Mikrohuzal kötési technológia folyamatparaméterének hatása a golyós kötés alakjára és minőségére

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Krammer Olivér
Elektronikai Technológia Tanszék

Mikroelektronikában a belső villamos kötés létrehozására a legelterjedtebb technológia a termoszónikus huzalkötés. Ez kombinálja az emelt hőmérséklet, valamint az ultrahangos energia pozitív hatását a kialakítandó huzalkötések minőségére. Korábban kevés kutatás foglalkozott kifejezetten azzal, hogy a szikráztatás hossza hogyan befolyásolja a golyós huzalkötés méretét és minőségét. A kísérleteim kifejezetten az aranyhuzalt alkalmazó termoszónikus huzalkötésre fókuszálnak, ugyanakkor kiterjeszthető lenne a mostanában egyre jobban elterjedő rézhuzal vizsgálataira is. A finomelektronikában egyre kisebb alkatrészeket alkalmaznak, amihez a technológiának is alkalmazkodnia kell.

A golyós huzalkötés villamos és mechanikus tulajdonságát, valamint méretét sok tényező befolyásolja, amiből az egyik fontos elem, a szikráztatás, azon belül is annak ideje. Különböző kritériumok határozzák meg, hogy a folyamat optimális paraméterekkel rendelkezzen. Ilyen a huzalgolyó átmérője, valamint a golyós huzalkötés mechanikai tulajdonsága. Utóbbit szakító-, illetve nyírási szilárdságot vizsgáló teszttel tudjuk ellenőrizni.

Szakirodalom kutatást végeztem a huzalkötéssel kapcsolatban, azon belül a technológia szerepét vizsgáltam a mikroelektronikában, valamint kutattam korábbi technológiák működését. A fő téma a termoszónikus huzalkötési technológia volt, így az ehhez kapcsolódó plazmatisztítással is foglalkoztam, valamint átfogóbb kutatást végeztem a termoszónikus huzalkötés technológiájában, gyártási folyamat kiugróan fontos paramétereit illetően.

Feladatom volt, hogy különböző aranyhuzal átmérőket vizsgálva, több termoszónikus huzalkötő berendezés segítségével megállapítsam, milyen szikráztatási idő szükséges a különböző huzalátmérők esetén, hogy optimális golyóátmérőt kapjunk. Ezt optikai mikroszkóp segítségével mértem. A méréseket követően nyírási szilárdságot vizsgáló teszteket végeztem néhány kitüntetett szikráztatási paramétert alkalmazva, ezzel ellenőrizve azok mechanikai megbízhatóságát.

A kísérletekhez három aranyszálat alkalmaztam, ezek rendre 25, 32 és 50 µm átmérőjűek voltak. 25 µm-hez 205–605 µs, 32 µm-hez 435–835 µs, 50 µm-hez pedig 750–1350 µs közötti szikráztatási idővel végeztem méréseket a „free air ball” méréséhez, mindegyikhez 40 darab mintát vizsgáltam meg. A nyírási szilárdság tesztekhez 7, 6 és 7 mérési pontot adtam meg, ezekhez 120 darab huzalkötést hoztam létre.

Az eredmények azt mutatták, hogy 25 µm-es aranyhuzal esetében 295–305, 32 mikrométeresében 510–585 , 50 mikrométeres aranyhuzal esetében pedig 950–1075 µs közötti szikráztatási idővel létrehozott golyós huzalkötések adtak megfelelő eredményt.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.