Kultaa ja tinaa sisältävä eutektinen liimitystechnologia GaAs-voimallekkeille

Euteettinen tarkoittaa euteettisen liiton euteettista sulamista suhteellisen matalilla lämpötiloilla. Euteettiset aliaatit muuttuvat suoraan kiinteästä tilasta nestemäiseksi ilman muovaisen vaiheen kautta, ja niiden lämpöjohtavuus, vastus, järkytysvoima ja luotettavuus ovat parempia kuin perinteisillä epoksidiliitoilla.

Euteettinen varsinkin sen vahvan liitosvoiman, vahvan järkytysvoiman, matalan yhdiste-vastuksen ja tehokkaan lämpösiirron ansiosta on laajalti käytössä korkean frekvenssin, korkean tehojen laitteiden sekä korkean jäähdytysvaatimuksisten LED-laitteiden liitosprosesseissa.

Perinteinen automaattinen pinnasijoituslaite käyttää paineenhallintatasoa 10-250g ja sitä voidaan ohjelmoida ja hallita jokaisessa sijoituksessa. Sen lisäksi sillä on reaaliaikainen painepalautussysteemi, pulssilämpömetodi sekä reaaliaikainen lämpötilan havaitsemisjärjestelmä. Raaka-aineiden puhdistus käyttää UV-ultrafyokon puhdistuslaitetta ja BT-plasma puhdistuslaitetta.

Kone asettaa ensin kantapohjan, liimipadat ja kuivan pulssilämmitystiskille järjestyksessä ja käyttää vakuumihiuksia tai kiinnitysvarusteita kantapohjan kiinnittämiseen. Kun kantapohja on paikallaan lämmin taso, nukkukaasua alkaa vapautua lämpötilan ympäriltä. Kun kuviainen on asetettu liimipadalle, lämmitystaso alkaa lämpimän mukaisesti asetettuun lämpötilakäyrään. Liiman sulatus jälkeen hienoiskupuu raaputtaa kuviasta täysin impregnoimaan liimaa. Parametreja, kuten raaputtamisen taajuus, reitti, amplitudi, paine jne., voidaan asettaa. Kun jäähdytetty liima kiinnittyy, kone palauttaa automaattisesti polttamatut kuviaineet takaisin waffle-koteloon.

Kokeellisten materiaalien osalta eri kokoiset kulli- ja viisisokerit leikattiin mekaanisesti leikkurilla, joiden jälkeen ne pesitiin alkoholilla ulträsekkisesti.

Kantapohja käyttää 1:2:1 Cu/Mo/Cu -muotoa, ja sen pinta on hajoitettu Ni, Pd ja Au:lla. Ennen käyttöä sitä käydään alkoholisen ulträsedukemisen, UV-kauden ja plasmasiivousprosessin kautta varastointikäytössä.

Suhteista käytetään GaAs -voimasuhteita. Kun kokeelliset materiaalit on valmisteltu, ne asetetaan waffle-koteloon pinnan syöttöalustalla. Sen jälkeen lämpötilakäyrät, paine, raapaus ja muut parametrit ohjataan ohjelmoinnin kautta. Koko yhteyslomitusprosessi suoritetaan automaattisesti pinnan kiinnityskoneella, mikä vähentää ihmisten vaikutuksia. Mitta sheari voima jälkeen yhteyslomituksen suorittaminen.

Kokeelliset tulokset ：

Yhteyslomituslämpötilakäyrän asetus:

Euteettinen lämpötilakäyrä sisältää pääasiassa kolme vaihetta: esilämpöytymisvaihe, euteettinen vaihe ja jäähdytysvaihe. Esilämpöytymisvaiheen tärkein tehtävä on poistaa laitteen sisällä oleva vetykaasu ja vähentää termisenä epäsopivuuden aiheuttamaa jännitystä; Euteettisessa vaiheessa muodostuu pääasiassa euteettisen kerroksen sulatusliitos, mikä on tärkein vaihe euteettisessa liimauksessa; Jäähdytysvaihe on prosessi, jossa laite jäähdytetään euteettisen prosessin jälkeen, ja jäähdytystemperatuuri sekä nopeus vaikuttavat jälkijännitysten suuruuteen laitteen sisällä. Tyypillinen lämpötilakäyrä näkyy kuvassa 1.

