Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПЕРЕД ГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПЕРЕД ГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПЕРЕД ГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Назначение: микроэлектроника. Сущность изобретения: в качестве защитного покрытия кристалла используют компаунд, состоящий из роливсана и ароматических растворителей. Отверждение компаунда осуществляют при 120 - 250°С в течение 5 - 7 ч. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2036538
Класс(ы) патента: H01L23/00
Номер заявки: 4845306/10
Дата подачи заявки: 02.07.1990
Дата публикации: 27.05.1995
Заявитель(и): Александровский завод им.50-летия Октября; Институт высокомолекулярных соединений АН СССР
Автор(ы): Царева Л.Г.; Зайцев Б.А.; Цыганкова Т.С.; Саенко Е.К.; Родионов В.С.
Патентообладатель(и): Царева Людмила Георгиевна
Описание изобретения: Изобретение относится к электронной технике, в частности к технологии изготовления полупроводниковых приборов, к защите поверхности кристалла с p-n-переходами и активными элементами от воздействия окружающей среды.
Известны различные способы изготовления полупроводниковых приборов (Черняев В. Н. Технология производства интегральных схем. М. Энергия, 1977, с. 359-362; Тилл У. Интегральные схемы. Материалы, приборы, изготовления. М. Мир, 1985, с. 397-401).
Способ изготовления полупроводниковых приборов, например К1109КТ21, включает изготовление полупроводниковых кристаллов, монтаж кристаллов в корпус, а именно: посадка полупроводниковых кристаллов на выводную рамку, ее термообработка, термокомпрессия выводов, нанесение защитного покрытия СИЭЛ 159-167 ТУ6-02-1197-80 с последующим его отверждением, герметизация приборов, вырубка и гибка выводов.
Способ изготовления полупроводникового прибора, например КР1015ХК2, включает изготовление полупроводниковых кристаллов, монтаж кристаллов в корпусе, а именно: посадку кристаллов на выводную рамку, ее термообработку, термокомпрессию выводов, нанесение гидридосодержащего кремнийорганического компаунда ГК ТУ11-82 НУО.028.021ТУ.
Недостатками указанных способов изготовления полупроводниковых приборов являются невысокая адгезия защитных покрытий к металлам, которые используются для создания металлических контактов, к стеклам, нестойкость к ряду кислотных соединений и неудовлетворительная влагостойкость (Курносов А.И. Металлы для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М. Высшая школа, 1980, с. 170-174).
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления полупроводниковых приборов (И.63.088.081 ТУ-78 г. Шауляй, Литва Микросхемы бескорпусные серии ИС-700), в котором используется лак АД-9103 в качестве защитного покрытия кристалла после разварки выводов.
Недостатками способа являются, во-первых, невысокая адгезия электроизоляционного лака АД-9103 к металлам, в том числе и алюминию, который используется зачастую в качестве проволочных выводов к полупроводниковым кристаллам, и к окислам; во-вторых, защитная пленка электроизоляционного лака АД-9103 не обеспечивает требуемой герметичности относительно влаги как при комнатной температуре, так и при повышенной температуре; в-третьих, низкая кислотостойкость и низкая стойкость к воздействию агрессивных сред, в том числе глицериновых и кислотных флюсов, с помощью которых производится очистка поверхности выводов приборов в пластмассовых корпусах.
Целью изобретения является повышение выхода целевых изделий.
Для этого в качестве защитного покрытия кристаллов полупроводниковых приборов используют компаунд на основе смеси роливсана МВ-1 и толуола в массовом соотношении 1:(8-15), необходимом для достижения требуемой вязкости компаунда, с последующим отверждением при 120-250оС в течение 5-7 ч.
Роливсан МВ-1 представляет собой мономерно-олигомерную композицию, получаемую химическим путем по ТУ-6-14-24-143-85 и имеющую следующий состав, мас.
1. Бис-(4-винилфенило- вый) эфир 5-45
2. Метакриловый эфир
4-винил-4-(1-оксиэтил) дифенилоксида 27-35
3. Диметакриловый эфир
бис-4-(1-оксиэтил) фени- лового эфира 15-40
4. Олигоэфиры общей формулы 5-30
XAr-CH A CHAr,
где X -CH=CH2 или CH2= COO-,
Ar=n-PhOPh; n=0-3
Отверждение компаунда происходит с помощью полимеризационно-полициклоконденсационного метода, когда имеет место трехмерная совместная полимеризация ненасыщенных компонентов системы. В процессе отверждения при 120-250оС выделяется 4-6% летучих продуктов (в основном, воды и метакриловой кислоты).
Применение в способе компаунда на основе роливсана обеспечивает возможность использования полупроводниковых приборов в широком диапазоне температур.
