Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 50
Текст из файла (страница 50)
9,11,в) применяется для герметизации прямоугольных корпусов ИС и по своей природе близка к точечной сварке. Цикл герметизации состоит из следующих операций. Корпус ИС 3 укладывается в гнездо поворотного столика 4 каретки 1. При прохождении столика под вращающимися роликами 2 происходит сварка двух сторон 16* 243 корпуса ИС 3.
В крайнем положении столик поворачивается : на 90', а ролики раздвигаются или сдвигаются. Каретка движется в противоположном направлении, и при прохождении столика с микросхемой под роликами происходит сварка двух других сторон герметизируемого корпуса. В производстве ИС применяются полуавтоматические машины контактной шовной сварки ПГРС-!М, ПГРС-2, !ОСС900-007, позволяющие герметизировать плоские корпуса с выводами, расположенными как параллельно, так и перпендикулярно плоскости основания. В производстве ИС применяется также герметизация корпусов сваркой плавлением кромок соединяемых деталей.
Наиболее распространены аргонно-дуговая, микроплазменная, электронно-лучевая и лазерная сварки. Оборудование для электроннолучевой и лазерной сварки рассмотрено в $5.4. При аргонно-дуговой сварке (рис. 9.11,г) нагрев свариваемых кромок осуществляется теплотой электрической дуги. В зону дуги подается защитная струя аргона, которая предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха. Герметизация происходит в результате расплавления кромок свариваемых элементов корпуса с последующей кристаллизацией металлов шва.
Детали корпусов ИС 2 собираются в кассеты 4 на теплоотводные основание 3 и крышку 1 и устанавливаются на столе (плап-шайбе) сварочной установки. Конец электрода 5 помещают на расстоянии длины дуги от свариваемых кромок, В качестве неплавящегося электрода используются прутки вольфрама, содержащие 1,5 ... 2 а/, тория. Передвигая сопло горелки 6 с электродом 5 вдоль кассеты с собранными ИС 2, осуществляют сварку. Для герметизации ИС разработан ряд установок аргонно-дуговой сварки: ИО.20.027, ИО.200.041, УЭС-З. Разновидностью аргонно-дуговой сварки является микроплазменная, применяемая для герметизации корпусов ИС с малой толщиной.
Для сварки этим способом используется дуговой разряд с интенсивным плазмообразованием (рис. 9.11,д). Плазменная сварка не имеет недостатков, присуших аргонно-дуговой: сравнительно большого активного пятна и нестабильности при малых токах. Для получения плазменной струи используются плазменные головки (плазмотроны), в которых имеется неплавяшийся вольфрамовый электрод 1 (рис. 9.11,д), каналы в корпусе горелки 3 для подачи плазмообразуюшего 2 и защитного 4 газов. Анодом служит герметизируемое изделие 6, на которое через теплоотводные элементы 5 подводится электрический потенциал.
В качестве плазмообразуюших газов используется смесь Аг-Не или Аг-Н,, а в качестве защитного — аргон Аг. 244 Герметизация пайкой применяется в производстве некоторых конструкций ИС в плоских корпусах. Сущность метода заключается в соединении металлических или металлизированных поверхностей деталей корпусов с помощью припоя, который при температуре пайки смачивает соединяемые поверхности, заполняет капиллярный зазор между ними и, кристаллизуясь, связывает их в монолитную герметичную конструкцию. Обычно используются оловянно-свинцовые припоя ПОС-61 и ПСр-2,5. Схема герметизации корпусов ИС пайкой в струе горячего воздуха или газа показана на рис.
9.1,е. Основание ИС 3 укладывается в кассету 4. На основание помешают припайную рамку, покрытую флюсом, и крышку корпуса ИС, которую с помощью приспособления 5 прижимают к основанию. Кассета устанавливается под струю нагретого инертного газа 2, под действием которого припой плавится и смачивает поверхность основания и крышки корпуса ИС, при этом между ними образуется ровная галтель припоя. Нагрев газа до необходимой температуры осуществляется в нагревателе 1. Герметизацию ИС пластмассой выполняют несколькими методами, основными из которых являются: заливка в съемные формы и корпус, окунание и обволакивание, литьевое (трансферное) и компрессионное прессование.
