شبیه سازی و انجام جوش سرد بین بامپهای ایندیمی سنسور مادون قرمز و آی سی مربوطه

بسته بندی قطعات از طریق جوش دادن اتصالات آرایه ای بطور گسترده در صنایع تولید انواع دوربینهای تجاری و نظامی، سیستمهای میکروالکترومکانیکال، حافظه ها و قطعات میکروالکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. حرکت فناوریهای نو بسمت کوچک سازی محصولات در راستای کاهش هزینه تولید و افزایش کارایی محصول، فرآیندهای مونتاژ را دگرگون ساخته است. و هم اکنون تحقیقات زیادی برای بسط و توسعه روشهای مونتاژ اینگونه محصولات در سطح مراکز علمی و پژوهشی دنیا در حال انجام است. در این پژوهش روشهای مختلف مونتاژ تحت عنوان فلیپ چیپ برای ایجاد اتصال الکتریکی قوی بین دو جزء اصلی یک نوع آشکارساز مورد بررسی قرار گرفته است. و یک روش مناسب برای این هدف انتخاب شده و پارامترهای آن بررسی و بهینه سازی شده است. همچنین تنشهای مکانیکی و حرارتی القاء شده به اتصالهای ایجاد شده بر اثر فوق سرمایش بروش المان محدود و با استفاده از نرم افزار ansys تحلیل شده است. و روند تاثیر پارامترهای هندسی اجزاء آشکار ساز بر تنشهای مذکور مشخص شده است. روش پیوند زنی فشاری-حرارتی بدلیل سادگی و استفاده از دما و فشار پایین و در نتیجه افزایش بازدهی در تولید، بعنوان روش مطلوب برای مونتاژ این نوع محصول در نظر گرفته شد. برای شکل دادن بامپها که واسطه جوش است. دو روش لایه نشانی الکتروپلیتینگ و تبخیر از نظر قابلیت آنها در ایجاد بامپ با یکنواختی بهتر مقایسه شدند که روش تبخیر نتیجه بهتری ارائه داد. سپس یکسری نمونه برای بررسی اثر دما و فشار و همچنین اثر ضخامت لایه اکسید روی استحکام جوش، جوش داده شدند. همچنین اثر مدت زمان آنیل کردن بر استحکام جوشها و تاثیر دمای جوشکاری روی مقاومت الکتریکی بامپها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از جوشکاری بروش فشاری-حرارتی نشان داد که هیچ اتصال محکمی در دماهای زیر دمای آستانه نمی تواند حتی اگر فشار زیادی بر آن وارد شود تشکیل شود. با افزایش دما به بالاتر از دمای آستانه، استحکام برشی با سرعت زیادی افزایش می یابد. در واقع دما باعث فعال شدن حرارتی سطح فلز شده و انرژی لازم برای از هم گسیختن لایه مانع را فراهم میکند. در اینصورت با اعمال فشار، شرایط برای تاثیر متقابل اتمی اتصال فراهم می شود. همچنین با افزایش فشار جوشکاری، بدلیل گسترش سطح موثر اتصال از طریق کاهش ضخامت لایه مانع, استحکام افزایش می یابد. در یک نمونه با افزایش فشار جوشکاری از 160 به g/mm2 480 استحکام جوش از g/mm2 1.2 به 92 ارتقا یافت. عملیات تابکاری با فعال ساختن فعل و انفعالات نفوذ, فاز جدیدی در فصل مشترک ایجاد کرده و با برطرف کردن نواقص جوش، استحکام آن را باندازه قابل توجهی ارتقا می دهد. با افزایش دمای جوشکاری از °c 40 به °c 100 ، مقاومت الکتریکی جوش حدود 30% کاهش پیدا کرد. زیرا دما, قابلیت تغییر شکل لایه های سطحی را افزایش داده و سطح جدید بیشتری را در معرض تماس قرار می دهد و بدین ترتیب سطح اتصال موثر افزایش می یابد. در مبحث شبیه سازی، توزیع حرارت در ساختمان آشکارساز پس از اعمال بار حرارتی (c °200 - ) بدست آمد و سپس تنشهای ناشی از توزیع حرارت در محل اتصال جوشها و همچنین روی تراشه محاسبه گردید است