- •Конструктивно-технологические аспекты сборки полупроводниковых изделий
- •Глава 5. Бессвинцовая пайка в технологии производства ппи 137
- •Глава 6. Проволочный монтаж в производстве ппи 207
- •Глава 7. Групповой монтаж в технологии производства ппи 311
- •Глава 8. Контроль качества внутренних соединений ппи 348
- •Введение
- •Глава 1. Металлические материалы для формирования внутренних соединений
- •1.1. Микронная алюминиевая проволока
- •1.2. Влияние свойств проволоки и ее подготовки к сварке на качество соединений спп
- •Глава 2. Инструмент для сборочных операций ппи
- •2.1. Технологические особенности изготовления инструмента
- •2.2. Влияние конструкции инструмента на качество микросоединений
- •2.3. Схватывание инструмента с выводами при монтаже
- •2.4. Инструмент для сварки внутренних выводов спп
- •2.5. Инструмент для монтажа выводов и кристаллов
- •Глава 3. Методы и устройства для оценки адгезии пленок к подложкам
- •3.1. Неразрушающие методы
- •3.2. Разрушающие методы
- •3.3. Влияние технологических факторов на адгезионную прочность пленок с подложкой
- •3.4. Контроль адгезии в микросварных соединениях
- •3.5. Устройство для экспресс-контроля адгезии пленок к подложкам
- •3.6. Устройства для оценки адгезионной прочности локальных пленочных площадок с подложкой
- •Глава 4. Монтаж полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов
- •4.1. Пайка кристаллов
- •4.1.1. Оборудование для монтажа кристаллов
- •4.2. Групповая термоимпульсная пайка кристаллов
- •4.3. Оценка смачиваемости и растекания припоя по паяемой поверхности
- •4.4. Заполнение припоем капиллярного зазора между кристаллом и корпусом при пайке
- •4.5. Контроль качества паяных соединений
- •4.6. Посадка на клей
- •4.6.1. Оборудование для клеевых соединений
- •Глава 5. Бессвинцовая пайка в технологии производства ппи
- •5.1. Недостатки Pb-Sn припоев
- •5.2. Экологические аспекты проблемы бессвинцовой пайки изделий микроэлектроники
- •5.2.1. Нормативные требования к размещению твердых бытовых и токсичных промышленных отходов
- •5.2.2. Токсикологическая оценка металлов, входящих в состав припоев и покрытий для бессвинцовой пайки
- •5.2.3. Экологическая оценка припоев пос40 (40Sn/60Pb) и бессвинцового 95,5Sn/4Ag/0,5Cu
- •5.3. Покрытия для бессвинцовой пайки
- •5.3.1. Цинковое покрытие
- •5.3.2. Олово – висмутовое покрытие
- •5.3.3. Оловянное покрытие
- •5.3.4. Никелевое покрытие
- •5.3.5. Сплав никель – олово
- •5.3.6. Серебряное покрытие
- •5.4. Бессвинцовые припои в технологии производства ппи
- •5.4.1. Индиевые припои
- •5.4.2. Висмутовые припои
- •5.4.3. Припои на цинковой основе
- •5.4.4. Припои на основе кадмия
- •5.4.5. Припои на основе олова
- •5.5. Пайка кристаллов к основаниям корпусов ппи
- •5.5.1. Пайка кристаллов ппи на основания корпусов с образованием эвтектики Si-Au
- •5.5.1.1. Свойства золота
- •5.5.1.2. Подготовка золотой фольги и позолоченных корпусов ппи к сборочным операциям
- •5.5.1.3. Остаточные механические напряжения в кристаллах при эвтектической пайке Si-Au
- •5.5.1.4. Новый способ подготовки золотой прокладки к пайке
- •5.5.2. Пайка кристаллов ппи на основания корпусов с образованием эвтектики Sn-Zn
- •5.5.2.1. Возможные варианты пайки кристаллов на эвтектику Sn-Zn
- •5.5.3. Металлическая система для монтажа полупроводникового кристалла к корпусу
- •5.6. Пайка золота в изделиях микроэлектроники оловянно-индиевыми припоями
- •5.6.1. Исследование растворения золотой проволоки в жидкой фазе припоя поИн50
- •5.6.2. Исследование растворения золотой проволоки в твердой фазе припоя поИн50
- •5.6.3. Взаимодействие припоя поИн50 с золотым технологическим покрытием ппи
- •Глава 6. Проволочный монтаж в производстве ппи
- •6.1. Способы присоединения проволочных выводов
- •6.1.1. Термокомпрессионная микросварка
- •6.1.2. Сварка давлением с косвенным импульсным нагревом (скин)
- •6.1.3. Ультразвуковая микросварка
- •6.1.3.1. Расчет концентраторов для установок ультразвуковой микросварки
- •6.1.4. Односторонняя контактная сварка
- •6.1.5. Пайка электродных выводов
- •6.1.5.1. Оборудование для присоединения проволочных выводов
- •6.2. Влияние состава алюминиевой металлизации на качество микросварных соединений Al-Al
- •6.2.1. Повышение качества микросоединений, выполненных узс
- •6.2.2. Повышение качества микросоединений, выполненных ткс
- •6.3. Микросварные соединения алюминиевой проволоки с алюминиевым гальваническим покрытием корпусов изделий электронной техники
- •6.3.1. Алюминиевые покрытия, полученные электролитическим методом
- •6.3.2. Влияние свойств покрытия на качество соединений с алюминиевой проволокой при термокомпрессионной сварке
- •6.3.3. Коррозионная стойкость микросоединений Alп-Alг
- •6.4. Исследование микросварных соединений алюминиевой проволоки с золотым гальваническим покрытием корпусов изделий электронной техники
- •6.4.1. Микросварные соединения Al-Au
- •6.4.2. Термоэлектротренировка микросварных контактов Al-Au.
