Nā ʻAno Metala no nā ʻĀpana Uila a me kā lākou ʻAno Hana Hana
ʻAʻole wale ka wehewehe ʻana o nā mea uila hou e ka hoʻolālā kaapuni a me ka ʻike o ka chip, akā, e ke koho ʻana i ka metala kūpono no kēlā me kēia ʻāpana. He kuleana koʻikoʻi ko nā metala ma ke ʻano he alakaʻi uila, nā mea pili, nā uhi anti-corrosion, nā alakaʻi ʻāpana, nā mea hoʻopili, a me nā mea kūkulu no nā poho wela a me ka pale electromagnetic. Hāʻawi kēlā me kēia ʻano metala i nā ʻano like ʻole - conductivity, corrosion resistance, mechanical strength, heheʻe point, a me ka maʻalahi o ka hana ʻana - no laila pono e hoʻopilikino ʻia ke koho ʻana i nā pono noi. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā ʻano metala i hoʻohana pinepine ʻia i nā ʻāpana uila a me kā lākou ʻano hana hana ma ka ʻoihana.
1. Keleawe (Keleawe/Cu): Ke Kuamoʻo o nā Alakaʻi
ʻO ke keleawe ka metala koʻikoʻi loa i nā mea uila ma muli o kona conductivity uila kiʻekiʻe loa, ka malleability, a me ke kumukūʻai pili i ka hoʻohālikelike ʻia me nā metala makamae. Hoʻohana ʻia ke keleawe i nā papa kaapuni i paʻi ʻia (PCB), nā kaula, nā wili motika/transformer, nā busbars, a me nā mea hoʻohui.
ʻenehana hana:
– Hoʻomaʻemaʻe ʻana a me ka hoʻomaʻemaʻe uila: Hoʻomaʻemaʻe ʻia ka ʻai keleawe e hoʻokō i ka maʻemaʻe kiʻekiʻe (pinepine >99,9%). No nā noi uila, he mea nui ka maʻemaʻe e hōʻoia i ka pale haʻahaʻa.
- ʻO ka ʻōwili a me ka annealing: Ua ʻōwili ʻia ke keleawe i loko o nā pepa lahilahi (foils) no nā PCB, a laila annealed (hoʻomehana ʻia a hoʻomaʻalili ʻia i ke ʻano i kāohi ʻia) e ʻoi aku ka ductile a maʻalahi hoʻi e hana.
– Ke kāpili ʻana i ke keleawe: I ke kaʻina hana PCB, hiki ke "ulu ʻia" nā ala keleawe ma o ke kāpili ʻana i kekahi mau wahi e hoʻonui i ka mānoanoa o ke ala.
2. Alumini (Al): Māmā, Makepono, a Hilinaʻi no ka Mahana
Hoʻohana nui ʻia ka alumini no nā poho wela, nā pahu, nā mōlina hāmeʻa, a me nā capacitors electrolytic (e like me ka foil anode). ʻOiai ʻoi aku ka haʻahaʻa o kona conductivity uila ma mua o ke keleawe, ʻoi aku ka maikaʻi o ka alumini i ka māmā, ke kūpaʻa i ka palaho (ma muli o kona papa oxide kūlohelohe), a me ka conductivity thermal maikaʻi.
ʻenehana hana:
– Ka hoʻolei make a me ka extrusion: Hana pinepine ʻia nā poho wela ma ka extrusion (ka pahu ʻana i ka alumini ma o kahi die) e hana i nā ʻēheu hoʻoluʻu, a i ʻole ka hoʻolei make no nā ʻano paʻakikī.
– Anodizing: He hana electrochemical e hana ana i kahi papa oxide mānoanoa a paʻa hoʻi. Hoʻonui ka Anodizing i ke kūpaʻa i ka pala a hiki ke hoʻomaikaʻi i nā ʻano hoʻokuʻu wela (ma muli o ka hoʻopau ʻana).
– Ke kālai ʻia ʻana (no ka pepa kini capacitor): Ua kālai ʻia ka ʻili alumini e hoʻonui i ka ʻili, a pēlā e hoʻonui ai i ka capacitance i kahi leo liʻiliʻi.
3. Tin (Sn) a me Solder Alloy: Nā mea hoʻohui ma waena o nā ʻāpana
ʻO Tin ka mea nui i loko o ka solder. Hoʻopili ka Solder i nā ʻāpana i kahi PCB me ka hōʻoia ʻana i ka pilina uila a me ka ikaika mechanical. I kēia lā, hoʻohana nā ʻoihana he nui i nā solders kēpau ʻole e like me SAC (Tin-Silver-Copper), e like me Sn-Ag-Cu.
ʻenehana hana:
– Alloying (hana ʻana i nā mea hoʻohuihui): Hoʻohui ʻia ka tin me ke kālā a me ke keleawe i loko o kekahi mau ʻano hana e loaʻa ai ke kiko heheʻe kūpono a me ka ikaika hui.
