Оборудование для термокомпрессионной сварки

Установки ЭМ-439, ЭМ-422, ЭМ-439А предназначены для присоединения встык и внахлест проволочных электродных выводов к контактным площадкам полупроводниковых микросхем.

Технологический процесс присоединения выводов на этой установке состоит из следующих операций:

• поиска контактной площадки;

• совмещения ее с одним концом электродного вывода, на котором образован шарик, и сварочным инструментом;

• автоматической приварки конца вывода с шариком встык к контактной площадке;

• поиска вывода корпуса и совмещения второго конца электродного вывода;

• приварки электродного вывода к выводу корпуса внахлест;

• обрыва электродного вывода.

  Варианты нагрева деталей контактным способом

  Благодаря подводу теплоты детали находятся в нагретом состоянии, что обеспечивает получение качественного соединения при меньшей деформации элемента, чем при холодной сварке.

  Нагрев деталей осуществляется контактным способом по одному из трех возможных вариантов:

• нагрев столика до 450 °С (рис. 3.а);

• нагрев инструмента до 300 °С (рис. 3.б);

• одновременный нагрев столика и инструмента (рис. 3.в).

а) б) в)

1 – инструмент; 2 - электродная проволока; 3 – столик; 4 - контактная площадка

на кристалле из золота, алюминия d£ 1 мкм, нанесенная на поверхность кристалла.

Рис. 3. Схемы вариантов нагрева деталей.

Время, необходимое для образования соединения, составляет 0,7¸1,0 с. Для изготовления инструмента используют капилляры из стекла, а также стержни карбидов вольфрама и быстрорежущей стали.

Техника выполнения соединений при термокомпрессионной сварке.

Качество соединений зависит:

1. От состояния поверхности (подготовки) свариваемых кромок (обезжиривание растворителями с малой токсичностью, негорючестью, низкой стоимостью. Обычно в качестве растворителей используют трихлорэтилен, толуол, ксилол и др. Очистку подложек и деталей корпусов полупроводниковых приборов и микросхем производят в кипящем изопропиловом спирте (2 раза по 5 минут), в деионизированной воде с наложением ультразвуковых колебаний (2 раза по 5 минут), в этиловом спирте (3 минуты). Сушат их в азоте при 120¸150 °С в течение 30 минут);

2. От состояния свариваемого инструмента;

3. От тщательного совмещения свариваемого инструмента;

4. От параметров режима сварки.

Тщательность совмещения свариваемых элементов особенно важна при выполнении элементов микросхем, т.е. при приварке проводников к контактным площадкам микросхем.

Последовательность переходов при выполнении микросоединений термокомпрессионной сваркой с использованием инструмента с центральным капилляром следующая (рис. 4.):

I II III

IV V

VI VII

1 – проволока; 2 – инструмент-капилляр; 3 – кристалл; 4 – контактная площадка микросхемы; 5 – контактная площадка корпуса; 6 – основание корпуса; 7 – горелка.

Рис. 4. Схема выполнения микросоединени