ПУТО КР 2 Миклашевич

движения жидкости в распределительной системе, необходимо использование насосных станций с частотным управлением.

Особое внимание уделяется исполнению "петли" рециркуляции, возможности удержания требуемых параметров. Данные системы должны быть оснащены надежной и качественной системой рециркуляции.

Рециркуляционный механизм включает в себя:

1.Стерилизатор с ультрафиолетовым излучением для уничтожения микробов в фильтрате. Для обеззараживания очищенной воды используется именно этот метод, так как с его помощью происходит не только удаление, но и предотвращение образования новых микроорганизмов, при этом нет проблемы возникновения побочных продуктов;

2.Фильтры смешанного действия (ФСД), основанные на эффективной работе многокомпонентных ионообменных смол;

3.Дополнительные мембранные фильтры, способствующих стерилизации воды и удалению пирогенов.

Рис. 2.2 – Система хранение ультрачистой воды

11

3.Методы беспроволочного монтажа ИС

Различают монтаж на гибких и жестких выводах или проволочный и беспроволочный монтаж. Под монтажом на гибких выводах понимают получение электрических соединений контактных площадок, расположенных в периферийных областях кристалла, с выводами корпуса, платы или балочными (ленточными) выводами носителя с помощью гибких проволочных выводов.

Монтаж на жестких выводах – это электрическое соединение контактных площадок кристалла с выводами корпуса, платы или ленточного носителя с помощью шариковых или столбиковых выводов.

Из беспроволочных методов монтажа наибольшее распространение получили: 1) метод перевернутого кристалла (flip-chip). Осуществляется с помощью объемных выводов; 2) метод ленточных носителей.

Беспроволочный монтаж имеет следующие преимущества перед проволочным:

•уменьшение длины соединений; •исключение проволоки – механически ненадежного материала:

•увеличение прочности и надежности соединений;

•повышение производительности труда в пять и более раз на операциях сборки и монтажа ИМС;

•повышение плотности упаковки элементов в ячейках и блоках микроэлектронных устройств.

3.1 Монтаж методом перевернутого кристалла

Монтаж кристаллов с жесткими выводами на плату состоит из операций: ориентации кристалла, совмещения столбиковых выводов с контактными площадками платы и непосредственно операции монтажа (сварки или пайки). Столбиковые выводы могут быть выполнены из припоя или из меди, покрытой припоем. Схема монтажа кристаллов со столбиковыми выводами из припоя приведена на рис. 3.1

12

Рис. 3.1. Монтаж кристаллов со столбиковыми выводами из низкотемпературного припоя: а, б – нанесение гальваническим способом припоя и его оплавление; в – переворачивание кристалла; г – нанесение

припоя на плату; д – присоединение кристалла к подложке; 1, 5 – припой, нанесенный на кристалл и оплавленный; 2 – пленка диоксида кремния; 3 – слой металлизации; 4 – кристалл; 6 – припой, нанесенный на плату; 7 – плата; 8 – столбик припоя

Наиболее распространены столбиковые выводы в виде шариков из меди, покрытые низкотемпературным припоем – сплавом олова и висмута (0,5 %). При плавлении припоя медные шарики одновременно служат дистанционными элементами, предотвращающими закорачивание между соединениями. Монтаж методом перевернутого кристалла с такими выводами на подложку проводят способом пайки на специальных установках (рис. 3.2). Кристалл монтируется на ножку или подложку планарной стороной. Он с определенным усилием прижимается к подложке при температуре, несколько превышающей температуру плавления припоя. Рисунок контактных площадок на подложке является зеркальным отображением расположения (рисунка) выводов на кристалле. Припой расплавляется и стекает на контактные металлизированные дорожки подложки, образуя прочные соединения. Кроме пайки используют и другие методы присоединения: термокомпрессию, ультразвуковую сварку с косвенным импульсным нагревом. Разновидностью метода перевернутого кристалла является сборка кристалла с подложкой, когда столбиковые выводы (пьедесталы) выращены на подложке. Если контактные площадки на кристалле покрыты паяемыми металлами, например золотом, то выводы на подложке должны быть из оловянно-свинцовых припоев и сборку следует производить методом пайки. Если контактные площадки на кристалле сделаны из алюминия, то сборку кристалла с подложкой следует производить с помощью ультразвуковой сварки, так как ультразвук разрушает оксиды на поверхности алюминия.

