Drahtbonden in Altium Designer

Einführung

Die Drahtbondtechnologie hat sich im Laufe der Jahre erheblich weiterentwickelt, ebenso wie ihre Einsatzgebiete und Anwendungen. Da Geräte kompakter und leistungsfähiger werden, benötigen Designer präzise Werkzeuge, um komplexe Verbindungen zu handhaben, und Altium Designer hat mit Funktionen reagiert, die das Drahtbonden für Chip-on-Board (COB)-Designs, gestapelte Dies in Kavitäten und andere Hochleistungsanwendungen vereinfachen. Dieser Artikel untersucht die fortgeschrittenen Drahtbondfunktionen in Altium Designer und wie sie Zuverlässigkeit gewährleisten.

Fortgeschrittene Drahtbondtechniken in Altium Designer

Das Drahtbondwerkzeug von Altium Designer bietet eine Reihe neuer Fähigkeiten, die es einfacher machen, fortgeschrittene Bondtechniken in PCB-Designs zu integrieren. Lassen Sie uns einige der herausragenden Funktionen betrachten:

• Drahtbonden für gestapelte Dies in Kavitäten: Benutzer können jetzt problemlos die komplexen Verbindungen handhaben, die für gestapelte Dies innerhalb einer Kavitätsstruktur erforderlich sind, auch bekannt als 3D-integrierte Schaltkreise. Durch die Nutzung des Rigid & Flex Advanced Mode im Layer Stack Manager können Die-Strukturen und Die-Pads einfach gezeichnet und auf verschiedenen Stackups platziert werden, um eine 3D-Struktur zu erstellen. Die Fähigkeit von Altium Designer, Drahtbonden in der 3D-Ansicht zu visualisieren, ermöglicht es Designern sicherzustellen, dass Drahtbond-Schleifenhöhen, -Längen, -Durchmesser und -Pfade für die elektrischen und mechanischen Anforderungen des Designs optimiert sind. Diese 3D-Visualisierungen sind entscheidend, wenn es darum geht, den feinen Pitch und die hohen Pinzahlen zu verwalten, die typisch für gestapelte Die-Strukturen sind, die in fortschrittlicher Computertechnik und mobilen Geräten verwendet werden.

Drahtbonden gestapelter Dies in der Kavität (3D-Integrierter Schaltkreis)

• Die-zu-Die-Drahtbonden: Das Drahtbonden-Werkzeug von Altium Designer ermöglicht das Die-zu-Die-Drahtbonden, eine Technik, die verwendet wird, um parasitäre Induktivität und Signalinterferenzen zu minimieren. Mehrere Dies können direkt mit Drahtbonden verbunden werden, ohne dass Zwischenfingerpads oder Kupferflächen erforderlich sind, was die Schleifenlänge reduziert und die Leistung für Hochfrequenz- und Hochleistungsanwendungen optimiert.

Die-zu-Die-Drahtbonden

• Drahtbonden von Die zu Kupferflächen: In vielen Leistungselektronik- und Hochstromanwendungen ist es wesentlich, das Die direkt mit einer Kupferfläche zu verbinden, um eine effektive thermische und elektrische Leistung zu gewährleisten. Das Drahtbonden-Werkzeug von Altium Designer unterstützt dies, indem es präzises Drahtbonden zwischen dem Die und einem Kupferflächenbereich auf der Leiterplatte ermöglicht. Diese Methode ist besonders nützlich in Hochleistungsdesigns, wie z.B. Leistungsmanagementmodulen, wo Wärmeableitung und Stromtragfähigkeit kritisch sind. Indem die Verbindung von Bond-Drähten direkt zu großen Kupferflächen ermöglicht wird, können Designer sicherstellen, dass die elektrische und thermische Leistung optimiert ist, was den Bedarf an zusätzlichen Verbindungen und Durchkontaktierungen reduziert.

