СПОСОБ ОТБРАКОВКИ МИКРОСОЕДИНЕНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2004 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых изделий электронной техники, а именно к способам отбраковки внутренних микросоединений полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Существуют различные способы контроля качества микросоединений полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Известен способ /1/ прямой оценки качества микросоединений, заключающийся в механическом отрыве микросоединений с фиксацией разрушающего усилия.

Основным недостатком данного способа является то, что он является разрушающим и может быть использован для выборочного контроля прочности микросоединений в серийном производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем, а также для отработки технологических режимов присоединения внутренних выводов на стадии разработки новых полупроводниковых изделий.

Известен также способ /2/ контроля микросоединений по минимально заданному усилию на отрыв, заключающийся в том, что к проволочной перемычке, используемой для микросоединений, прикладывается дозированное механическое воздействие.

Недостатком данного способа контроля микросоединений является трудоемкость контрольной операции с использованием специального приспособления.

Наиболее близким по технической сущности является способ отбраковки термокомпрессионных сварных соединений /3/. По данному способу испытываемое полупроводниковое изделие с соединительными проводниками (перемычками) зажимают в оправке и обдувают потоком воздуха. Регулируя параметры потока воздуха, изменяют силовое воздействие на микросоединения. Приборы с оторванными проволочными перемычками бракуются при визуальном осмотре под микроскопом. Данный способ используют последовательно с формированием перемычек или параллельно с визуальным контролем сформированных микросоединений.

Основным недостатком данного способа является то, что после обдува струей воздуха необходим 100%-ный визуальный осмотр микросоединений под микроскопом.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, - это снижение трудоемкости контрольной операции.

Эта задача достигается тем, что при обдуве воздухом полупроводниковое изделие подключено к прибору автоматического контроля статических параметров, а на изделие подают максимально допустимое напряжение и при токе утечки, равном нулю, фиксируют наличие в изделии дефектных микросоединений.

Способ отбраковки микросоединений полупроводниковых изделий реализуется по схеме, изображенной на чертеже. Проволочные перемычки 1 соединены с кристаллом 2 и траверсами корпуса 3 с помощью микросоединений 4. Корпус изделия 3 с кристаллом 2 и сформированными микросоединениями 4 закрепляют в оправке и подвергают обдуву струей сжатого воздуха. При обдуве струей сжатого воздуха полупроводниковое изделие подключено к прибору автоматического контроля статических параметров 5. Струя сжатого воздуха обдувает проволочные перемычки 1, вызывая их натяжение, тем самым воздействуя на микросоединения 4 с усилием, зависящим от давления струи сжатого воздуха. На изделие подают максимально допустимое напряжение и при токе утечки, равном нулю, фиксируют наличие в изделии дефектных микросоединений.

Пример конкретного осуществления способа отбраковки микросоединений полупроводниковых изделий.

В качестве образцов для исследований выбраны 14-выводные логические интегральные схемы серии 134. Внутренние микросоединения разваривали ультразвуковой сваркой алюминиевой проволокой диаметром 35 мкм марки АК09ПМ35 на установке УЗСМ-2,5 на следующих режимах: амплитуда колебаний сварочного инструмента 1,0 мкм; давление инструмента при сварке 0,4 Н; время сварки 0,05 с.

В процессе испытаний соединительные перемычки интегральной схемы обдувают струей сжатого воздуха. Давление сжатого воздуха подбирают таким, чтобы обеспечивать разрушение микросоединений, имеющих прочность ниже определенного значения (например, 3 сН). При обдуве струей сжатого воздуха на схему подается напряжение 7 В длительностью 10 мс, т.е. тот режим, который является предельно допустимым для данного типа интегральных схем.

После обдува измеряется ток утечки. При разрушении хотя бы одного микросоединения на кристалле или траверсе корпуса интегральной схемы ток утечки будет равен нулю. В случае качественных микросоединений полупроводниковое изделие направляют на операцию герметизации.

Для контроля электрических параметров интегральных схем в процессе обдува использовался автоматический измеритель статических параметров ИС (ИИС-С).

Оценка эффективности предлагаемого способа отбраковки микросоединений полупроводниковых изделий по потенциально некачественным микросоединениям была осуществлена на 10 возвращенных ОТК партиям ИС типа 134ЛБ1 в количестве 21945. При контроле ИС предлагаемым способом было забракованы 42 ИС по причине некачественных микросоединений, т.е. 0,19%.

Внедрение данного способа отбраковки микросоединений позволило повысить эффективность контроля ИС по качеству присоединения внутренних выводов и за счет этого сократить возврат ИС из ОТК в 11 раз, а процент рекламаций от потребителей снизить с 0,014 до 0,0023.

Таким образом, использование предлагаемого способа отбраковки микросоединений полупроводниковых изделий позволяет снизить трудоемкость контрольной операции за счет исключения 100%-ного визуального контроля микросоединений под микроскопом после их обдува потоком воздуха.

Источники информации

1. Красулин Ю.Л., Назаров Г.В. Микросварка давлением. - М.: Машиностроение, 1976. С.16.

2. Старкин В.И., Валов А.М. Контроль качества микросварных соединений, - Электронная техника. Сер.7. Технология, организация производства и оборудование, 1979, вып.5, с.52-59.

3. А.с. 253196 СССР, МПК Н 05 к. Кл. 21а⁴, 75. Способ отбраковки термокомпрессионных сварных соединений/ А.М.Чеховской, В.В.Митрофанов (СССР). - Опубл. в Б.И. №30, 1969, (прототип).

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых изделий электронной техники, а именно к способам отбраковки внутренних микросоединений полупроводниковых приборов. Сущность изобретений: в способе отбраковки микросоединений полупроводниковых изделий на микросоединения воздействуют струей сжатого воздуха, при обдуве воздухом полупроводниковое изделие подключено к прибору автоматического контроля статических параметров, а на изделие подают максимально допустимое напряжение и при токе утечки, равном нулю, фиксируют наличие в изделии дефектных микросоединений. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости контрольной операции. 1 ил.

Способ отбраковки микросоединений полупроводниковых изделий, заключающийся в динамическом воздействии на микросоединения струей сжатого воздуха, отличающийся тем, что при обдуве воздухом полупроводниковое изделие подключено к прибору автоматического контроля статических параметров, а на изделие подают максимально допустимое напряжение и при токе утечки, равном нулю, фиксируют наличие в изделии дефектных микросоединений.