- •Оглавление
- •1. Монтаж полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов 10
- •2. Бессвинцовая пайка в технологии производства ппи 57
- •3. Проволочный монтаж в производстве ппи 102
- •4. Групповой монтаж в технологии производства ппи 184
- •5. Контроль качества внутренних соединений ппи 218
- •Введение
- •1. Монтаж полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов
- •1.1. Пайка кристаллов
- •Оборудование для монтажа кристаллов
- •1.2. Групповая термоимпульсная пайка кристаллов
- •1.3. Оценка смачиваемости и растекания припоя по паяемой поверхности
- •1.4. Заполнение припоем капиллярного зазора между кристаллом и корпусом при пайке
- •1.5. Посадка на клей
- •Оборудование для клеевых соединений
- •2. Бессвинцовая пайка в технологии производства ппи
- •2.1. Недостатки Pb-Sn припоев
- •2.2. Экологические аспекты проблемы бессвинцовой пайки изделий микроэлектроники
- •2.2.1. Токсикологическая оценка металлов, входящих в состав припоев и покрытий для бессвинцовой пайки
- •2.2.2. Экологическая оценка припоев пос40 (40Sn/60Pb) и бессвинцового 95,5Sn/4Ag/0,5Cu
- •2.3. Покрытия для бессвинцовой пайки
- •2.3.1. Цинковое покрытие
- •2.3.2. Олово – висмутовое покрытие
- •2.3.3. Оловянное покрытие
- •2.3.4. Никелевое покрытие
- •2.3.5. Сплав никель – олово
- •2.3.6. Серебряное покрытие
- •2.4. Бессвинцовые припои в технологии производства ппи
- •2.4.1. Индиевые припои
- •2.4.2. Висмутовые припои
- •2.4.3. Припои на цинковой основе
- •2.4.4. Припои на основе олова
- •2.5. Пайка кристаллов к основаниям корпусов ппи
- •2.5.1. Пайка кристаллов ппи на основания корпусов с образованием эвтектики Si-Au
- •2.5.1.1. Свойства золота
- •2.5.1.2. Подготовка золотой фольги и позолоченных корпусов ппи к сборочным операциям
- •2.5.1.3. Остаточные механические напряжения в кристаллах при эвтектической пайке Si-Au
- •2.5.1.4. Новый способ подготовки золотой прокладки к пайке
- •2.5.2. Пайка кристаллов ппи на основания корпусов с образованием эвтектики Sn-Zn
- •Возможные варианты пайки кристаллов на эвтектику Sn-Zn
- •3. Проволочный монтаж в производстве ппи
- •3.1. Способы присоединения проволочных выводов
- •3.1.1. Термокомпрессионная микросварка
- •3.1.2. Сварка давлением с косвенным импульсным нагревом (скин)
- •3.1.3. Ультразвуковая микросварка
- •3.1.4. Односторонняя контактная сварка
- •3.1.5. Пайка электродных выводов
- •Оборудование для присоединения проволочных выводов
- •3.2. Влияние состава алюминиевой металлизации на качество микросварных соединений Al-Al
- •3.2.1. Повышение качества микросоединений, выполненных узс
- •3.2.2. Повышение качества микросоединений, выполненных ткс
- •3.3. Микросварные соединения алюминиевой проволоки с алюминиевым гальваническим покрытием корпусов изделий электронной техники
- •3.3.1. Алюминиевые покрытия, полученные электролитическим методом
- •3.3.2. Влияние свойств покрытия на качество соединений с алюминиевой проволокой при термокомпрессионной сварке
- •3.3.3. Коррозионная стойкость микросоединений Alп-Alг
- •3.4. Исследование микросварных соединений алюминиевой проволоки с золотым гальваническим покрытием корпусов изделий электронной техники
- •3.4.1. Микросварные соединения Al-Au
- •3.4.2. Термоэлектротренировка микросварных контактов Al-Au
- •3.4.3. Повышение коррозионной стойкости микросоединений Al-Au
- •3.5. Микросварные соединения алюминиевой проволоки в корпусах ппи с покрытиями из никеля и его сплавов
- •3.5.1. Микросварные соединения к корпусам с покрытиями Ni и его сплавами
- •3.5.2. Стойкость микросварных соединений Аl-Ni к температурным воздействиям и под токовой нагрузкой
- •3.5.3. Свариваемость алюминиевой проволоки с никель-бор покрытием при термообработке
- •3.6. Оптимизация режима ультразвуковой сварки алюминиевой проволоки с серебряным гальваническим покрытием корпусных деталей спп
