дар пайвасткунии ултрасадоӣ бе камбудиҳо муттаҳид кунад. Лабзиши термосонӣ ҳарорати интерфейсро паст нигоҳ медорад, дар ҳоле ки пайвасткунии кураи термосонӣ имкон медиҳад, ки сим ва пайванди дуюмдараҷа дар ҳар самт, на дар як хатти пайвасткунии аввал ҷойгир карда шаванд, ки ин маҳдудият дар пайвасткунии симҳои ултрасадоӣ мебошад. Барои истеҳсоли автоматӣ ва ҳаҷми баланд, вазнкунакҳои кураӣ нисбат ба вазнкунакҳои ултрасадоӣ / термосонӣ (вазнӣ) хеле тезтаранд, ки пайвасткунии кураи термосонӣро ба технологияи бартаридоштаи пайвасткунии микроэлектроника дар тӯли зиёда аз 50 соли охир табдил медиҳад. Вазнкунаки лентаӣ:
Пайванди лента бо истифода аз лентаҳои ҳамвори металлӣ даҳсолаҳо боз дар электроникаи RF ва микроволновка бартарӣ дорад (лента дар муқоиса бо сими мудаввари анъанавӣ беҳбудии назарраси талафоти сигналро [эффекти пӯст] таъмин мекунад). Лентаҳои хурди тиллоӣ, ки одатан то 75 мкм паҳноӣ ва 25 мкм ғафсӣ доранд, тавассути раванди термосонӣ бо асбоби калони пайвасткунии винти ҳамвор пайваст карда мешаванд. Лентаҳои алюминий то 2000 мкм паҳноӣ ва 250 мкм ғафсӣ инчунин метавонанд бо раванди винти ултрасадо пайваст карда шаванд, зеро талабот ба пайвастҳои ҳалқаи поёнӣ ва зичии баланд афзоиш ёфтааст.

Сими пайвасткунандаи тиллоӣ чист?

Пайванди сими тиллоӣ равандест, ки тавассути он сими тиллоӣ ба ду нуқта дар васлкунӣ пайваст карда мешавад, то пайванд ё роҳи барқгузарониро ташкил диҳад. Гармӣ, ултрасадо ва қувва барои ташкили нуқтаҳои пайвастшавӣ барои сими тиллоӣ истифода мешаванд. Раванди эҷоди нуқтаи пайвастшавӣ бо ташаккули тӯби тиллоӣ дар нӯги асбоби пайвасткунии сим, капиллярӣ, оғоз мешавад. Ин тӯб ба сатҳи гармшудаи васлкунӣ пахш карда мешавад ва ҳам миқдори муайяни қувва ва ҳам басомади 60 кГц - 152 кГц ҳаракати ултрасадо бо асбоб татбиқ карда мешавад. Пас аз сохтани пайванди аввал, сим бо тарзи қатъӣ идора карда мешавад, то шакли ҳалқаи мувофиқро барои геометрияи васлкунӣ ташкил диҳад. Пайванди дуюм, ки аксар вақт ҳамчун дӯзандагӣ номида мешавад, сипас дар сатҳи дигар бо пахш кардани сим ва бо истифода аз фишанг барои кандани сим дар пайванд ташкил карда мешавад.

Пайванди симҳои тиллоӣ усули пайвасткуниро дар дохили бастаҳо пешниҳод мекунад, ки аз ҷиҳати барқгузаронӣ хеле баланд аст, ки қариб як тартиби бузургтар аз баъзе кафшерҳо мебошад. Илова бар ин, симҳои тиллоӣ дар муқоиса бо дигар маводҳои симӣ таҳаммулпазирии баланди оксидшавӣ доранд ва нисбат ба аксарият нармтаранд, ки барои сатҳҳои ҳассос муҳим аст.
Раванд инчунин метавонад вобаста ба ниёзҳои васлкунӣ фарқ кунад. Бо маводҳои ҳассос, тӯби тиллоӣ метавонад дар минтақаи дуюми пайвасткунӣ ҷойгир карда шавад, то ҳам пайванди қавитар ва ҳам пайванди "нармтар" эҷод карда шавад, то ба сатҳи қисм зарар нарасонад. Дар фосилаҳои танг, як тӯби ягонаро метавон ҳамчун нуқтаи ибтидоӣ барои ду пайванд истифода бурд, ки пайванди шакли "V"-ро ташкил медиҳад. Вақте ки пайванди симӣ бояд мустаҳкамтар бошад, тӯбро метавон дар болои дӯхта ҷойгир кард, то пайванди амниятӣ ташкил кунад, ки устуворӣ ва мустаҳкамии симро афзоиш медиҳад. Барномаҳо ва вариантҳои гуногуни пайвасткунии симӣ қариб беохиранд ва метавонанд тавассути истифодаи нармафзори автоматӣ дар системаҳои пайванди симии Palomar ба даст оварда шаванд.