СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСБОРКИ Российский патент 1995 года по МПК H01L21/00 H05K5/00 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технике поверхностного монтажа компонентов.

Широко распространен способ изготовления п/п устройств в виде микросборок без использования защитных покрытий. Недостаток способа частая потеря работоспособности микросборок вследствие обрыва внутренних выводов (отлипание термокомпрессионных точек от п/п структуры).

Известен технологический маршрут производства микросборок [1] недостатком которого является монтаж навесных активных компонентов в виде открытых п/п кристаллов, что приводит к повышению брака по электропараметрам, повышению требований к чистоте и повышению категории условий производства и производительности труда.

Известно, что платы с транзисторами в пластмассовых корпусах при использовании в аппаратуре, эксплуатирующейся в условиях повышенной влажности, покрывают тремя слоями лака.

Для защиты плат с транзисторами от воздействия агрессивной среды и влаги применяется лак УР-237 (ТУ 6-10-863-79) или ЭП-730 (см. ГОСТ 20824-75). Недостатком этих лаков является невысокая влагостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является способ, включающий сначала нанесение на коммутационные платы методом трафаретной печати припойной пасты, затем позиционирование дискретных компонентов и ИС в пластмассовых корпусах и монтаж [2] Недостатком способа является возникновение внутренних напряжений в различных элементах конструкции вследствие различия коэффициентов термического расширения материалов и в дальнейшем попадание влаги, приводящей к выводу микросборки в брак.

Целью изобретения является защита компонентов от воздействия агрессивных сред, проведение локального анализа дефектных компонентов при сохранности их функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что для функционирующего полупроводникового устройства заливку проводят компаундом, состоящим из следующих ингредиентов, мас. роливсан 67-70; ароматические растворители 30-33 с последующим отверждением при + 200±10^оС, в течение 2 ч, а для проведения локального анализа дефектных компонентов при сохранении их функционирования заливку этим компаундом проводят с выделением необходимой для вскрытия области.

На фиг.1 представлена схема расположения полупроводниковых диодов, транзисторов, а также резисторов и емкостей на плате микросборки, где
1 плата микросборки;
2 транзистор в пластмассовой опрессовке типа Sot-23;
3 полупроводниковый диод в пластмассовой опрессовке типа Sot-23;
4 тонкопленочный резистор;
5 емкость пленочного исполнения;
6 контактные площадки.

на фиг.2 термоциклограмма, фиксирующая периодическую смену температур от (+85)^оС до (-40)^оС в камере циклирования температур; на фиг.3 полупроводниковый прибор с гибкими выводами; на фиг.4 сборочный чертеж бескорпусного транзистора, где
1 керамическая подложка;
2 золоченная площадка для посадки кристалла;
3 полупроводниковый кристалл;
4 вывод базы;
5 вывод коллектора;
6 вывод эмиттера.

Опробование подтверждается следующими примерами.

В первом примере опробование проведено на микросборке (фиг.1), где использована вакуумплотная керамическая плата, на которую после нанесения лудящей пасты типа М9201 были напаяны компоненты, присоединены провода, обрезана выводная лента, нанесено защитное покрытие на всю поверхность микросборки окунанием платы в компаунд с последующим отверждением при (+ 200)^оС±10^оС в течение 2 ч.

Для проверки надежности защитного покрытия, в том числе и влагостойкости, приборы были подвергнуты воздействию органических растворителей кислот и термоциклированию. Данные по проведению испытаний на воздействие органических растворителей и кислот приведены в таблице.

Термоциклирование проведено в камере циклирования по циклограмме, представленный на фиг. 2, с предварительной проверкой микросборки на функционирование.

Контроль электропараметров после термоциклирования показал отсутствие токов утечек p-n-переходов диодов и транзисторов и стабильную малую величину обратных токов компонентов.

