Zein da PCBko alanbre-lotura?

Zer da Wire Bonding?

Hari-lotura erdieroaleen fabrikazioan teknika kritikoa da zirkuitu integratuak (IC) etxetresna elektrikoekin eta PCBen artean konektatzeko. Interkonexioak egiteko kostu-eraginkortasunagatik eta iraunkortasunagatik nabarmentzen da. Soldadura-metodoak eta hainbat teknika erabiliz, alanbre-loturak txirpuri metalezko hariak zehatz lotzea dakar, eta teknologia-esperientzia handia behar da konexio zehatzak eta iraunkorrak bermatzeko. Hari-loturaren bilakaerak soldadura-lotura-metodo zaharrenen mugak jorratu ditu, sistema erdieroaleen fidagarritasuna eta errendimendua hobetuz.

Kableen loturak PCBaren eskakizunak aldatzen ditu pad-aren akaberaren, garbitasunaren, barrunbearen tartearen eta paketeen manipulazioaren arabera, beraz, PCBaren gainazalaren akaberaren hautaketarekin batera zehaztu beharko litzateke, eta, distantzia fineko gailuetarako, paketeen muntaketa- kontrol aurreratuekin batera.

Zein dira aplikazioak?

Mugigarriak

Telefono mugikorren fabrikazioan, hari-loturak, batez ere bateria-paketeetarako, abantailak eskaintzen ditu puntuko soldadura tradizionalaren aldean. Teknika honek, ultrasoinu-energia erabiliz, bateria-zelulen arteko konexio fidagarriagoak eta kaltegarriagoak ahalbidetzen ditu, bateriaren bizitza eta errendimendua hobetuz. Puntu-soldaketaren mugak jorratzen ditu, hala nola, zirkuitu labur potentzialak eta bateriak kudeatzeko sisteman (BMS) eragin kaltegarriak tenperatura altuak eta konexio solteak direla eta, hari-loturak industrian bateria-paketeak muntatzeko hobetsitako aukera bihurtuz.

Automotive

Ibilgailu elektrikoetan, alanbre-lotura bateriak kudeatzeko sistemetan erabiltzen da bateria-zelula indibidualak konektatzeko, energiaren banaketa eta kudeaketa eraginkorra bermatuz.
Ibilgailu elektrikoen bateria-paketeetarako, zelula zilindrikoak baterietako bus-barra batera konektatzeak hainbat teknika dakartza, hala nola alanbre-lotura, laser bidezko soldadura eta puntu-soldadura. Hari lotzeak, ultrasoinu-energia erabiliz, lotura atomiko sendoa osatzen du aluminioaren oxido-geruza kenduz, konexioaren fidagarritasuna areagotuz. Metodo hau bereziki onuragarria da prozesua optimizatzeko, aluminio oxidoaren izaera automugatzailea aprobetxatuz, konexio iraunkorretarako elektroi-transferentzia eraginkorra bermatuz.

Gailu medikoak:

Taupada-markagailuetarako, hari bidezko loturak gailuaren kontrol-zirkuitua bere elikadura-iturriarekin eta sentsore-elektrodoekin konektatzen ditu, funtsezkoa funtzionamendu fidagarria izateko. Gailu medikoetan, alanbreen lotura funtsezkoa da taupada-markagailuak eta desfibriladoreak bezalako gailu ezargarrietarako. Gailu hauek hari-loturan oinarritzen dira gailuaren silizio-txipa bere elikadura-iturri eta irteera-terminaletara konektatzeko. Horrek bermatzen du gailuak bihotz-erritmoak zehaztasunez kontrola ditzakeela eta behar denean bulkada elektrikoak eman ditzakeela, fidagarritasuna eta zehaztasuna funtsezkoak direla pazientearen segurtasunerako eta gailuaren iraupenerako.

Aeroespaziala:

Sateliteetan, hari-lotura erabiltzen da eguzki-zelulen multzoak energia kudeatzeko sistemetara konektatzeko, ezinbestekoa den energia hornitzeko espazio baldintzetan. Aeroespazialean, hari-lotura satelite-sistemetan erabiltzen da, batez ere eguzki-panelak energia kudeatzeko sistemara konektatzeko. Honek eguzki-plaketatik satelitearen sistemetara energia-transferentzia eraginkorra bermatzen du, funtsezkoa da sateliteak epe luzerako funtzionamendurako, fidagarritasuna eta iraunkortasuna funtsezkoak diren espazioko ingurune gogorrean.

Fabrikazio-erabaki erlazionatuetarako, Highleap-ek elektronikaren fabrikazio-laguntza eta zirkuitu-plaken osagaiak ere dokumentatzen ditu , eta horrek aurrekontu-paketean ohar argiak ekiditen lagun dezake.

