Методи приєднання виводів
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
зєднань збільшується з температурою по експоненціальному закону.
Утворення інтерметалічного зєднання між золотим дротом і алюмінієвим контактним майданчиком викликає появу в цій зоні механічної напруги і мікротріщин.
Поверхня розділу металів служить тим шляхом, по якому відбувається міграція золота від країв интерметаллического зварного контакту в сусідні ділянки алюмінієвої плівки. Серія фотографій, зроблених через певні інтервали часу, показує, як золото проникає в алюмінієві смужки. Під час міграції золота його кількість довкола контактної зони поступово зменшується, внаслідок чого кінець виводу по всьому периметру контактного шва відключається від провідної смужки, а через деякий час зовсім відділяється від мікросхеми.
Якщо вивід електрично відключився від провідної смужки, але ще не відокремився від підкладки, дефект дуже важко виявити. Інколи досить подати на таке напівзруйноване зєднання імпульс напруги, наприклад, при випробуванні, щоб воно тимчасово відновилося.
Знайдені засоби запобігання масовим відмовам таких зєднань. Якщо до приєднання дротяних провідників алюміній окислювати, інтенсивність відмов зєднань зменшиться, оскільки шар оксиду перешкоджає міграції.
Нанесення шаруючи з третього металу на поверхню алюмінію також дає можливість запобігти міграції [3].
Таблиця 1.2. Зварність матеріалів при різних методах мікрозварки [5].
Матеріал контактного майданчика і підкладкиМетоди зварки і матеріали дротяних виводів
ТермокомпресіяЗварювання тиском з непрямим імпульсним нагрівомКонтактне зварюванняУльтразвукове зварюванняАuА1СuАuА1СuАuА1СuАuА1СuЗолота плівка з підкладкою нихрома на сталлю або склі
+++++++++++++++++Мідна або нікелева плівка з підшаром нихрома на ситалле .
+++++++++++++++Алюмінієва плівка на склі++++++++++
Примітка. ++ зварюються добре; + - зварюються задовільно; - не зварюються.
2. ВИГОТОВЛЕННЯ ВИВОДІВ МЕТОДОМ ПАЙКИ ТА СКЛЕЮВАННЯМ
2.1 Приєднання виводів паянням
Зєднання паянням передбачає участь третього металу в рідкому стані, який змочує метали, що сполучаються, і при твердінні утворює металевий звязок. Паяння може бути гаряча (розплавленими припоями) і холодна (за допомогою амальгами або галію).
Основною умовою створення паяного зєднання є взаємодія рідкого припою з поверхнею чистих металів, що сполучаються. Змочування є неодмінною умовою утворення паяного зєднання. Ступінь змочування і розтікання залежить від виду контактуючих металів, стану поверхні (наявність оксидів, шорсткість), а також умов паяння (температура, газова середа, тривалість паяння). Флюси, вживані при паянні, не лише розчиняють оксиди на поверхні твердого металу. Будучи поверхнево-активними речовинами, вони зменшують поверхневе натягнення припоїв, сприяють поліпшенню змочування і розтікання, передачі тепла на всю зону паяння.
При змочуванні припоєм виникає взаємодія, що приводить при твердінні до освіти звязку між кристалітами. Можуть спостерігатися три види цього звязку: розчиненням, хімічною взаємодією, утворенням металевих звязків. Взаємодія розчиненням слід уникати при паянні до тонких плівок, це може викликати розчинення всієї плівки в припої. З цієї точки зору для паяння переважні не золоті контактні майданчики, як в разі термокомпресіонних зєднань, а мідні. Золота плівка завтовшки до 50 нм повністю розчиняється в припої ПСК. Зменшення небезпеки розчинення досягається попереднім введенням в припій присадки (2 3 %) того металу, з якого складається плівка. [5]
Хімічний звязок виникає з утворенням перехідного шару у вигляді хімічної сполуки припою з металом. Це спостерігається при паянні міді оловом, коли утворюються міцні інтерметалічні зєднання Cu6Sn5 і Cu3Sn. Утворення хімічного звязку вимагає присутності в припої легуючих присадок, сприяючих утворенню дуже тонкого перехідного шару твердого розчину з металом.
Взаємодія через металеві звязки спостерігається при хорошому змочуванні. При паянні ІС цей механізм найбільш щадний по відношенню до плівки і тому переважний. Для розвитку саме цього механізму взаємодії необхідна короткочасність паяння і вузький інтервал температури.
Сплави, в яких відбувається одночасна за всім обсягом кристалізація компонентів при найнижчій для даної системи температурі, називають евтектичними (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Діаграма стану системи свинець олово:
? кристали твердого розчину Sn в Pb;
? кристали твердого розчину Pb в Sn; ж рідка фаза [3].
Евтектична крапка на фазовій діаграмі станів характерна стрибкоподібним і повним переходом з рідкої в тверду фазу при охолоджуванні суміші. Відхилення від цього складу приводять до того, що ще до твердіння припою відбувається спонтанна кристалізація одного з компонентів. Зовні це виявляється в повільному твердінні загусаючого сплаву. Якщо у цей момент паяний шов потривожити незначною механічною дією, то миттєво настає спільна кристалізація припою з виділенням крупних кристалів, погано звязаних між собою. Такий паяний шов не можна вважати за надійний. В разі евтектичного сплаву твердіння відбувається без спонтанної кристалізації. Евтектичний сплав ПОС - 61 має найменшу температуру плавлення, найменшу пористість, якнайкращі капілярні властивості з припоїв ПОС. [2]
Припій для паяння ІС повинен володіти нижчою температурою плавлення, чим припій ПОС - 61. Таким є, наприклад, потрійний оловяно-свинце