УСТАНОВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ МИКРОСОЕДИНЕНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2002 года по МПК G01N19/04 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к установкам для определения прочности микросоединений, и может быть использовано для группового контроля прочности микросоединений в промышленности, выпускающей изделия электронной техники типа интегральных схем, микросборок и печатных плат, а также для научных исследований.

Существуют различные установки для контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий.

Известна установка для контроля прочности микросварки /1/, принцип действия которой заключается в механическом отрыве микросоединений с фиксацией неразрушающей или разрушающей прочности микросоединений.

Основным недостатком установки является трудоемкость контрольной операции, т.к. данная установка предназначена для индивидуального контроля прочности микросоединений. Установка используется для выборочного контроля прочности микросоединений в серийном производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем, а также для отработки технологических режимов сборочных операций на стадии разработки новых полупроводниковых изделий.

Наиболее близкой к заявляемой установке по технической сущности является установка для контроля адгезионной прочности локальных пленочных площадок с подложкой /2/. Адгезионная прочность пленок с подложкой определяется путем приложения отслаивающей нагрузки, механизм которой выполнен в виде вакуумной головки, состоящей из вакуумной камеры и системы вакуумных отсеков, располагаемых напротив каждой пленочной площадки.

Основным недостатком данной установки для контроля адгезионной прочности пленок к подложке является трудоемкость изготовления отверстий над каждой контактной площадкой, особенно в БИС и СБИС, содержащих десятки и сотни микросоединений, что усложняет конструкцию установки для контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий.

Кроме того, отверстия малых размеров, располагаемые над каждой контактной площадкой не позволяют создавать высокое отслаивающее усилие из-за специфики турбулентности потока воздуха, что снижает качество контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий.

Изобретение направлено на упрощение конструкции установки, повышение качества контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий и возможности очистки подкорпусного пространства полупроводниковых приборов и интегральных схем от пыли и других посторонних частиц.

Это достигается тем, что установка для контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий, содержащая механизм приложения отслаивающей нагрузки, выполненный в виде вакуумной головки и состоящий из вакуумной камеры и системы вакуумных отсеков, расположенных напротив каждого микросоединения и имеющих калиброванные отверстия и дросселирующие пазы в стенках, сопрягаемые с соответствующими микросоединениями и стенками вакуумной камеры, при этом отверстия в вакуумных отсеках выполнены в виде сплошных пазов, расположенных по периметру кристалла и корпуса над сформированными микросоединениями.

На фиг. 1 представлена схема установки; на фиг.2 - схема расположения сплошных пазов над микросоединениями кристалла и корпуса; на фиг.3 - схема расположения дросселирующих пазов и вакуумных отсеков.

Установка содержит основание 1, на котором крепится полупроводниковое изделие, содержащее корпус 2 с кристаллом 3 и сформированными микросоединениями 4.

Ободок 5 корпуса 2 полупроводникового изделия через герметизирующее уплотнение соединен с вакуумной головкой 6. Вакуумная головка 6 включает вакуумную камеру 7, а в нижней части вакуумной головки 6 за счет удлинения выступов 8 перегородки 9 образуется несколько вакуумных отсеков 10. Пазы 11 над сформированными микросоединениями 4 выполнены сплошными, при этом участок средней части вакуумной головки 12 между пазами удерживается посредством удлиненных выступов 8 перегородки 9. Системы вакуумных отсеков 10 кроме сплошных пазов 11 имеют дросселирующие 13. Стойка 14 вакуумной головки 6 любым известным способом соединена с трубкой от вакуумного насоса.

Установка работает следующим образом.

Полупроводниковое изделие, содержащее корпус 2 с кристаллом 3 и сформированными микросоединениями 4 жестко закрепляется на основании 1 установки.

После этого к ободку 5 корпуса 2 полупроводникового изделия герметично крепится вакуумная головка 6, состоящая из вакуумной камеры 7 и системы вакуумных отсеков 10, находящихся в нижней части вакуумной головки 6 и образованных за счет удлинения выступов 8 перегородки 9. Для улучшения турбулентности потока воздуха при работе установки пазы 11 над сформированными микросоединениями 4 выполнены сплошными, а участок средней части вакуумной головки 12 между пазами фиксируется под действием собственного веса на выступах 8 перегородки 9. Движение воздушного потока в вакуумных отсеках 10 осуществляется через сплошные 11 и дросселирующие пазы 13.

Перед контролем прочности микросоединений к стойке 14 вакуумной головки 6 подсоединяют трубку от вакуумного насоса.

При включении вакуумного насоса за счет перепада давлений в вакуумной камере создается поток воздуха, который вызывает механическую нагрузку на перемычки, как бы отрывая микросоединения от контактных площадок кристалла и корпуса. Сплошные пазы, расположенные по периметру кристалла и корпуса над сформированными микросоединениями обеспечивают лучшую турбулентность потока воздуха и повышают механическое усилие отрыва микросоединений.

Изменяя ширину сплошных пазов над сформированными микросоединениями, можно увеличивать или уменьшать перепад давлений в вакуумной камере, тем самым регулировать величину отрывающей нагрузки, действующей на каждое микросоединение.

Одновременно с данной операцией осуществляется очистка подкорпусного пространства полупроводниковых приборов и интегральных схем от пыли и других посторонних частиц.

Таким образом, использование предлагаемой установки для контроля прочности микросоединений обеспечивает по сравнению с существующими установками следующие преимущества: упрощает конструкцию установки, повышает качество контроля прочности микросоединений и способствует очистке подкорпусного пространства полупроводниковых приборов и интегральных схем от пыли и других посторонних частиц.

Источники информации
1. Старкин В.И., Урубков Н.В. Установка контроля прочности микросварки //Электронная техника. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование, 1981. Вып. 4. - С. 57-59.

2. А.с. СССР 1525555 A1, G 01 N 19/04. Установка для контроля адгезионной прочности локальных пленочных площадок с подложкой /В.В.Зенин, В.А.Ломовской, Ю.С. Гусар (СССР). - Опубл. в Б.И., 1989, 44 (аналог).

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для группового контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий. Установка для контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий содержит механизм приложения отслаивающей нагрузки, выполненный в виде вакуумной головки и состоящий из вакуумной камеры и системы вакуумных отсеков, расположенных напротив каждого микросоединения и имеющих калиброванные отверстия и дросселирующие пазы в стенках, сопрягаемых с соответствующими микросоединениями и стенками вакуумной камеры. При этом отверстия в вакуумных отсеках выполнены в виде сплошных пазов, расположенных по периметру кристалла и корпуса над сформированными микросоединениями. Изобретение направлено на упрощение конструкции установки, повышение качества контроля прочности микросоединений и осуществление возможности очистки подкорпусного пространства полупроводниковых приборов и интегральных схем от пыли и других посторонних частиц. 3 ил.

Установка для контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий, содержащая механизм приложения отслаивающей нагрузки, выполненный в виде вакуумной головки и состоящий из вакуумной камеры и системы вакуумных отсеков, расположенных напротив каждого микросоединения и имеющих калиброванные отверстия и дросселирующие пазы в стенках, сопрягаемых с соответствующими микросоединениями и стенками вакуумной камеры, отличающаяся тем, что отверстия в вакуумных отсеках выполнены в виде сплошных пазов, расположенных по периметру кристалла и корпуса над сформированными микросоединениями.