Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

Наиболее эффективными методами очистки являются уль­ тразвуковая, паровая и очистка пульсирующим распылением [5]. Очистка полупроводниковых кристаллов и элементов сбо­ рок выполняется в герметичной камере специальной установки. Обычно конструкция камеры обеспечивает проведение объем­ ной обработки горячим или холодным растворителем, паровой

ипульверизационной очистки.

11.2.3.Применение покрытий (металлизация)

Подложки являются конструктивной основой гибридных инте­ гральных микросхем. Они оказывают существенное влияние на параметры тонких пленок и на надежность всей схемы. Основ­ ными материалами, которые используются для подложек, яв­ ляются стекло, ситалл и керамика.

В основе методов нанесения тонких пленок (золотых или алюминиевых) на подложки, в том числе и на поверхность кремния и германия, лежит термическое испарение веществ в вакууме, катодное распыление, распыление ионной бомбар­ дировкой, химическое осаждение из газовой фазы. При изго­ товлении полупроводниковых приборов и интегральных микро­ схем особенно широко используют нанесение пленок методом катодного распыления.

1 1 .2 .4 . Выбор параметров режима

Основными параметрами режима при термокомпрессии и СКИН являются усилие сжатия (давление р), температура на­ грева соединяемых материалов или инструмента Т и длитель­ ность выдержки t под давлением (1—3, 5—91. Выбор усилия сжатия (давления) определяется допустимой деформацией при­ соединяемого вывода (обычно 30—60 %) и допустимым меха­ ническим воздействием на полупроводниковый прибор [1—3,

пластичности проводника, сочетания свариваемых материалов, диаметра привариваемого Вывода и вида торца инструмента.

в контакте не должна превышать температуры образования эв­ тектики соединяемых материалов (1—3, 5—9]. Длительность выдержки при условии постоянства температуры и давления выбирается в зависимости от сочетания свариваемых материа­ лов, состояния их предварительной очистки и от окружающей среды. Обычно определяется экспериментально путем оценки прочности соединений и составляет от 0,1 с до нескольких

десятков секунд. Области оптимальных рекомендуемых режимов СКИН приведены в табл. 11.2. Режимы термокомпрессии раз­ ных сочетаний материалов представлены в табл. 11.3.

11.3.О борудование

11.3.1.Конструктивные особенности установок

Установки для термокомпрессии и СКИН содержат следующие основные узлы и элементы [1—3, 5—8]: рабочий столик с нагревательной колонкой или без нее, механизм сжатия, рабочий инструмент, механизм подачи и обрезки про­ волоки, механизм подачи корпусов, манипуляторы для совмещения соединяе­ мых элементов, систему наблюдения, блоки питания и управления рабочими механизмами.

Рабочий столик предназначен для крепления кристалла или корпуса при­ бора. Рабочий столик делается сменным с целью возможности присоединения выводов к приборам разной конструкции.

. Нагревательная колонка служит для нагрева прибора до температуры термокомпрессии. Иногда для защиты прибора от окисления в колонку по­ дается защитный газ (осушенный азот, смесь азота с 6—8 % водорода или аргон).

Механизм сжатия обеспечивает регулирование усилия прижатия рабочего инструмента к свариваемым элементам. Для термокомпрессии более широко используются грузовые механизмы сжатия. Управление ими может осуществ­ ляться вручную, от ножной педали или от электродвигателя. При полуавто­ матическом цикле длительность прижатия устанавливается предварительно и выдерживается автоматически.

Рабочий инструмент является важнейшим элементом установок для тер­ мокомпрессии и СКИН. Его конструкция должна обеспечить сварное соеди­ нение требуемой формы и размеров, наибольшую эффективность подвода тепла в зону сварки, удобный подход к свариваемым деталям, простую и удобную подачу привариваемой проволоки под рабочий торец инструмента. Материал рабочего инструмента должен обладать высокой износостойкостью, малой способностью к схватыванию со свариваемыми деталями, теплостой­ костью и иметь низкую теплопроводность. В качестве материала рабочего ин­ струмента при термокомпрессии применяют стекло «Пирекс», рубин, сапфир, твердые сплавы ВК-2, ВК-6, ВК-6М, ВК-8, ВК-12, ВК-15, моно- и поликристаллический молибден, оксиды бериллия, бариевый слюдоситалл, корунд, и моноалюминат кальция. При СКИН для рабочего инструмента используют вольфрам, молибден, ниобий и ниобиевые сплавы.

Механизм подачи и обрезки проволоки используется в зависимости от назначения установки. При сварке иглой и монтаже внахлестку используется роликовый механизм подачи, при котором ролики вращаются от мотора. При сварке капиллярным инструментом с образованием шарика или инструментом типа «птичий клюв» применяют катушку со свободным сматыванием про­ волоки. При подаче проволоки через боковое отверстие в инструменте меха­ низм подачи и обрыва проволоки выполняют в виде электромагнита и рычаж­ ной системы. Иногда для подачи проволоки используют также пинцет.

Механизм подачи корпусов изготавливается в виде простых зажимов для крепления каждого корпуса или кристалла или в виде кассет с ленГой, в ко­ торой корпуса (кристаллы) предварительно ориентируются.

Манипуляторы предназначены для точного совмещения соединяемых эле­ ментов и рабочего инструмента. Используют манипуляторы двух видов: ры­ чажные и пантографные.

Система наблюдения состоит из бинокулярного микроскопа с увеличением от 8 до 80 раз. В отечественных установках используется микроскоп МБС-2.