Параметры отвержденного компаунда, характеризующие его высокие термические свойства:
плотность d=1150-1170 кг/м3,
показатель преломления nр=1,590-1,595,
разрушающие напряжения при растяжении:
при Т=20оС σp20=50-70 МПа,
при Т=250оС σp250=40-50 МПа,
при Т=350оС σp350=10-20 МПа,
модуль упругости Ер
при растяжении при Т=20оС Еp20=1500-21500 МПа;
при Т=250оС Еp250=1400-1600 МПа,
относительное удлинение при разрыве εр:
при Т=20оС εp20=3-4%
при Т=250оС εp250=4-5%
при Т=350оС εp350=6-8%
теплостойкость 400 ± 30оС,
температура потери 5% массы 390±10оС,
температура потери 10% массы 425±5оС.
На фиг. 1 и 2 изображен внешний вид выводной рамки с тремя кристаллами полупроводниковых приборов после операций напайки и разварки выводов эмиттер база, где
1 выводная рамка, 2 и 3 кристаллы полупроводникового прибора, 4 проволочные выводы, 5 защитное покрытие.
В качестве примера было взято изготовление транзисторных сборок (см. фиг. 1), состоящих из трех полупроводниковых кристаллов, по следующему маршруту:
посадка кристаллов методом эвтектики на флажки выводной рамки из ковра с позолоченными выводами;
термообработка при Т=300оС;
термокомпрессия выводов;
нанесение защитного покрытия;
отверждение защитного покрытия;
герметизация приборов при Т=175оС эпоксидной формующей пластмассой;
вырубка приборов и гибка выводов;
снятие окалины;
обслуживание выводов при Т=265±15оС;
термоциклирование при Т=-60оС-+85оС, 10 циклов;
измерение электропараметров (I);
электротоковая тренировка (ЭТТ);
измерение электропараметров (II);
маркировка;
измерение электропараметров (III).
Для нанесения защитного покрытия был приготовлен компаунд в соотношениях, мас. роливсан 8-15; ароматические растворители 85-92. Отверждение проведено в диапазоне температур от 120 до 220оС со средней скоростью подъема температуры 15-20оС/ч. В диапазоне температур от 180 до 220оС применялась вакуумная сушка (при давлении Р=0,8-1,0 кгс/см2).
Для проверки кислотостойкости отвержденного компаунда, нанесенного в качестве защитного покрытия, проведены испытания на воздействие трех агрессивных сред.
Среда А представляет собой раствор, состоящий из 1 г KI, 10 г уротропина и 1 л HCl.
Среда Б представляет собой флюс, состоящий из 38% глицерина, 59% этиленгликоля и 31% HCl.
Среда В представляет собой флюс, состоящий из 490 г цинка хлористого "Ч", 120 г хлористого аммония, 200 мл глицерина, 400 мл деионизованной воды.
Методика обмывки приборов после воздействия трех агрессивных сред.
Среда А промывка в деионизованной воде, обезжиривание в ацетоне, сушка при 100оС.
Среда Б и В промывка в горячей проточной воде при 65 ± 5оС, кипячение в течение 10 мин, обезжиривание в изопропиловом спирте, сушка при 100оС.
Методика обмывки приборов после лужения выводов включает промывку в горячей проточной воде при 65 ± 5оС, сушку при 100оС.
Результаты эксперимента с разделением видов брака приведены в табл. 1.
Проведены с положительными результатами дополнительные испытания (см. табл. 2):
испытания термоциклированием 60-85оС, 60 циклов (при норме 10);
испытания термоциклированием 60оС-155оС, 37 циклов (при норме 5);
испытания в камере тепла и влаги 4 и 21 сут.
Использование в способе в качестве защитного покрытия компаунда на основе роливсана дает возможность увеличить вдвое процент выхода годных приборов за счет увеличения кислотостойкости, влагостойкости, адгезионных свойств к SiO2, Al, Au.
Достоинство способа состоит в его простоте и технологичности, в плотном сцеплении защитного покрытия с поверхностью полупроводникового кристалла, предотвращении доступа водяных паров кислорода и иных веществ, в кислотостойкости и влагостойкости применяемой пассивации.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ ПЕРЕД ГЕРМЕТИЗАЦИЕЙ, включающий нанесение материала защитного покрытия на кристалл и отверждение защитного покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных, в качестве защитного покрытия используют компаунд, состоящий из следующих ингредиентов, мас.
Роливсан 8 15
Ароматические растворители 85 92
а для отверждения осуществляют прогрев при 120 250oС в течение 5 7 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ароматических растворителей используют соединения из ряда, включающего бензол, толуол или их смеси.