Мектеп зым деген эмне? Жарым өткөргүчтүн ишенимдүүлүгүнүн күтүлбөгөн баатыры

Микро-иштетүүдөгү жана материалдардын адиси катары илим, менин күндөрүм Германиядагы Маркус сыяктуу инженерлер менен терең техникалык дискуссияларга толгон. Алар маңдай өткөргүчтөрдүн чек араларын түртүп, өздөрүнүн чектерин түртүп, электроника электроника боюнча өндүрүшүндө мүмкүн болгон чектерди түртүп жатышат. Таң калыштуу жыштыкты пайда кылган тема - момун байланыш зымы. Бул кичинекей катмар металлКөбүнчө адамдын чачына караганда жука, көп учурда көңүлгө алынбайт, бирок бул ар кандай интегралдык схемада эң оор компоненттердин бири (Ic). Бул микроскопиядагы ийгиликсиздик InterConnect татаал жана кымбат түзүлүштү пайдасыз кылат. Бул макала сатуу тону эмес; Бул жогорку билимди түзүүгө кирген материалдык илимге жана инженериясына терең чумкууишенимдүүлүк байланыш зымы. Ар кандай материалдарды, уникалдуу касиеттерин жана эмне үчүн туура тандоо үчүн биз ар кандай материалдарды изилдейбиз зым акыркы продуктуңуздун ийгилиги үчүн негиздүү.

Байланыштуу зымдын негизги максаты эмне?

Анын эң негизги деңгээлинде, a байланыш зымы абдан сонун, жогорутазалык зым түзүү үчүн колдонулат электрдик ичиндеги туташуулар Жарым өткөргүч Түзмөк. Ал ийкемдүү көпүрө катары кызмат кылат, кремний ортосунда бийлик жана сигналдар чип (Icжана анын коргоочу пакетинин металл жолдору. Аны чиптин нерв системасы катары көрөлү. Колдонуудан айырмаланып жоокер, бул эрүү жана мындай сонун масштабда кылдаттык менен жасоого болбойт, назик чипти бузбай, зым байланыш катуу абалда. Адистештирилген байланыш машинасы колдонот Ultrasonic Энергетика, күч, кээде жылуулук металлургиялык ширетүүчү түзүлөт, же Бонд, эки жагында зым.

Бул кичинекей Interconnection укмуштай бекем болушу керек. Ал механикалык стресстен, жылуулук велосипед телеквалына, электрдик токду, аппараттын өмүрүн басмырлоого шартпастан көтөрүлүшү керек. Тандоо зым Материал, анын диаметри жана анын өзгөчөлүктөрү Материалдык касиеттер Баардыгы ийгиликтүү жана ишенимдүү болгон учурда чечүүчү ролду ойношот зым Бонд. Ар бир Бонд кемчиликсиз болушу керек.

Эмне үчүн ар кандай байланыш зымынын зарылдыгы эмне үчүн керек?

"Бир өлчөмдүү-өлчөм" деген чечим бар байланыш зымы. Материалды тандоо өтүнмөнүн конкреттүү талаптарынын, анын ичинде наркы, аткаруу жана узак мөөнөттүү ишенимдүүлүк. Үч баштапкы материал алтын (au), Жез (CU) жана алюминий (AL). Ар биринин ар бир касиеттери бар, бул ар кандай товарлардын ар кандай түрлөрүнө жана ар кандай продуктуларга ылайыктуу болгон бардык мүлктөргө ээ.

Инженер бир нече факторду карап чыгышы керек:

• Байланыш процесси: Бул жогорку ылдамдыкта Ball Bond процесс же тактык жик булагы? Алтын жана Жез үчүн идеалдуу Ball Bondнер, ал эми алюминий ультраүн үчүн стандарт болуп саналат жеп байланыш.
• Иштин талаптары: Аппарат жогорку жыштыктарда иштешеби же жогорку агымдарды көтөрөбү? Жез жогорку Электр өткөргүчтүк, бирок алтын зым Коррозияга сонун каршылык көрсөтөт.
• Чыгымдардын чектелиши: Алтын зым байланыш жетилген, бирок кымбат процесс. Жез зым мыкты жетишкендиктер менен мыкты альтернатива менен, ал эми Алюминий зым ошондой эле экономикалык жактан натыйжалуу.
• Узак мөөнөттүү ишенимдүүлүгү: Кантип зым менен байланышуу Бонд төш Убакыттын өтүшү менен жана иштөө температурасында металлургия? Мортмалметалыктын алдын алуу - бул негизги тынчсыздануу.

