Напайка кристалла, приклеивание

Основные требования к монтажу и его виды.

Все способы присоединения кристалла ИМС к выводам корпуса и к самому корпусу должны обеспечивать:

1. Механическую прочность соединений при механических и климатических воздействиях;

2. Хороший тепловой контакт кристалла ИМС с теплопроводящим элементом корпуса ИМС;

3. Высокую электрическую надёжность соединений в течении всего срока службы;

4. Защиту кристалла ИМС от вредных температурных и механических воздействий в процессе сборки и эксплуатации;

5. Автоматизацию технологического процесса изготовления ИМС;

6. Ремонтопригодность - возможность замены кристаллов ИМС.

При монтаже кристалла ИМС нельзя применять вещества, которые активно взаимодействуют с кремниевой пластиной. Существует большое количество методов монтажа кристалла ИМС, их выбор определяется конструкцией ИМС и конечной целью этапа конструирования.

Наиболее простой метод монтажа заключается в прикреплении кристалла ИМС к корпусу (либо напайкой, либо приклеиванием) и поочерёдным присоединением каждой контактной площадки кристалла ИМС к выводам корпуса с помощью гибких, тонких проволочных выводов. Этот способ используется при изготовлении небольших партий ИМС, из-за следующего недостатка: большая трудоёмкость из-за большого количества технологических операций. При выпуске большой партии ИМС, осуществляется монтаж кристалла, при котором все выводы кристалла присоединяются одновременно в течении одной технологической операции.

Напайка кристалла должна обеспечивать хороший тепловой контакт кристалла ИМС с корпусом, а так же позволяет заменять дефектные кристаллы в многокристальных ИМС. Для напайки кристаллов используют как мягкие марки припоев, так и твёрдые. Основа мягких припоев – это олово и свинец.

Твёрдые припои - это двух компонентные сплавы (эвтектика золото-германий, золото-кремний). Твёрдые припои, в отличие от мягких, имеют более высокую температуру плавления и образуют соединения, обладающие большей прочностью при высоких температурах и, в отличие от мягких припоев, не подвержены усталости при циклических изменениях температуры.

Таблица: Марки припоев и их температурные характеристики.

Марки припоев и их химический состав	Температура плавления, С	Температура пайки, С
Мягкие припои:
ПОС-61 (61%олова (Sn) + 0,1%бериллия (Be) + свинец (Pb) ПОС-40 (40%Sn+0,1%Be+2%сурьмы(Sb)+Pb) ПСр-2,5 (2,5%серебра(Ag) + 5,5%Sn + Pb) ПСр-2 (2%Ag + 30%Sn + 5%кадмия(Cd) + Pb)	183 235 295-305 225-235	200-240 250 325-350 250-260
Твёрдые припои:
эвтектика кремний-золото: 6%Si, 94%золота(Au) эвтектика германий-золото:12%германия, 88%золота(Au)	375 356	400-450 400-450

Кристаллы ИМС напаивают либо в конвейерной печи, либо на специальной установке, при этом корпус и кристалл помещают в одну специальную кассету, которая обеспечивает необходимое расположение их относительно друг друга. Затем кассету нагревают до необходимой температуры пайки в нейтральном газе (аргон или азот) или в смеси водорода с этими нейтральными газами. Производительность такого метода достаточно высока.

1- вакуумный присос;

2- кристалл ИМС

3- слой эвтектики

4- подогреваемый корпус ИМС

Рис. Напайка кристалла ИМС.

При такой напайке кристалл захватывается вакуумной присоской и с помощью манипулятора размещается на корпусе со слоем эвтектики. Пайка осуществляется нагревом корпуса ИМС.

Приклеивание.

Процедура приклеивания кристалла к подложке очень проста и не требует дорогостоящего оборудования и материалов. Приклеивание заключается в закреплении кристалла ИМС каплей кремнийорганического лака или эпоксидной смолы. Затем осуществляется термообработка (температура 150-200С) для сушки лака или полимеризации эпоксидной смолы.

Механическая прочность такого соединения хорошая.

Недостатки:

1) низкая теплопроводимость (плохая теплоотдача через лак или смолу);

2) невозможность замены дефектных кристаллов.

Дата добавления: 2014-01-07