– Ke kūʻai hou ʻana: Ua paʻi ʻia ka mea hoʻopili kūʻai (stencil printing) ma ka pad PCB, a laila hoʻomehana ʻia i loko o ka umu reflow i hiki ai i ka mea kūʻai ke hoʻoheheʻe a hana i kahi pilina.
– Ke kūʻai ʻana i ka nalu: No nā ʻāpana ma waena o ka lua, ua hoʻoili ʻia ka papa ma luna o kahi nalu o ka kūʻai hoʻoheheʻe ʻia i mea e kūʻai ʻia ai nā wāwae o nā ʻāpana.
4. Gula (Au): Hoʻopili Kūʻē i ka ʻAʻai ʻAʻole i Hoʻopilikia ʻia
Hoʻohana ʻia ke gula i nā mea hoʻohui, nā pads hoʻopili, nā uea hoʻopaʻa, a me nā uhi kiko hoʻopili ma muli o kona kūpaʻa kiʻekiʻe i ka oxidation a me ke conductivity kiʻekiʻe. Hōʻoia ke gula i nā pilina paʻa ʻoiai ma lalo o ka hoʻohana pinepine ʻia a ma nā wahi haumākū.
ʻenehana hana:
– Ka hoʻopili uila ʻana i ke gula: Hoʻopili ʻia kahi papa gula lahilahi ma luna o ka ʻili o ka mea hoʻohui a i ʻole ka pad. Hoʻonohonoho ʻia ka mānoanoa no ke kūpaʻa ʻana i ka ʻaʻahu me ka ʻole o ke kumukūʻai nui.
– Hoʻopaʻa uea: Ma ka ʻoihana semiconductor, hoʻohana ʻia ka uea gula (a i ʻole nā mea ʻē aʻe) e hoʻohui i ka make i ke leadframe ma o ke kaʻina hana hoʻopaʻa thermosonic/ultrasonic.
– ENIG ma ka PCB: ʻO kahi hoʻopau kaulana ma ka PCB ʻo ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): ua uhi ʻia ka nickel me ka ʻole o ke au uila, a laila he papa lahilahi o ke gula ma ke ʻano he papa waho.
5. Kāla (Ag): ʻO ke alakaʻi kiʻekiʻe loa no nā ala kikoʻī
ʻO ke kālā ka mea hoʻoili uila kiʻekiʻe loa ma waena o nā metala maʻamau, e hoʻohana ʻia ai i nā noi kūikawā e like me nā alakaʻi hana kiʻekiʻe, nā mea hoʻopili alakaʻi, nā membrane pihi, a me kekahi mau mea hoʻohui. ʻO ka pilikia, hiki i ke kālā ke pala ma muli o kāna hopena me ka sulfur.
ʻenehana hana:
– Hoʻopili kālā (paʻi pale): I loko o nā kaapuni a i ʻole nā membrane palupalu, ua paʻi ʻia kahi ʻano o nā alakaʻi kālā me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻano paʻi pale kūikawā, a laila hoʻomaloʻo/hoʻōla ʻia.
– Ka uhi kālā: Hana ʻia ka electroplating ma kekahi mau mea hoʻohui e hōʻemi i ke kū'ē ʻana o ka pili ʻana, ʻoiai ma nā au kiʻekiʻe.
6. Nickel (Ni): Uhi Pale a me ke Kū'ē ʻAʻahu
Hoʻohana pinepine ʻo Nickel ma ke ʻano he papa pale e pale ai i ka hoʻolaha ʻana o ka metala a hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa ʻana i ka ʻaʻahu i nā mea hoʻohui. I ka hoʻopau ʻana i ka PCB, hoʻohana ʻia ka nickel ma mua o ke gula (e.g., ENIG) no ka mea hāʻawi ia i ka ikaika a me ke kūpaʻa i ka pad.
ʻenehana hana:
– Ka uhi ʻana i ka nickel electroless: Hoʻopuka i kahi papa nickel like me ke au uila ʻole, kūpono no nā geometries paʻakikī.
– Nickel electroplating: Hoʻohana ʻia no nā uhi ʻana e pono ai ka kaohi mānoanoa kikoʻī.
7. Palladium (Pd) a me Platinum (Pt): Paʻa no ka Hoʻopili a me ka Uhi ʻana
Hoʻohana ʻia ka Palladium i kekahi mau mea hoʻohui a ma ke ʻano he koho ʻē aʻe i ke gula e hoʻomaikaʻi i ke kūpaʻa ʻana i ka ʻaʻahu ma ke kumukūʻai haʻahaʻa i kekahi manawa. ʻAʻole hoʻohana pinepine ʻia ka Platinum ma muli o kona kumukūʻai kiʻekiʻe, akā ʻo kona kūpaʻa kemika kiʻekiʻe e kūpono ia no kekahi mau noi sensor.
