8.2.9. Разделение пластин на кристаллы и сборочные операции

Разделение пластин на кристаллы осуществляется в две стадии. Сначала на поверхности пластин между изготовленными ИС в двух взаимно перпендикуляр­ных направлениях наносят неглубокие риски (скрайбирование), а затем по этим рискам разламывают пластину на прямоугольные или квадратные части («кристаллы»). Скрайбирование производится алмазными резцами. Обычно ши­рина риски 10...20 мкм, глубина 5...10 мкм, скорость движения резца 50...75 мм/с. Применяется также лазерное скрайбирование, при котором разделительные ри­ски создаются испарением узкой полосы полупроводникового материала с по­верхности пластины во время ее перемещения относительно сфокусированного лазерного луча. Достоинства этого метода: создание глубокой разделительной канавки, высокая производительность (100...200 мм/с), отсутствие на полупро­водниковой пластине микротрещин и сколов. Используются импульсные лазеры счастотой следования импульсов 5...50 кГц и длительностью импульсов пример­но 0,5 мкс.

Разламывание пластин на кристаллы после скрайбирования осуществляется ме­ханически, созданием изгибающего момента. Наиболее простым способом является разламывание пластин валиком (рис. 8.6); при этом пластину кладут рисками вниз на мягкую гибкую опору из резины. Разламывание сначала производится на полоски, а затем на от­дельные кристаллы. Применяется также разламы­вание на сферической опоре. В этом случае пла­стины сразу разламываются на отдельные кри­сталлы. Достоинства этого способа: простота, вы­сокая производительность (процесс занимает не более 1... 1,5 мин) и одностадийность, а также дос­таточно высокое качество из-за отсутствия смеще­ния кристаллов относительно друг друга.

Сборка кристалла в корпусе начинается с крепления его к дну корпуса путем при­клеивания или припаивания легкоплавким припоем. Затем контактные площадки на кристалле соединяются со штырьками – внешними выводами корпуса. Соединение осуществляется с помощью тонких (20...30 мкм) алюминиевых или золотых проволочек. Наиболее распространенным является соединение проволочек с контактной площадкой термокомпрессией – прижатием деталей друг к другу при большом давле­нии и повышенной температуре (200...300°С), способствующей взаимной диффузии атомов. По окончании монтажа кристалла производится корпусирование, т.е. оконча­тельное внешнее оформление. Корпусирование обеспечивает также защиту кристал­ла от влияния внешней среды, поэтому его проводят либо в вакууме, либо в среде инертного газа (азот, аргон). Имеются и бескорпусные варианты. Начальным этапом герметизации как бескорпусных, так и корпусных изделий является пассивация по­верхности кристалла с помощью пленок, например SiO₂, Si₃N₄. При бескорпусном ва­рианте затем наносят более толстые слои герметиков: эмалей, лаков, компаундов. Как правило, бескорпусные ИС имеют прямоугольную или квадратную форму, что бо­лее удобно для оптимального их размещения на подложке или на плате. Число выво­дов у простых ИС составляет 8...14, а y больших до 64 и более. Корпуса могут быть металлическими и пластмассовыми с выводами, лежащими в плоскости корпуса или перпендикулярно ей.