สำหรับการติดลวดสารกึ่งตัวนำและการระเหยของฟิล์มบาง ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ที่มีความบริสุทธิ์ร้อยละ 99.99 (4N) ขึ้นไป เป็นพื้นฐานที่ไม่สามารถต่อรองได้ ลวด 5N (99.999 เปอร์เซ็นต์) ช่วยลดการเติบโตและการกัดกร่อนระหว่างโลหะที่เป็นอันตรายที่แผ่นประสาน ทำให้มีเวลาเฉลี่ยที่จะเกิดความล้มเหลวเกิน 1,000 ชม ในการทดสอบการเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูง 200 องศา C ในขณะที่ค่าเผื่อเส้นผ่านศูนย์กลางที่ควบคุมได้ที่บวกหรือลบ 0.002 มิลลิเมตร ช่วยให้มั่นใจได้ว่าโปรไฟล์ของลูปมีความสม่ำเสมอในตัวประสานอัตโนมัติ
เกรดความบริสุทธิ์และการควบคุมสิ่งเจือปนในลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง
การแสดงของ ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของธาตุรองที่วัดเป็นส่วนในล้านส่วน แม้แต่ชิ้นส่วนเดียวในล้านส่วนของโลหะบางชนิดก็สามารถลดการนำไฟฟ้าหรือส่งเสริมการกัดกร่อนของแผ่นยึดเกาะได้ ตารางด้านล่างจัดหมวดหมู่ระดับความบริสุทธิ์มาตรฐานจากผู้ผลิตเฉพาะทาง
| เกรดความบริสุทธิ์ | ปริมาณอลูมิเนียม (ร้อยละ) | สิ่งเจือปนที่เป็นโลหะทั้งหมด (ppm) | แอปพลิเคชันที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| 4N | 99.99 | น้อยกว่า 100 | การระเหยทั่วไป, อิเล็กโทรดตัวเก็บประจุ |
| 5N | 99.999 | น้อยกว่า 10 | การเปลี่ยนลวดทองและทองแดง การเชื่อม IC |
| 6N | 99.9999 | น้อยกว่า 1 | ฟิล์มตัวนำยิ่งยวด เซนเซอร์เฉพาะทาง |
สำหรับโรงบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่ ลวดอลูมิเนียมความบริสุทธิ์สูง 5N กลายเป็นมาตรฐานเนื่องจากมีทองแดงและเหล็กรวมกันน้อยกว่า 5 ppm สิ่งนี้จะช่วยลดการก่อตัวของสารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกที่เปราะที่ส่วนต่อประสานระหว่างอะลูมิเนียมและทองได้อย่างมาก ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของกาฬโรคสีม่วงและการหลุดลอกของพันธะ ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมจะเพิ่มต้นทุนวัสดุประมาณ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับ 4N แต่การปรับปรุงความน่าเชื่อถือของพันธะในสภาพแวดล้อมโดยรอบที่มีอุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส จะช่วยลดต้นทุนได้
ข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนของเส้นผ่านศูนย์กลางและการตกแต่งพื้นผิว
เส้นผ่านศูนย์กลางของ ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ที่ใช้ในการเชื่อมลิ่มโดยทั่วไปจะมีตั้งแต่ 0.7 มิล (0.018 มม.) ถึง 20 มิล (0.508 มม.) โดยขนาดที่พบบ่อยที่สุดคือ 1.0 มิล (0.0254 มม.) ลวดจะต้องมีความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของ บวกหรือลบ 2 เปอร์เซ็นต์ ของค่าที่ระบุเพื่อรับประกันว่าพลังงานล้ำเสียงจะจับคู่เข้ากับแผ่นพันธะอย่างสม่ำเสมอ ลวดที่มีความแตกต่างกันมากกว่า 0.0005 มม. ตลอดแกนม้วนหนึ่งจะสร้างความสูงของลูปและความยาวส่วนหางที่เปลี่ยนแปลงได้ ทำให้ต้องมีการสอบเทียบตัวเชื่อมใหม่บ่อยครั้ง
การตกแต่งพื้นผิวก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน พื้นผิวลวดไม่ควรมีเศษไม้ มีรอยขีดข่วนลึกกว่า 0.5 ไมโครเมตร และไม่มีสารหล่อลื่นตกค้างจากกระบวนการดึงลวด พรีเมี่ยม ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ทำความสะอาดโดยใช้กระบวนการตัวทำละลายอัลตราโซนิกหลายขั้นตอน ซึ่งลดการปนเปื้อนคาร์บอนบนพื้นผิวให้เหลือต่ำกว่า 5 ไมโครกรัมต่อตารางเซนติเมตร ทำให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงในการดึงลวดที่สม่ำเสมอ และกำจัดการก่อตัวของช่องว่างของอีพอกซีสีดำในระหว่างการปั้นแบบถ่ายโอน
การหลอมและการควบคุมคุณสมบัติทางกล
ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง มีให้เลือกทั้งแบบอบอ่อนหรือแบบดึงยาก และสถานะที่ถูกต้องจะถูกกำหนดโดยประเภทของอุปกรณ์ประสาน โดยทั่วไปจะระบุอารมณ์ที่แตกต่างกันสองแบบ