Mehrere Drahtbonden auf Kupferflächen

• Mehrere Drahtbonden für dasselbe Die-Pad: Das Drahtbonden-Werkzeug von Altium Designer unterstützt auch mehrere Drahtbonden vom selben Die-Pad, um die Stromtragfähigkeit zu erhöhen und die Impedanz zu reduzieren. Diese Technik ist besonders wichtig in der Leistungselektronik und bei Hochleistungsanwendungen, wo höhere Ströme durch das Die fließen, was zusätzliche Drahtbonden erfordert, um die elektrische Last zu verteilen. Mehrere Drahtbonden verbessern auch die mechanische Zuverlässigkeit, indem sie die Belastung auf einzelne Drahtbonden reduzieren, was sowohl die thermische als auch die elektrische Leistung in hochbelasteten Umgebungen verbessert.
• Pad-Ausrichtung und -Orientierung: Eine korrekte Pad-Ausrichtung und -Orientierung sind entscheidend für einen erfolgreichen Drahtbondprozess. Das Drahtbondwerkzeug von Altium Designer kann Fingerpads in Richtung der Bond-Drähte ausrichten, um minimale Bondschleifenlängen zu gewährleisten und das Risiko mechanischer Spannungen oder Fehlausrichtungen während der Herstellung zu reduzieren. Diese Funktion hilft, die Platzierung der Drahtbondverbindungen zu optimieren und verbessert sowohl die elektrische Leistung als auch die Bond-Integrität, insbesondere bei komplexen Designs mit hoher Pinanzahl.

Fingerpad-Ausrichtung mit Drahtbondrichtung

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Drahtbondspezifikationen und Designflexibilität in Altium Designer

Das Drahtbondwerkzeug von Altium Designer ermöglicht einen hohen Grad an Flexibilität bei der Konfiguration von Drahtbondspezifikationen, um genaue Designanforderungen zu erfüllen. Diese Fähigkeiten helfen, den Bond sowohl in Bezug auf die elektrische Leistung als auch die Fertigungseffizienz zu optimieren. Einige der wichtigsten einstellbaren Parameter umfassen:

• Drahtdurchmesser, Bondtyp und Schleifenhöhenanpassungen: Altium Designer ermöglicht es Designern, den Drahtdurchmesser, den Bondtyp und die Schleifenhöhe für jede Drahtverbindung feinabzustimmen. Ob das Design dickere Drähte für Leistungsanwendungen oder feinere Drähte für hochdichte Signalverbindungen erfordert, diese Parameter können innerhalb der Softwareoberfläche leicht angepasst werden. Diese Flexibilität ist entscheidend, um die gewünschte elektrische Leistung und mechanische Stabilität zu erreichen, insbesondere bei Anwendungen wie Leistungselektronik oder hochauflösenden Bildsensoren:

  • Drahtdurchmesser: Designer können den Durchmesser des Bond-Drahtes basierend auf der Stromtragfähigkeit und den Platzbeschränkungen spezifizieren.
  • Bondtyp: Sowohl: Keilbonden als auch Kugelbonden werden unterstützt, was es Designern ermöglicht, die beste Bondmethode je nach den Designanforderungen zu wählen.
  • Schleifenhöhe: Eine präzise Kontrolle über die Schleifenhöhe hilft, die mechanische Stabilität des Bond-Drahtes zu optimieren, während Signalinterferenzen und parasitäre Induktivitäten minimiert werden, was für Hochgeschwindigkeitsdesigns kritisch ist.

Eigenschaften-Panel für Drahtverbindungen

• Erzeugen von Ausgabeberichten und Draftsman-Zeichnungen: Altium Designer kann jetzt detaillierte Ausgabeberichte und Draftsman-Zeichnungen erzeugen, die alle Details zum Drahtbonden enthalten. Dies umfasst die Dokumentation von Drahtbondverbindungen, Namen der Die-Pads, Längen der Bond-Drähte und Bonding-Typen. Diese Berichte können im CSV-Format erstellt oder als Teil der Fertigungszeichnungen eingefügt werden, was eine klare Kommunikation mit Herstellern und Dienstleistern für das Drahtbonden sicherstellt. Das Draftsman-Werkzeug in Altium Designer unterstützt auch Elemente des Drahtbondens, wie die Platzierung von Bond-Drähten und das Layout des Dies, was eine umfassende Montagedokumentation ermöglicht. Diese Berichte sind entscheidend dafür, dass die Spezifikationen für das Drahtbonden genau kommuniziert und während der Fertigung eingehalten werden, wodurch die Produktionsausbeuten verbessert und das Risiko von Fehlern reduziert wird.

