Материал: Сборочные операции и их контроль в микроэлектронике. Балашов Ю.С., Зенин В.В
SOT-143 (расплавление дозированного припоя); г – в корпусе SOT-89 при пайке волной припоя
Рис. 8.13. Топология и размеры контактных площадок для установки дискретных компанентов
В последние годы электронная промышленность США
224
лидирует в применении ТПМК в цифровой технике. Распределение корпусов американского производства по их пригодности к разновидностям монтажа показано в табл. 8.1.
Рис. 8.14. Форма выводов и выводных контактных площадок корпусов навесных компонентов: а – выводы для монтажа в сквозные отверстия; б – е – выводы и выводные контактные площадки для ТПМК
Таблица 8.1
Динамика изменения доли корпусов для ТПМК в общем, выпуске корпусов американского производства
Год |
Для монтажа в отвер- |
Для монтажа на по- |
|
стия, % |
верхности, % |
||
|
|||
|
|
|
|
1983 |
99 |
1 |
|
1984 |
95,7 |
2,5 |
|
1985 |
95,5 |
4,5 |
|
1986 |
88 |
12 |
|
1990 |
60 – 70 |
30 – 40 |
|
|
|
|
225
Список литературы |
ность: Учеб. пособие для приборостроит. спец. вузов. |
|||||
|
2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1986. 464 с. |
|||||
1. Автоматизация технологического оборудования мик- |
12. |
Измерения и контроль в микроэлектронике / |
||||
роэлектроники: Учеб. пособие для вузов по приборостр. спец. / |
Н.Д. Дубовой, В.И. Осокин, А.С. Очков и др. М.: Высш. |
|||||
А.А. Сазонов, Р.В. Корнилов, Н.П. Кохан и др.; Под ред. |
шк., 1984. 267 с. |
|
|
|
|
|
А.А. Сазонова. М.: Высш. шк., 1991. 334 с. |
13. |
Колешко В.М. |
Ультразвуковая |
микросварка. |
||
2. Бушминский И.П. Изготовление элементов конструк- |
Минск: Наука и техника, 1977. 328 с. |
|
||||
ций СВЧ. Волноводы и волноводные устройства: Учеб. посо- |
14. |
Красулин Ю.Л., Назаров Г.В. Микросварка дав- |
||||
бие для вузов. М.: Высш. шк. 1974. 304 с. |
лением. М.: Машиностроение, 1976. 160 с. |
|
||||
3. Волков В.А. Сборка и герметизация микроэлектрон- |
15. |
Кузнецов Ю.А., Шилин В.А. Микросхемотехни- |
||||
ных устройств. М.: Радио и связь, 1982. 144 с. |
ка БИС на приборах с зарядовой связью. М.: Радио и |
|||||
4. Гелль П.П., Иванов-Есипович Н.К. Конструирование и |
связь, 1988. 160 с. |
|
|
|
|
|
микроминиатюризация радиоэлектронной аппаратуры: Учеб- |
16. |
Мазур А.И., Алехин В.П., Шоршоров М.Х. Про- |
||||
ник для вузов. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр; отд-ние, 1984. |
цессы сварки и пайки в производстве полупроводнико- |
|||||
536 с. |
вых приборов. М.: Радио и связь, 1981. 224 с. |
|||||
5. Глудкин О.П., Густов А.Е. Устройства и методы фото- |
17. |
Минскер Ф.Е. Справочник сборщика микро- |
||||
метрического контроля в технологии производства ИС. М.: |
схем. М.: Высш.шк., 1992. 144 с. |
|
|
|||
Радио и связь, 1981. 112 с. |
18. |
Мэнгин Ч.Г., Макклелланд С. Технология по- |
||||
6. Глудкин О.П., Черняев В.Н. Технология испытания |
верхностного монтажа: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 276 с. |
|||||
микроэлементов радиоэлектронной аппаратуры и интеграль- |
19. |
Неразрушающий контроль элементов и узлов |
||||
ных микросхем: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергия, 1980. |
радиоэлектронной |
аппаратуры |
/ Б.Е. Бердичевский, |
|||
360 с. |
Л.Г. Дубицкий, Г.М. Сушинцев, |
А.П. Агеев, Под ред. |
||||
7. Горлов М.И., Королев С.Ю. Физические основы на- |
Б.Е. Бердичевского. М.: Сов. радио, 1976. 296 с. |
|||||
дежности интегральных микросхем: Учеб. пособие. Воронеж: |
20. |
Полупроводниковые приборы: Учебник для ву- |
||||
Изд-во ВГУ, 1995. 200 с. |
зов / Н.Г. Тугов, Б.А. Глебов, Н.А. Чарыков; Под ред. |
|||||
8. Горлов М.И., Ануфриев Л.П., Бордюжа О.Л. Обеспе- |
В.А. Лабунцова. М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с. |
|||||
чение и повышение надежности полупроводниковых приборов |
21. |
Технология ЭВА, оборудование и автоматиза- |
||||
и интегральных схем в процессе серийного производства. |
ция: Учеб. пособие для студентов вузов специальности |
|||||
Минск: Изд-во «Интеграл», 1997. 390 с. |
«Конструирование и производство ЭВА» / В.Г. Алексеев, |
|||||
9. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учеб. пособие |
В.Н. Гриднев, Ю.И. Нестеров и др. М.: Высш. шк., 1984. |
|||||
для приборостроительных спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. |
392 с. |
|
|
|
|
|
М.: Высш. шк., 1991. 622 с. |
22. |
Тилл У., Лаксон Дж. Интегральные схемы: Ма- |
||||
10. Ефимов И.Е., Козырь И.Я. Основы микроэлектрони- |
териалы, приборы, изготовление. Пер. с англ. М.: 1985. |
|||||
ки. Учеб. пособие для вузов. М.: Связь, 1975. 272 с. |
501 с. |
|
|
|
|
|
11. Ефимов И.Е., Козырь И.Я., Горбунов Ю.И. Микро- |
23. |
Ультразвуковая |
микросварка / |
А.А. Грачев, |
||
электроника, Физические и технологические основы, надеж- |
А.П. Кожевников, |
