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氧化鋁陶瓷不一定是特種陶瓷中咖的一個(gè),但是存在感的一個(gè),在機(jī)械、工業(yè)、電子、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域,都有著大量的應(yīng)用。但是它有一項(xiàng)應(yīng)用卻稱得上是,那就是在半導(dǎo)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(dǎo)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(hào)的分配提供了電路連接。目前國(guó)際上工業(yè)較發(fā)達(dá)國(guó)家的鑄造行業(yè),已普遍采用金屬熔體過(guò)濾工藝。有三種方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)部連接:倒裝焊、載帶自動(dòng)焊和引線鍵合。 雖然倒裝焊的應(yīng)用增長(zhǎng)很快,能大幅度提升封裝的性能,但是過(guò)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(cè)代工廠“臺(tái)灣日月光半導(dǎo)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(duì)于替代較細(xì)和超細(xì)的金線的銅線,還需要解決配套的一些問(wèn)題,如鍵合劈刀的設(shè)計(jì)及其材料的改進(jìn)。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(guò)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(cè)、陶瓷過(guò)濾器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用、陶瓷微濾膜及高溫氣體凈化用陶瓷過(guò)濾材料及過(guò)濾裝置的研制及開(kāi)發(fā)方面具國(guó)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?yàn)椴捎煤玫谋砻娲植诙戎圃旆椒軌虮WC劈刀在鍵合焊接的時(shí)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(shí),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(guò)濾材料可應(yīng)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(jìn)行家庭生活飲用水凈化,具有獨(dú)特的和再生性能,目前已在中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣等得到大量開(kāi)發(fā)和應(yīng)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(dǎo)體的封裝技術(shù)。陶瓷過(guò)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(guó)內(nèi)的蓄電池行業(yè)、石化行業(yè)、電廠中取得了較好的應(yīng)用成果。在工業(yè)污水處理方面,陶瓷膜過(guò)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(dá)標(biāo)排放或回用,而且還可大大降低處理成本。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在國(guó)內(nèi)采用陶瓷微濾膜過(guò)濾裝置處理工業(yè)廢水,相同情況下,其設(shè)備價(jià)格僅為進(jìn)口有機(jī)膜設(shè)備的1/4左右,運(yùn)行費(fèi)用約為其1/10左右。