Термод (Thermode) — это нагревательный инструмент прецизионной формы (чаще всего в виде прямоугольного или квадратного наконечника), который является рабочей оснасткой оборудования для термокомпрессионной пайки (Thermocompression Bonding, TCB) и термосклеивания (Thermosonic Bonding). Его основная функция — обеспечить локальный, контролируемый по температуре, давлению и времени нагрев контактной площадки (pad) на печатной плате или подложке с одновременным приложением усилия для формирования соединения.
Конструкция и принцип работы
Конструктивно термод представляет собой массивный медный или вольфрамовый наконечник с внедрёнными нагревательным элементом (керамический нагреватель) и датчиком температуры (термопара). Термод закреплён в термоголовке (bond head) автомата для термокомпрессионной пайки. В процессе работы термод:
-
Позиционируется над целевой контактной площадкой, на которую предварительно нанесён припой или токопроводящий клей.
-
Нагревается до заданной температуры (обычно в диапазоне 300–400°C для бессвинцовых припоев типа SAC305).
-
Опускается на площадку, прилагая нормированное давление (например, 10–50 Н/мм²).
-
Выдерживается в этом положении в течение заданного времени (от десятков миллисекунд до нескольких секунд), обеспечивая оплавление припоя и образование интерметаллического соединения.
-
Поднимается после остывания соединения.
Области применения в микроэлектронике
Технология с использованием термода применяется для монтажа компонентов, критичных к температурному воздействию на соседние элементы, и для соединений, требующих высокой точности:
-
Пайка компонентов с шариковыми выводами (BGA, CSP) на печатные платы или керамические подложки, особенно при ремонте (rework) или в мелкосерийном производстве.
-
Монтаж кристаллов (Die Attach) на подложку корпуса с использованием припойной пасты или токопроводящего клея.
-
Формирование межсоединений в упаковке (Advanced Packaging) для технологии перевёрнутого кристалла (Flip-Chip) и сборок типа 2.5D/3D, где необходимо локальное оплавление микропаек (microbumps) без нагрева всей сборки.
-
Термокомпрессионное нанесение токопроводящих плёнок (ACF, Anisotropic Conductive Film) для соединения гибких шлейфов (flex cables) или тачскринов с контроллерами.
Требования и контроль
Качество соединения, выполненного с помощью термода, напрямую зависит от точности поддержания параметров процесса. Стандарты JEDEC (например, JESD22-A111 для термоудара) и IPC (например, IPC-7095 для BGA) регламентируют требования к надёжности таких соединений. Контроль включает в себя мониторинг фактического термопрофиля, приложенного усилия и визуальную или рентгеновскую инспекцию результата.
Источники: IPC-7095 «Design and Assembly Process Implementation for BGAs», JEDEC стандарты на методы испытаний микросхем, техническая документация производителей оборудования для монтажа (например, Besi, ASM Pacific Technology).