Алтындын зымы жогорку ылдамдыктагы шар топтомго кандайча жетти?

Алтын зым оригиналдуу жана эң жакшы түшүнүү байланыш зымы. Ал жөнөкөй сезилет, таза алтын Бул колдонмодо колдонулат, чындыгында, жогорку инженералдык материал. Алтын байланыштык зым дээрлик эч качан 99.99% таза алтын. Бул атайылап "кыскартылган" башка элементтерге, талап кылынган мүлктүн касиеттерин жөнгө салуучу башка элементтерди айыктырат Ball байланыш процесси.

Булар сыяктуу элементтерди кошсо болот Бериллий (Be) же палладий (PD), бир нече себептерден улам кошулат. Алар дан эгиндерин башкарууга жардам берет металл түзүүдөн кийин катуулайт Акысыз аба топ. Туруктуу, рычагынын туруктуу түзүлүшү күчтүү жана кайталануучу Бонд. Допанттар ошондой эле катуулугун жогорулатат зыманы таза колдоого жардам берет цикл калыптабаңыз. Жакшы иштелип чыккан алтын зым түзүү үчүн жумшактык тең салмактуулугун камсыз кылат Бонд жана аны сактоо үчүн акылдуулук цикл түзүү. Кемчиликсиз, сфералык түзүү мүмкүнчүлүгү топ уникалдуу касиет алтын зым жана борбордук Ball байланыш процесси.

Жезди байланыштуу зым катары колдонуунун соодасы кандай?

Жез зым абдан популярдуу альтернатива болуп калды алтын зым, биринчи кезекте, эң маанилүү чыгымдарды үнөмдөө менен шартталган. Натыйжалуулуктун көз карашынан, Жез мыкты тандоо. Ал 40% жогору Электр өткөргүчтүк бир кыйла жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүгү алтынга караганда. Бул жогорку агымдарды чагып, жылуулукту таркатуу керек болгон кубаттуулуктагы шаймандар үчүн идеалдуу кылат. Бирок, менен иштөө Жез зым Инженерлер башкаруунун уникалдуу кыйынчылыктарын белгилейт.

Эң чоң көйгөй - кычкылдануу. Жез даярдыгын түзөт кычкыл абага, айрыкча, бийик температурада катмардагы катмар Термосоник байланыш. Бул кычкыл жакшы пайда болгонго тоскоол болот Бонд. Муну жеңүү үчүн, Зым байланыш машиналары ошол колдонуу Жез инерттүү чөйрөдө иштеши керек, адатта азот газына тийген. Андан тышкары, Жез алтындан бир топ кыйыныраак. Бул жогору дегенди билдирет Бонд күчтөр жана Ultrasonic Энергия талап кылынат, бул назикти бузуу тобокелдигин жогорулатат кремний астына өл Бонд төш. Муну азайтуу үчүн, көптөгөн колдонмолорду колдонушат Палладийим менен капталган зым. Жука катмар палладий коргойт Жез кычкылдануудан жана жакшырат Бонд ишенимдүүлүк.

Алюминий качан ишенимдүүлүк үчүн мыкты тандоосу?

Алтын жана Жез үстөмдүк кылуу Ball Bond базар, Алюминий зым Падыша Ультраүн. Бул, айрыкча, бийликтин жарым өткөргүчтөр үчүн, автомобиль электроникасы жана RF модулдары үчүн. Мунун эң негизги себеби металлургиялык шайкештик. The Бонд Төшөктөр a Жарым өткөргүч өлүү дээрлик ар дайым жасалат алюминий. Качан Бонд а Алюминий зым үчүн алюминий Төшөк, сиз мононун металл тутумун түзөсүз. Бул, айрыкча, жогорку температурада, өзгөчө туруктуу жана ишенимдүү.

