Безкорпусная герметизация полупроводниковых приборов

Страница 19

Метод измерения удельного сопротивления моющих растворов. Этот метод позволяет определить содержание ионных загрязнений в промывочной воде и различных растворителях. В производственных условиях метод измерения удельного сопротивления моющего раствора применяют для контроля длительности процесса отмывки: отмывку ведут до тех пор, пока не будут равны удельные сопротивления раствора на входе в промывочную ванную и на выходе из неё.

Этот метод не позволяет обнаружить нерастворимые или слабо диссоциирующие загрязнения, даёт заниженные результаты, так как некоторые загрязнения лишь частично удаляются с поверхности в процессе отмывки, и не позволяют оценить распределение загрязнений по поверхности, так как даёт информацию лишь об общем количестве растворимых ионных загрязнений.

Контроль качества промывки.

Контроль качества осуществляют с помощью микроскопа . При этом пластины должны быть без пятен, разводов, подтёков. Допускаются одна-две светящиеся точки в тёмном поле микроскопа площадью около 0,6 мм2. Гидрофобные загрязнения обнаруживают методом, основанным на изменении угла смачивания поверхности водой. При неудовлетворительном качестве отмывки обработку повторяют.

Такая оценка качества отмывки имеет существенный недостаток: для контроля пластину необходимо извлечь из тары для хранения и поместить на предметный столик микроскопа или установки контроля угла смачивания. Поэтому поверхность пластин при контроле загрязняется в результат контакта с атмосферой.

После отмывки необходимо сразу же передать пластины на следующую операцию, так как при хранении происходит загрязнение их поверхности. Если отмытые пластины необходимо хранить, их поверхность следует защищать от воздействия внешней среды. Так, полимерный комплекс КС-1 позволяет надёжно защищать полупроводниковые пластины от внешней атмосферы в течение достаточно длительного времени (до 10 суток). Кроме того, очищенные полупроводниковые пластины можно хранить в герметичном сосуде с парами фреона.

Сушка деталей.

На производстве применяются следующие виды сушки: воздушная сушка в сушильных камерах, горячая сушка в сушильных шкафах , радиационная сушка, сушка токами высокой частоты.

При воздушной сушке в сушильных камерах детали или заготовки размещают на полках и выдерживают до нескольких суток при нормальной сушке (15–20 С) температуре.

Длительный срок сушки является крупным недостатком воздушной сушки.

Для горячей сушки обычно применяют сушильные шкафы или камеры и конвейерные сушильные установки, обогреваемые паром или электрообогревателями.

В сушильных шкафах с электрическим обогревом детали выдерживают при температуре 65–70 С до постоянства веса. Во избежания растрескивания деталей температуру в сушильных шкафах повышают постепенно.

В конвейерных сушильных установках производят сушку тонкостенных деталей.

Непрерывно действующие конвейерные сушильные установки являются наиболее эффективными для тонкостенных деталей. В таких установках сушка тонкостенных деталей в зависимости от величины и формы длится 2–3 часа.

Радиационная сушка основана на обогреве деталей лучистой энергией, излучаемой раскалёнными телами: нитями ламп, спиралями электронагревательных приборов, металлическими панелями, обогреваемыми газом.

На рисунке показана камера для радиационной сушки. В качестве источника лучистой энергии в камере установлены лампы инфракрасного свечения, расположенные в шахматном порядке под сводом и на боковых стенках камеры.

Радиационная сушка эффективнее конвейерных установок в несколько раз, особенно при сушке плоских изделий с небольшой толщиной стенок.

При сушке токами высокой частоты детали, помещённые между обкладками контурного конденсатора генератора высокой частоты, равномерно прогреваются по всей массе, при этом благодаря быстрому прогреву детали по всей её толщине срок сушки сокращается в несколько раз по сравнению с сушкой нагретым воздухом.

Контроль герметичности полупроводниковых приборов.

Одной из задач герметизации является предотвращение проникновения внутрь корпуса газов из окружающей среды, всегда со­держащих влагу. Проникающая в корпус влага раство­ряет газы и загрязнения, образуя в условиях электриче­ских напряжений электролитические пары. В свою оче­редь, это приводит к возникновению отказов, выража­ющихся в шунтирующих утечках, коротких замыканиях и обрывах.

Для полых (газонаполненных) корпусов'" достаточно объективным показателем качества герметизации может служить величина течи из корпуса. Для микросхем, опрессованных пластмассами, необходимо проводить ис­пытания непосредственно в атмосфере с повышенной влажностью. Методы испытания должны одновременно удовлетворять требованиям высокой чувствительности и экономичности.

Наиболее чувствительным является радиоактив­ный метод (чувствительность 10~8—5-10"9 мкм рт. ст.-л/с). Образцы, подлежащие испытанию, герметизи­руются в атмосфере сжатого радиоактивного газа (на­пример, Кг85). При испытании с помощью счетчиков ре­гистрируется интенсивность гамма-излучения газа, вы­текающего из корпуса. Вследствие сложности и высокой стоимости этот метод может быть рекомендован только в экспериментальном производстве (отработка конструк­ции корпуса или технологии герметизации).

Масс-спектрометрический метод основан на обнаружении гелиевым течеискателем гелия, предва­рительно введенного в корпус прибора. Применение ге­лия 0'бусловлено его высокой проникающей способностью (малые размеры молекул). Чувствительность метода определяется чувствительностью течеискателя (для течеискателя ПТИ-6 Ю-7 мкм рт. ст.-л/с). Высокая про­никающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как к моменту испытания гелий мо­жет полностью вытечь из корпуса. Поэтому для образ­цов, подлежащих испытанию, целесообразно вводить ге­лий после герметизации, но непосредственно перед ис­пытанием. Для этого герметизированные микросхемы выдерживают в течение нескольких суток в бомбе, за­полненной гелием до давления 4 ат. Масс-спектрометри­ческий метод целесообразен только для выборочного контроля.

При проверке Герметичности вакуумно-жидкостным методом микросхемы помещают в емкость с керосином или уайт-спиритом, над которым создается разрежение (10—15 мм рт. ст.). Вытекающий из корпу­са газ (непрерывная струйка пузырьков) позволяет оп­ределить не только интенсивность, но и место располо­жения течи. Чувствительность метода 5-Ю-3 мкм рт. ст.-л/с. Он является весьма распространенным в производстве для выборочного метода контроля. Компрессионно-термический метод отличается от предыдущего тем, что испытуемые микро­схемы погружают в нагретое масло. При этом давление газа внутри корпуса повышается и чувствительность ме­тода несколько увеличивается (4-10~3 мкм рт. ст.-л/с)

Описание технологического процесса.

Ниже приведена блок–схема технологического процесса, характеризующая последовательность проведения технологических операций:

	Контроль чистоты поверхности изделия

Промывка–1. Для промывки полупроводниковых изделий используется ультразвуковая установка УЗУ-0,1, которая состоит из : ультразвуковой ванны и генератора. Промывают полупроводниковые пластины, уложив их в специальную тару(кассету). Моющий раствор (фреон) заливают в ванны перед включением установки. Максимальная температура раствора не должна превышать 80 С. При появлении кавитации полупроводниковые пластины погружают в ванну и промывают. Пластины погруженные во фреон выдерживают 7 минут и частота ультразвуковых колебаний 400 кГц, температура раствора 60 С.