Kas ir stiepļu savienošana?

Nominālvērtībā “stiepļu savienošana” šķiet tikai vēl viens metināšanas termins, taču process patiesībā ir diezgan sarežģītāks, jo ir iesaistīti papildu mainīgie. Stiepļu savienošanas process tiek veikts elektroniskajās ierīcēs, lai pastāvīgi savienotu kopā dažādas sastāvdaļas, taču projekta smalkuma dēļ parasti tiek izmantots tikai zelts, alumīnijs un varš to vadītspējas un relatīvās savienošanas temperatūras dēļ. Šo metodi pabeidz, izmantojot lodīšu vai ķīļveida savienošanas paņēmienu, kas apvieno zemu siltumu, ultraskaņas enerģiju un nelielu spiedienu, lai izvairītos no elektroniskās ķēdes bojājumiem. Mikroshēmu vai atbilstošo paliktni var viegli sabojāt, izmantojot nepareizu izpildi, tāpēc pirms stiepļu savienošanas ir ļoti ieteicams vingrināties ar iepriekš bojātu vai vienreiz lietojamu mikroshēmu.

Vadu savienošana galvenokārt tiek izmantota gandrīz jebkura veida pusvadītājos, jo tā ir rentabla un vienkārša. Optimālā vidē var izveidot pat 10 saites sekundē. Šī metode nedaudz atšķiras atkarībā no izmantotā metāla veida to attiecīgo elementu īpašību dēļ. Parasti tiek izmantoti divu veidu stiepļu saites: lodveida saite un ķīļsaite.

Lai gan labākā lodveida saites izvēle ir tīrs zelts, varš ir kļuvis par populāru alternatīvu tā relatīvo izmaksu un pieejamības dēļ. Šim procesam ir nepieciešama adatai līdzīga ierīce, kas daudz neatšķiras no tā, ko izmanto šuvēja, lai noturētu vadu vietā, kamēr tiek pielikts ārkārtīgi augsts spriegums. Spriegojums gar virsmu liek izkausētajam metālam izveidoties lodītes formā, tāpēc arī procesa nosaukums. Ja varš tiek izmantots lodīšu savienošanai, slāpekli izmanto gāzveida formā, lai novērstu vara oksīda veidošanos stiepļu savienošanas procedūras laikā.

Ķīļveida savienošanai tiek izmantots rīks, lai radītu spiedienu uz vadu, kad tas tiek uzlikts uz mikroshēmas. Pēc tam, kad vads ir droši noturēts vietā, uz virsmas tiek pielietota ultraskaņas enerģija, un vairākās vietās tiek izveidota cieta saite. Ķīļu savienošanai nepieciešams gandrīz divreiz ilgāks laiks nekā līdzīgai lodveida saitei, taču to arī uzskata par daudz stabilāku savienojumu, un to var papildināt arī ar alumīniju vai vairākiem citiem sakausējumiem un metāliem.

Amatieriem nav ieteicams mēģināt izveidot lodveida savienojumu vai ķīļsavienojumu, iepriekš nesaņemot atbilstošus norādījumus, jo stiepļu savienošana ir jutīga un pastāv risks, ka tiek bojātas elektriskās shēmas. Izstrādātā tehnoloģija ļāva abus šos procesus pilnībā automatizēt, un stiepļu savienošana vairs reti tiek pabeigta ar rokām. Gala rezultāts ir daudz precīzāks savienojums, kas mēdz izturēt ilgāk par tiem, kas izveidoti ar tradicionālajām stiepļu savienošanas metodēm.