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氧化鋁陶瓷不一定是特種陶瓷中咖的一個,但是存在感的一個,在機械、工業(yè)、電子、醫(yī)學等多個領(lǐng)域,都有著大量的應用。但是它有一項應用卻稱得上是,那就是在半導體封裝行業(yè)中的主力操刀手——陶瓷劈刀。
陶瓷劈刀具體是做什么用的? 在了解陶瓷劈刀從事的是什么工作前,首先要了解一下半導體的封裝技術(shù)。在IC封裝中,芯片和引線框架(基板)的連接為電源和信號的分配提供了電路連接。目前國際上工業(yè)較發(fā)達國家的鑄造行業(yè),已普遍采用金屬熔體過濾工藝。有三種方式實現(xiàn)內(nèi)部連接:倒裝焊、載帶自動焊和引線鍵合。 雖然倒裝焊的應用增長很快,能大幅度提升封裝的性能,但是過于昂貴的成本使得倒裝焊僅僅用于一些的產(chǎn)品上,目前90%以上的連接方式仍是引線鍵合。例如,的封測代工廠“臺灣日月光半導體制造公司(ASE)”,它能生產(chǎn)多種封裝類型,引線鍵合就是其中的主力。
目前,對于替代較細和超細的金線的銅線,還需要解決配套的一些問題,如鍵合劈刀的設(shè)計及其材料的改進。由于銅的硬度是金的2倍,要求陶瓷劈刀需要具有更高的耐磨損性能及可靠性,可行的一些措施有:在氧化鋁材料中加入氧化鋯(ZrO2)增加劈刀材料的韌性和耐磨性,即增韌氧化鋁(ZTA);另外,在經(jīng)過鋯增韌的材料中增加鉻(Cr)也可提高硬度,形成全新材料發(fā)展方向(ZTA-Cr),其燒結(jié)后形成的紅色材料顏色也使得劈刀材料在肉眼上可加于區(qū)分。目前,在微孔陶瓷材料的制備工藝及性能檢測、陶瓷過濾器的設(shè)計及應用、陶瓷微濾膜及高溫氣體凈化用陶瓷過濾材料及過濾裝置的研制及開發(fā)方面具國內(nèi)地位。 此外,還需要提高劈刀頭部維持表面粗糙度的能力,因為采用好的表面粗糙度制造方法能夠保證劈刀在鍵合焊接的時候不容易磨損劈刀表面的粗糙度,保證劈刀的鍵合抓線力。同時,還需盡可能在保證表面粗糙度的前提下(Ra≤1,Rz≤1.5),盡可能增加表面突出的波峰的數(shù)量,從而增加劈刀和硬鍵合線的接觸面積,從而增加劈刀的使用壽命。
水處理在水處理領(lǐng)域,陶瓷過濾材料可應用于生活飲用水處理、工廠工藝用水制備、工業(yè)循環(huán)水凈化及工業(yè)污水和城市生活廢水處理等。如采用硅藻土質(zhì)陶瓷濾芯進行家庭生活飲用水凈化,具有獨特的和再生性能,目前已在中國、韓國、美國、英國、日本和中國臺灣等得到大量開發(fā)和應用。在了解陶瓷劈刀從事的是什么工作前,首先要了解一下半導體的封裝技術(shù)。陶瓷過濾材料用于工業(yè)冷卻水處理及酸堿性廢水處理,目前已在國內(nèi)的蓄電池行業(yè)、石化行業(yè)、電廠中取得了較好的應用成果。在工業(yè)污水處理方面,陶瓷膜過濾裝置用于乳化油廢水處理、及印染廢水處理,不僅可以保證廢水達標排放或回用,而且還可大大降低處理成本。實驗數(shù)據(jù)表明在國內(nèi)采用陶瓷微濾膜過濾裝置處理工業(yè)廢水,相同情況下,其設(shè)備價格僅為進口有機膜設(shè)備的1/4左右,運行費用約為其1/10左右。