В.А. Лебига, А.А. Росеошинский. М.: |
||||
226 |
|
|
|
227 |
|
|
Энергия, 1977. 184 с.
24.Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА: Учебник для вузов по специальности «Конструирование и производство РЭА». М.: Высш. шк., 1987. 376 с.
25.Яшин А.А. Конструирование микроблоков с общей герметизацией. М.: Радио и связь, 1985. 100 с.
26.Балашов Ю.С., Зенин В.В., Сегал Ю.Е. Сборочные операции и их контроль в микроэлектронике: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун.-т, 1999. 168 с.
27.Бокарев Д.И., Зенин В.В., Сегал Ю.Е. Ультразвуковая сварка внутренних выводов в силовых полупроводниковых
приборах // Техника машиностроения, 2002. № 5. С. 30-33.
Оглавление |
|
Введение........................................................................................................ |
6 |
1. Особенности изготовления полупроводниковых изделий |
|
электронной техники ............................................................................. |
8 |
1.1. Конструктивные элементы микроэлектронной аппаратуры ......... |
9 |
1.2. Термины и определения в производстве интегральных схем ..... |
14 |
2. Пайка кристаллов и плат к корпусам............................................... |
22 |
2.1. Пайка кристаллов полупроводниковых приборов и ИС |
|
к контактным площадкам корпусов .............................................. |
22 |
2.2. Присоединение кристаллов к корпусам с помощью клея............ |
30 |
2.3. Пайка стеклом .................................................................................. |
32 |
2.4. Пайка СВЧ - микрополосковых плат с основаниями |
|
корпусов РЭА .................................................................................. |
33 |
2.5. Контроль качества пайки кристаллов к корпусам ........................ |
37 |
3. Присоединение электродных выводов.............................................. |
40 |
3.1. Термокомпрессионная микросварка .............................................. |
40 |
3.2. Сварка давлением с косвенным импульсным нагревом |
|
(СКИН) ............................................................................................. |
45 |
3.3. Ультразвуковая микросварка ......................................................... |
46 |
3.4. Односторонняя контактная сварка................................................. |
46 |
3.5. Пайка электродных выводов .......................................................... |
48 |
3.6. Беспроволочные методы монтажа ................................................. |
49 |
3.7. Лучевые методы сварки и пайки .................................................... |
56 |
3.7.1. Сварка лазерным излучением .............................................. |
57 |
3.7.2. Лазерная пайка ...................................................................... |
58 |
3.7.3. Сварка и пайка излучением оптического диапазона.......... |
60 |
4. Влияние конструктивно – технологических факторов |
|
на качество микросоединений полупроводниковых изделий ...... |
62 |
4.1. Инструмент для сварки и пайки внутренних |
|
микросоединений ............................................................................ |
63 |
4.1.1. Технологические особенности изготовления |
|
инструмента .......................................................................... |
64 |
4.1.2. Влияние конструкции инструмента на качество |
|
микросоединений.................................................................. |
66 |
4.1.3. Схватывание инструмента с выводами при монтаже ........ |
69 |
4.2. Влияние пленочной металлизации контактных площадок |
|
на качество микросоединений ....................................................... |
71 |
3
4.2.1. Свариваемость алюминиевой металлизации |
|
6.2. Характерные дефекты внешнего вида микросоединений.......... |
167 |
контактных площадок кремниевых кристаллов |
|
6.3. Неразрушающие методы контроля качества микросоединений 170 |
|
с алюминиевой проволокой ................................................. |
74 |
6.3.1. Контроль геометрических размеров микросварных |
|
4.2.2. Микросварные соединения алюминиевой проволоки |
|
соединений (визуальный контроль) .................................. |
171 |
с пленкой золота.................................................................... |
79 |
6.3.2. Контроль по электрическим характеристикам |
|
4.2.3. Микросварные соединения алюминиевой проволоки |
|
контактов ............................................................................. |
172 |
с пленками никеля и его сплавами ...................................... |
86 |
6.3.3. Контроль качества микросоединений |
|
4.2.4. Микросварные соединения золотой проволоки |
|
ультразвуковым методом ................................................... |
173 |
с контактными площадками ГИС и микросборок.............. |
90 |
