Монтаж с помощью жестких объемных выводов

Рис. 7. Принцип технологии, по которой выполнено соединение кристалла шариками припоя: 1 - Слой фазового состава Cr + Cu; 2 – Стекло; 3 - Сформированный шарик припоя из сплава 5% Sn - 95% Pb; 4 - Первоначально осажденный припой; 5 - Интерметаллическое соединение Cr - Cu

Процесс начинается с последовательного напыления Cr, Cu и Au через металлическую маску на все алюминиевые контактные площадки на пластине. Контактные площадки могут быть расположены в любой области на поверхности кристалла с некоторыми ограничениями. Золото предохраняет тонкопленочную структуру от окисления до нанесения на покрытие Cr-Cu-Au последующих слоев Pb-Sn. Пленку Pb-Sn осаждают на большей площади по сравнению с площадью, занимаемой контактными площадками с покрытием Cr-Cu-Au. Площадь и толщина этой осажденной пленки определяют окончательные размеры шарика. Структура, полученная осаждением Pb и Sn, показана на рис. 7 штриховой линией. После напыления готовую структуру помещают в камеру с пониженным давлением, где пленки Pb-Sn благодаря силам поверхностного натяжения удаляется, и образуется шарик припоя с площадью основания, определенной размерами покрытия Cr-Cu-Au (так называемая металлизация, ограниченная шариком). Таким образом, на кристаллах заранее и одновременно до разделения групповой пластины формируются жесткие объемные выводы. В первом приближении они представляют собой выступы полусферической формы высотой порядка 60мкм и покрыты припоем.

Рис. 8. Монтаж кристалла на коммутационной плате с помощью объемных выводов.

В отличие от проволочного и ленточного монтажа объемные выводы соединяют с площадками платы пайкой, а кристалл при этом оказывается в перевернутом положении, т.е. структурами вниз (рис. 8).

Последовательность монтажа следующая. Кристалл, находящийся в кассете в ориентированном положении, забирается вакуумным присосом и переносится в позицию монтажа с определенным зазором. В зазор вводится полупрозрачное зеркало, позволяющее оператору через микроскоп наблюдать одновременно площадки на плате и выводы на кристалле. После совмещения зеркало выводится из зазора, а присос опускает кристалл на плату и прижимает его. Далее из миниатюрного сопла подается горячий инертный газ, выполняющий одновременно функции нагревательной и защитной среды, затем холодный инертный газ, чем и заканчивается цикл монтажа.

К достоинствам монтажа с помощью жестких объемных выводов относится: сокращение числа соединений вдвое, что повышает надежность изделия при эксплуатации; сокращение трудоемкости за счет одновременного присоединения всех выводов; уменьшение монтажной площади до площади, занимаемой кристаллом; отсутствие необходимости предварительного механического крепления кристалла; малая протяженность межкомпонентных соединений, что сводит к минимуму величину их индуктивности.

Ограничением для использования данного метода является необходимость применения коммутационных плат на основе тонких пленок с использованием фотолитографии, т.е. высокого разрешения, т.к. размеры площадок и шаг их расположения на плате и кристалле должны совпадать.

_______________________________________________________________

Дата добавления: 2014-01-03