4.4.6. Зварювання розщепленим електродом
Зварювання розщепленим електродом (рис 4.5.) є різновидом електроконтактного зварювання (точкове). З’єднання виконується за рахунок теплоти, яка виділяється при протіканні струму великої густини між двома електродами.
•Метод забезпечує достатньо високу якість зварювання. Його основні переваги – мала зона та короткочасна теплова дія, висока продуктивність. Матеріал електроду – W, Mo, інші тверді сплави.
•В залежності від режимів зварювання можуть мати місце наступні механізми з’єднань:
-з’єднання в твердій фазі, в результаті рекристалізації з’єднувальних елементів та проростанням зерен через поверхню розділу;
-з’єднання нижче температури рекристалізації, за рахунок електронної взаємодії та міжатомного зщеплення;
-з’єднання в рідкій фазі в результаті розплавлення при температурі вище
температури евтектики.
Рисунок 4.5. Схема зварювання розщепленим
електродом: |
|
|
1-робочий інструмент, |
|
|
2 |
– дріт: |
|
3 |
– джерело струму; |
|
4 |
- контактний майданчик |
|
5 |
- кристал або плата. |
21 |
•4.5. Герметизація мікросхем
•Метою герметизації є захист кристалів або плат від впливу зовнішніх факторів на роботу та надійність мікросхем. Герметичність конструкції – здатність будь якого замкнутого об’єму не пропускати через себе рідину або газ. Герметизація є одною з останніх операцій технологічного процесу виробництва, тому повинна забезпечувати максимальних вихід придатних ІМС та їх безвідмовну роботу при різних умовах експлуатації.
Технологічні способи герметизації повинні:
-забезпечувати механічну міцність в робочому діапазоні температурних та механічних впливів при експлуатації;
-виключати в процесі герметизації надмірне нагрівання активних елементів;
-Виключати виділення газів та шарів всередині корпусу;
-виготовлятись в середовищі очищеного повітря, азоту або інертного газу (з точною роси не вище -25оС);
-допускати механізацію та автоматизацію.
•За конструктивно-технологічними ознаками герметизація може бути:
корпусна, без корпусна та комбінована.
•Корпусна герметизація передбачає попереднє виготовлення елементів корпусу – основи з ізольованими виводами, кришки та інших деталей з подальшим монтажем кристала на основу корпусу, приєднання виводів та кришки, в результаті чого утворюється замкнутий об’єм.
•При корпусній герметизації використовуються металеві, металоскляні, керамічні, склокерамічні та пластмасові22 корпуси.
•При безкорпусній герметизації кристала або плати виготовляється необхідна система зовнішніх видів, до яких під’єднується кристал, а потім заливається спеціальними захисними лаками або полімерними компаундами методом лиття під тиском або заповненням у вакуумі.
Метод низькопродуктивний, використовується для герметизації невеликих партій виробів. Матеріал (лак або компаунд) заповнює всі конструктивні проміжки і МСХ стає монолітною. Застосовується лише для захисту напівпровідникових МСХ при незначній зміні зовнішніх впливів.
•Комбінована герметизація – у попередньо виготовлену металеву капсулу, в яку розміщено кристал з виводами, заливається герметизуючий матеріал (компаунд).
•Після проведення герметизації МСХ проводиться контроль її якості. Для цього використовуються такі методи:
-мас-спектрометричний;
-вакуум-рідинний;
-компресійно-термічний;
-вологісний.
23
•Мас-спектрометричний метод полягає в тому, що способом мас- спекрометрії виявляється гелій, попередньо введений в корпус МСХ. Вибір гелію обумовлений тим, що він має високу проникаючу здатність (малий розмір молекул) і тому може виявляти найменші дефекти в герметизуючи швах, а також на прикладі гелій показує різко виражений мас- спектрометричний пік, який легко виявляється. Перед випробуванням герметизовані зразки розміщуються в герметичний об’єм з гелієм при тиску 0,4-0,5 МПа на декілька діб. При наявності дефектів гелій попадає в корпус, а при випробуваннях контролюють його витікання із корпусу.
•Вакуум-рідинний метод дозволяє проводити візуальний контроль. Корпус розміщується в рідині (керосин або уайт-спірит), яка попередньо вакуумується (рідина витримується годину при Р=700 Па і t=70-120°С).
•Негерметичність встановлюється по наявності пухирців повітря, які виходять з корпусу, для виявлення грубих дефектів. Цей метод використовується. як попередній перед іншими.
•Компресійно-термічний метод є різновидом вакуум-рідинного методу. В цьому методі в процесі контролю робоча рідина (обезвожене сіліконове масло) нагрівається до температури 220°С. Підвищена температура приводить до нагріву корпусу та підвищенню тиску всередині корпусу (до 0,262 Па). Чутливість методу зростає.
•Вологісний метод – витримка виробів на протязі242-4 діб в умовах підвищеної вологості (95-98 %) і температури (40±5° С) та послідуючому
контролі електричних характеристик. Підходить для контролю любих типів