ʻenehana hana:
– Uhi koho: Uhi koho pinepine ʻia ʻo Pd ma nā wahi pili no ka hoʻohana pono ʻana i ke kumukūʻai.
– Ka hana ʻana o nā electrodes sensor: Hiki ke hoʻokumu ʻia ʻo Pt i mau electrodes lahilahi ma o ka waiho ʻana o ka lithographic a me ke ʻano hoʻohālike (ʻoi aku hoʻi i nā sensor a me nā micro devices).
8. Hao, Kila, a me nā Alloys Kūkulu: Ikaika Mekanika a me ka Pale ʻana
Hoʻohana ʻia nā mea kila a me ka hao no nā mōlina, nā wili, nā chassis, a me nā hale e pono ai ka ikaika. Eia kekahi, hiki ke hoʻohana ʻia kekahi mau pepa metala e like me ka pale EMI.
ʻenehana hana:
– Ke kuʻi ʻana a me ke kulou ʻana: ʻOki ʻia nā pepa kila (he kuʻi ʻia) a kulou ʻia e hana i nā pale, nā uhi, a me nā mōlina.
– Uhi pale i ka palaho: Uhi pinepine ʻia ke kila me ka zinc (galvanizing), nickel, a i ʻole ka pena/pauka e pale ai i ka pala.
- Ka hoʻokumu ʻana o ka pale kaua: Hana pinepine ʻia nā pale EMI ma nā PCB mai nā pepa metala lahilahi i hoʻopaʻa ʻia, a laila hoʻopili ʻia me ka solder a i ʻole nā clips.
9. Leadframe: Keleawe a me nā Alloys Keleawe no ka hoʻopili ʻana o IC
I kekahi mau pūʻolo IC, hana ʻia nā mōlina kēpau i ke keleawe a i ʻole kona mau mea hoʻohuihui ma muli o ko lākou conductivity maikaʻi a me ka maʻalahi o ka hoʻoheheʻe pololei ʻana.
ʻenehana hana:
– Ke kahakaha holomua ʻana: Hana ʻia ka pepa metala i nā pae ma o nā make e hana i nā wāwae o ka IC.
– Ke kālai kemika: He koho ʻē aʻe no nā kikoʻī maikaʻi, me ka hoʻohana ʻana i nā kemika e "kahaki" i ke ʻano leadframe.
– Plating (Sn, Ni, Ag, Au): Ua uhi ʻia ke alakaʻi e hoʻomaikaʻi i ka solderability a me ke kūpaʻa i ka pala.
10. Nā Kūlana no ke Koho ʻana i nā Metala i nā Mea Uila
ʻAʻole wale ke koho ʻana o ka metala e pili ana i ka conductivity. Noʻonoʻo pū nā mea hoʻolālā:
1. Ka hoʻokele uila a me ke kū'ē pili (e.g. keleawe, kālā, gula).
2. Ke kūpaʻa ʻana i ka oxidation/corrosion (ʻoi aku ka maikaʻi o ke gula, ʻo ka nickel ma ke ʻano he pale).
3. Ka ikaika mīkini a me ke komo ʻana (kila, nickel, palladium).
4. Hana wela (alumini no ka poho wela).
5. Ka kūlike o nā kaʻina hana e like me ke kūʻai hou ʻana, ka uhi ʻana, a me ka hehi ʻana.
6. Ke kumukūʻai a me ka loaʻa ʻana o nā mea hana a me ke kūpaʻa o ke kaulahao hoʻolako.
Pani
ʻO nā metala ke "kumuhana kino" e hiki ai i nā hōʻailona uila ke kahe, ka wela e hoʻopuehu, a me nā pilina e mau i nā mea uila. ʻO ke keleawe ke alakaʻi i ke ala alakaʻi, ʻoi aku ka maikaʻi o ka alumini i ka hoʻokele wela, hoʻopaʻa ka tin a me kāna mau mea hoʻohui i nā ʻāpana ma o ke kūʻai ʻana, ʻoiai ke gula, ke kālā, ka nickel, a me ka palladium e hōʻoiaʻiʻo i ka maikaʻi o ka hoʻopili ʻana a me ke kūpaʻa i ka pala. Ma hope o kēia mau metala, ʻo nā ʻano hana hana e like me ka ʻōwili, ka stamping, extrusion, etching, plating, a me ka reflow soldering nā mea nui i ka hana nui o nā ʻāpana uila. Ma ka hoʻomaopopo ʻana i nā ʻano o nā metala a me kā lākou ʻano hana hana, hiki iā mākou ke hoʻolālā i nā mea hana hilinaʻi, kūpono, a paʻa.
Inā makemake ʻoe, hiki iaʻu ke hoʻololi i kēia ʻatikala i kahi pōʻaiapili kikoʻī—no ka laʻana, e kālele ana i ka PCB, ka mea hoʻohui, a i ʻole ka ʻoihana hōʻuluʻulu SMT—a hoʻohui i kahi papa inoa a me nā kumuwaiwai loea.
