Puolijohdelangan liittämiseen ja ohutkalvohaihduttamiseen, erittäin puhdas alumiinilanka joiden puhtaus on 99,99 prosenttia (4N) tai korkeampi on ei-neuvoteltavissa oleva perustaso. 5N (99,999 prosenttia) lanka vähentää haitallista metallien välistä kasvua ja korroosiota sidostyynyssä, jolloin keskimääräinen rikkoontumisaika on yli. 1000 tuntia 200 C korkean lämpötilan varastointitesteissä, kun taas sen kontrolloitu halkaisijatoleranssi plus tai miinus 0,002 millimetriä varmistaa johdonmukaiset silmukkaprofiilit automaattisissa liimausaineissa.
Puhtausasteet ja epäpuhtauksien hallinta erittäin puhtaassa alumiinilangassa
Esityksen erittäin puhdas alumiinilanka määräytyy hivenainepitoisuuksista, jotka mitataan miljoonasosina. Jopa yksi miljoonasosa tiettyjä metalleja voi heikentää sähkönjohtavuutta tai edistää sidostyynyn korroosiota. Alla oleva taulukko luokittelee erikoistuneiden valmistajien saatavilla olevat vakiopuhtaustasot.
| Puhtausaste | Alumiinipitoisuus (prosenttia) | Metallien epäpuhtauksien kokonaismäärä (ppm) | Kriittinen sovellus |
|---|---|---|---|
| 4N | 99.99 | Alle 100 | Yleinen haihdutus, kondensaattorielektrodit |
| 5N | 99.999 | Alle 10 | Kulta- ja kuparilangan vaihto, IC-liitos |
| 6N | 99.9999 | Alle 1 | Suprajohtavat kalvot, erikoisanturit |
Useimmille puolijohdepakkaustaloille, 5N erittäin puhdasta alumiinilankaa on tullut standardi, koska se sisältää alle 5 ppm kuparia ja rautaa yhteensä. Tämä vähentää dramaattisesti hauraiden metallien välisten yhdisteiden muodostumista alumiini-kulta-rajapinnassa, mikä on purppuranpunaisen ruton ja sidosten irtoamisen ensisijainen syy. Ylimääräinen puhdistusvaihe lisää materiaalikustannuksia noin 15-20 prosenttia verrattuna 4N:ään, mutta sidoksen luotettavuuden parantuminen 150 C:n ympäristössä oikeuttaa kustannukset.
Halkaisijan toleranssi ja pinnan viimeistelyvaatimukset
Halkaisija erittäin puhdas alumiinilanka Kiilaliitoksessa käytetty koko vaihtelee tyypillisesti 0,7 mil (0,018 mm) - 20 mil (0,508 mm), yleisin koko on 1,0 mil (0,0254 mm). Langan halkaisijan toleranssin tulee olla plus tai miinus 2 prosenttia nimellisarvosta varmistaakseen, että ultraäänienergia kytkeytyy johdonmukaisesti sidostyynyyn. Lanka, joka vaihtelee yli 0,0005 mm rullan poikki, luo vaihtelevia silmukan korkeuksia ja päänpituuksia, mikä pakottaa bonderin uudelleenkalibroinnin.
Pintakäsittely on yhtä kriittinen. Langan pinnassa ei saa olla sirpaleita, yli 0,5 mikrometrin syviä naarmuja eikä vetoprosessista jääneitä voiteluaineita. Premium erittäin puhdas alumiinilanka puhdistetaan monivaiheisella ultraääniliuotinprosessilla, joka vähentää pinnan hiilikontaminaation alle 5 mikrogrammaan neliösenttimetriä kohden, mikä varmistaa johdon tasaisen vetolujuuden ja eliminoi mustien epoksihuokosten muodostumisen siirtomuovauksen aikana.
Hehkutus ja mekaanisten ominaisuuksien valvonta
Erittäin puhdas alumiinilanka toimitetaan joko hehkutettuna tai kovavedettynä, ja oikea tila määräytyy liimauslaitteiston tyypin mukaan. Yleensä määritellään kaksi erilaista luonnetta.
