Optoelektronikte kullanılan tel bağlamanın geliştirilmesi ve güvenilirliği

Tel bağlama endüstrisi elektronik ve optoelektronik cihazların üretiminde ve montajında yaygın olarak kullanılan bir süreçtir. Bu endüstri yarıiletken üretimi, mikro elektronik montaj, otomotiv elektroniği, tüketici elektroniği, telekomünikasyon, sağlık sektörü, savunma ve uzay teknolojileri gibi birçok uygulama alanını kapsar. Bu kapsama alanına giren lazer diyot, LED, güneş pili, lidar gibi birçok cihaz örnek olarak verilebilir. Güvenilirlik her alanda olduğu gibi optoelektronikte tel bağlamada da karşımıza çıkmaktadır. Bu noktada bağlanan tellerin güvenilirliğinin önemi hem prestij hem de ileriye yönelik hataların önüne geçmesi açısından avantaj sağlamaktadır. Bu tezde yapılan çalışmalar tel bağlama yönteminin geliştirilmesi ve güvenilirliğinin optimizasyonu üzerinedir Çalışmada Au tel ve Au bağlanma yüzeyi, yani Au-Au metalurjisi kullanılarak 25 ve 33 µm çapa sahip teller üzerinde bağlantılar termosonik bilye bağlama yöntemiyle tam otomatik tel bağlama cihazında gerçekleştirildi. 170 °C tabla sıcaklığı ve 22 ms bağlama süresi sabit tutulup bağlama gücü ve bağlama telinin çapı değiştirilerek, tutunma mukavemetine etkisi MIL-STD-883K metot 2011.9 standardı referans alınarak bağlanan bütün tellere tek tek tel çekme testleri uygulanıp sonuçları değerlendirildi. Detaylı optik mikroskop ve SEM görüntüleri alındı. Hata mekanizmalarının analizleri ve karşılaştırmaları yapıldı. 25 µm çapa sahip altın tel için en iyi bağlanmanın 30 ve 40 g bağlanma gücünde olduğu gözlenmiştir. Bağlanma gücünün 30 g olarak uygulandığı çalışmada çekme testi sonucunun ortalaması 11,36 gf bulunmuştur. 40 uygulanan bağlanma gücünde ise 11,53 gf çekme testi sonucu elde edilmiştir. Çekme testleri sonucunda çıkan hata nedenleri çeşitli görüntüleme teknikleriyle incelendi. Yapılan analiz ve karşılaştırmalarda en iyi bağlanmanın 30-40 g bağlanma gücünde elde edildiği gözlenmiştir. Bağlanma hatalarına çok düşük ve çok yüksek uygulanan güçlerde karşılaşılmıştır. Özellikle çok yüksek uygulanan bağlanma güçlerinde 25 µm altın tel için 80 g'dan sonra, 33 µm tel çapı içinse 50 g'dan sonra düzensizliklerin olduğu bulunmuştur.