Домашнее задание (Готовые домашние задания по микросборке)

Домашнее задание«Микросборка»Студент: Рубцов МаксимГруппа МТ11-61Разварка контактовСпособы:термокомпресионныйУльтразвуковойодносторонняя контактная сварка (точечная и шовная)термозвуковаяс использованием золотого шарикаТипы соединений:шарик-шарикклин-шарикклин-клинТермокомпресионная микросварка, при которой соединение образуется за счет взаимнойдиффузии соединяемых материалов в результате нагрева и сжатия соединяемых поверхностей.Типовые параметры термокомпресионной сварки: рабочий материал – золотая проволока, нагревсварочного инструмента – 235оС, нагрев рабочей области – 250..350оС, усилие прижима- 20…200грамм, время сварки – 20…200мс.Разварка выводов производится от контактных площадок интегральной схемы к стандартнымвыводам корпуса заданной конструкции.

Один из наиболее распространенных методов –термокомпрессия. Этот метод соединения металлов с металлами микросваркой давлением сподогревом соединяемых деталей. Температура соединения при термокомпрессии не превышаеттемпературу образования эвтектики соединяемых материалов. Термокомпрессия ограниченачислом сочетаний свариваемых материалов. Термокомпресионная микросварка – это сварка,которая происходит благодаря одновременному воздействию двух параметров: температуры идавления.

Тепловая энергия в зону сварки может подаваться путем нагрева платы, путем нагреварабочего инструмента, либо двумя способами одновременно. Данный метод требует тщательногоконтроля параметров сварки – температуры, давления и времени проведения процесса, поэтомупроведения данного вида сварки в ручном режиме затруднено. Так как для достиженияприемлемого качества сварки необходимо проводить нагрев печатной платы, данный способнельзя применять для операций, где нагрев недопустим.Ультразвуковая сварка.

Сварка осуществляют при условиях нормального давления и продольныхколебаний инструмента с частотой ультразвука 20…60 кГц и амплитудой 0,5…2 мкм.Продолжительность импульса ультразвуковых колебаний 0,05…1,5 с. На соединяемыеповерхности действуют сдвиговые усилия, в результате которых срезаются микронеровености,разрушаются оксидные пленки, а загрязнения и разрушенные оксидные пленки удаляются иззоны сварки. Пластическая деформация в зоне контакта происходит без специального подводатепла. Нагрев и пластические деформации соединяемых деталей происходят по счет трения.

Взоне сварки возникают непосредственно металлические связи, тем не менее это не вызываетструктурных изменений материала. Соединение провода происходит без значительных объемныхдеформаций, что позволяет уменьшить площадь контактных площадок. Этим методом можносоединять разнообразные материалы, которые тяжело сваривать другими способами.Ультразвуковую сварку применяют для соединений алюминий-алюминий, алюминий-золото,медь-золото, золото-тантал.Микросварка с использованием золотого шарика. В данном виде сварки впервые былииспользованы ультразвуковые колебания.

Золотой шарик формируется на конце золотойпроволоки при помощи оплавления. Соединение образуется в результате ультразвуковой энергиии сжатия соединяемых поверхностей.Существуют установки способные проводить как ультразвуковую, так и термокомпресионнуюмикросварку на одной платформе. Для изменения метода микросварки достаточно выбратьрежим работы ультразвукового генератора и нагревателя рабочего стола. При разварке в течениидлительного периода времени, настоятельно рекомендуется контролировать износ клина иликапилляра, для сохранения качества сварных соединений и повторяемости процесса.Каждый способ проведения микросварки обладает своими положительными и отрицательнымисторонами. Для решения конкретных задач необходимо выбрать подходящий метод сварки,инструмент, материал проволоки или ленты и технические параметры процесса.Значительное улучшение качества сварного соединения, возможно достичь при активациисвариваемых поверхностей.

Активировать поверхность можно с использованием методаплазменной обработки.МонтажУстановка кристаллов в корпусаМетоды:монтаж с использованием эвтектических сплавовмонтаж приклеиваниеммонтаж с использованием пайки стекломмонтаж с использованием клеев и компаундовПайка эвтектическими сплавамиВ отличие от контактно-реактивной пайки эвтектический сплав образуется не в результатеконтактного плавления соединяемых материалов, а вводится в качестве припоя междусоединяемыми поверхностями кристалла и корпуса.Пайкой эвтектическими сплавами присоединяют полупроводниковые кристаллы к корпусам.Золочение контактирующих поверхностей каких-либо ощутимых результатов не дает.

В качествеэвтектических используют сплавы золото - германий или золото — кремний,Подготовленные к пайке детали нагревают в нейтральной атмосфере (осушенном и очищенномазоте) до температуры, несколько превышающей температуру плавления эвтектического сплава.Эвтектические сплавы золото — германий и золото — кремний содержат (по массе): первый 12 %германия и 88 % золота, а второй - 6 % кремния и 94 % золота.

