Сварка при помощи лазера производится при плотности энергии в луче I Мвт/см .
Для осуществления смачивания необходимо оплавить или растворить слой окисла.
Тонкая пленка, лежащая на подложке с плохой теплопроводностью, быстро принимает температуру расплавленного на ее поверхности провода. Это обеспечивает растворение тонкого окисного слоя на пленке (при соответствующем выборе свариваемых металлов).
При лазерной сварке наиболее трудной технологической задачей по отработке режима является устранение всплесков металла. Выплеск возникает в результате импульсного вытеснения жидкого металла избыточным давлением образующихся паров. Явление избыточного давления является следствием неравномерного распределения температурного поля в зоне сварки.
Устранение брака при лазерной сварке в результате выплеска сводится к фокусировке лазерного луча так, чтобы свариваемая зона находилась немного за фокальной плоскостью.
Отечественная промышленность выпускает установки К-ЗИ и "Квант-3" предназначенные для сварки лазерным лучом.
2.2. Склеивание.
Монтаж с помощью склейки используется при температуре ниже 200°С. Клей, обычно силиконовый или эпоксидный наносится на монтажную площадку подложки, а чип - бескорпусной полупроводниковый прибор помещается на клей. Подготовленная затем система спекается при температуре, соответствующей выбранному клею. Тепловое расширение, электро- и теплопроводность клеев могут быть изменены путем добавок окиси бериллия, окиси алюминия, золота, серебра.
2.3. Термокомпрессионная сварка.
Название термокомпрессионной сварки точно передает ее сущность - сварка давлением с подогревом. Она предполагает протекание деформации в зоне соединения, вытесняющей адсорбинированные газы и очень тонкие жировые и окисные пленки в результате чего происходит "охватывание" сжатых поверхностей. Области охватывания возникают на участках, где возможно взаимодействие между свободными электронами атомов соединяемых тел и образование межатомной связи. Для этого необходимо преодоление энергетического барьера повышением энергии атомов. Повышение энергии производят нагревом и пластической деформацией.
При термокомпрессионном соединении металлы нагреты до температуры начала рекристаллизации (отжига t ~ 400°С) или несколько выше, но на 20°С ниже низкой температуры эвтектики системы.
Термокомпрессионно свариваемые материалы классифицируют на три группы:
а) металлы с хорошей взаимной диффузией в, твердом состоянии и образующие твердые растворы; золото- медь обладают наилучшей свариваемостью;
б) материалы образующие между собой низкотемпературные эвтектики Au -Si ; Al -Si - обладают удовлетворительной свариваемостью;
в) металлы, взаимная диффузия которых приводит к образованию интерметаллических соединений и эвтектик Au-Al;
Al-Sn - обладают удовлетворительной свариваемостью лишь при выполнении определенных требований.
При to>tor - наблюдаются процессы, зависящие от времени: ползучесть, рекристаллизация, диффузия.
Схема термокомпрессионной сварки представлена на рис.6.1, Наиболее трудным при выполнении сварки является обеспечение точности установки жала. Давление при термокомпрессии составляет 100 г при диаметре контактной проволоки до 50 мкм продолжительность 1,5 сек. Площадь, занимаемая контактной зоной, очень мала. Например, при проволочке 25 мкм площадь составляет 150х30 мкм.
Жало должно быть выполнено из материала, с которым не происходит схватывания при сварке: из твердого сплава ВК-15, керамики, окиси бериллия, молибдена. Прочность сварки оценивается значениями контрольного усилия от 0,3 до 2,5 г прилагаемого вдоль оси проволочки и еще не вызывающего отрыв.
2.4. Контактная сварка.
Отличие контактной сварки от компрессионной состоит в том, что нагрев производится пропусканием электрического тока через зону сварки между изолированными друг от друга половинами электрода (рис.6.2). Качество соединения зависит от начального контактного электросопротивления и удельного сопротивления поверхности раздела.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.