Hari lotzearen abantaila

Osagai txikietarako doitasuna.
Konexio-dentsitate handiagoa PCB espazio gehigarririk gabe.
Osagai sentikorretan estres termikoa murrizten da.
Errendimendu handiko aplikazioetarako fidagarritasuna hobetua.
ICak zuzenean elkarri edo PCBra konektatzeko aproposa espazio estuetan.

Teknologian hari-loturaren helburu nagusia, batez ere maiztasun handiko PCB aplikazioen eremuan (GHz-tik gora), txip eta konektoreen arteko konexio fidagarriak eta iraunkorrak bermatzea da. Funtsezkoa da elektronika modernoan funtsezkoak diren seinaleen eta tentsio-pultsuen osotasuna mantentzeko. Hari-loturak osagaien arteko denbora errealeko komunikazioa onartzen du, seinalearen distortsioa gutxituz eta abiadura handiko datu-transferentzia erraztuz. Horrek ezinbesteko egiten du ibilgailu elektrikoen fabrikazioa bezalako sektoreetan, non errendimendua eta fidagarritasuna funtsezkoak diren.

Harilak Lotzeko metodoak

• Lotura termosonikoa: beroa, ultrasoinu-energia eta indarra konbinatzen ditu hariak, normalean urrea edo kobrea, substratuarekin lotzeko. Metodo ohikoena da, erdieroaleen ontzietan asko erabiltzen dena.
• Ultrasoinu-lotura: Ultrasoinu-bibrazioak erabiltzen ditu kanpoko beroa (edo gutxieneko beroa) aplikatu gabe aluminiozko hariak lotzeko, osagai sentikorretarako aproposa.
• Termokonpresio Lotura: Lotura lortzeko beroan eta indarran oinarritzen da, ultrasoinu-energiarik gabe, ultrasoinu-bibrazioak kaltegarriak izan daitezkeen aplikazio zehatzetarako egokia.

Hari-loketan erabiltzen diren ohiko materialak

• Urrea (Au): eroankortasun bikainagatik, korrosioarekiko erresistentziagatik eta harikortasunagatik hobesten da, lotura termosonikoetarako egokia da.
• Aluminioa (Al): oso erabilia bere eroankortasun elektriko onagatik eta kostu baxuagoagatik, ultrasoinu eta termokonpresio loturarako egokia.
• Kobrea (Cu): eroankortasun elektriko eta termiko handiagoa eskaintzen du aluminioarekin alderatuta eta gero eta gehiago erabiltzen da bere erresistentzia mekanikoagatik, nahiz eta manipulazio zaindua behar duen oxidazioaren ondorioz.

Hari-loketan erabiltzen diren ohiko materialak

• Urrea (Au): eroankortasun bikainagatik, korrosioarekiko erresistentziagatik eta harikortasunagatik hobesten da, lotura termosonikoetarako egokia da.
• Aluminioa (Al): oso erabilia bere eroankortasun elektriko onagatik eta kostu baxuagoagatik, ultrasoinu eta termokonpresio loturarako egokia.
• Kobrea (Cu): eroankortasun elektriko eta termiko handiagoa eskaintzen du aluminioarekin alderatuta eta gero eta gehiago erabiltzen da bere erresistentzia mekanikoagatik, nahiz eta manipulazio zaindua behar duen oxidazioaren ondorioz.

Harilak lotzeko prozesua

• Bolaren eraketa: hariaren amaieran bola txiki bat sortzen da sugarra edo deskarga elektronikoa erabiliz.
• Lerrokatzea: alanbrea txiparen edo substratuan dagoen lotura-padarekin lerrokatzen da.
• Lotura: baloia pad gainean sakatzen da beroa, ultrasoinu-energia edo biak erabiliz.
• Begizta eraketa: alanbrea hurrengo lotura-puntura lootzen da malgutasuna mantentzeko eta estresa murrizteko.
• Bigarren lotura eraketa: alanbrea hurrengo padarekin lotzen da, eta soberan dagoen alanbrea mozten da.

Hari-loturaren erronka

Aplikazioa eta ingurumen-faktoreak ulertzea funtsezkoa da alanbre-loturaren fidagarritasuna lortzeko. Tenperatura altua, hezetasuna eta tenperaturaren zikloa bezalako faktoreek porrotak sor ditzakete, besteak beste, metalen arteko konposatuen eraketa, korrosioa (au-Al sistemetako korrosio galbanikoa barne) eta CTE desegokitzeen tentsio termomekanikoa. Erronka hauek metal-sistemen eta ingurumen-inpaktuen ulermen osoa behar dute alanbre-loturaren iraunkortasuna eta errendimendua hobetzeko.