СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА МИКРОСХЕМЫ Российский патент 1995 года по МПК H01L23/48 

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов, в частности к способам нанесения покрытий, и может использоваться для нанесения покрытия при изготовлении металлокерамических корпусов для интегральных схем.

Известен способ изготовления металлокерамических корпусов, включающий нанесение металлизации на предварительно вырубленные карты, сослоение, обжиг многослойной керамики, припайку выводов твердым припоем к контактным площадкам на краю керамики, гальваническое покрытие металлических частей никелем, а затем золотом.

Недостатком способа является большой расход золота, т. к. при золочении золото наносится на все металлические поверхности корпуса, однако золотое покрытие необходимо только на монтажных и контактных металлических площадках для припайки кристалла микросхемы золото-кремниевым припоем и качественного присоединения проволочных выводов кристалла к контактным площадкам.

Известен способ изготовления металлокерамического корпуса, включающий изготовление металлокерамического основания с монтажными и контактными металлическими площадками, сборку и пайку основания с металлическими деталями корпуса, нанесение слоя никеля и золота на металлические поверхности.

Недостатком способа также является большой расход золота.

Целью изобретения является сокращение расхода золота за счет сокращения площади его нанесения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления корпуса микросхемы, включающем изготовление металлокерамического основания с монтажными и контактными металлическими площадками, сборку и пайку основания с металлическими деталями корпуса, нанесение слоя никеля и золота на металлические поверхности, перед нанесением слоя золота корпус приводят в контакт с полимерным порошком и нагревают металлические детали корпуса до образования защитной полимерной пленки электромагнитным полем, глубина проникновения которого в монтажные и контактные металлические площадки больше, а в металлические детали равна или меньше их поперечных, относительно магнитных силовых линий, размеров.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что золочение проводится локально, благодаря нанесению защитных полимерных покрытий на участки корпуса, не требующие золочения. Для этого перед золочением корпус приводят в контакт с термопластичным полимерным порошком, например, помещая его в псевдоожиженный слой порошка, или путем электростатического напыления, и индукционно нагревают металлические детали, т. е. вывода, ободок, до образования на них защитной полимерной пленки электромагнитным полем, глубина проникновения которого в монтажные и контактные металлические площадки больше, а в металлические детали равна или меньше их поперечных, относительно магнитных силовых линий, размеров.

Эффективность индукционного нагрева металлических частей корпуса электромагнитным полем зависит от соотношений глубин проникновений поля в эти части и их поперечных, относительно магнитных силовых линий поля, размеров. Если глубина проникновения меньше поперечного размера, нагрев эффективен, если равна или больше, нагрев неэффективен или невозможен. Глубина проникновения электромагнитного поля в поверхностные слои монтажных и контактных металлических площадок на данной частоте поля существенно больше, чем в металлические детали, вследствие того, что площадки состоят из никелированной толстопленочной металлизации с низкой магнитной проницаемостью, а металлические детали изготовлены из магнитного материала с высокой магнитной проницаемостью. Кроме того, толщины металлических площадок существенно меньше, чем толщины металлических деталей. Таким образом, при помещении корпуса с контактирующим с его поверхностью термопластичным полимерным порошком в электромагнитное поле, глубина проникновения которого в монтажные и контактные металлические площадки больше, а в металлические детали равна или меньше их поперечных, относительно магнитных силовых линий, размеров, металлические детали будут нагреваться и на них образуется полимерное покрытие, а металлические площадки не будут нагреваться и на них полимерное покрытие не образуется, что позволяет нанести на эти площадки слой золота.

Пример конкретного выполнения. Изготавливают планарные металлокерамические корпуса типа "ТИР" с толщиной ободка 450 мкм, выводов 150 мкм, монтажных и контактных металлических площадок 10-30 мкм. Корпуса монтируют на подвески для проведения гальванических операций. Перед золочением корпуса в составе подвесок помещают в псевдоожиженный слой порошка винипласта со средним размером частиц около 10 мкм, расположенный в электромагнитом поле индуктора, магнитные силовые линии которого параллельны плоскости монтажных и контактных площадок. Частоту электромагнитного поля выбирают, исходя из глубины проникновения поля в металлические детали, в металлические площадки и их толщин. Мощность электромагнитного поля выбирают исходя, из необходимого времени нагрева металлических деталей, достаточного для того, чтобы образовать полимерное покрытие на металлических деталях, но недостаточного, чтобы металлические площадки успели нагреться за счет теплопередачи от металлических деталей до температуры пленкообразования.

Проводят индукционный нагрев корпусов в индукторе мощностью 2 кВт, с частотой электромагнитного поля 500 Гц, в течение 5 с, до образования полимерного покрытия на выводах и ободке. После этого наносят золотое покрытие на незащищенные полимерным покрытием поверхности монтажных и контактных площадок. Далее при помощи ацетона очищают выводы и ободки от защитного покрытия. Получают корпуса с локальным золочением.

Сущность изобретения: перед золочением корпус приводят в контакт с полимерным порошком и нагревают металлические детали корпуса до образования защитной полимерной пленки электромагнитным полем. Регулируя частоту переменного поля, добиваются того, что глубина проникновения магнитного поля в контактные и монтажные металлические площадки больше, а в металлические детали равна или меньше их поперечных, относительно магнитных силовых линий, размеров. При этом металлизация на поверхности керамического тела корпуса из-за низкой теплопроводности керамики не успевает нагреться за счет теплопередачи от металлических деталей корпуса до температуры приклепления к нему частиц дисперсии полимера. Далее незащищенные полимерным покрытием металлизированные участки на корпусе покрывают золотом гальваническим путем или другим способом.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСА МИКРОСХЕМЫ, включающий изготовление металлокерамического основания с монтажным и контактными металлическими площадками, сборку и пайку основания с металлическими деталями корпуса, нанесение слоя никеля и золота на металлические поверхности, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода золота на счет сокращения площади его нанесения, перед нанесением слоя золота корпус размещают в среде полимерного порошка и нагревают металлические детали корпуса до образования защитной полимерной пленки электромагнитным полем, глубина проникновения которого в металлические детали равна или меньше их поперечных относительно магнитных силовых линий размеров.