Способ монтажа кристаллов на облуженные платы микросборок

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении гибридных микросборок и полупроводниковых приборов. Целью изобретения является повышение надежности микросборок к термоциклическим нагрузкам за счет снижения механических напряжений на границе вывод - плата. Перед постановкой кристалла на плату микросборки на его контактных площадях термокомпрессионной сваркой формируют выводы булавообразной формы. Кристалл устанавливают выводами булавообразной формы на контактные площадки микросборки и припаивают. После пайки промежутки между кристаллами, присоединенными выводами к платам, заливают кремнеорганическим или эпоксидным компаундом для увеличения отвода тепла от кристаллов и их закрепления в установленном положении. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении гибридных микросборок и полупроводниковых приборов. Цель изобретения повышение надежности микросборок к термоциклическим нагрузкам за счет снижения механических напряжений на границе вывод плата. На фиг. 1 схематически показаны выводы булавообразной формы на контактных площадках кристалла; на фиг. 2 схема присоединения вывода на плату микросборки; на фиг. 3 плата микросборки после нанесения компаунда в промежутки между кристаллами. На фигурах приняты следующие обозначения: 1 вывод булавообразной формы, 2 шариковая часть вывода, 3 проволочная часть вывода, 4 контактная площадка кристалла, 5 кристалл, 6 припой, 7 контактная площадка платы, 8 плата, 9 компаунд. Способ осуществляют следующим образом. Перед постановкой кристалла на плату микросборки на его контактных площадках формируют выводы булавообразной формы. Вывод 1 булавообразной формы состоит из шариковой 2 и проволочной 3 частей. Золотая проволока, выходящая из капилляра установки термокомпрессионной сварки, расплавляется до получения шарика. Шарик присоединяется к контактной площадке 4 кристалла 5. Затем на необходимой высоте проволоку обрезают, формируя вывод булавообразной формы путем обрезки проволоки с другой стороны. Кристалл с присоединенными выводами булавообразной формы берут пинцетом за боковые грани и захватывают вакуумным пинцетом за сторону кристалла без выводов. Затем кристалл устанавливают сформированными выводами булавообразной формы на контактные площадки платы микросборки с расправленным припоем 6 так, чтобы каждый вывод попадал на соответствующую контактную площадку 7 платы 8, как и при монтаже шариковых выводов. Высоту столбика выводов булавообразной формы выбирают так, чтобы часть вывода 1, утапливалась в припое 6 контактной площадки 7 платы 8, а другая часть вывода 1 была бы над поверхностью припоя 6. Причем длину проволоки от припоя до шарика выбирают с учетом разности коэффициента теплового расширения платы 8 микросборки и кристалла для его компенсации и устранения напряжений, возникающих на границе кристалл плата микросборки. Для подогрева платы микросборки до расплавления припоя контактных площадок используют электрическую плиту. После застывания припоя 6 промежутки между кристаллами, присоединенными выводами к платам 8 микросборок, заливают кремнеорганическим или эпоксидным компаундом 9 для увеличения отвода тепла от кристаллов и закрепления кристаллов в установленном положении. Ниже приведены примеры реализации предлагаемого способа. Используемые средства и материалы: автомат присоединения проволочных выводов ЭМ-490; установка термокомпрессионной сварки ЭМ-439; электрическая бытовая плитка с закрытой спиралью ГОСТ 306-76; золотая проволока 3л-999,9 ГОСТ 7222-75 диаметром 40 и 50 мкм; припой ПОСК-50 ГОСТ 21 931-76 и припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76; клей эластосил 137-180 ТУ-6-02-1-1214-81; клей ВИКСИНТ ПК-68 ТУ 38103177-73; подложки СТ-50-1; подложки ВК-100 ЩЕО.791.000.ТУ. П р и м е р 1. Для формирования выводов булавообразной формы был использован автомат присоединения проволочных выводов ЭМ-490. Автомат ЭМ-490 имеет блок формирования шариков. Золотая проволока диаметром 40 мкм, выходящая из капилляра присоединения выводов, расплавлялась, образуя шарик. Золотой шарик присоединяли к контактной площадке кристалла термокомпрессионной сваркой и затем ножницами с горизонтальным движением проволоку обрезали на высоте 100 мкм от шарика, формируя вывод булавообразной формы. Таким образом формировали вывод булавообразной формы на всех контактных площадках кристаллов. Кристалл со сформированными выводами с помощью вакуумного пинцета устанавливали на облуженные контактные площадки платы из керамики ВК-100 (поликор). Плату перед монтажом нагревали на электрической плитке до расправления припоя ПОС-61 с температурой плавления 189^оС. Плату нагревали до 210^оС. После установки всех кристаллов на плату микросборки плату охлаждали и промежутки между кристаллами заливали клеем ВИКСИНТ ПК-68. Толщина припоя контактных площадок платы 30 мкм. Высота проволочной части вывода от припоя до шарика 80 мкм. П р и м е р 2. Для формирования выводов булавообразной формы из золотой проволоки диаметром 50 мкм была использована установка ЭМ-439. На конце проволоки формировали шарик, который присоединяли к контактной площадке кристалла методом термокомпрессионной сварки и обрезали ножницами с горизонтальным движением на высоте 125 мкм от шарика, формируя вывод булавообразной формы. Затем кристалл вакуумным пинцетом захватывали и устанавливали сформированными выводами на контактные площадки с расплавленным припоем ПОСК-50 ситалловой платы. Плату предварительно нагревали до 165^оС. Температура плавления припоя ПОСК-50 142-145^оС. Толщина припоя контактных площадок 25 мкм. После установки всех кристаллов на плату микросборки плату охлаждали и промежутки между кристаллами заливали клеем эластосил 137-180. Высота проволочной части вывода от припоя до шарика 100 мкм. Проведенные испытания микросборок, собранных по примерам 1 и 2, на циклическое изменение температуры отказов не выявили. Использование изобретения позволит увеличить надежность микросборок за счет снижения напряжений на границе вывод кристалла плата микросборки, повысить надежность соединений кристалл плата микросборки, увеличить производительность монтажа кристаллов и увеличить теплоотвод от кристаллов.

Формула изобретения

1. СПОСОБ МОНТАЖА КРИСТАЛЛОВ НА ОБЛУЖЕННЫЕ ПЛАТЫ МИКРОСБОРОК, включающий формирование из одного конца микропроволоки шариковых выводов на контактных площадках кристаллов термокомпрессионной сваркой, последующую установку и присоединение выводов кристаллов к плате, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности микросборок к термоциклическим нагрузкам за счет снижения механических напряжений на границе вывод плата, обрезают второй конец микропроволоки и формируют выводы булавообразной формы. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наносят кремнеорганический или эпоксидный клей в промежутки между красталлами.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---