6.3.4. Контроль по тепловым параметрам зоны соединения..... |
175 |
4.2.5. Пайка золотой микропроволоки с контактными |
|
6.3.5. Использование тепловизоров для контроля |
|
площадками ГИС и микросборок |
|
тепловых полей ................................................................... |
177 |
низкотемпературными припоями ........................................ |
99 |
6.4. Контроль прочности микросоединений ...................................... |
180 |
4.3. Влияние свойств соединяемых элементов и их подготовки |
|
6.4.1. Контроль прочности микросоединений механическим |
|
к монтажу на качество соединений ............................................. |
102 |
натяжением проволоки....................................................... |
181 |
4.3.1. Прочность микросоединений, выполненных |
|
6.4.2. Контроль обдувом струей газа ........................................... |
184 |
термокомпрессионной и ультразвуковой сваркой, |
|
6.4.3. Контроль воздействием линейных ускорений.................. |
185 |
в зависимости от механических свойств |
|
6.4.4. Электромагнитный метод контроля .................................. |
186 |
алюминиевой проволоки .................................................... |
103 |
7. Герметизация полупроводниковых приборов, ИС |
|
4.3.2. Влияние химической обработки алюминиевой |
|
и микросборок в корпуса .................................................................. |
189 |
проволоки перед сваркой на качество соединений.......... |
108 |
7.1. Холодная сварка ............................................................................ |
191 |
4.4. Зависимость качества микросоединений от технологических |
|
7.2. Электроконтактная сварка ............................................................ |
193 |
режимов микросварки ................................................................... |
113 |
7.3. Герметизация сваркой плавлением .............................................. |
194 |
4.4.1. Влияние технологических режимов на прочность |
|
7.4. Пайка .............................................................................................. |
195 |
микросоединений при термокомпрессионной сварке ..... |
116 |
7.4.1. Герметизация корпусов микросборок пайкой .................. |
196 |
4.4.2. Влияние технологических режимов на прочность |
|
7.5. Герметизация пластмассой ........................................................... |
199 |
микросоединений при ультразвуковой сварке ................. |
121 |
7.5.1. Герметизация прессованием пластмасс ............................ |
199 |
4.4.3. Сварка платиновой проволоки с пленкой платины.......... |
124 |
7.5.2. Литьевое прессование ......................................................... |
200 |
4.5. Номограмма для выбора режимов термокомпрессионной |
|
7.6. Герметизация способами обволакивания и окунания ................ |
201 |
сварки и оценки качества микросоединений .............................. |
128 |
7.7. Герметизация в полые пластмассовые корпуса .......................... |
203 |
5. Сборка силовых полупроводниковых приборов........................... |
132 |
7.8. Герметизация способом капсулирования .................................... |
205 |
5.1. Покрытия контактных поверхностей кристаллов и |
|
7.9. Контроль герметичности корпусов .............................................. |
205 |
корпусов полупроводниковых ИЭТ............................................. |
133 |
8. Поверхностный монтаж компонентов ............................................ |
208 |
5.2. Инструмент для сварки внутренних выводов ............................. |
144 |
8.1. Особенности поверхностного монтажа ....................................... |
208 |
5.3. Соединение полупроводниковых кристаллов с основаниями |
|
8.2. Пайка волной припоя (ПВП) ........................................................ |
211 |
корпусов методом пайки............................................................... |
151 |
8.3. Корпуса для поверхностного монтажа ........................................ |
214 |
5.4. Ультразвуковая сварка внутренних выводов .............................. |
157 |
8.4. Контактные площадки для поверхностного монтажа ................ |
221 |
6. Контроль микросоединений изделий электронной техники....... |
165 |
Список литературы ................................................................................ |
226 |
6.1. Некоторые особенности контроля качества микросоединений. 165
4 |
5 |
Учебное издание
Балашов Юрий Степанович Зенин Виктор Васильевич Сегал Юрий Ефимович
СБОРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ
ИИХ КОНТРОЛЬ
ВМИКРОЭЛЕКТРОНИКЕ
ЛР № 066815 от 25.08.99.
Подписано к изданию 05.12.03. Уч.-изд.л. 14,0
Воронежский государственный технический университет
394026 Воронеж, Московский просп., 14