- •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
1.1. Микронная алюминиевая проволока
Свойства алюминиевой проволоки приведены в табл. 1.1.
Табл. 1.1. Микронная алюминиевая проволока
Материал, марка |
Диаметр, мкм |
Состояние поставки |
Временное сопротивление разрыву, мПа |
Относительное удлинение, % |
Удельное электросопро-тивл. Ом∙м, не более |
Назначение |
|
27
30 |
Твердое Мягкое Твердое Мягкое |
300-400 200-310 300-400 200-300 |
1-6 2-6 1-6 2-6 |
3,5∙10–8
3,5∙10–8 |
|
Проволока микронная из Al-Si сплава (АК 0,9П) |
35
40
50 |
Твердое Мягкое Твердое Мягкое Твердое Мягкое |
300-400 200-300 300-400 200-300 300-400 200-300 |
2-6 4-6 2-6 4-6 1-6 1-6 |
3,5∙10–8
3,5∙10–8
3,5∙10–8 |
Для микросварки полупроводниковых приборов и ИС |
|
60; 80; 100; 150; 200; 250; 300; 400; 500 |
|
220-300 200-300 |
2-12 2-12 |
3,5∙10–8 |
|
Проволока прецизионная из микролегированного алюминиевого сплава (АОЦПоМ) |
200-400 |
|
44-66 |
5-25 |
3,0∙10–8 |
Для сборки мощных полупроводниковых приборов и ИС |
Применение микронной алюминиевой проволоки, наряду с экономией золота, позволяет организовать производство особо надежных ИС и ПП приборов. Имеется также оборудование и технология для производства проволоки толщиной 0,1-1,0 мм из цветных металлов и сплавов или биметаллических материалов (например, медь – ковар), используемых для выводов мощных транзисторов.
В табл. 1.2 и 1.3 приведены основные параметры прецизионных плющеных и многослойных лент.
Табл. 1.2. Прецизионные плющеные ленты
Материал |
Размеры лент, мм |
Предельное отклонение, мм |
Временное сопротивл. разрыву, мПа |
Относительное удлинение, % |
Число перегибов |
Назначение |
||
толщина |
ширина |
по толщине |
по ширине |
|||||
Плющеная лента из молибдена |
0,1-1,6 |
0,2-2,8 |
±(0,005-0,04) |
±(0,005-0,007) |
70-80 |
7-15 |
6-8 |
Предназначены для деталей электровакуумных приборов (межсоединения в кинескопе) |
Плющеная лета из стали нержавеющей |
0,8-0,33 |
1,00-2,00 |
±(0,005-0,01) |
±(0,05-0,07) |
60-70 |
57-70 |
|
Возможно изготовление плющеной ленты из других материалов, в том числе из припойных типа ПОС10 и др.
Табл. 1.3. Многослойные металлические ленты
Материал |
Толщина ширина ленты, мм |
Толщина покрытия, мкм |
Ширина покрытия, мм |
Лента биметаллическая на основе меди с полосчатым покрытием серебром (медь – серебро) |
0,644; 0,651 0,820; 0,832 0,833; 0,626 |
210 300 400 |
3 5 5,5 |
Лента биметаллическая на основе сплава с полосчатым алюминиевым покрытием (нейзильбер – алюминий) |
0,2120
0,2132 0,1532 0,2828 |
6±2
6±2 4±2 8±2 |
4,8±0,3; 6,5±0,3 3,2±0,3 6,5±0,3 6,5±0,3 |
Лента биметаллическая бронза – алюминий (бронза – алюминий) |
0,330 |
9±2 |
9±0,3 |
Лента плакированная сплав – медь – сплав с алюминиевым покрытием (ФМФА) |
0,3032 0,3050 0,3522 0,4032 0,5033 |
6±2 6±2 11±4 7±2 9+2 |
6 12 7 6; 4,4 6 |
Лента биметаллическая сплав – медь (ковар – медь) |
0,2195 |
29 |
– |
Лента биметаллическая медь – сплав Fe-Ni (МФ) |
0,570 |
38±3 |
– |
Лента плакированная медь – сплав Fe-Ni – медь (МФМ) |
0,570 0,5110 0,8110 |
12±3 |
– |
Лента плакированная, припой – медь-припой (ПМП) |
0,127 |
25±8 |
.– |
Лента плакированная никель – сплав Fe-Ni (НФН) |
(0,15-0,28) (28-66) |
13-25 |
– |
Лента плакированная медь – сталь – никель (МЖН) |
0,380 0,3580 |
–40±8 –50±10 |
– |
Лента плакированная медь – сплав – медь – припой (НФМП) |
0,2460 |
12±5 (для никеля) 80±30; –20 (для припоя) |
– |
Лента плакированная никель – латунь – никель – припой (НЛНП) |
0,2531,0 0,3031,0 0,3047,2 0,4043,8 |
20±7 20±8 22±7 11±4 22±7 11±4 30±10 15±5 |
– |
Лента биметаллическая на основе сплава с полосчатым алюминиевым покрытием (ФА) |
(0,21-0,4) (20-66) |
6±2 |
7 |
Лента плакированная никель – сплав – никель с полосчатым алюминиевым покрытием (НФНА) |
(0,21-0,4) (20-66) |
6±2 |
7 |