T2 on 30-60 astetta alempaa, T2 on eutektinen lämpötila ja T3 on jäähdytyslämpötila, joka voidaan asettaa 200-260 astelukuihin. Koska eutektisen kerroksen laatu riippuu merkittävästi eutektisestä lämpötilasta T2:sta, suoritettiin yksikulmainen vertailukoe määrittääkseen arvon T2. Kokeilujen analyysi osoitti, että kun kuuman pöydän lämpötila oli 320 astetta, viili sulahdus täysin ja eutektinen liimaus oli mahdollista. Jotta kasvatetaan kultaa ja tiihde sisältävän viilin sulatuskykyä ja virtauskykyä, eutektinen lämpötila asetetaan 320-330 astelukuihin kultaa ja tiihde sisältävän viilin eutektisen liimaamisen aikana.

Lisäksi eutektisen lämpötilan T2 pidetylle ajalle suoritettiin vertailukokeita, joissa käytettiin skannaus elektronimikroskopiaa erilaisten T2-aikojen eutektisen kerroksen mikrostruktuurin havainnointiin. Kokeilujen tulokset näkyvät kuvassa 2.

Vertailevan analyysin avulla havaittiin, että eutektisen ajan kasvaessa IMC-kerroksen paksuus kasvoi vähitellen 0,373 µm:stä 1,370 µm:een, ja IMC-kerroksen kasvu hidastui euteksisen jälkeen 160 sekunnin kuluttua. Energiaspektrianalyysin mukaan muodostuu kiipu/nikkelin rajapinnalla IMC-seokset, jotka koostuvat (Au, Ni) Sn:stä ja (Ni, Au) 3Sn2:stä. Analyysi osoittaa, että euteksisprosessin aikana nikkelielementti diffundoi vähitellen hautoon Au Sn -seoksiin, mikä johtaa siihen, että (Au, Ni) Sn -kerros, jossa on pieni määrä nikkelin kiinteän ratkaisun seoksessa, kasvaa vähitellen, mikä johtaa IMC-kerroksen kasvuun.

Epähomogeenisten metalien yhdistäminen eutektisen vetyksessä vaatii IMC:ää, joten tietty paksuus IMC-kerrosta voi auttaa parantamaan vetyksen laadua. Kuitenkin IMC-kerros on hauras yhdiste, ja liian paksu IMC-kerros voi merkittävästi heikentää vetyksen leikkaussiteen voimakkuutta. Eutektisen kerroksen sopivan paksuuden muodostamiseksi kokonaisen eutektisen ajan pidetään 2-3 minuuttia, joista eutektisen sulatusajan pituus on 15-30 sekuntia. Nämä olosuhteet mahdollistavat IMC-kerroksen paksuuden säilyttämisen 0,3-0,9 µm välillä, ja eutektisen chipin leikkaussiteen voimakkuus ylittää 9,15 kgf:ää.

Euteettisen liimauksen etu epyyliimauksen nähden on sen alhaisempi termistysvastus, joka voi täyttää korkeamman tehojen kuormien hajautussuoritukset. Siksi euteettisen liimauksen termistysvastus on erittäin tärkeä. Euteettisten liimasrakojen termistysvastuksiin voidaan soveltaa kaavaa: R = h/K.S, missä R on termistysvastuksen arvo, h on liimapohjan paksuus, K on AuSn20-liiman johtavuus ja S on liimapinta-ala.

Kokonaisrakenteen termistysvastuun malli näkyy kuvassa 3. Analyysiprosessi lasketaan aktiivisen alueen diffuusioliikkeiden perusteella, 45 asteen diffusaatiotason mukaan, ja risteilypinta laskee tehokkaan alan, eli keskimmäisen osan trapetsin pituuden ja leveyden tuloksen.

Huomautus: Tämän artikkelin sisältö on peräisin Micro Assemblystä (tietotilaisuudesta ja jakelusta mikrokokoonpanon alalla). Tekstin, aineistojen, kuvien ja muiden sisällöiden tekijänoikeudet kuuluvat alkuperäiselle kirjoittajalle. Tämän sivuston julkaisema sisältö on kaikkien jaotteluun ja oppimiseen tarkoitettu. Jos alkuperäisen kirjoittajan lailliset oikeudet ja etujen toteutuminen rikotaan, ilmoita meille välittömästi ja järjestämme asianmukaisen sisällön poistamisen.