- •6.4.3. Повышение коррозионной стойкости микросоединений Al-Au.
- •6.5. Микросварные соединения алюминиевой проволоки в корпусах ппи с покрытиями из никеля и его сплавов
- •6.5.1. Микросварные соединения к корпусам с покрытиями Ni и его сплавами
- •6.5.2. Стойкость микросварных соединений Аl-Ni к температурным воздействиям и под токовой нагрузкой.
- •6.5.3. Свариваемость алюминиевой проволоки с никель-бор покрытием при термообработке.
- •6.6. Оптимизация режима ультразвуковой сварки алюминиевой проволоки с серебряным гальваническим покрытием корпусных деталей спп
- •6.6.1. Серебряное покрытие
- •6.6.2. Подготовка корпусов с серебряным покрытием к сборочным операциям
- •6.6.3. Выбор оптимального режима узс соединения Al-Ag
- •6.6.4. Тепловые эффекты в зоне соединения Al-Ag
- •6.7. Выбор оптимальных режимов сварки внутренних микросоединений датчиков газов
- •Глава 7. Групповой монтаж в технологии производства ппи
- •7.1. Пайка полупроводниковых кристаллов с объемными выводами к основаниям корпусов методом «flip-chip»
- •7.1.1. Изготовление шариков припоя и размещение их на кристалле
- •7.1.2. Изготовление столбиковых припойных выводов
- •7.1.3. Формирование шариковых выводов оплавлением проволоки
- •7.1.4. Пайка кристаллов со столбиковыми выводами на контактные площадки
- •7.2. Сборка ппи с паучковыми выводами
- •7.2.1. Расчет напряжений в микросоединениях, сформированных ультразвуковой микросваркой паучковых выводов к кристаллам ис
- •7.2.2. Особенности монтажа внутренних выводов бис и сбис
- •Глава 8. Контроль качества внутренних соединений ппи
- •8.1. Разработка методики оценки прочности микросоединений в изделиях силовой электроники
- •8.1. Оценка прочности микросоединений в ппи
- •8.2. Контроль прочности микросоединений бис и сбис
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
В.В. Зенин А.В. Рягузов
КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
АСПЕКТЫ СБОРКИ
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
Учебное пособие
Воронеж 2005
Воронежский государственный
технический университет
В.В. Зенин А.В. Рягузов
Конструктивно-технологические аспекты сборки полупроводниковых изделий
Утверждено редакционно-издательским
советом университета в качестве
учебного пособия
Воронеж 2005
УДК 621.3.049.77.001
Зенин В.В., Рягузов А.В. Конструктивно-технологические аспекты сборки полупроводниковых изделий: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005. 353 с.
В учебном пособии рассматривается влияние конструктивно-технологических факторов на основные сборочные операции в технологии производства полупроводниковых изделий: монтаж кристаллов и присоединение внутренних выводов. Приведены сведения о влиянии физико-механических свойств материалов внутренних выводов и конструкции сварочного инструмента на качество микросоединений. Рассмотрены методы и устройства оценки адгезии пленок к подложке, особенности пайки полупроводниковых изделий бессвинцовыми припоями.
Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств» и специальности 210104 «Микроэлектроника и твердотельная электроника».
Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS Word и содержится в файле Кон.-тех.асп.сбор.ППИ.doc.
Табл. 47. Ил. 121. Библиогр.: 33 назв.
Рецензенты: кафедра физики полупроводников и микроэлектроники Воронежского государственного университета (зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. Е.Н. Бормонтов);
д-р техн. наук, проф. Б.К. Петров
|
© Зенин В.В., Рягузов А.В., 2005 © Оформление. ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2005 |
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 13
Глава 1. Металлические материалы для формирования внутренних соединений 16
1.1. Микронная алюминиевая проволока 18
1.2. Влияние свойств проволоки и ее подготовки к сварке на качество соединений СПП 20
Глава 2. Инструмент для сборочных операций ППИ 23
2.1. Технологические особенности изготовления инструмента 27
2.2. Влияние конструкции инструмента на качество микросоединений 28
2.3. Схватывание инструмента с выводами при монтаже 32
2.4. Инструмент для сварки внутренних выводов СПП 34
2.5. Инструмент для монтажа выводов и кристаллов 40
Глава 3. Методы и устройства для оценки адгезии пленок к подложкам 42
3.1. Неразрушающие методы 43
3.2. Разрушающие методы 47
3.3. Влияние технологических факторов на адгезионную прочность пленок с подложкой 60
3.4. Контроль адгезии в микросварных соединениях 68
3.5. Устройство для экспресс-контроля адгезии пленок к подложкам 73
3.6. Устройства для оценки адгезионной прочности локальных пленочных площадок с подложкой 77
Глава 4. Монтаж полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов 85
4.1. Пайка кристаллов 86
4.1.1. Оборудование для монтажа кристаллов 96
4.2. Групповая термоимпульсная пайка кристаллов 99
4.3. Оценка смачиваемости и растекания припоя по паяемой поверхности 105
4.4. Заполнение припоем капиллярного зазора между кристаллом и корпусом при пайке 116
4.5. Контроль качества паяных соединений 122
4.6. Посадка на клей 125
4.6.1. Оборудование для клеевых соединений 135