Speciális hegesztési módok a mikroelektronikában
Speciális hegesztési módszerek a mikroelektronikában
Speciális hegesztési módszerek a mikroelektronikában.
Hegesztés a mikroelektronikában.
Az elektronikus áramkörök hegesztésének alapvető módszerei.
A csipek csatlakoztatásának módszere a következő követelményeknek kell megfelelnie:
A csatlakozás szilárdságának közel kell lennie a mikroáramkörök csatlakoztatott elemeinek erősségéhez;
A csatlakozásnak minimális ohmos ellenállással kell rendelkeznie;
A folyamat fő paraméterei (fűtési hőmérséklet, fajlagos nyomás, tartási idő) minimálisnak kell lenniük, hogy ne károsítsák az áramköri elemeket;
Különböző kombinációk és méretű anyagok összekötése;
A csatlakozás után nem lehet olyan anyag, amely korróziót okoz;
Az ízületek minőségét egyszerű és megbízható módszerekkel kell ellenőrizni.
A mikroelektronikai áramkörök gyártásánál jól ismert hegesztési módszerek használata:
Kapcsolattartó pont (kondenzátor);
Nyomásos hegesztés indirekt impulzusfűtéssel (SKIN).
A termokompresszió egy módszer a fémek és a nem fémek fémmel való kombinálására melegített nyomáson viszonylag alacsony fajlagos nyomáson.
Az egyik ragasztandó anyagnak (általában egy csapnak) elegendően hajlékonynak kell lennie, ha termokompresszál. A hőkezelés során a hőmérséklet általában egyenlő a hajlékony anyag temperálásával vagy hegesztésével.
Ragasztás is csatlakoztatható, lágy (gömbgrafitos) jól vezető anyagok formájában kerek és lapos vezető, félvezető anyagok és vezető vékony rétegek letétbe a dielektromos hordozót.
A termokompresszió az egyik leggyakoribb módszer a félvezetők és az integrált áramkörök telepítéséhez különböző rugalmas vezetékekkel ellátott házakban.
a következőképpen magyarázható:
Nincsenek ideális felületek;
Valódi felületeken sok mikroprocesszor és mikrovagináció van.
Ha nyomást arra a következtetésre gyártott műanyagból és melegítjük, például egy félvezető chip, a képlékeny alakváltozás lép fel mikroképvetítő pólussaru, valamint mikronyúlványok részleges deformációs félvezető kölcsönös nedvszívó anyagból van csatlakoztatva mikrovpadiny, azaz hőtömörítési hegesztés.
A termokompressziós hegesztés erős kötést biztosít a félvezető kristály és az elektróda terminál között, és megbízható elektromos érintkezést hoz létre.
Meg kell jegyeznünk, hogy az elektronikus terminálok több műanyaga annál nagyobb tapadási együtthatóval rendelkezik. Az arany és az alumínium az elektrodi-vezetékekhez (réz, ezüst) használt egyéb anyagokhoz képest a legmagasabb tapadási együtthatókkal rendelkezik, amelyek 1,84 és 1,80 értékűek.
A félvezető eszközök termokompressziós termelésével a leggyakrabban a következő anyagpárok kapcsolódnak egymáshoz:
Pluses termokompressziós kötés - egy lehetőség használata nélkül fluxus és forrasztott, hogy csatlakoztassa a fémek szilárd állapotban viszonylag alacsony hőmérsékleten és alacsony deformációs (1030%) levegőn, magas folyamat feldolgozhatóság.
A hátrányok a hegesztett anyagok párjainak korlátozása, az összekapcsolandó fémek felületi minőségének és a viszonylag alacsony munkaerő-termelékenységnek (hegesztés mikroszkóp alatt).
Különböző termikus kompressziós üzemekben a következők fűthetők:
III - egyszerre egy eszköz és egy asztal.
1 - az eszköz; 2 - elektróda huzal; 3 - aljzat (ház);
4 - kristály; 5 - asztal; 6 - fűtés.
Ábra. 2. Fűtési rendszerek termikus kompressziós üzemekben.
Hőkompressziós hegesztő berendezések
EM-439 telepítés, EM-422, EM-439A tervezték bütükötéssel és átfedő huzalelektróda terminálok, hogy a párnáknak a félvezető chip.
Az egység csatlakozóinak technológiai folyamata az alábbi műveletekből áll:
érintkezőt keres;
összekapcsolva az elektróda terminál egyik végével, amelyen a gömb alakú, és egy hegesztőeszköz;
a kimenet végének automatikus hegesztése a golyóval a kontaktpárnához;
keresni a ház kimenetét és az elektróda termináljának második végét beállítani;
az elektróda termináljának hegesztése a ház átfedése kimenetéhez;
az elektróda termináljának törése.
