Thiết kế và chế tạo hệ thống thiêu kết kim loại bạc dạng bột cho mẫu thử micro
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
-
Lê Văn DươngTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamTào Quang BảngTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamPhan Hải ĐăngTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamTrần Phước ThanhTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamĐỗ Lê Hưng ToànTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamNguyễn Trí HòaTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamBùi Trung HiếuTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt NamNguyễn Phúc Lê HuyTrường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng, Đà Nẵng, Việt Nam
Từ khóa:
Luyện kim bột
Mẫu thử micro
Quá trình thiêu kết
bột Ag nano
vật liệu hàn Chip
Tóm tắt
Trong ngành công nghiệp vi mạch điện tử hiện nay, bột Bạc (Ag) nano đang trở thành vật liệu hàn không chì thay thế cho các loại vật liệu hàn và màn bám dính truyền thống vì có nhiều đặc tính nổi bật như tính dẫn điện và nhiệt cao, khả năng chịu đựng được nhiệt độ làm việc và tản nhiệt cao hơn. Trong nghiên cứu này, một hệ thống thiêu kết bột Ag nano đã được thiết kế và chế tạo thành công nhằm chế tạo ra các mẫu thử micro, ứng dụng trong các mối hàn chíp của vi mạch điện tử. Thông qua các chương trình điều khiển tự động từ lực ép, áp suất, hành trình ép, thời gian và nhiệt độ của hệ thống gia nhiệt, máy có thể tạo ra các mẫu thiêu kết bột Ag nano có độ tin cậy cao với chiều dày khác nhau, gồm 0,5 mm, 1 mm. Nghiên cứu này là tiền đề giúp bổ sung kiến thức nâng cao về công nghệ thiêu kết và mở ra các nghiên cứu chuyên sâu mối liên kết chip bằng vật liệu Ag nano trong vi mạch điện tử.
Tài liệu tham khảo
-
[1] P. Mikell, Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, 5th Edition Wiley, 2012.
[2] D. William, Materials Science, and Engineering: an introduction, 8th Edition, Wiley, 2010.
[3] C. Barry C, Ceramic Materials: Science and Engineering, Springer, 2007.
[4] J. Stuckner, Q. G. Lu, M. Mitsuhara, T. W. Reynolds, and M. Murayama, “The Influence of Processing Conditions on the 3-D Interconnected Structure of Nanosilver Paste”, IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. 64, No. 2,p p. 494-499, 2017.
[5] Sakamoto, T. Sugahara, and K. Suganuma, “Microstructural stability of Ag sinter joining in thermal cycling”, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, Vol. 24, pp. 1332-1340, 2013.
[6] K. Siow, “Mechanical properties of nano-silver joints as die attach materials”, Journal of alloys and compounds, Vol. 514, pp. 6-19, 2012.
[7] Zhang and Q. G. Lu, “Pressure-assisted low-temperature sintering of silver paste as an alternative die-attach solution to solder reflow”, IEEE Transactions on electronics packaging manufacturing, Vol. 25, No. 4, pp. 279-283, 2002.
[8] J. Bai, Z. Z. Zhang, N. J. Calata, and Q. G. Lu, “Low-temperature sintered nanoscale silver as a novel semiconductor device-metallized substrate interconnect material”, IEEE Transactions on components and packaging technologies, Vol. 29, No. 3, pp. 589-593, 2006.
[9] Schmitt and H. W. Gmbh, “Novel silver contact paste lead free solution for die attach”, In 2010 6th International Conference on Integrated Power Electronics Systems, 2010, pp. 1-6.
[10] Zheng, J. Calata, K. Ngo, S. Luo, and Q. G. Lu, “Low-pressure
(< 5 MPa) low-temperature joining of large-area chips on copper using nanosilver paste”, In 2012 7th International Conference on Integrated Power Electronics Systems (CIPS), 2012, pp. 1-6.
[11] Wang, X. Chen, Q. G. Lu, and Y. G. Lei, “Low-temperature sintering with nano-silver paste in die-attached interconnection”, Journal of electronic materials, Vol. 36, pp. 1333-1340, 2007.
[12] C. Tsai, C. W. Huang, M. L. Chew, W. Schmitt, J. Li, H. Nishikawa, and R. C. Kao, “Low-pressure micro-silver sintering with the addition of indium for high-temperature power chips attachment”, Journal of Materials Research and Technology, Vol. 15, pp. 4541-4553, 2021.