Температура плавления эвтектикзолото - германий и золото - кремний, соответственно равная 356 и 370 °С, ниже температурыплавления каждого из этих материалов. Эвтектические сплавы являются смесью, а не химическимсоединением.а, б - захват и укладка прокладки, в, г - захват и укладка кристалла на прокладку и их пайка; 1 прокладки, 2 -инструмент (вакуумный пинцет), 3 -корпус, 4 - нагреватель, 5 - устройство прижимакорпуса к нагревателю, б –кристаллыДостоинства:невысокая температура плавленияхорошая жидкотекучестьхорошее смачиваниеотсутствие механических напряжений в паяном соединенииМонтаж с использованием клеевМонтаж кристаллов приклеиванием обычно применяют при изготовлении полупроводниковыхприборов и ИМС общего назначения, так как он довольно прост, экономичен, не требует сложноготехнологического оборудования и позволяет получать соединения из различных материалов,обладающие заданными характеристиками.Достоинства:-простота-экономичность-не требует дорого оборудованияВ качестве клеев используют пластмассы - эпоксидные смолы, которые обеспечиваютдостаточную механическую прочность и надежность соединений и имеют низкую температуруотверждения, что исключает ухудшение параметров полупроводниковых приборов и ИМСвследствие перегрева кристаллов.В зависимости от свойств пластмассы подразделяют на диэлектрические, теплопроводящие иоптические.

Пластмассы без наполнителей являются диэлектриками. Если добавить в пластмассусеребряный порошок в количестве от 60 до 80 % по массе, она становится электропроводной иодновременно значительно возрастает ее теплопроводность, так как серебро является отличнымпроводником электрического тока и теплоты.При монтаже кристаллов клей наносят либо на их обратную сторону, либо на корпусавтоматически небольшими каплями или штемпелем. Иногда применяют таблетки из пластмассы.Для" монтажа кристаллов оптоэлектронных приборов (фотодиодов, фототранзисторов, цифровыхиндикаторов и др.) требуются пластмассы, не содержащие наполнителей, обладающие высокойпрозрачностью в диапазоне длин волн 300—700 нм, не изменяющейся в течение длительноговремени эксплуатации, малой вязкостью (400-3000 сП) и отверждающиеся при 90— 125 °С втечение 4-24 ч.Приведем для примера несколько марок клеев, используемых при монтаже кристаллов в корпуса.Так, клеиУП-5-201 и УП-5-201Э созданы на основе эпоксидной смолы, модифицированыциклоалифатическими соединениями и соответственно являются токопроводящими иизолирующими.

Клей ЭЧЭ-С изготавливается из эпоксидной смолы с серебряным наполнителем иявляется токопроводящим. Клей УП-5-207М аналогичен по составу клею УП-5-201Э ипредназначен для соединения позолоченных контактных площадок корпусов и кристаллов.Пайка стекломМонтаж кристаллов пайкой стеклом применяют при массовом производстве маломощныходнокристальных полупроводниковых приборов, в которых не требуется электрический контактмежду нижней поверхностью кристалла и корпусом. Стекло в виде пасты обычно наносятметодом трафаретной печати или напылением на место монтажа в корпуса,, размягчают нагреваяи укладывают кристалл, охлаждая затем, корпус до комнатной температуры.Корпуса ИМС, в которых пайкой стеклом выполняется монтаж кристалла, присоединение выводови- герметизация (д), изоляция проводящих слоев и герметизация (б), изоляция токоведущихдорожек и герметизация (в):1. - крышка, 2 - стеклянный припой, 3 - рамка, 4 - вывод, 5 - основание, 6 - кристалл, 7 - слойметаллизацииРазделение пластинРазделение пластинТребования к операции разделения пластин формируются в соответствии с требованиями,предъявленными к кристаллу.

Основными и них являются высокий процент выхода годныхкристаллов; геометрическая точность кристаллов; низкий уровень сколов по краямкристаллов.Традиционные методы резки, применяемые в металлообрабатывающейпромышленности, Не Всегда могут быть использованы, т. к. Полупроводниковыематериалы отличаются высокой твёрдостью и хрупко стыо. Кроме того, традиционнаямеханическая резка сопряжена < большими потерями дорогостоящегополупроводникового материала Наибольшее распространение в технологиимикроэлектроники получили следующие способы разделения пластин на кристаллы:Технологическая операция разделения пластин применяется для разделения полупроводниковыхпластин на отдельные кристаллы.Методы:резка диском с внешней режущей кромкойрезка стальными полотнамиразделение скрайбированием с последующей ломкойультразвуковая резкаразделение пластин травлениемрезка алмазным дискомИз вышеперечисленных методов оказались наиболее эффективными:скрайбирование лазером или алмазным резцом с последующей ломкойСхемы процессов и методы их реализации:1.

СкрайбированиеСкрайбирование (англ. v-scoring) это нанесение линейных надрезов заданной глубины наповерхность технологической заготовки с обеих сторон, с целью упрощения производства иоблегчения последующего разделения, в частности, после проведения монтажа на автоматах.Надрезы наносятся на специальном станке алмазными фрезами.

Рабочая часть фрезы имееттреугольную форму и характеризуется рабочим углом. Наиболее употребителен угол 30 градусов,хотя существуют фрезы с рабочими углами 45 град, 60 град; и 90 град. В скрайбере ОООЭлектроконнект используется фреза с углом 30 град.Суть метода заключается в том, что на поверхность полупроводниковой пластины резцом илилучом лазера делают небольшую риску,вокруг которой концентрируются механическиенапряжения, ослабляющие материалы.Скрайбирование является одним из методов разделения пластин на кристаллы, заключающееся втом, что на поверхность Полупроводниковой пластины резцом, лазерным лучом или другимиспособами наносят неглубокую риску (англ. scribe), вокруг которой концентрируютсямеханические напряжения, ослабляющие материалы.