- ลวดอบอ่อน (อ่อน) อย่างเต็มที่ มีการยืดตัว 15 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ และความต้านทานแรงดึงต่ำกว่า 50 MPa โดยจะบีบอัดอย่างสม่ำเสมอภายใต้เครื่องมือยึดเหนี่ยว ทำให้เกิดพันธะลิ่มที่สมมาตร การปรับอุณหภูมินี้จำเป็นสำหรับบรรจุภัณฑ์ทางการทหารและการบินและอวกาศที่มีความน่าเชื่อถือสูง โดยที่พันธะจะต้องรอดจากการหมุนเวียนด้วยความร้อนตั้งแต่ลบ 65 องศา C ถึง 150 องศา C
- ลวดดึงแข็ง คงความแข็งของงานจากการดึงได้ประมาณร้อยละ 50 ถึง 80 และมีความต้านทานแรงดึงระหว่าง 120 ถึง 180 MPa ใช้ในการเชื่อมลิ่มแบบเข้าถึงลึก โดยที่ลวดจะต้องต้านทานการโก่งงอในช่วงระยะเวลายาว อย่างไรก็ตาม ความเหนียวที่ลดลงต้องใช้การตั้งค่าพลังงานอัลตราโซนิกที่สูงขึ้น ซึ่งสามารถทำให้เกิดแผ่นยึดติดบางๆ ได้ หากไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างระมัดระวัง
ชุดของ ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ด้วยการหลอมที่ไม่สอดคล้องกันอาจทำให้เกิดความผันผวนของการเสียรูปของพันธะได้มากกว่า 15 เปอร์เซ็นต์ในแกนม้วนเดียว ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงทำการทดสอบแกนม้วนทุกอันเพื่อดูการยืดตัวและการแตกหักโดยใช้ความยาวเกจ 250 มม. ที่ความเร็วทดสอบ 25 มม. ต่อนาที ตามวิธี ASTM E8 และจัดส่งลวดพร้อมใบรับรองความสอดคล้อง
การระเหยและการเคลือบฟิล์มบาง
ในการสะสมสูญญากาศ ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ถูกป้อนเข้าสู่เส้นใยทังสเตนที่ให้ความร้อนหรือเตาลำแสงอิเล็กตรอนเพื่อสร้างฟิล์มบางๆ สำหรับกระจกสะท้อนแสง อิเล็กโทรดเซมิคอนดักเตอร์ และชั้นกั้น โดยทั่วไปแล้วรูปทรงของเส้นลวดสำหรับการระเหยจะเป็นอย่างไร เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 มม. ถึง 2.0 มม และจำหน่ายแบบเส้นตรงหรือแบบขด ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์ 4N นั้นเพียงพอสำหรับกระบวนการเคลือบโลหะส่วนใหญ่ เนื่องจากการสะสมตัวทำให้เกิดการสะสมของก๊าซที่ตกค้าง แต่ลวดนั้นจะต้องปราศจากโซเดียมและโพแทสเซียม ซึ่งจะเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในซิลิคอนไดออกไซด์และเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ของทรานซิสเตอร์
ปริมาณก๊าซรวมของ ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ที่ใช้สำหรับการระเหยควรระบุให้น้อยกว่า 0.1 ppm สำหรับไฮโดรเจน และน้อยกว่า 0.5 ppm สำหรับออกซิเจน ก๊าซที่กักขังทำให้เกิดการคายน้ำในระหว่างการระเหย โดยปล่อยหยดขนาดไมครอนออกจากเส้นใยซึ่งสร้างข้อบกพร่องในฟิล์มที่สะสมอยู่ ลวดอลูมิเนียม 5N ที่ผ่านการไล่ก๊าซอย่างถูกต้องจะแสดงการคายที่มองเห็นเป็นศูนย์บนแผ่นพยานแก้วสี่เหลี่ยมขนาด 100 มม. เมื่อระเหยในอัตรา 5 นาโนเมตรต่อวินาที
การจัดเก็บและการจัดการเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพของพื้นผิว
แม้แต่ความชื้นในบรรยากาศหรือคลอรีนในปริมาณเล็กน้อยก็อาจส่งผลต่อความสามารถในการยึดติดของ ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง . พื้นผิวอะลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับความชื้นเพื่อสร้างชั้นไฮเดรตออกไซด์ที่หนาขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และป้องกันการเกิดระหว่างโลหะที่ดี โปรโตคอลการจัดเก็บต่อไปนี้จะยืดอายุการเก็บรักษาของสปูลที่เปิดอยู่นานกว่า 6 เดือน
- เก็บแกนม้วนไว้ในตู้กำจัดไนโตรเจนโดยมีความชื้นสัมพัทธ์อยู่ด้านล่าง 20 เปอร์เซ็นต์ ตลอดเวลา
- หลังการใช้งาน ให้นำแกนม้วนกลับเข้าไปในถุงพลาสติกโพลีเอทิลีนที่ปิดสนิท และบีบอากาศส่วนเกินออกก่อนที่จะปิดซีลซิป
- อย่าจับลวดด้วยมือเปล่า ลายนิ้วมือจะทิ้งเกลือคลอไรด์ที่กัดผิวอลูมิเนียมไว้ภายใน 24 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้อง
- ถ้าเป็นหลอดของ ลวดอลูมิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง ได้รับการสัมผัสกับอากาศโดยรอบเป็นเวลานานกว่า 72 ชั่วโมง ต้องทำการทดสอบพันธะและทดสอบแรงดึงเพื่อตรวจสอบแรงขั้นต่ำที่ เส้นผ่านศูนย์กลางลวด 5 กรัมต่อมิล ก่อนปล่อยล็อตการผลิต