Качан алтын зым менен байланышкан алюминий Төшөк, катуу мамлекет диффузия Алтынды түзүү башталаталюминий Интерфейстеги интерметалдык кошулмалар. Бул кошулмалардын айрымдары сынып, алып келиши мүмкүн Бонд "кызгылт көк жаза" деп аталган продуктунун жашоосунун бузулушу. Колдонуу менен Алюминий зым, бул ири ийгиликсиздик механизминен оолак болуудан оолак болот. Узак мөөнөттүү эң жогорку деңгээлди талап кылган өтүнмөлөр үчүн ишенимдүүлүк, оор диаметри Таза алюминий зым бекем туташтырылган жик булагы алтын стандарт болуп саналат. Бул Зымдын түрү Биз көбүнчө автоунаа жана өнөр жай колдонмолорун талап кылган колдонулуп жаткан нерсени көрөбүз.

Механикалык касиеттөө узартуу жана чыңалуучу күчкө ээ болуу зым байланышына таасир этет?

Инженер алган кезде чоку нын байланыш зымы, мүнөздөмөсү Сайкал сыяктуу механикалык касиеттерди тизмелейт тенди күч жана узартуу. Булар жөн гана сандар эмес; алар кандайча критикалык көрсөткүчтөр зым жогорку ылдамдыкта жүрөт байланыш машинасы.

• Тенилдүү күч (же жүгүн): Бул иш-аракетти бузуу үчүн талап кылынган күч зым. А зым стресстерге туруштук берүү үчүн күчтүү болушу керек байланыш Процесс, анын ичинде экинчисинен кийин "жырткыч" Бонд а жик булагы Процесс. Бирок, зым Бул өтө күчтүү болушу мүмкүн эмес Бонд ашыкча күч талап кылынышы мүмкүн.
• Узартуу: Бул канчалык деңгээлде зым бир пайызы катары бөлүнгөнгө чейин созулушу мүмкүн. Бул талаш-тартыштар көбүрөөк параметр. A зым жакшы менен узартуу учурунда кулатылган жана кечиримдүү Бонд пайда болуу. Ошондой эле ырааттуу, туруктуу илмектерди түзүү үчүн да маанилүү. A зым төмөн менен узартуу согончогу согончогу жаракаларга алып келиши мүмкүн Бонд, ал эми зым ашыкча бийик узартуу өтө жумшак болушу мүмкүн, алып баруучу цикл сейилдөө же зым сыпырат. The узартуу учурунда кылдаттык менен көзөмөлдөп турат зым Чийменин айкалышы аркылуу өндүрүш процесси жана Annealтепкичтер.

"Допинг" бул иш-аракетин өркүндөтүү үчүн "Допинг" деген эмне?

"Допинг" - бул кичинекей, жогорку көзөмөлдөнгөн, башка элементтерди баштапкы элементтерди кошуу процесси металл анын касиеттерин өркүндөтүү. Биз бир миллион (PPM) бөлүктөрү жөнүндө айтып жатабыз. Бул жөнөкөй эмес эритме; Бул так илим. Бул допанттардын максаты - металлургиялык түзүлүштү башкаруу зым.

Мисалы, алтын зым, Допанттар дан эгиндерин тазалоого жардам берет. Анын таза формасы металл ири, жумшак бүртүкчөлөр бар. Допанттарды кошуу, нуклеация сайттарын пайда кылат, натыйжада бир калыпта, бир калыпта дан эгин түзүлүшүнө алып келет. Бул кылат зым Андан да маанилүүсү, ошончолук бекемдейт жылуулук- жогорудагы аймак топ кийин Топту түзүү күчтүү жана туруктуу. Бул жалпыга жол бербейт кемчилик "жылуулукка кабылган зона (Haz) sag" деп аталган " зым өлгөндүн четине чейин кыска. Ошо сыяктуу эле, Алюминий зым, 1% кошуу кремний кыйла бекемдейт зым жана өтө жумшак болууга жол бербейт, бул үчүн маанилүү Ультраүн. Чечим Доп a зым каалаган механикалык жетишүү үчүн ар дайым баланс Зымдын касиеттери.

Тыгыз байланыштуу зымдын орду жана ишенимдүүлүгүн кандайча камсыз кыласыз?

Маркус сыяктуу инженер үчүн ырааттуулук - бул бардыгы. Бир-бирине кемчиликсиз иштейт чоку нын зым кийинки менен дагы иштеши керек. Сапатты көзөмөлдөө байланыш зымы ошондуктан укмуштуу катаал. Ал эң жогорку деңгээлге жетиши керек болгон чийки зат менен башталат тазалык (Э.Г., 99.99% же "4n" тазалык).

