Процесс крепления элементов

 

Процесс крепления элементов можно условно представить в виде последовательности этапов:

1) подготовка поверхности основания и нанесение присоединительного материала (клея, стекла, припоя);

2) ориентированная установка соединяемых элементов;

3) собственно присоединение, которое в общем случае выполняется под давлением и с нагревом.

Присоединение можно выполнять индивидуально для каждого чувствительного элемента на специальных технологических установках (обычно при соединении пайкой) или групповым способом в кассетах под необходимым давлением с общим нагревом в печах или термостатах (соединения стеклом или склеиванием).

Качество поверхности соединяемых элементов оказывает большое влияние на прочность слоя. Поэтому с поверхностей перед соединением тщательно удаляют загрязнения и жировые пленки, причем следы используемых органических растворителей должны быть полностью удалены сушкой.

Пайка металлическими сплавами обеспечивает высокую электропроводность соединения, механическую прочность, хорошее согласование по ТКР. Благодаря высокой теплопроводности и малой теплоемкости металлических сплавов, необходимое время для плавления и получения соединения достаточно мало, что делает целесообразным выполнение этих операций на специальных установках последовательного присоединения элементов с высоким уровнем механизации и автоматизации.

В качестве присоединительного слоя могут быть использованы мягкие припои, такие, как Аu-Sn (80 масс. %. и 20 масс. %; tпл =280°С), Рb-Sn-Аg (92, 5,5 и 2,5 масс. %; tпл =300°С) и др. Припой вводят в место соединения в виде фольговых дисков или наносят в виде пасты трафаретным способом. Необходимым условием качественного соединения является высокая смачиваемость соединяемых поверхностей припоем. Для этого соединяемые элементы на установочной плоскости должны иметь слой металлизации (золото, серебро или никель с подслоем хрома), который наносят на этапе групповой обработки на обратную (нерабочую) сторону групповой пластины.

Пайка мягкими припоями допускает при необходимости демонтаж элементов. В то же время относительно низкая температура плавления припоя ограничивает технологическую температуру на последующих операциях присоединения выводов и герметизации микросхемы.

Более высокую температуру плавления (370°С) имеет эвтектический сплав Аu-Si (94 и 6 масс. %), который также в виде фольгового диска помещают между подвижным элементом и основанием. Для улучшения смачивания кристалла припоем целесообразны золочение поверхности кристалла, а также ультразвуковые колебания инструмента, прижимающего элементы. Рабочую температуру устанавливают выше температуры эвтектики. При пайке любыми эвтектическими сплавами температура плавления сплава невысокая (наименьшая для данной системы). Кристаллизация происходит одновременно по всему объему, т. е. скачкообразный переход из жидкой фазы в твердую обеспечивает мелкозернистость структуры слоя и, следовательно, повышенную прочность.

Разновидностью пайки эвтектическим сплавом Аu-Si является соединение кремниевого элемента с золоченой поверхностью основания за счет контактного плавления без введения припоя (контактно-реактивная пайка). При использовании

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector