Способ монтажа кристалла на кристаллодержателе Советский патент 1977 года по МПК B23K1/00 

1

Изобретение относится к области полупроводниковой техники, в частности к способам изготовления или обработки полупроводниковых приборов или их деталей и может быть использовано при производстве интегральных схем и полупроводниковых приборов.

Известен способ монтажа кристалла на кристаллодержателе, при котором кристалл путем вакуумного захвата соприкасается с разогретым кристаллодержателем, после чего во внутреннюю полость захвата пускают газ, под давлением которого кристалл прижимается к кристаллодержателю.

Известен способ монтажа кристалла на кристаллодержателе методом пайки с образованием эвтектики. Присоединение осуществляется помещением кристалла на золотую площадку нагретого кристаллодержателя, прижатием кристалла к золотой площадке, дополнительным локальным нагреванием кристалла и площадки до требуемой температуры путем пропускания импульсного тока и выдерживанием их при этой температуре в течение некоторого времени.

Недостатком этих способов является отсутствие контроля качества паяного соединения в процессе пайки и недостаточная надежность качества соединения кристалла с кристаллодержателем.

Это обуславливается тем, что в силу нестабильности отдельных параметров процесса, неточности установки кристалла на кристаллодержатель, а существования микронеровностей на поверхностях кристалла и кристаллодержателя, количество образовавшейся эвтектики в зоне пайки и соответственно площадь поверхности, смоченная ею, непостоянна. Неполная смачиваемость соединяемых поверхностей приводит к некачественному соединению.

Целью изобретения является осуществление в процессе пайки контроля качества паяного соединения.

Указанная цель достигается тем, что в способе монтажа кристалла на кристаллодержателе методом пайки, при котором кристалл забирают jJtiKyyMHbiM захватом, прижимают к нагретому кристаллодержателю, расплавляют

припой, отжимают вакуумный захват вместе с кристаллом от кристаллодержателя, не отключая вакуум, при этом разрежение в вакуумном захвате избирают таким образом, чтобы усилие, с которым кристалл удерн ивается вакуумным захватом, было меньше силы адгезии жидкого припоя к кристаллу и кристаллодержателю при полном смачивании кристалла припоем. На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего описываемый способ.

Ьлок-схема содержим вакуумный захват 1, который забирает кристалл 2 и помещает его ка площадку припоя 3. Последний покрывает кристаллодержатель 4, удерживается в определепном положении нагревателем 5. Вакуумный захват 1 связан с датчиком 6 давления воздуха.

Способ состоит в следующем.

Монтаж кристалла 2 на кристаллодержателе 4 осуществляется с помощью вакуумного захвата 1. Кристалл 2 закрывает отверстие вакуумного захвата 1. Создается усилие, прижимающее кристалл 2 к вакуумному захвату 1. Величина этого усилия определяется степенью разрежения воздуха в вакуз мном захвате 1. Кристалл 2 забирается вакуумным захватом 1, прижимается к нагретому нагревателем 5 кристаллодержателю 4 с площадкой припоя 3. При нагревании припой 3 переходит в жидкое состояние. По окончании цикла монтажа отжимается вакуумный захват 1 вместе с кристаллом 2 от кристаллодержателя 4, причем разрежение в вакуумном захвате 1 подбирается таким образом, что усилие, с которым кристалл 2 удерживается вакуумным захватом 1, меньше силы адгезии жидкого припоя к кристаллу и кристаллодержателю 4 при полном смачивании кристалла припоем. Качественно припаянный кристалл 2 при этом остается на кристаллодеря ателе 4. Если смачивание припоем 3 неполное, т. е. качество пайки плохое, то вакуумный захват 1 отрывает кристалл 2 от кристаллодержателя 4. Отрыв кристалла от кристаллодержателя контролируется датчиком 6 давления воздуха. Если кристалл 2 поднялся вместе с вакуумным захватом 1, то давление воздуха в вакуумном захвате 1 понижается и по сигналу датчика 6 давления процесс монтажа может повториться. Так как контроль ведется при жидком припое 3, то кристалл 2 не разрущается и может быть в конце концов надежно припаян хотя бы к другому основанию.

Таким образом, предлагаемый способ монтажа кристалла на кристаллодержателе, при котором в процессе монтажа путем приложения к соединению растягивающего усилия

вакуумным захватом проверяют качество паяного соединения, и в зависимости от результатов проверки прекращают процесс монтажа и отводят вакуумный захват или продолжают его до получения качественного соединения,

отличается от известного способа, так как обеспечивает возможность контроля качества соединений при пайке и позволяет использовать его при производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем с высокой

надежностью.

Формула изобретения

Способ монтажа кристалла на кристаллодержателе методом пайки, при котором кристалл забирают вакуумным захватом, прижимают к нагретому кристаллодержателю с размещенным на нем припоем и расплавляют припой, отличающийся тем, что, с целью осуществления в процессе пайки контроля качестна паяного соединения, после расплавления припоя отжимают вакуумный захват вместе с кристаллом от кристаллодержателя, не отключая вакуум, при этом разрежение в вакуумном захвате избирают таким образом,

чтобы усилие, с которым кристалл удерживается вакуумным захватом, было меньще силы адгезии жидкого припоя к кристаллу и кристаллодержателю при полном смачивании кристалла припоем.