Глава 5. Бессвинцовая пайка в технологии производства ппи 137

5.1. Недостатки Pb-Sn припоев 137

5.2. Экологические аспекты проблемы бессвинцовой пайки изделий микроэлектроники 142

5.2.1. Нормативные требования к размещению твердых бытовых и токсичных промышленных отходов 144

5.2.2. Токсикологическая оценка металлов, входящих в состав припоев и покрытий для бессвинцовой пайки 147

5.2.3. Экологическая оценка припоев ПОС40 (40Sn/60Pb) и бессвинцового 95,5Sn/4Ag/0,5Cu 150

5.3. Покрытия для бессвинцовой пайки 153

5.3.1. Цинковое покрытие 155

5.3.2. Олово – висмутовое покрытие 156

5.3.3. Оловянное покрытие 161

5.3.4. Никелевое покрытие 162

5.3.5. Сплав никель – олово 163

5.3.6. Серебряное покрытие 165

5.4. Бессвинцовые припои в технологии производства ППИ 167

5.4.1. Индиевые припои 169

5.4.2. Висмутовые припои 170

5.4.3. Припои на цинковой основе 171

5.4.4. Припои на основе кадмия 171

5.4.5. Припои на основе олова 172

5.5. Пайка кристаллов к основаниям корпусов ППИ 174

5.5.1. Пайка кристаллов ППИ на основания корпусов с образованием эвтектики Si-Au 178

5.5.1.1. Свойства золота 178

5.5.1.2. Подготовка золотой фольги и позолоченных корпусов ППИ к сборочным операциям 179

5.5.1.3. Остаточные механические напряжения в кристаллах при эвтектической пайке Si-Au 182

5.5.1.4. Новый способ подготовки золотой прокладки к пайке 184

5.5.2. Пайка кристаллов ППИ на основания корпусов с образованием эвтектики Sn-Zn 186

5.5.2.1. Возможные варианты пайки кристаллов на эвтектику Sn-Zn 187

5.5.3. Металлическая система для монтажа полупроводникового кристалла к корпусу 189

5.6. Пайка золота в изделиях микроэлектроники оловянно-индиевыми припоями 192

5.6.1. Исследование растворения золотой проволоки в жидкой фазе припоя ПОИн50 194

5.6.2. Исследование растворения золотой проволоки в твердой фазе припоя ПОИн50 197

5.6.3. Взаимодействие припоя ПОИн50 с золотым технологическим покрытием ППИ 201

Глава 6. Проволочный монтаж в производстве ппи 207

6.1. Способы присоединения проволочных выводов 210

6.1.1. Термокомпрессионная микросварка 211

6.1.2. Сварка давлением с косвенным импульсным нагревом (СКИН) 217

6.1.3. Ультразвуковая микросварка 218

6.1.3.1. Расчет концентраторов для установок ультразвуковой микросварки 219

6.1.4. Односторонняя контактная сварка 225

6.1.5. Пайка электродных выводов 226

6.1.5.1. Оборудование для присоединения проволочных выводов 227

6.2. Влияние состава алюминиевой металлизации на качество микросварных соединений Al-Al 231

6.2.1. Повышение качества микросоединений, выполненных УЗС 231

6.2.2. Повышение качества микросоединений, выполненных ТКС 236

6.3. Микросварные соединения алюминиевой проволоки с алюминиевым гальваническим покрытием корпусов изделий электронной техники 240

6.3.1. Алюминиевые покрытия, полученные электролитическим методом 241

6.3.2. Влияние свойств покрытия на качество соединений с алюминиевой проволокой при термокомпрессионной сварке 251

6.3.3. Коррозионная стойкость микросоединений Al_п-Al_г 257

6.4. Исследование микросварных соединений алюминиевой проволоки с золотым гальваническим покрытием корпусов изделий электронной техники 260

6.4.1. Микросварные соединения Al-Au 261

6.4.2. Термоэлектротренировка микросварных контактов Al-Au. 265

6.4.3. Повышение коррозионной стойкости микросоединений Al-Au. 269

6.5. Микросварные соединения алюминиевой проволоки в корпусах ППИ с покрытиями из никеля и его сплавов 273

6.5.1. Микросварные соединения к корпусам с покрытиями Ni и его сплавами 274

6.5.2. Стойкость микросварных соединений Аl-Ni к температурным воздействиям и под токовой нагрузкой. 279

6.5.3. Свариваемость алюминиевой проволоки с никель-бор покрытием при термообработке. 282

6.6. Оптимизация режима ультразвуковой сварки алюминиевой проволоки с серебряным гальваническим покрытием корпусных деталей СПП 286

6.6.1. Серебряное покрытие 288

6.6.2. Подготовка корпусов с серебряным покрытием к сборочным операциям 290

6.6.3. Выбор оптимального режима УЗС соединения Al-Ag 293

6.6.4. Тепловые эффекты в зоне соединения Al-Ag 300

6.7. Выбор оптимальных режимов сварки внутренних микросоединений датчиков газов 303