Заливку в съемные формы (свободную заливку) применяют преимущественно при групповой технологии изготовления ИС. При этом методе в открытую часть формы, предварительно загруженной металлической арматурой и кристаллами ИС, заливают пластмассу (компаунд) и нагревают ее для полимери. зации. Герметизированпые приборы извлекают из формы, которую снова используют для заливки. Заливка в корпусе отличается от заливки в съемные формы тем, что заливочной формой в этом случае является часть герметизируемого корпуса. Окунание и обволакивание применяют для дополнительной герметизации приборов или в качестве основного метода герметизации бескорпусных приборов. При питьевом прессовании — наиболее распространенном методе пластмассовой герметизации — используют как термопластичные, так и термореактивные пластмассы.
Сушность этого метода состоит в том, что дозированную пластмассовую таблетку (или порошок) расплавляют до заливки вне литьевой формы, а заливка происходит при дополнительном повышении жидкотекучести пластмассы и незначительном увеличении давления. Непосредственно перед герметизацией перфоленту определенной формы и длины со смонтированными ИС укладывают, фиксируя по перфорации, в пресс-формы, которые закрывают, и производят прессование. В процесс прессования — заливки пресс- 245 Р 5, ф~ а, ! б б) Рис. 9.12, Функциональная схема герметизации формы — входят следующие операции (рис. 9.12): загрузка перфоленты и смыкание литьевой формы (а), загрузка пластмассовой таблетки (6), ввод пуансона (трансфера) в литьевую форму (в), расплавление пластмассы под высоким давлением (г), заливка формы пластмассой под низким давлением и выдержка (д), размыкание литьевой формы и съем изделия (е).
В разомкнутую пресс-форму 1 загружается отрезок ленты- носителя 2 с кристаллами (рис. 9.12,а). При включении насоса происходит смыкание пресс-формы с максимальным усилием сжатия 0,5 МН. В литьевую форму 3 загружается таблетка пресс-материала 4 (рис. 9.12,6), далее происходит ускоренное опускание, а затем рабочий ход штока 5 цилиндра (рис.
9.12,в). Скорость рабочего хода настраивается с помощью механизма подачи, а усилие — при помоши запорных золотников по манометрам до необходимого давления в верхней и нижней полостях цилиндра. В процессе рабочего хода штока происходит впрыскивание материала под высоким давлением (рис. 9.12,г). Для увеличения текучести таблетку пластмассы предварительно разогревают токами высокой частоты. Для получения высокой плотности корпуса производится выдержка (рис.
9.12,д) при номинальном давлении. Далее происходит подъем штока, размыкание 246 пресс-формы, съем загерметизированных приборов 6 и очистка пресс-формы (рис, 9.12,е). Компрессионное прессование менее распространено, чем литьевое. Сущность этого метода состоит в том, что плавление герметизируюшего материала и за ливка им ИС осушествляется а пресс-форме и с частичной по- Г лнмеризацией. Пресс-форма для компрессионного прессования й~ имеет обогрев верхней н нижней ': н ~ аасаасза частей (матрицы и пуансона). лйй 5 В нижнюю часть помешают таблетку пластмассы, на нее — ме- ' „„„з, „~ Ое О О таллическую арматуру герметизируемых ИС, а затем — вторую таблетку пластмассы. Далее обе части формы соединяют. При нагревании и под действием давления пластмасса переходит в пластичное состояние, заполняет 1456 все полости рабочего объема Р .
9.13. У УГП-60 пресс-формы и полимеризуется нетиззции интегральных микросхем После этого пресс-форма рас- пластмассой крывается и из нее выталкиваются загерметизированные приборы. Для герметизации ИС пластмассой используется следующий комплект оборудования: пресс для литьевого или компрессионного прессования, машина для изготовления таблеток из пластмассы, подогреватель для таблеток, пресс-формы и пресс со штампом для отделения загерметизированных ИС друг от друга.
На рис. 9.13 изображена установка УГП-50 для герметизации ИС пластмассой. Она оборудована электрическими подогревателями верхней и нижней частей пресс-формы. Удаление загерметизированных ИС производится верхними и нижними эжекторными толкателями. Для зажима пресс-формы служит установленная в рабочем пространстве пресса гидравлическая система. При зажиме и освобождении (разъеме) пресс-формы зажимиое устройство действует с различными регулируемыми скоростями: при закрытии пресс-формы оно быстро закрывается, при освобождении вначале открывается медленно (в этот момент происходит выталкивание залитых пластмассой ИС), а затем скорость увеличивается, причем эту скорость можно регулировать. Зажимное устройство имеет предохранительное приспособ- 247 ление для пресс-формы на случай, если перфолента будет уложена неправильно. Таким образом, вероятность повреждения пресс-формы в прессах сведена к минимуму.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
