Különböző anyagstruktúrájú termoszónikus mikrohuzalkötések minősítő vizsgálata előmelegítési folyamatok számának függvényében

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Krammer Olivér
Elektronikai Technológia Tanszék

Napjainkban, az esetek több mint 90 %-ban az integrált áramkörök valamint egyéb félvezető chip-ek összeköttetését a hordozóval, huzalkötéssel oldják meg.

A mikrohuzalkötés széles körben elterjedésének oka a rugalmassága és nagyfokú megbízhatósága. Termoszónikus mikrohuzalkötés során nyomás, hőenergia és ultrahangos energia alkalmazásával jön létre a kötés. Ehhez a technikához a leggyakrabban felhasznált huzalanyag az arany, amely megbízhatósága és oxidáció elleni védelmének köszönheti népszerűségét, annak ellenére, hogy az arany ára az elmúlt évtizedben egyre drágult.

A megfelelő minőségű kötések létrehozását számos paraméter befolyásolja, ezért rendkívül fontos, hogy ezek a paraméterek optimálisan legyenek beállítva a gyártás során. Szakdolgozatom témája, hogy a gyártásban alkalmazott előmelegítések száma, hogyan befolyásolja a különböző anyagstruktúrájú kötések minőségét.

Legelőször irodalomkutatást végeztem a termoszónikus mikrohuzalkötési technika sajátosságairól, legfontosabb paramétereiről, a létrehozott kötések minősítő módszereiről, az arany – alumínium kötések közötti intermetallikus rétegről, illetve az egyre inkább elterjedő rézhuzal kötésről is. Ezek alapján az előmelegítés függvényében legyártott mintákon destruktív húzó és nyíró vizsgálatokat végeztem. Ezeket egy 1000 cikluson át tartó thermal shock vizsgálat előzött meg.

A húzótesztek során a melegítések száma nem befolyásolta a huzal minőségét, azonban az öregítés hatására azok meggyengültek. Az öregítésnek ki nem tett minták a leggyakrabban a golyó nyakánál illetve az ékes kötés sarkánál szakadtak el, azonban 1000 ciklus után a leggyakoribb hibajelenség a huzal közepén való szakadás volt. A letoló tesztek során a melegítések hatására az arany-arany és az arany-alumínium kötések is megerősödtek. Az öregítés hatására az arany-arany illetve az arany-alumínium kötések is vártnak megfelelő étékeket mutattak, amelyeket a különböző szakirodalmak is alátámasztottak.

Az arany-alumínium intermetallikus réteget először keresztmetszeti csiszolatokon vizsgáltam sikertelenül, mert az intermetallikus réteg túl vékony volt ahhoz, hogy pásztázó elektronmikroszkóppal meg lehessen figyelni. Ezután KOH oldat segítségével lemartam az alumínium kontaktusfelületeket a kötések alól, így meg tudtam figyelni, az intermetallikus réteg lefedettségét, vastagságát és egyenetlenségét.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.