13

Рис. 3.2. Монтаж кристалла с шариковыми выводами на подложке: 1 – кристалл; 2 – шариковый вывод; 3 – слой металла на

подложке; 4 – подложка; 5 – столик с подогревом

Контактные выводы на подложке могут представлять композицию из токопроводящих клеев. Клеи наносят через отверстия в маске на металлизированную подложку, когда выступы высыхают, кристалл помещают на выступы, с помощью выравнивающей системы соединяют

сподложкой. Клей обладает высокой пластичностью, поэтому механических напряжений в зоне контакта практически не возникает. Качество монтажа ИМС со столбиковыми выводами определяется разновидностью контактных площадок, материалом и качеством обработки поверхности подложки, числом выводов микросхемы, размером кристалла. Для получения качественных соединений важно, чтобы минимальная толщина припойного покрытия выводов была больше максимальной неровности подложки. Наиболее высокие выступы кристаллов при соединении с подложкой следует подвергать деформации, чтобы обеспечивать тесный контакт во всех точках микросхемы. Общими преимуществами сборки полупроводниковых приборов и ИМС методом перевернутого кристалла являются: высокая степень автоматизации производства, как самих контактных выступов, так и сборки, и большая прочность сварных и паяных соединений. К недостаткам способа сборки относятся: нестабильный теплоотвод от кристалла, сложные подготовительные операции по изготовлению подложек и трудность исправления некачественного соединения. При монтаже перевернутого кристалла вместо проволочных выводов используют выступы (столбики) 2 (рис. 3.3, а) высотой в десятые доли миллиметра, расположенные в определенных местах полупроводникового кристалла 1.

Все необходимые соединения на кристалле электрически связаны

свыступами. Кристалл переворачивают выступами вниз, опускают на плату с точно расположенными участками металлизации, прикладывают давление и подводят теплоту для образования соединения выступов с

платой. Выступы на кристаллах могут быть изготовлены из

14

низкотемпературного (мягкого) припоя, а также гальваническим осаждением алюминия или золота. Если выступы получают гальваническим осаждением, кристаллы присоединяют термокомпрессионной или ультразвуковой сваркой. Обычно в качестве выступов используют медные шарики (рис. 3.3, б). Для этого в кремниевом кристалле, имеющем контактные площадки, покрытые пленкой диоксида кремния, изготавливают окна, в которые осаждают три слоя (хром, хром–медь, хром– олово). Затем на них наносят шарик, который закрепляют оплавлением 116 мягкого припоя. При совмещении такого выступа с предварительно облуженной контактной площадкой платы и последующем нагреве с приложением давления к кристаллу происходит пайка, обеспечивающая надежное соединение. Достоинством монтажа перевернутого кристалла является то, что все соединения выполняются одновременно. Использование при монтаже мягкого припоя облегчает демонтаж бракованных кристаллов. Пластичность мягкого припоя частично компенсирует температурные напряжения в соединении.

Рис. 3.3. Монтаж перевернутого кристалла: а – с выступами; б – с шариками; 1 – кристалл; 2 – выступы; 3 – плата; 4 – алюминиевая

металлизация; 5 – пленка диоксида кремния; 6 – слои хрома; 7, 10 – припой; 8 – медный шарик; 9 – слой никеля

15

Список источников литературы

1 Электронно-лучевая литография [Электронный ресурс]. - 2019. - Режим доступа: https://phys-el.ru/media/filimonov/nano/Лекция_11. pdf

2Источники полевой эмиссии [Электронный ресурс]. - 2024. -

Режим доступа: http://ism-data.misis.ru/index.php/lections/pem/5-resourses/ 5-1-phisics/5-1-2-resourses

3Электронная литография [Электронный ресурс]. - 2016. -

Режим доступа: https://studfile.net/preview/5701968/page:7/

4Вакуумные и плазменные приборы и устройства [Электронный ресурс]. - 2007. - Режим доступа: https://chemlight.ucoz. ru/Vac_Pr______.pdf

5Основные методы производства наноструктур [Электронный ресурс]. - 2021. - Режим доступа: https://lib.jizpi.uz/plugi nfile.php/3008/mod_resource/content/0/СОВРЕМЕННЫЕ%20МЕТОДЫ%2 0ПРОИЗВОДСТВА%20НАНОСТРУКТУР%20-%20Курс%20лекций.pdf

6Дистилляция воды [Электронный ресурс]. - 2020. - Режим доступа: https://altair-aqua.ru/tekhnicheskaya-informatsiya/blog/distillyatsiya -vody

7 Технология сборки интегральных микросхем [Электронный ресурс]. - 2014. - Режим доступа: https://rep.bntu.by/bitstrea m/handle/data/14486/Tekhnologiya_sborki_integralnyh_skhem.pdf?sequence =1&isAllowed=y

8 Сборка и монтаж интегральных схем [Электронный ресурс]. - 2017. - Режим доступа: https://eduardru73.ucoz.ru /_ld/0/34_..-.pdf

16