- •3.6.1. Серебряное покрытие
- •3.6.2. Подготовка корпусов с серебряным покрытием к сборочным операциям
- •3.6.3. Выбор оптимального режима узс соединения Al-Ag
- •4. Групповой монтаж в технологии производства ппи
- •4.1. Пайка полупроводниковых кристаллов с объемными выводами к основаниям корпусов методом «flip-chip»
- •4.1.1. Изготовление шариков припоя и размещение их на кристалле
- •4.1.2. Изготовление столбиковых припойных выводов
- •4.1.3. Формирование шариковых выводов оплавлением проволоки
- •4.1.4. Пайка кристаллов со столбиковыми выводами на контактные площадки
- •4.2. Сборка ппи с паучковыми выводами
- •Особенности монтажа внутренних выводов бис и сбис
- •5. Контроль качества внутренних соединений ппи
- •5.1. Контроль качества паяных соединений
- •5.2. Особенности оценки прочности соединения кристалла с основанием корпуса
- •5.2.1. Контроль качества соединений кристаллов с основаниями корпусов
- •5.2.2. Оценка прочности соединения кристалла с основанием корпуса
- •1 2 3 4 5 6 7 Площадь кристалла, мм2 9,47
- •5.3. Разработка методики оценки прочности микросоединений в изделиях силовой электроники
- •5.4. Контроль прочности микросоединений бис и сбис
- •Заключение
- •Библиографический список
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
2.4.1. Индиевые припои
Эти припои обладают стойкостью к окислению, электро- и теплопроводны. В электронной технике применяются при пайке вакуумных соединений, стеклянных и кварцевых изделий (табл. 2.4).
Благодаря высокой пластичности индиевых припоев и хорошей смачивающей способности их металлов и неметаллических материалов они могут использоваться при пайке материалов с различными коэффициентами линейного расширения.
Таблица 2.4
Состав и температура плавления индиевых припоев
Состав припоя, % |
Температура плавления, °С |
Назначение |
99In/lCu |
153 |
|
97In/3Zn |
143 |
|
95In/5Al |
151 |
|
74In/26Cd |
123 |
Пайка германиевых элементов |
66In/34Bi |
72 |
Пайка полупроводниковых материалов |
52In/48Sn |
120 |
Пайка стекла без флюса методом натирания |
74In/24,25Cd/1,75Zn |
116 |
|
52,2In/46Sn/1,8Zn |
108 |
|
27In/73Cd |
123 |
|
97In/3Ag |
141 |
|
44,2Jn/46,8Sn/9Tl |
117 |
|
2.4.2. Висмутовые припои
Припои на основе висмута недостаточно пластичны, имеют малую прочность и склонны к трещинообразованию. Висмутовые припои находят широкое применение (из-за низкой температуры плавления) при пайке автоматически действующих противопожарных установок и плавких предохранителей. Пайка этими припоями осуществляется с применением специальных флюсов. В некоторых случаях паяемые поверхности перед пайкой подвергаются лужению (табл. 2.5).
Таблица 2.5
Состав и температура плавления висмутовых припоев
Состав припоя, % |
Температура плавления, °С |
58Bi/25Sn/17In |
79 |
58Bi/17Sn/25In |
79 |
61,2Bi/32,6Sn/6,2Tl |
128 |
60Bi/30Cd/10Tl |
123 |
56Bi/36,5In/7,5Tl |
100 |
57Bi/43Sn |
139 |
60Bi/40Sn |
150 |
70Bi/30Sn |
175 |
80Bi/20Sn |
200 |
90Bi/10Sn |
240 |
2.4.3. Припои на цинковой основе
Сплавы системы цинк – олово имеют высокую прочность и пластичность только при содержании более 30 % Sn. Припои на основе цинка характеризуются низкой пластичностью и прочностью, плохой растекаемостью и затеканием в зазор. Пластичность припоев можно повысить введением в них серебра (1-5 %) и меди (2-3 %), растекаемость – введением кадмия и олова. Цинковые припои в основном применяются для пайки алюминия и его сплавов (табл. 2.6).
Таблица 2.6
Состав и температура плавления припоев на цинковой основе
Состав припоя, % |
Температура плавления, °С |
40Zn/11,5Al/8,5Cu/40Cd |
310 |
45Zn/13,5Al/10Cu/31,5Cd |
340 |
50Zn/25Cd/25Sn |
300 |
60Zn/40Cd |
330, σв = 35 МПа* |
*Предел прочности припоя при растяжении