A fûtési alkatrészek kapcsolattartási módszerrel történõ beállítása
A hőellátásnak köszönhetően a részek fűtött állapotban vannak, ami minőségi kapcsolatot biztosít az elem kisebb deformációjával, mint a hideg hegesztésnél.
A részek fűtését kontaktus módszerrel végezzük, háromféle módon:
a táblát 450 ° C-ra melegítik (3.a ábra);
a készüléket 300 ° C-ra melegítik (3.b ábra);
a táblázat és az eszköz egyidejű fűtése (3.c ábra).
arany, alumínium, d <1 μm kristály, a kristály felszínén helyezkedik el.
Ábra. 3. A fűtőelemek opciói.
A vegyület képződéséhez szükséges idő 0,7 ± 1,0 s. A készülék elkészítéséhez kapillárisokat használnak üvegből. valamint a volfrám és nagysebességű acél karbidok rúdjait.
A hőcserélő hegesztés során történő csatlakoztatás technikája.
A kapcsolatok minősége a következőktől függ:
A állapotban a felület (készítmény) hegesztett élek (zsírtalanító oldószerek alacsony toxicitású, nem gyúlékony, alacsony költségű. Jellemzően, az oldószerek triklór-etilén, toluol, xilol és mások. Tisztítása szubsztrátok és testrészek félvezető eszközök és chipek termelt forró izopropil-alkoholban (2 x 5 perc) ionmentesített vízben a kivetését ultrahangos rezgések (2-szer 5 perc), etil-alkoholban (3 perc), nitrogénáramban szárítjuk, saját 120¸150 ° C-on 30 percig) .;
A hegesztendő szerszám állapotától;
A hegesztett szerszám gondos kombinációjától;
A hegesztési paraméterek közül.
A hegesztett elemek összekapcsolásának alapossága különösen fontos a chipelemek teljesítményében, azaz amikor a vezetékek a mikroáramkörök érintkezőpárjaihoz vannak hegesztve.
Az átmenetek sorrendje mikrokomponensek alkalmazásával termikus kompressziós hegesztéssel, egy központi kapillárissal működő szerszám alkalmazásával a következő (4. ábra):
Ábra. 4. Mikrokompenzációs áramkör
Pozíció I - a készülék kiindulási helyzetét és a mikroáramkör érintkezőiét mutatja, a csatlakozóvezeték a végén egy megolvasztott golyó.
II. Pozíció - az IC érintkezési felületének illesztése a vezetővel.
III. Pozíció - az egyesített elemek hegesztéssel kapcsolódnak a P nyomás alkalmazásával és az érintkezőpárnának a T hőmérsékletre történő hevítésével.
Pozíció IV - egy öltéshurok alakul ki a hegesztőfej segítségével. A hurok formáját az eszköz kialakítása határozza meg.
Az V. pozíciónál a vezetõ a készülékház érintkezési felületével egyesítve van.
A VI. Pozíciónál az öltés második vége vezetékének hegesztése és annak törése következik be.
A VII. Pozíciónál az érintkező területek és a vezető közötti csatlakozás kialakulásának ciklusa, a huzal olvasztott végei a ballonba kerülnek.
Az ilyen átmenetek ilyen sorozata a csatlakozások (a vezetékfúzió kivételével) szintén jellemző az ultrahangos hegesztésre (USS).
Az ilyen átmenetek alatt engedélyezett hibák a következő hibákat okozhatják:
Az I, V pozícióban lévő érintkezőbetétek keresése során fellépő hibák a kapcsolásuk hibás áramköréhez vezethetnek.
Helytelen végrehajtása vezeték igazodás a érintkezőfelületet (Pos. II és VI) vezethet az a tény, hogy az érintkező a gömb közepén elmozdul a peron széléhez több mint a fele a huzalátmérő és kevesebb, mint 3/4 a hegesztett kötés belül lesz pad .
Manipuláció vezetékekkel pos. IV és V vezetékek meghibásodását okozhatják, és a korábban gyártott hegesztett kötések megsemmisülhetnek. III.
Amikor egy huzal megszakad a pozícióba. VI, lehetséges, hogy "farok" alakuljon ki, amelynek hossza több mint 3 vezeték átmérője, ami szintén megengedhetetlen hiba.
Nyomáshegesztés a műszer indirekt impulzusfűtésével (SKIN)
egyfajta hőkompressziós hegesztés. Az integrált áramkörökben széles körben alkalmazható, ami nem engedi az általános felmelegedést.
Az arany (Au), az alumínium (Al) és a réz (Cu) vezetékek hegesztésére alkalmas, 20-20 μm átmérőjű, különböző fóliákon,
Ábra. 5. SKIN hegesztési diagram
A szerszám hőálló anyagból készül, amely villamos áramvezetőként szolgál.
Amikor az elektromos áram pulzálódik, a szerszámot rövid ideig felmelegítik, aminek következtében az elektromos csatlakozók hegeszthetők kisebb műanyag fémekből: réz, ezüstötvözet.