- Täysin hehkutettu (pehmeä) lanka sen venymä on 15-25 prosenttia ja vetolujuus alle 50 MPa. Se puristuu tasaisesti kiinnitystyökalun alle luoden symmetrisen kiilasidoksen. Tämä luonne on välttämätön erittäin luotettaville sotilas- ja ilmailupakkauksille, joissa sidoksen on kestettävä lämpökierto miinus 65 asteesta 150 asteeseen.
- Kovaksi vedetty lanka säilyttää 50-80 prosenttia vedon aiheuttamasta työkarkaistuksesta ja sen vetolujuus on 120-180 MPa. Sitä käytetään syvälle päästävässä kiilaliitoksessa, jossa langan on kestettävä lommahdusta pitkien jänteiden aikana. Vähentynyt taipuisuus vaatii kuitenkin suurempaa ultraäänitehoasetusta, joka voi kraatteroida ohuita sidostyynyjä, jos sitä ei optimoida huolellisesti.
Erä erittäin puhdas alumiinilanka epäjohdonmukainen hehkutus voi aiheuttaa yli 15 prosentin vaihtelua sidoksen muodonmuutoksessa yhden kelan yli. Hyvämaineiset valmistajat testaavat jokaisen kelan venymän ja katkeamiskuorman varalta käyttämällä 250 mm:n mittapituutta 25 mm:n minuuttitestin nopeudella ASTM E8 -menetelmien mukaisesti ja toimittavat langan vaatimustenmukaisuustodistuksen kanssa.
Ohutkalvon haihdutus- ja pinnoitussovellukset
Tyhjiöpinnoituksessa, erittäin puhdas alumiinilanka syötetään lämmitettyyn volframifilamenttiin tai elektronisuihkupesään ohuiden kalvojen luomiseksi optisia peilejä, puolijohdeelektrodeja ja sulkukerroksia varten. Haihdutuksen langan geometria on tyypillisesti 0,5 mm - 2,0 mm halkaisija ja toimitetaan suorina pituuksina tai kelattuina. 4N puhtaus alumiinilanka riittää useimpiin metallointiprosesseihin, koska saostus itsessään saa aikaan jonkin verran jäännöskaasujen imeytymistä, mutta langassa ei saa olla natriumia ja kaliumia, jotka kulkeutuvat nopeasti piidioksidissa ja muuttavat transistorin kynnysjännitteitä.
Kokonaiskaasupitoisuus erittäin puhdas alumiinilanka Haihduttamiseen käytetty arvo on määriteltävä alle 0,1 ppm vedylle ja alle 0,5 ppm hapelle. Loukkuun jäänyt kaasu aiheuttaa sylkemistä haihtumisen aikana, jolloin filamentista irtoaa mikronin kokoisia pisaroita, jotka aiheuttavat virheitä kerrostettuun kalvoon. Oikein kaasuttomassa 5N-alumiinilangassa ei ole näkyviä sylkejä 100 mm:n neliömäisellä lasilevyllä, kun se haihtuu nopeudella 5 nanometriä sekunnissa.
Varastointi ja käsittely pinnan hajoamisen estämiseksi
Pienikin määrä ilmakehän kosteutta tai klooria voi vaarantaa liimauksen erittäin puhdas alumiinilanka . Alumiinipinta reagoi kosteuden kanssa muodostaen hydratoidun oksidikerroksen, joka paksuuntuu ajan myötä ja estää hyvän metallien välisen muodostumisen. Seuraava säilytyskäytäntö pidentää avatun kelan säilyvyyttä yli 6 kuukauteen.
- Säilytä keloja typellä puhdistetussa kaapissa, jonka suhteellinen kosteus on alla 20 prosenttia kaikkina aikoina.
- Palauta kela käytön jälkeen suljettuun polyeteenipussiinsa ja purista ylimääräinen ilma pois ennen vetoketjun sulkemista.
- Älä käsittele lankaa paljain käsin. Sormenjäljet jättävät kloridisuoloja, jotka syövyttävät alumiinipinnan 24 tunnin kuluessa huoneenlämpötilassa.
- Jos kela erittäin puhdas alumiinilanka on altistunut ympäröivälle ilmalle yli 72 tuntia, on suoritettava testisidos ja testattava vetotesti vähimmäisvoiman varmistamiseksi 5 grammaa millimetriä kohti langan halkaisijaa ennen erän luovuttamista tuotantoon.
