Weintränen und mit Palladium beschichteter Kupferdraht: Marangoni-Effekt

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2024/07/09

Halbleiter Digest, März 2024

DODGIE CALPITO, YUMI SHIMADA TANAKA Kikinzoku International (America), Inc.
TAKESHI KUWAHARA TANAKA ELECTRONICS Co., Ltd. (Japan)

In herkömmlichen palladiumbeschichteten Kupferdrähten wird das Mischen von Palladium und Kupfer durch den Marangoni-Effekt erklärt. Einzigartige Verunreinigungen können diesen Effekt entgegenwirken.

Weintränen

Wie in Abbildung 1 gezeigt, sind Weintropfen transparente Flüssigkeiten, die sich im Inneren eines Glases bilden, wenn Wein eingeschenkt wird und heruntertropfen. Dies geschieht aufgrund von Unterschieden in der Oberflächenspannung, wobei Feuchtigkeit vom verdampfenden Alkohol abfließt. Wasser, das eine hohe Oberflächenspannung hat, steigt entlang der Wände des Glases auf und trennt sich aufgrund der Kapillarwirkung von der Alkohol-Wasser-Mischung im Wein. Dieses Phänomen ist als Marangoni-Effekt bekannt, benannt nach dem Physiker Carlo Giuseppe Matteo Marangoni, der in den 1860er Jahren die Reaktion von Öl auf Wasser untersuchte. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für diesen Effekt in gemischten Materialien, wenn Wärme angewendet wird.

Der Mechanismus, durch den der Free Air Ball (FAB) während des ultrasonischen Thermokompressions-Drahtbondings erzeugt wird, der häufigsten Methode zur Verbindung von Halbleitern, wird als der Marangoni-Effekt angesehen. FAB ist das kugelförmige Ende eines Drahtes, das durch Entladung geschmolzen wird und die erste Verbindung bildet, wenn es an ein Gerät gedrückt und ultrasonisch geschweißt wird.