Zuverlässigkeit und Design-Erfolg sicherstellen

Das Drahtbond-Werkzeug von Altium Designer ist darauf ausgelegt, die Schlüsselherausforderungen bei der Gewährleistung der Zuverlässigkeit und des Erfolgs von Drahtbond-Designs zu bewältigen und jegliche Designfehler zu minimieren und zu erkennen. Dies wird wie folgt erreicht:

• Neue Designregelprüfungen (DRC) und Abfragesprachenschlüsselwörter für Drahtbonden: Eine neue DRC speziell für das Drahtbonden ist jetzt verfügbar. Konstrukteure können spezifische Regeln für Drahtbondabstände, Draht-zu-Draht-Abstände und Bondlängen festlegen. Zusätzlich können zwei neue Abfragesprachenschlüsselwörter „IsBondFinger“ und „IsBondWireConnected“ in Kombination mit anderen Schlüsselwörtern verwendet werden, um fortgeschrittene Designregeln zu erstellen, die jedes Drahtbonden-Layout und -Konfigurationen abdecken. Altium Designer wird automatisch jede Verletzung markieren und sicherstellen, dass Bond-Drähte strenge Fertigungs- und Zuverlässigkeitsstandards erfüllen.

Markierte Verletzung in 3D-Ansicht

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Beispiel für eine Abstandsregelverletzung zwischen zwei Fingerpads

Beispiel für eine Abstandsverletzung zwischen einem Fingerpad und einem Kupfer-Pour

• 3D-Visualisierung und Validierung: Die 3D-Visualisierungsfähigkeiten von Altium Designer umfassen jetzt auch Die-Körper, Die-Pads und Drahtbonden. Konstrukteure können Drahtbonden in Bezug auf das gesamte PCB-Design betrachten, Drahtwege, Längen und Schleifenhöhen anpassen, um mechanische Probleme zu vermeiden. Diese Echtzeitvalidierung stellt sicher, dass Drahtbonden-Verbindungen während des gesamten Design- und Fertigungsprozesses sicher und zuverlässig sind.

Drahtbonden können in 3D visualisiert werden, Längenmessungen können im Eigenschaften-Panel abgerufen werden

Fazit

Altium Designer bietet eine Reihe fortschrittlicher Funktionen, die präzises und zuverlässiges Wire Bonding in den anspruchsvollsten Anwendungen von heute ermöglichen. Von gestapelten Dies in Kavitäten bis hin zu Die-zu-Die-Bonding und Hochleistungsanwendungen stellen die umfassenden Werkzeuge von Altium Designer sicher, dass Wire Bonding den wachsenden Anforderungen der modernen Elektronik gerecht werden kann. Durch die Ermöglichung fortgeschrittener Techniken wie mehrfache Wire Bonds, Pad-Ausrichtung und Die-zu-Kupfer-Bonding ermöglicht Altium Designer Ingenieuren, sowohl die Leistung als auch die Zuverlässigkeit in ihren Entwürfen zu optimieren.

Wenn Sie mehr über die Wire Bonding-Funktion und die neuen Funktionalitäten in Altium Designer 25 erfahren möchten, laden wir Sie zu unserem November-Webinar ein: Modernisierung von Engineering-Workflows: Altium Designer 25 und die Zukunft des Concurrent Design. Alle Teilnehmer haben die Chance, KOSTENLOSEN Zugang zum Mixed Simulation On-Demand Training zu erhalten.

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