Félvezető huzalok kötéséhez és vékonyréteg-párologtatáshoz, nagy tisztaságú alumínium huzal 99,99 százalékos (4N) vagy nagyobb tisztaságú a nem alkuképes alapállapot. Az 5N-os (99,999 százalékos) huzal csökkenti a káros intermetallikus növekedést és a korróziót a ragasztópárnánál, így a meghibásodásig átlagosan több időt ér el. 1000 óra 200 C fokos magas hőmérsékletű tárolási tesztekben, míg a plusz-mínusz 0,002 milliméteres ellenőrzött átmérőtűrés biztosítja a konzisztens hurokprofilokat az automatizált ragasztókban.
Tisztasági fokozatok és szennyeződés-szabályozás nagy tisztaságú alumíniumhuzalban
A teljesítménye nagy tisztaságú alumínium huzal a ppm-ben mért nyomelem-koncentrációk határozzák meg. Bizonyos fémek egymillió része is ronthatja az elektromos vezetőképességet, vagy elősegítheti a kötéskorróziót. Az alábbi táblázat kategorizálja a speciális gyártóktól elérhető standard tisztasági szinteket.
| Tisztasági fokozat | Alumíniumtartalom (százalék) | Összes fémszennyeződés (ppm) | Kritikus alkalmazás |
|---|---|---|---|
| 4N | 99.99 | 100-nál kevesebb | Általános párologtatás, kondenzátorelektródák |
| 5N | 99.999 | Kevesebb, mint 10 | Arany és rézhuzal csere, IC kötés |
| 6N | 99.9999 | 1-nél kevesebb | Szupravezető fóliák, speciális érzékelők |
A legtöbb félvezető csomagolóházhoz 5N nagy tisztaságú alumínium huzal szabvány lett, mert kevesebb, mint 5 ppm rezet és vasat tartalmaz együtt. Ez drasztikusan csökkenti a rideg intermetallikus vegyületek képződését az alumínium-arany határfelületen, ami a lila pestis és a kötés feloldódásának elsődleges oka. Az extra tisztítási lépés hozzávetőlegesen 15-20 százalékkal növeli az anyagköltséget a 4N-hez képest, de a kötés megbízhatóságának javulása 150 °C-os környezeti környezetben indokolja a költségeket.
Átmérőtűrés és felületkezelési követelmények
Az átmérője nagy tisztaságú alumínium huzal Az ékragasztáshoz használt méret általában 0,7 mil (0,018 mm) és 20 mil (0,508 mm) között van, a leggyakoribb méret pedig 1,0 mil (0,0254 mm). A huzal átmérőtűrésének kell lennie plusz-mínusz 2 százalék a névleges értékből, hogy garantálja, hogy az ultrahang energia következetesen csatlakozik a kötőbetéthez. A több mint 0,0005 mm-rel változó huzal az orsón keresztül változó hurokmagasságot és farokhosszat hoz létre, ami gyakori újrakalibrálást tesz szükségessé.
A felületkezelés ugyanilyen fontos. A huzal felületének mentesnek kell lennie a szilánkoktól, a 0,5 mikrométernél mélyebb karcoktól és a húzási folyamatból származó kenőanyag-maradványoktól. Prémium nagy tisztaságú alumínium huzal Többlépcsős ultrahangos oldószeres eljárással tisztítják, amely 5 mikrogramm/négyzetcentiméter alá csökkenti a felületi szénszennyeződést, biztosítva az egyenletes huzalhúzási szilárdságot, és kiküszöböli a fekete epoxi üregek képződését az átviteli formázás során.
Izzítás és mechanikai tulajdonságok ellenőrzése
Nagy tisztaságú alumínium huzal lágyított vagy keményen húzott állapotban szállítjuk, és a helyes állapotot a kötőberendezés típusa határozza meg. Általában két különböző indulatot adnak meg.
