أخبار

مع التطور السريع لتكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة، أصبحت الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) محورًا رئيسيًا للبحث في مختلف المجالات. تُظهر أجهزة MEMS أداءً متميزًا في مجالات مثل أجهزة الاستشعار والمحركات، إلا أن تحقيق هذه الخصائص الفائقة يتطلب معايير عالية لهيكل التغليف وعمليات التصنيع. ستقدم هذه المقالة شرحًا مفصلًا لهيكل التغليف الفراغي وعمليات تصنيع أجهزة MEMS.

تختلف عملية توصيل الأسلاك التي تربط بين وسادتين مستقلتين اختلافًا كبيرًا من حيث مادة السلك وظروف التوصيل ومواقع التوصيل (والتي قد تتضمن توصيل ليس فقط الشريحة والركيزة ولكن أيضًا شريحتين أو ركيزتين).

مع التطور السريع للمنتجات الإلكترونية، تزداد متطلبات الأداء للدوائر المتكاملة صرامةً، مما يؤدي إلى ابتكارات متواصلة في تقنيات التغليف. ومن بين تقنيات التغليف المختلفة، تُعدّ عملية توصيل الأسلاك تقنيةً أساسيةً لربط الرقائق بالدوائر الخارجية، وضمان التشغيل السليم للدوائر المتكاملة. ستُقدّم هذه المقالة شرحًا مُفصّلًا لسلسلة من المواضيع المتعلقة بعملية توصيل الأسلاك، بما في ذلك نظرة عامة، وتصنيف، وخصائص، وتطبيقات هذه العملية. واليوم، سيُحلّل لكم مُحرّر معرض تقنيات التركيب السطحي المزيد من اتجاهات الصناعة.

تُعدّ تقنية توصيل الأسلاك من أهم تقنيات التوصيل في مجال الإلكترونيات. وهي خطوة متقدمة في تصنيع أشباه الموصلات، حيث تُستخدم أسلاك دقيقة لإنشاء وصلات كهربائية بين الدوائر المتكاملة والوحدات الحاملة، أو بين دوائر متكاملة مختلفة مُدمجة ضمن وحدة متعددة الرقائق. تتناول هذه المقالة كل شيء بدءًا من أساسيات توصيل الأسلاك وصولًا إلى التفاصيل المتقدمة، وتناقش أنواع توصيل الأسلاك، والخطوات المُتبعة، والمواد المستخدمة، وتطبيقاتها، والتطورات المستقبلية.

بغض النظر عن نوع التوصيل، سواء كان توصيلًا بالرقائق أو توصيلًا بالأسلاك، فإن التطبيقات المستخدمة واسعة النطاق، وتشمل جميع أجهزة أشباه الموصلات تقريبًا، مثل المعالجات الدقيقة، والذاكرة، وأجهزة الاستشعار، وأجهزة الطاقة، والأجهزة الكهروضوئية، وأجهزة الترددات اللاسلكية، وغيرها. تؤثر جودة عمليات تركيب الرقائق وتوصيلها بشكل مباشر على أداء وموثوقية تغليف أجهزة أشباه الموصلات، مما يفرض متطلبات جودة صارمة على العملية، بما في ذلك الدقة، والاستقرار، والمتانة، والموثوقية، والخصائص الحرارية والكهربائية، والنظافة.

في الربع الثاني من عام 2024، ارتفعت مبيعات أشباه الموصلات العالمية بنسبة 18.3% على أساس سنوي و6.5% على أساس ربع سنوي.

أعلنت جمعية صناعة أشباه الموصلات (SIA) أن مبيعات صناعة أشباه الموصلات العالمية بلغت 149.9 مليار دولار أمريكي في الربع الثاني من عام 2024، مسجلةً بذلك زيادة قدرها 18.3% مقارنةً بالربع الثاني من عام 2023، وزيادة قدرها 6.5% مقارنةً بالربع الأول من عام 2024. وبلغت المبيعات في يونيو 2024 نحو 50 مليار دولار أمريكي، بزيادة قدرها 1.7% عن 49.1 مليار دولار أمريكي في مايو 2024. وتُجمع بيانات المبيعات الشهرية من قِبل منظمة إحصاءات تجارة أشباه الموصلات العالمية (WSTS)، وهي تمثل متوسطًا متحركًا لثلاثة أشهر. وبحسب إحصاءات جمعية صناعة أشباه الموصلات، فقد استحوذت شركات تصنيع الرقائق على 99% من إيرادات صناعة أشباه الموصلات في الولايات المتحدة، ونحو ثلثي إيرادات صناعة أشباه الموصلات خارج الولايات المتحدة.

لطالما شكلت تقنية الطباعة الحجرية، مدفوعةً بقانون مور، جوهر صناعة أشباه الموصلات لتحقيق تصغير عرض خطوط الرقائق. ومع ذلك، ومع دخولنا عصر ما بعد مور، تغيرت مفاهيم تصميم الرقائق. فبالإضافة إلى التصغير، أصبح تكديس الرقائق وسيلةً مهمةً لزيادة عدد الترانزستورات، وأصبحت تقنية الربط حاسمةً لتحقيق هذا التكديس. ويحدد عرض خطوط الربط واستهلاك الطاقة في هذه التقنية حدود أداء نظام الرقاقة بأكمله، مما يجعل الربط الهجين ذا أهمية متزايدة في صناعة أشباه الموصلات.

في مجال تصنيع أشباه الموصلات، قلّما أثبتت تقنيات أخرى مرونةً مماثلةً لتقنية توصيل الأسلاك. هذه الطريقة، التي تُسهّل التوصيل الكهربائي بين أجهزة أشباه الموصلات وأغلفةها، تُعدّ عنصراً أساسياً في صناعة الإلكترونيات منذ بداياتها.

تُعدّ عملية التغليف خطوةً نهائيةً في تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل سلسلةً من عمليات الطحن والقطع وربط الرقائق وربط الأسلاك والتشكيل. يختلف ترتيب هذه العمليات باختلاف تقنية التغليف، وقد تكون مترابطةً أو مُدمجةً. تُقدّم هذه المقالة بشكلٍ أساسي تقنية ربط الرقائق، وهي تقنية تغليف تُستخدم لربط الرقائق المُفصولة عن الرقاقة بركيزة التغليف (إطار التوصيل أو لوحة الدوائر المطبوعة) بعد عملية القطع.

يمكن تقسيم عملية تصنيع أشباه الموصلات إلى مرحلتين: المرحلة الأمامية، وتشمل بشكل أساسي تصنيع الرقاقات وطباعة الدوائر الضوئية عليها، بينما تركز المرحلة الخلفية بشكل رئيسي على تغليف الرقائق. ومع وصول تقنية تصغير عمليات المرحلة الأمامية إلى حدودها القصوى، تزداد أهمية عمليات المرحلة الخلفية. وباعتبارها نقطة تحول جوهرية قادرة على خلق قيمة مضافة جديدة، تحظى تقنيتها باهتمام كبير.