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半导体是很多领域的核心,应用广泛如计算机讯领域、网络通讯领域、汽车电子领域等。半导体材料、集成电路、分立器件等组成了半导体产业。半导体材料也是半导体工业的重要组成部分,其中半导体材料中的溅射靶材是集成电路芯片制造中的重要消耗品之一。
高纯钨钛(WTi)靶材不但广泛应用于半导体集成电路制造,还广泛应用于太阳能薄膜电池的电极及配线结构中。高纯 WTi溅射靶材在溅射机台上使用时需要先焊接铜(Cu)背板,背板主要起到了安装固定、强化、通水冷却等作用。其中靶材与背板的焊接结合率和结合强度对靶材的使用有重大影响:如果焊接面存在较大缺陷,就会造成WTi靶材溅射时冷却不好;连接强度不够也会增加WTi 靶材溅射过程中焊缝开裂的风险.所以WTi靶材的焊接技术至关重要。
常州井芯半导体设备有限公司推出了超声辅助钎焊设备对WTi靶材与铜背板进行钎焊。
因为WTi表面不润湿,所以钎焊前需对WTi表面进行镀镍处理。将完成镀镍的 WTi靶材和Cu背板分别放置在焊接加热平台上加热到焊接要求的温度,然后利用超声烙铁头把钎料均匀的涂敷在WTi 靶材镀镍面和Cu背板焊接面,In 钎料和 WTi 镀镍面及Cu背板完全润湿后,再把两个焊接面扣合和冷却到室温,产品焊接完成。
超声辅助作用可以增加钎料润湿性的原理是因为超声空化的作用,超声空化是一个特别的物理现象,超声波形成的能量在液化的纯In钎料中产生振荡, 当液体压强为负压力的时候,震荡的液态纯In钎料产生了空化现象,超声空化从 微观角度描述就是一个个不断膨胀和崩溃的震荡空泡,这些震荡产生的空泡都是 聚集存在的,利用这些空泡破溃后产生强烈的冲击波来破除WTi镀镍面所产生的 氧化膜,而In钎料随着氧化膜的破除更好的渗透到镀镍层的间隙中,实现In钎料和WTi镀镍层更好的润湿结合。超声辅助钎焊利用超声波空化效应增加了In钎料的润湿性,提高了WTi靶材和Cu背板的焊接结合率和焊接强度。
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