Wire Bonding
Głównym celem wire bonding jest ustanowienie pewnego połączenia elektrycznego o niskiej rezystancji między chipem półprzewodnikowym a jego obudową lub między różnymi chipami w module wielochipowym. Proces ten polega na połączeniu cienkiego drutu, zwykle wykonanego ze złota, aluminium lub miedzi, z padu połączeniowego na chipie do odpowiadającego mu padu na podłożu obudowy lub na innym chipie.
Wire bonding przesyła zasilanie i sygnały między podłożami a chipami. Jest to podstawowa technologia, w której połączenie elektryczne między powierzchniami stykowymi chipa (padami) a nośnikiem chipa lub podłożem jest realizowane przez mikrozgrzewanie mikrodrutów. Ogólnie uważa się ją za najbardziej opłacalną i elastyczną technologię połączeń i jest stosowana do montażu większości obudów półprzewodnikowych.
Altium Designer obsługuje projektowanie płytek hybrydowych z technologią chip-on-board (CoB) z użyciem wire bonding. Funkcja ta umożliwia utworzenie komponentu ze zdefiniowanymi Die Pads a po umieszczeniu go na schemacie i zsynchronizowaniu (przez ECO) z PCB można go połączyć przewodami ze zwykłymi padami (lub dowolną miedzią) na płycie głównej za pomocą Bond Wires. Po połączeniu ze zwykłym padem pad ten nabiera cech padu Bond Finger.
Tworzenie footprintu komponentu Chip-on-Board
Możesz zdefiniować kompletną, prostą obudowę ze zdefiniowanymi padami die, padami bond finger oraz drutami połączeniowymi, wszystko jako część footprintu komponentu.
Pady die i bryły 3D die są umieszczane na warstwie dedykowanej Die pary warstw komponentu. Parę warstw komponentu tego typu można dodać za pomocą panelu View Configurations.
Dowiedz się więcej o dodawaniu par warstw komponentu.
Pady die są umieszczane na ogólnej bryle 3D (formaty modeli STEP, SOLIDWORKS Part i Parasolid) lub na wyciągniętej bryle 3D na warstwie Die (określanej jako Die Body).
Umieść zwykłe obiekty typu pad na warstwie miedzi (np. Top Layer). Po podłączeniu do nich drutów połączeniowych pady te będą traktowane jako pady bond finger.

W tym przykładzie pady umieszczone na Top Layer wokół die będą pełnić rolę padów bond finger.
Druty połączeniowe są umieszczane na warstwie dedykowanej Wire Bonding pary warstw komponentu, którą również można dodać za pomocą panelu View Configurations.
Użyj polecenia Place » Bond Wire lub ikony
na Active Bar, aby umieścić drut połączeniowy. Po wybraniu polecenia kliknij kolejno dwa punkty, które chcesz połączyć drutem połączeniowym (np. punkt środkowy padu die i punkt środkowy padu finger). W 2D zostanie pokazana linia prosta, będąca rzutem drutu połączeniowego na płaszczyznę XY. W 3D drut połączeniowy jest renderowany na podstawie położenia punktów początkowego i końcowego oraz innych właściwości.
Użyj pól w obszarze Profile panelu Properties, aby określić żądane wartości Loop Height i Diameter drutu połączeniowego, jego początkowego Angle (α) i końcowego Angle (β), a także Type określającego kształt w punkcie początkowym drutu połączeniowego (Ball - Wedge lub Wedge - Wedge).
Jeśli pady bond finger muszą być zorientowane tak, aby dłuższy bok padu był równoległy do podłączonego drutu połączeniowego, możesz zaznaczyć druty połączeniowe i połączone z nimi pady bond finger, kliknąć prawym przyciskiem myszy zaznaczenie, a następnie wybrać polecenie Pad Actions » Align Bond Finger with Bond Wire z menu kontekstowego.
Poniżej pokazano przykład kompletnego footprintu zawierającego wire bonding.
Umieszczanie drutów połączeniowych na PCB
Przy korzystaniu z podejścia Chip-on-Board możesz także ręcznie umieszczać druty połączeniowe (w taki sam sposób jak opisano powyżej), aby połączyć pady die chipa z dowolną miedzią na płycie głównej. Drut połączeniowy dziedziczy sieć swojego źródłowego padu die. Z jednego padu die może wychodzić wiele drutów połączeniowych, i odwrotnie — wiele drutów połączeniowych może kończyć się na tym samym obszarze miedzi na płycie głównej.
Poniżej pokazano przykład PCB zawierającego wire bonding.
Sterowanie widocznością drutów połączeniowych i padów die
Podczas oglądania PCB lub footprintu w trybie 2D Layout Mode możesz sterować widocznością drutów połączeniowych za pomocą wpisu Bond Wire (i powiązanych kontrolek) w obszarze Object Visibility, na karcie View Options panelu View Configuration
Podczas oglądania PCB lub footprintu w trybie 3D Layout Mode widoczność drutów połączeniowych i padów die jest kontrolowana jako część opcji Show 3D Bodies w obszarze General Settings, na karcie View Options panelu View Configuration.
Sprawdzanie reguł projektowych dla wire bonding
Regułę projektową Wire Bonding (kategoria Routing) można zdefiniować w widoku All Rules narzędzia Constraint Manager po otwarciu z PCB oraz w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor (przy użyciu starszego podejścia do definiowania i zarządzania regułami projektowymi). Reguła ta umożliwia zdefiniowanie ograniczeń dotyczących dopuszczalnej odległości między sąsiednimi drutami połączeniowymi (Wire To Wire), Min Wire Length i Max Wire Length, oraz Bond Finger Margin, czyli odległości/odsunięcia między drutem połączeniowym a krawędzią padu bond finger, do którego jest on podłączony. Reguła projektowa Wire Bonding jest obsługiwana przez wsadowe sprawdzanie DRC.

