Characterization and reliability assessment of metallization-solder interfaces in high-performance infrared detector packages
Yüksek performanslı kızılötesi dedektör paketlerinde metalizasyon-lehim ara yüzeylerinin karakterizasyonu ve güvenilirlik değerlendirmesi
- Tez No: 991329
- Danışmanlar: PROF. DR. CEMİL HAKAN GÜR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kızılötesi dedektörler, yüksek performanslarını ve uzun vadeli güvenilirliklerini hizmet ömürleri boyunca sürdürebilmeleri için hermetik (gaz sızdırmaz) şekilde kapatılmış paketlere ihtiyaç duyar. Bu paketlerin üretiminde kritik bir adım, genellikle yeniden akıtarak lehimleme (reflow soldering) yöntemiyle gerçekleştirilen optik pencere ile metal kapak bileşenlerinin birleştirilmesidir. Bu birleştirmenin kalitesi ve hermetik bütünlüğü; lehim dolgu malzemesinin türü, metalizasyon katmanlarının türü ve kalınlığı ile lehimleme prosesinin sıcaklık, süre ve atmosferi gibi parametrelere bağlıdır. Bu çalışmada, üç farklı lehim alaşımı – İndiyum (In), Sn99.3Cu0.7 ve Au80Sn20 – üç farklı altın (Au) metalizasyon kalınlığıyla birlikte değerlendirilmiştir. Her lehim malzemesi için güvenilir bir birleştirme sağlamak amacıyla lehimleme profili optimize edilmiştir. Lehim–metalizasyon tabakası ara yüzeyindeki mikro yapı ve ıslanma davranışı taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını görüntüleme gibi karakterizasyon teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Birleşimlerin hermetikliği, helyum püskürtme testi ile değerlendirilmiştir. Ayrıca, lehim birleşimlerinin uzun vadeli güvenilirliği kesme (die shear) testi ve mekanik darbe, termal şok ve titreşim testlerini içeren çevre koşulu testleri yoluyla analiz edilmiştir. Bu çalışmanın bulguları, sağlam, hermetik ve dayanıklı kızılötesi dedektör paketlerinin üretimi için lehimleme parametrelerinin ve malzeme kombinasyonlarının optimizasyonuna dair değerli bilgiler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Infrared detectors require hermetically sealed packages to maintain high performance and long-term reliability throughout their service life. A critical step in the fabrication of these packages is the joining of the optical window and metal lid components, typically achieved through reflow soldering. The quality and hermetic integrity of this joint depend on several key factors, including the type of solder filler material, the composition and thickness of the metallization layers, and the parameters of the soldering process, such as temperature, duration, and process atmosphere. In this study, three different solder alloys - Indium (In), Sn99.3Cu0.7, and Au80Sn20 - were evaluated in combination with three different gold (Au) metallization thicknesses. The reflow soldering profile was optimized to achieve reliable bonding. The wetting behavior were investigated using characterization techniques including X-ray imaging and scanning electron microscopy (SEM). To assess the hermetic sealing capability of the joints, helium spray testing was performed. Furthermore, the long-term reliability of the solder joints was evaluated through a combination of die shear testing and environmental stress assessments, including mechanical shock, thermal shock, and vibration tests. The findings of this study provide valuable insights into the optimization of soldering parameters and material combinations to ensure robust, hermetic, and durable infrared detector packages.
Benzer Tezler
- Environmental and economic assessment of zero waste management
Sıfır atık yönetiminin çevresel ve ekonomik sonuçlarının değerlendirilmesi
KADRİYE ELİF MAÇİN
Doktora
İngilizce
2023
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
DOÇ. DR. ANDERS DAMGAARD
- Optimization of biosimilar monoclonal antibody production in CHO cells and its characterization
CHO hücrelerinde monoklonal antikor üretim optimizasyonu ve karakterizasyonu
BERNA ÜSTÜNER
Doktora
İngilizce
2021
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ÇİMEN
- Characterization of different shape objects using EM pulse for several different scenarios
Farklı senaryolarda EM darbesi kullanarak farklı şekillerdeki nesnelerin karakterizasyonu
EMRE İŞCAN
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. SEBAHATTİN EKER
PROF. VASIL TABATADZE
- Estimation of in-situ concrete strength using drilling resistance method and machine learning
Sertleşmiş betonun basınç dayanımının delme direnci yöntemi ve yapay öğrenme yöntemleri ile tahmini
SERKAN KARATOSUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OĞUZ GÜNEŞ
- Characterization of the Küçük Menderes River basin aquifer system
Küçük Menderes Nehri Havzası akifer sisteminin karakterizasyonu
KORAY KAMİL YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YAZICIGİL