2.4 Технология герметизации мэу

При бескорпусной герметизации методы нанесения герметизирующих покрытий зависят от материала герметика. Выбор материала, в свою очередь, определяется технологией производства герметизируемых микросхем. Кроме чисто органических материалов (компаунды, эмали, лаки) и неорганических (стекло) могут используются комбинированные покрытия, состоящие из тонкого слоя неорганического диэлектрика и толстого слоя полимерного материала. Методы нанесения основных герметиков, применяемых при бескорпусной герметизации, приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Методы бескорпусной герметизации ИМС

Технология производства микросхем	Материал-герметик	Метод нанесения
БТ-ПИМС	эпоксидный компаунд; эпоксидсодержащая эмаль, кремнийорганическая эмаль, фторсодержащий лак	обволакивание, окунание (для двусторонней герметизации) ; “с иглы” (для односторонней герметизации)
МДП-ПИМС	то же – поверх подслоя из фторопласта	то же; для подслоя– тлеющий разряд
Тонкоплёночные ГИС	лаки, эмали – поверх неорганических плёнок	распыление пульверизатором, полив, нанесение в электростатическом поле, погружение
Толстоплёночные ГИС	стекло, жёсткие компаунды	обволакивание, вихревое напыление

В корпусных конструкциях метод герметизации зависит от типа корпуса ИМС. Типы корпусов различаются по форме проекции тела корпуса на плоскость основания, по расположению выводов и их проекций. Каждому типу соответствуют определённые материалы корпусов. В частности, корпуса 1 и 2 типов для ГИС специального назначения бывают металлостеклянными, керамическими и металлокерамическими. Методы герметизации корпусов ИМС в зависимости от их назначения приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Методы корпусной герметизации ИМС

Тип, материал корпуса	Метод герметизации
ПИМС специального назначения
1 тип	электронно-лучевая сварка, лазерная сварка
1, 3 тип	конденсаторная сварка
2, 4 тип	шовная контактная сварка, пайка
ИМС бытового и общепромышленного назначения
Монолитный пластмассовый	литьевое прессование, заливка эпоксидным компаундом
Полый пластмассовый (1тип)	приклейка эпоксидным компаундом
Керамикополимерный (1тип), 2 тип (для толстоплёночных ГИС)	литьевое прессование
Керамический	приклейка клеем
Металлополимерный	заливка эпоксидным компаундом (капсулирование)

Помимо дискретных компонентов и интегральных микросхем, герметизации также могут подвергаться блоки МЭА. Методы герметизации корпусов блоков приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Методы герметизации корпусов блоков

Требования к герметичности блока	Метод герметизации корпуса	Степень ремонтопригодности конструкции
жёсткие	сварка	низкая
жёсткие	пайка (паяный шов)	высокая
мягкие	использование эластичных уплотнителей	высокая

При разработке герметизирующих конструкций должны приниматься во внимание такие факторы, как использованный способ герметизации, метод монтажа компонентов на плате, допустимое тепловое воздействие на компоненты, механическая прочность выводов. Полученная конструкция должна обеспечивать:

·высокую эффективность герметизации;

· удобство проведения сборочных работ;

·надёжность монтажа компонентов;

·эффективный теплоотвод;

·коррозионную и радиационную стойкость;

·высокие технико-экономические показатели.

Кроме того, имеются и специфические требования, определяемые типом герметизирующей конструкции, которые тоже необходимо учитывать. Например, при герметизации в полые корпуса необходимо обеспечить низкую влагопроницаемость стенок-мембран, выполняемых из полимерных материалов, а также отсутствие критической концентрации летучих продуктов во внутреннем объёме конструкции в течение длительной эксплуатации.

Несмотря на многообразие методов, можно сформулировать некоторые общие требования, выполнение которых необходимо для достижения высокого качества герметизации:

·перед началом герметизации следует тщательно очистить изделие от всех видов возможного загрязнения;

· следует отдавать предпочтение химически более чистым материалам с низким значением влагопроницаемости и высокой нагревостойкостью;

·значения температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) герметиков, материалов корпусов и выводов должны быть максимально близкими;

·при использовании полимерных герметизирующих материалов режим отверждения необходимо выбирать с учётом рабочей температуры эксплуатации изделий;

·если герметизируемое изделие чувствительно к механическим усилиям, возникающим при отверждении, то его необходимо покрывать демпфирующим слоем из эластичного материала;

·в процессе эксплуатации герметизированных изделий не должно происходить выделение летучих веществ и должен быть обеспечен нормальный температурный режим работы;

·процессы приготовления и нанесения герметизирующих смесей не должны загрязнять исходные материалы.