Reguła Wire Bonding zdefiniowana w Constraint Manager

Reguła Wire Bonding zdefiniowana w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor
Sprawdzanie reguł elektrycznych (Un-Routed Net i Short Circuit) również ma zastosowanie do Wire Bonding.
Obiekty drutów połączeniowych są również uwzględniane podczas sprawdzania Component Clearance, aby wykrywać naruszenia odstępu między drutami połączeniowymi a innymi obiektami (niebędącymi drutami połączeniowymi) w przestrzeni 3D.

Przykład kolizji wykrytej między drutem połączeniowym a bryłą 3D.
Słowa kluczowe zapytań dla wire bonding
Następujące słowa kluczowe języka zapytań są dostępne do użycia w logicznych wyrażeniach zapytań podczas tworzenia zakresów reguł projektowych (zarówno w Constraint Manager, jak i w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor ), a także podczas konstruowania wyrażeń zapytań używanych do filtrowania obiektów na PCB lub w bibliotece PCB:
-
IsBondFinger – zwraca prymityw pada SMD na warstwie miedzi, do którego podłączony jest bond wire.
-
IsBondWire – zwraca prymityw bond wire.
-
IsBondWireConnected – zwraca dowolny prymityw, do którego podłączony jest bond wire.
Wire bonding w dokumencie Draftsman
Draftsman obsługuje wire bonding zarówno w standardowym widoku montażowym płytki (dla głównego podejścia Chip-on-Board), widoku produkcyjnym płytki, jak i w widoku komponentu (w przypadku gdy „pakiet” wire bonding został w pełni zdefiniowany w footprincie).
-
Włącz warstwy dla die padów i bond wire na karcie Layers w panelu Properties wybranego widoku montażowego płytki lub widoku produkcyjnego płytki, aby pokazać te warstwy w widoku (oraz w pochodnych widokach detali płytki, jak pokazano poniżej).
-
Gdy wyświetlanie bond wire jest włączone dla widoku montażowego płytki lub widoku produkcyjnego płytki, możesz wybrać użycie koloru warstwy (zdefiniowanego na karcie Layer panelu Properties) albo koloru nadpisania (jeśli został określony dla bond wire po stronie PCB) za pomocą opcji Show Bond Wires na karcie General panelu Properties danego widoku.
-
Gdy komponent korzysta z wire bonding (tj. ma die pad(y) i podłączone do nich bond wire), w panelu Properties dla wybranego widoku komponentu umieszczonego dla tego komponentu dostępne są dodatkowe opcje Show Bond Wires i Die Pads. Użyj opcji Show Bond Wires , aby włączyć grafikę bond wire oraz wybrać użycie koloru warstwy (zdefiniowanego za pomocą skojarzonego przycisku koloru) albo koloru nadpisania (jeśli został określony dla bond wire po stronie PCB). Użyj opcji Die Pads, aby włączyć grafikę die padów i zdefiniować ich kolor.
Dane wyjściowe wire bonding
Informacje o wire bonding są obsługiwane podczas generowania standardowych wydruków PCB. Konfigurując warstwy i oznaczniki do wydruku, można utworzyć diagram wire bonding.

Przykład wydruku PCB skonfigurowanego jako diagram wire bonding.
Można również wygenerować raport Wire Bonding Table Report, który dostarcza informacji o połączeniach bond wire (w formacie CSV). Użyj wyjścia Wire Bonding Table Report z obszaru Assembly Outputs pliku Output Job, aby dodać nowe wyjście tego typu. Alternatywnie wybierz polecenie File » Assembly Outputs » Wire Bonding Table Report z menu głównego edytora PCB, aby wygenerować raport bezpośrednio z edytora.

Dodaj nowe wyjście Wire Bonding Table Report do pliku Outjob.

Przykład wygenerowanego raportu Wire Bonding Table Report
Wpisy w raporcie tabeli wire bonding są sortowane następująco:
-
Najpierw wymieniane są bond wire rozpoczynające się od prymitywów komponentów. Wpisy w tej grupie są sortowane alfabetycznie według oznaczeń komponentów, a następnie według oznaczeń padów.
-
Następnie wymieniane są bond wire rozpoczynające się od wolnych prymitywów i kończące się na prymitywach komponentów. Wpisy w tej grupie są sortowane alfabetycznie według nazw i/lub oznaczeń prymitywów.
-
Następnie wymieniane są bond wire rozpoczynające się i kończące na wolnych prymitywach. Wpisy w tej grupie są również sortowane alfabetycznie.




).






).
).













