반도체 와이어 본딩 및 박막 증착용으로, 고순도 알루미늄 와이어 순도 99.99%(4N) 이상 타협할 수 없는 기준이다. 5N(99.999%) 와이어는 본드 패드에서 유해한 금속간 성장과 부식을 줄여 평균 고장 시간을 100% 이상 단축합니다. 1,000시간 200°C 고온 보관 테스트에서 플러스 또는 마이너스 0.002mm의 제어된 직경 공차는 자동화된 본더에서 일관된 루프 프로파일을 보장합니다.
고순도 알루미늄 와이어의 순도 등급 및 불순물 제어
성능 고순도 알루미늄 와이어 백만분율 단위로 측정된 미량 원소 농도에 의해 결정됩니다. 특정 금속이 백만분의 일이라도 전기 전도성을 저하시키거나 본드 패드 부식을 촉진할 수 있습니다. 아래 표에는 전문 제조업체에서 제공하는 표준 순도 수준이 분류되어 있습니다.
| 순도 등급 | 알루미늄 함량(%) | 총 금속 불순물(ppm) | 중요한 애플리케이션 |
|---|---|---|---|
| 4N | 99.99 | 100 미만 | 일반 증발, 커패시터 전극 |
| 5N | 99.999 | 10 미만 | 금 및 구리 와이어 교체, IC 본딩 |
| 6N | 99.9999 | 1 미만 | 초전도막, 특수 센서 |
대부분의 반도체 패키징 하우스에서는 5N 고순도 알루미늄 와이어 구리와 철을 합친 함량이 5ppm 미만이기 때문에 표준이 되었습니다. 이는 알루미늄-금 경계면에서 보라색 전염병과 본드 리프트 오프의 주요 원인인 부서지기 쉬운 금속간 화합물의 형성을 대폭 감소시킵니다. 추가 정제 단계는 4N에 비해 재료 비용이 약 15~20% 추가되지만 150°C 주변 환경에서 접착 신뢰성이 향상되므로 비용이 정당화됩니다.
직경 공차 및 표면 마감 요구 사항
직경 고순도 알루미늄 와이어 웨지 본딩에 사용되는 크기는 일반적으로 0.7mil(0.018mm) ~ 20mil(0.508mm)이며, 가장 일반적인 크기는 1.0mil(0.0254mm)입니다. 와이어의 직경 공차는 다음과 같아야 합니다. 플러스 마이너스 2퍼센트 초음파 에너지가 본드 패드에 일관되게 결합되도록 보장하기 위한 공칭 값입니다. 스풀 전체에서 0.0005mm 이상 변하는 와이어는 가변 루프 높이와 테일 길이를 생성하므로 본더 재보정을 자주 수행해야 합니다.
표면 마감도 마찬가지로 중요합니다. 와이어 표면에는 조각, 0.5마이크로미터보다 깊은 긁힘, 인발 공정에서 발생한 잔여 윤활제가 없어야 합니다. 프리미엄 고순도 알루미늄 와이어 표면 탄소 오염을 평방 센티미터당 5마이크로그램 미만으로 줄이는 다단계 초음파 용제 공정을 사용하여 세척하여 일관된 와이어 인장 강도를 보장하고 트랜스퍼 성형 중 검은색 에폭시 공극의 형성을 제거합니다.
어닐링 및 기계적 성질 제어
고순도 알루미늄 와이어 Annealing 또는 Hard Draw 상태로 공급되며, 본딩 장비의 종류에 따라 올바른 상태가 결정됩니다. 일반적으로 두 가지 다른 성질이 지정됩니다.
- 완전히 단련된(연성) 와이어 신장률은 15~25%이고 인장 강도는 50MPa 미만입니다. 이는 본딩 도구 아래에서 균일하게 압축되어 대칭형 웨지 본드를 생성합니다. 이 성질은 본드가 영하 65°C에서 150°C까지 열 순환을 견뎌야 하는 신뢰성이 높은 군용 및 항공우주 패키지에 필수적입니다.
- 단단하게 당겨진 와이어 인발 가공 경화의 50~80%를 유지하며 인장 강도는 120~180MPa입니다. 이는 와이어가 긴 범위에 걸쳐 좌굴을 견뎌야 하는 심층 접근 웨지 본딩에 사용됩니다. 그러나 감소된 연성은 더 높은 초음파 출력 설정을 필요로 하며, 주의 깊게 최적화하지 않으면 얇은 본드 패드가 분화될 수 있습니다.
배치 고순도 알루미늄 와이어 일관되지 않은 어닐링으로 인해 단일 스풀 전체에서 결합 변형이 15% 이상 변동될 수 있습니다. 평판이 좋은 제조업체에서는 ASTM E8 방법에 따라 분당 25mm의 테스트 속도로 250mm 게이지 길이를 사용하여 모든 스풀의 신율 및 파손 하중을 테스트하고 와이어에 적합성 인증서를 함께 배송합니다.
박막 증발 및 코팅 응용 분야
진공증착에 있어서, 고순도 알루미늄 와이어 가열된 텅스텐 필라멘트나 전자 빔 난로에 공급되어 광학 거울, 반도체 전극 및 장벽 층용 박막을 생성합니다. 증발을 위한 와이어 형상은 일반적으로 다음과 같습니다. 직경 0.5mm ~ 2.0mm 직선 길이 또는 코일 형태로 공급됩니다. 증착 자체가 잔류 가스를 어느 정도 제거하기 때문에 4N 순도 알루미늄 와이어는 대부분의 금속화 공정에 충분합니다. 그러나 와이어에는 이산화규소에서 빠르게 이동하고 트랜지스터 임계 전압을 이동시키는 나트륨과 칼륨이 없어야 합니다.
총 가스 함량 고순도 알루미늄 와이어 증발에 사용되는 양은 수소의 경우 0.1ppm 미만, 산소의 경우 0.5ppm 미만으로 지정되어야 합니다. 갇힌 가스는 증발 중에 침을 발생시켜 필라멘트에서 미크론 크기의 물방울을 방출하여 증착된 필름에 결함을 만듭니다. 적절하게 탈기된 5N 알루미늄 와이어는 초당 5나노미터의 속도로 증발할 때 100mm 정사각형 유리 감시 플레이트에 걸쳐 눈에 보이는 침이 전혀 표시되지 않습니다.
표면 열화 방지를 위한 보관 및 취급
소량의 대기 수분이나 염소라도 결합성을 손상시킬 수 있습니다. 고순도 알루미늄 와이어 . 알루미늄 표면은 습기와 반응하여 시간이 지남에 따라 두꺼워지고 우수한 금속간 화합물 형성을 방지하는 수화된 산화물 층을 형성합니다. 다음 보관 프로토콜은 개봉된 스풀의 유통기한을 6개월 이상으로 연장합니다.
- 상대 습도가 아래인 질소 퍼지 캐비닛에 스풀을 보관합니다. 20퍼센트 항상.
- 사용 후에는 스풀을 밀봉된 폴리에틸렌 백에 다시 넣고 지퍼 밀봉을 닫기 전에 여분의 공기를 짜내십시오.
- 맨손으로 전선을 다루지 마십시오. 지문은 실온에서 24시간 이내에 알루미늄 표면을 에칭하는 염화염을 남깁니다.
- 스풀의 경우 고순도 알루미늄 와이어 72시간 이상 주변 공기에 노출된 경우 테스트 본드를 수행하고 인장 테스트를 통해 최소 힘을 확인해야 합니다. 와이어 직경 1밀리당 5그램 생산을 위해 로트를 출시하기 전에