- Teljesen lágyított (lágy) huzal nyúlása 15-25 százalék, szakítószilárdsága 50 MPa alatti. Egyenletesen összenyomódik a ragasztószerszám alatt, szimmetrikus ékkötést hozva létre. Ez a temperamentum elengedhetetlen a nagy megbízhatóságú katonai és űrhajózási csomagokhoz, ahol a kötésnek túl kell vészelnie a mínusz 65 °C és 150 °C közötti hőciklusokat.
- Kemény drót megtartja a húzásból származó munkakeményedés 50-80 százalékát, szakítószilárdsága 120 és 180 MPa között van. Mély hozzáférésű ékkötéseknél használják, ahol a huzalnak ellenállnia kell a hosszú fesztávon történő kihajlásnak. A csökkent flexibilitás azonban magasabb ultrahang-teljesítmény-beállítást igényel, ami kráteressé teheti a vékony ragasztópárnákat, ha nincs gondosan optimalizálva.
Egy adag nagy tisztaságú alumínium huzal inkonzisztens lágyítással a kötés deformációjában több mint 15 százalékos ingadozást okozhat egyetlen orsón keresztül. A neves gyártók minden orsót 250 mm-es nyomtávolsággal, 25 mm/perc tesztsebességgel, ASTM E8 módszerekkel tesztelnek a megnyúlás és a szakadás szempontjából, és a huzalt megfelelőségi tanúsítvánnyal szállítják.
Vékonyréteg-párologtatási és bevonási alkalmazások
Vákuumos leválasztásnál, nagy tisztaságú alumínium huzal fűtött volfrámszálra vagy elektronsugaras tűzhelyre táplálják, hogy vékony filmeket hozzanak létre optikai tükrökhöz, félvezető elektródákhoz és gátrétegekhez. A párolgási huzal geometriája jellemzően az 0,5-2,0 mm átmérőjű és egyenes hosszban vagy tekercselt formában szállítjuk. A legtöbb fémezési folyamathoz elegendő egy 4N tisztaságú alumíniumhuzal, mert maga a leválasztás biztosítja a maradék gázok átjutását, de a vezetéknek mentesnek kell lennie nátriumtól és káliumtól, amelyek gyorsan vándorolnak a szilícium-dioxidban és eltolják a tranzisztorok küszöbfeszültségét.
A teljes gáztartalom nagy tisztaságú alumínium huzal Az elpárologtatáshoz használt értéket hidrogén esetében 0,1 ppm-nél, oxigénnél 0,5 ppm-nél kisebbnek kell megadni. A beszorult gáz a párolgás során köpködést okoz, mikron méretű cseppeket lövellve ki az izzószálból, amelyek hibákat okoznak a lerakódott filmben. A megfelelően gáztalanított 5N alumíniumhuzalon nulla látható folt lesz a 100 mm-es négyzet alakú üveg tanúslemezen, ha másodpercenként 5 nanométeres sebességgel párologtatják.
Tárolás és kezelés a felület degradációjának megelőzése érdekében
Még kis mennyiségű légköri nedvesség vagy klór is veszélyeztetheti a ragasztást nagy tisztaságú alumínium huzal . Az alumínium felülete reakcióba lép a nedvességgel, és hidratált oxidréteget képez, amely idővel megvastagodik, és megakadályozza a jó intermetallikus képződést. A következő tárolási protokoll a kinyitott orsó eltarthatóságát több mint 6 hónapra növeli.
- Tárolja az orsókat nitrogénnel öblített szekrényben, ahol alacsonyabb a relatív páratartalom 20 százalék mindenkor.
- Használat után helyezze vissza az orsót a lezárt polietilén zacskóba, és nyomja ki a felesleges levegőt, mielőtt bezárná a cipzárt.
- Ne fogja meg a vezetéket puszta kézzel. Az ujjlenyomatok kloridsókat hagynak hátra, amelyek szobahőmérsékleten 24 órán belül megmarják az alumínium felületét.
- Ha egy orsót nagy tisztaságú alumínium huzal több mint 72 órán át környezeti levegő hatásának volt kitéve, próbakötést kell végezni, és húzópróbát kell végezni a minimális erő igazolására 5 gramm/mil huzalátmérő mielőtt a tételt gyártásra bocsátják.