[13] C. Barry, Ceramic Materials: Science and Engineering, Springer, 2007.
[14] N. K. Xuong, Technical materials (manufacturing, structure, properties, drug selection and applications), Bach Khoa Publishing House, 2016.
[15] Hering, The theory of binocular vision, New York: Plenum Press, 1977.
[16] V. Manikam and Y. K. Cheong, “Die attach materials for high-temperature applications: A review”, IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, Vol. 1, No. 4, pp. 457-478, 2011.
[17] S. Zhao, X. Li, H. Y. Mei, and Q. G. Lu, “Study on high-temperature bonding reliability of sintered nano-silver joint on bare copper plate”, Microelectronics Reliability, Vol. 55, No. 12, pp. 2524-2531, 2015.
[18] H. M. Hung, Research and application of powder metallurgy technology to manufacture machine tool gears. National Research Institute Of Mechanical Engineering, Hanoi, 2000.
[19] C. T. Hang and V. H. Lan, Research on the influence of welding mode on the formation of welds and the amount of molten flux when manufacturing sintered flux equivalent to type F7A(P)6 according to AWS A5.17-80, Master's thesis, Hanoi University of Science and Technology, 2014.
[20] P. T. Luan and V. H. Lan, Research on optimization of sintering flux composition of Medium Base system, Doctoral dissertation, Hanoi University of Science and Technology, 2019.
[21] T. Q. Bang and N. L. Hung, “Designing and Manufacturing a Metal Powder Sintering Machine”. The University of Danang - Journal of Science and Technology, Vol. 19, No. 9, 49-52, 2021.
[22] T. Bang, L.Benabou, L. Vivet, L. K. Tan, J. M. Morelle, N. V. Le, and F. O. Ben, “A design of a new miniature device for solder joints’ mechanical properties evaluation”, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 231, No. 20, pp. 3818-3830, 2017.
[23] Danang Technical Equipment Ltd., “STNC catalog”, SC square cylinder 16/7/2018, [Online]. Availabe: https://tudonghoadanang.com/products/xi-lanh-vuong-sc/ [Accessed: 25/7/2023]
[24] Henry, “Load Cell Weight Transmitter Amplifier JY-S60 Series”, Sensors and Solutions, 22/5/2018, [Online]. Available: Load Cell Weight Transmitter Amplifier JY-S60 Series - CALT Sensor [Accessed 25/7/2023]
[25] Setyawan, “MAX6675 K-Type Thermocouple with Arduino”, Arduino Tutorials, 27/11/2022, [Online]. Available: https://microcontrollerslab.com/max6675-thermocouple-arduino-tutorial/ [Accessed 26/7/2023]
[26] Feng, “Rex-C100 Temperature Controller”, uncategorized, 13/9/2021, [Online], Available: https://www.omch.co/rex-c100-temperature-controller/ [Accessed 26/7/2023]
[27] Saigon People's Market, “Electrical measurement”, Digital 220V AC PID REX-C100 Temperature Controller Max.40A SSR K Thermocouple – intl, 18/8/2020, [Online]. Availabe: https://chodansinhsaigon.com/digital-220v-ac-pid-rex-c100-temperature-controller-max40a-ssr-k-thermocouple-intl.html [Accessed: 01/8/2023]
[28] Asian Thermal Power, “Resistor heating heating ring, ceramic heating ring, extruder ceramic heating ring”, Burning resistor, 16/6/2019, [Online]. Availabe: https://dientronhiet.com.vn/san-pham/vong-op-nhiet-gia-nhiet-dien-tro-vong-su-gia-nhiet-vong-gia-nhiet-su-may-dun-3/ [Accessed: 01/8/2023]
Xem thêm
Ẩn bớt
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
Nov 30, 2023
Download
Cách trích dẫn
Lê Văn Dương, Tào Quang Bảng, Phan Hải Đăng, Trần Phước Thanh, Đỗ Lê Hưng Toàn, Nguyễn Trí Hòa, Bùi Trung Hiếu, và Nguyễn Phúc Lê Huy. “Thiết Kế Và Chế tạo hệ thống Thiêu kết Kim loại bạc dạng bột Cho mẫu thử Micro”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol 21, số p.h 11.1, Tháng Mười-Một 2023, tr 47-52, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/8819.