Во втором примере продемонстрировано использование заявленного компаунда на кристаллах транзисторов бескорпусных приборов. К базовой, эмиттерной и коллекторной областям п/п кристалла с транзисторной структурой методом термокомпрессии присоединяются 3 гибких проволочных вывода. Поверхность кристалла и термокомпрессионные соединения защищают от воздействия внешней среды компаундом, отвержденным в термостате при 200±10^оС в течение 2 ч (см. фиг. 3). Далее бескорпусный прибор прикрепляется спирто-канифольным флюсом к стеклянной площадке "ножки", являющейся своеобразной тарой-спутником прибора, а концы выводов припаиваются к траверзам. "Ножку" прикрывают колпачком из капроновой смолы (см. фиг.4).

Влагостойкость защитного покрытия проверена с помощью операции термоциклирования испытанием приборов на воздействие изменения температуры среды: повышенной и пониженной. Приборы, опрессованные в Sot-23, подвергли воздействию 3-х циклов с продолжительностью выдержки в камере тепла и в камере холода при Т₁ ±85^оС и Т₂ (-60)^оС по 30 мин и с временем переноса приборов из камеры в камеру в 1 мин. В результате проведенного испытания обратные токи перехода коллектор-база остались в пределах нормы.

Дополнительно проверена влагостойкость защитного покрытия испытанием прибора на воздействие влаги при влажности среды 93% и Т +40^оС в течение четырех суток, которое обычно проводится для приборов, монтируемых в металло-стеклянный корпус.

В результате этого испытания обратные токи перехода коллектор-база остались в пределах нормы.

В 3-м примере продемонстрировано использование компаунда при заливке приборов, опрессованных пластмассой, для проведения локального анализа дефектных компонентов при сохранении их функционирования.

Для приборов, опрессованных пластмассовой по типу Sot-23, Sot-89 (вследствие малости их размеров) предварительно производят распайку приборов в корпус типа КТ-2, герметизацию, затем частичное спиливание колпачка и пластмассы, заливку компаундом прибора с выделением на поверхности мест травления. Сушку компаунда производят при 200±10^оС в течение 2 ч. Вскрытие дефектных областей прибора производят в обезвоженной серной кислоте до стравливания пластмассы в незащищенных компаундом местах благодаря высокой стойкости компаунда к кислотам, в том числе к серной кислоте.

Приборы, опресованные пластмассой, обволакиваются компаундом аналогично, но без распайки во вспомогательный корпус. Таким образом, локально вскрытые с помощью компаунда приборы сохраняют способность функционирования, необходимую при проведении тщательного анализа отказавших в результате испытаний и эксплуатации приборов.

Применение компаунда в качестве защиты кристаллов бескорпусных приборов дает возможность повысить процент выхода годных на стадии изготовления и увеличить срок эксплуатации приборов.

Применение компаунда в качестве защиты микросборок позволяет обеспечить влагостойкую и кислотостойкую их защиту от воздействия агрессивной среды и исключить брак по э/параметрам как в техническом цикле, так и в эксплуатации.

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технике поверхностного монтажа компонентов. Сущность изобретения с целью защиты компонентов от воздействия агрессивных сред, проведения локального анализа дефектных компонентов при сохранении их функционирования, для функционирующего полупроводникового прибора заливку проводят компаундом, состоящим из следующих ингредиентов, мас. роливсан 67 70; ароматические растворители 30 33, с последующим отверждением при (200 ± 10)°С в течение 2 ч, а для проведения локального анализа дефектных компонентов при сохранении их функционирования заливку этим компаундом проводят с выделением необходимой для вскрытия области. 4 ил. 1 табл.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСБОРКИ, включающий нанесение на полупроводниковые приборы и электроэлементы слоя компаунда, монтаж полупроводниковых приборов и электроэлементов с нанесенным на них слоем компаунда на основание и заливку основания с полупроводниковыми приборами и электрорадиоэлементами защитным компаундом, отличающийся тем, что для заливки основания с полупроводниковыми приборами и электроэлементами используют компаунд при следующем соотношении компонентов, мас.

Роливсан 67 70
Ароматические растворители 30 33
а после заливки основания с полупроводниковыми приборами и электроэлементами осуществляют отверждение при температуре (200 ± 10)^oС в течение 2 ч.