Чийменин ичинде жана AnnealING процесси, Зым Диаметри укмуштай толеранттуулукта сакталышы керек. Жада калса кичинекей өзгөрүү таасир этиши мүмкүн байланыш параметрлери жана туура эмес жыйынтыктарга алып келет. Акыркы зым андан кийин стандарттарга ылайык тесттерден улам батарейканына дуушар болушат ASTM тест ыкмасы F72. Буга анын жүгүн өлчөө жана өлчөө кирет узартуу. The бети -ныкы зым Ошондой эле, ар кандай булганууга же тырмактардан алыс болушу керек Бонд. Акыры, зым атайын иштелип чыккан чоку Механикалык зыяндын алдын алуу үчүн көзөмөлдөнгөн тирешүү астында. Туура сактоо жана иштетүү, ошондой эле сунушталган нерсени байкоо жүргүзүү текче жашоо. The Бонддун сапаты сапатынын түздөн-түз чагылышы зым.

Мүмкүнчүлүктүн зымына байланыштуу кандай гана болбосун, жалпы ийгиликсиздиктер бар?

Качан зым Бонд ийгиликсиз, зым өзү пайда болот. Бул кемчиликтерди түшүнүү процессти чечүүнүн ачкычы болуп саналат.

• Зым Sag / Sway: The зым цикл жанжастык жана жанаша тийген зым же өлгөндүн четине, кыска схема жаратат. Бул көбүнчө зым өтө жумшак болуу (туура эмес) эритме же Annealнер).
• Согончогу крек: Базанын ичинде жаракалар пайда болот жеп Бонд. Бул үчүн болушу мүмкүн зым бул өтө морт узартууже ичинде ашыкча деформация жолу менен Бонд.
• Бонд көтөрүү: The Бонд Таякты жок. Көбүнчө параметр маселеси, ал үчүн булгануудан улам келип чыгышы мүмкүн зым бети.
• Хаздагы сынган зым: In A Ball Bond, зым үстүнөн бузулат топ. Бул жерде туура эмес башкарылган дан эгин түзүлүшү зымжылуулукка кабылган аймак.

Бул маселелер эмне үчүн түзмөктүн өндүрүүчүсү менен терең өнөктөштүктү белгилейт зым Жеткирүүчү абдан маанилүү. Көбүнчө комплексти чечүү байланыш Маселе экөө тең биргелешип анализ талап кылынат байланыш Процесс жана зымМатериалдык илим. Биз көбүнчө биздин кардарларыбызды колдонобуз Автоматтык зымдардын байланышы диагноз коюу жана ушул маселелерди чечүү.

Туура зым тандоо узак мөөнөттүү түзмөктүн ишенимдүүлүгүн жогорулатат?

Тандоо байланыш зымы узак мөөнөткө терең таасирин тийгизет ишенимдүүлүк бир Интегралдык схема. Баштапкы Бонд Сапат - бул окуянын башталышы гана. The зым жана анын Бонд Көбүнчө катаал чөйрөлөрдө көп жылдар жашашы керек. Туура Материалды тандоо майдалардан кийин миңдеген жылуулук велосипед телеканалгандан кийин гана пайда болгон жоктуктан өтүү үчүн өтө маанилүү.

Жогоруда айтылгандай, колдонуу Алюминий зым боюнча алюминий Төшөктөр сынуу тобокелдигин жок кылат,алюминий Intermetallics. Үчүн Жез зым, a колдонуу палладий каптоо кычкылдануунун алдын алат жана туруктуулугун камсыз кылат Бонд. The учурдагы көтөрүү жөндөмдүүлүгү -ныкы зым ошондой эле каралышы керек. Колдонуу зым жетишсиз Зым Диаметри Учурдагы азыркы учурда аны көтөрүү керек, ал эми карылыкты көтөрүү, тездетүү жана ийгиликсиздикке алып келиши мүмкүн. Жылуулук кеңейиши коэффициент -ныкы зым Топтомдун калган материалдарына салыштырмалуу дагы бир фактор болуп саналат эске алынды. Оң байланыш зымы жөн гана компонент эмес; Бул түзмөктүн негиздүү элементи ишенимдүүлүк.