Способ сборки элементов полупроводниковых приборов и гибридных интегральных схем

 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к технологии сборочного производства, и может быть использовано в производстве полупроводниковых диодов, транзисторов и гибридных интеральных схем. Целью изобетения является повышение качества сборки за счет повышения равномерности распределения давления по всей плоскости монтируемого элемента с одновременным фиксированием его инструментом в заданной позиции Кристалл захватывается вакуумной присоской и переносится в заданную точ,(у подножки . После касания кристалла и подложки отключается откачка (вакуум) и по внутреннему (вакуумному) каналу инструмента подается аргон под давлением 2.5 кгс/мм . Газ, проходя по каналу, нагревается и оказывает давление на всю поверхность кристалла. При этом производится пайка кристалла к подложке . В момент образования жидкого слоя эвтектики между кристаллом и подложкой нагрев газа отключается и жидкий слой затвердевает под давлением холодного газа Способ позволяет проводить монтаж тонких ( 20 мкм) и хрупких элементов, автоматизировать сборку и существенно увеличить ее производительность. 5 ил, 1 табя

,/

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕПИОЕ ПАТЕИТПОЕ

ВЕДОМСТВО CCC1 <ГОСПАТЕПТ CCCP) (21) 4212235/25 (22) 19.03.87 (46) 15.1 093 Бюл. Ио 37-38 (72) Филоненко ВА; Дорсгутин ПЮ„Кравчук ГД;

Аросев АВ. (54) СПОСОБ СБОРКИ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ И ГИБРИДНЦХ ИНТЕГРАЛЬН ЫХ СХЕМ (57) Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к технологии сборочного производства, и может быть использовано в производстве полулроводниковых диодов, транзисторов и гибридных интеральных схем. Целью изобетения является повышение качества сборки за счет повышения равномерности распределения давления по всей плоскости монтируемого элемента с одновременным фиксированием его инструментом в задан(19) Я (п) 1480679 >>:. 3 (513 5 H N 1 и б03 ной позиции. Кристалл захватываетсл вакулой присоской и переносится в заданную точку подпож— ки. После касания кристалла и подложки отклю ается откачка (вакуум) и по внутреннему (вакуумному) каналу инструмента. подается аргон лод давлением

2.5 кгс/мм . Газ, проходя ло каналу, нагревается и

2 оказывает давление на всю поверхность кристалла.

При этом производится пайка кристалла к подложке. В момент образования жидкого слоя эвтектики между кристаллом и подложкой нагрев газа отключается и жидкий спой затвердевает под давлен -;;..,1 холодного газа Способ позволяет проводить монтаж тонких (- 20 мкм) и хрупких элементов, автоматизировать сборку и существенно увеличить ее производительность. 5 ил, 1 табл. чооо|

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к технологии сборочного производства, и может быть использовано в производстве полупроводниковых диодов, транзисторов и гибридных интегральных схем.

Цель изобретения — повышение качества сборки эа счет повышения равномерности распределения давления по всей плоскости монтируемого элемента с одновременным фиксированием его инструментом в заданной позиции.

10

На фиг. 1 показана схема сборки с давлением г se, подаваемого через внутренний канал инструмента; на фиг. 2 — захват кристалла включением вакуума; на фиг, 3 — дав- . ление нагретого газа на элемент; на фиг.

4 — давление холодного газа на элемент; на фиг. 5 — возврат инструмента к кристаллам. 20

Пример. Сборка транзисторных арсенид-галлиевых и кремниевых структур в плоских корпусах типа КТ-48 на полуавтоматах типа ЗМ4025, Корпус прибора, имеющего медную или керамическую (ВеО) 25 подложку 1 располагается в нагревателе с температурой 360 С (фиг. 1), Кристалл 2 захватывается вакуумным инструментом 3 и переносится в заданную точку подложки (фиг. 2, 3), После касания контактных повер- 30 хностей кристалла и подложки вакуум отключается и па внутреннему каналу инструмента подается аргон под давлением

2,5 кгс/мм (фиг. 3). Проходя канал 4 инст2 румента, обогреваемого кольцевым нагре- 35 вателем 5, гаэ нагревается до 250 С и оказывает давление на всю поверхность крис алла. Температура подложки 1 при подаче нагретого газа поднимается до 390 С и на границе контактных поверхностей обра- 40 эуется жидкий слой 6 электрического состава, В момент образования этого слоя кольцевой нагреватель инструмента отключается и жидкий слой затвердевает под давлением холодного газа (фиг. 4). Затем газ 45 отключается и инструмент возвращается на исходную позицию для захвата очередного кристалла (фиг. 5). Для получения сравнительных данных, характеризующих различные варианты изобретения, параллельно 50 проводилась сборка однотипных структур при разных со четаниях давления на элемент: только гээ (Рг), гаэ переменного давления(Рг ) и одновременно давление газа и давление инструмента (Р,), Таким образом, были изготовлены партии транзисторов в различных условиях. Ка-чество сборки оценивалось по толщине промежуточного слоя, по площади смачивания контактных поверхностей и по величине теплового сопротивления. Данные приведены в таблице, Из таблицы видно, что наиболее качественная сборка получена при использовании изобретения: площадь смачивания 1000, минимальный по толщине шов 10 мкм и минимальное тепловое сопротивление (0,2 С/Вт). Кроме того, данным способом можно производить сборку элементов, представляющих тонкие активные структуры.

Технически эффект при использовании способа сборки полупроводниковых элементов заключается в следующем: высокое качество сборки элементов; возможность монтажа очень тонких (20 мкм) и очень хрупких, например InAs, элементов; возможность полной автоматизации процесса, увеличение ее более чем в 2 раза; возможность сборки многокристальных конструкций методбм штампа, т. е, когда один инструмент монтирует несколько элементов сразу; минимальное тепловое сопротивление и минимальная толщина межсоединения в элементах; легкость юстировки прецезионных узлов, так как нежесткое давление скрадывает неточности в юстировке плоскостей; высокая культура производства;. возможность регулирования давления на деталь в процессе сборки, включая переменное давление; обеспечение высоких электрофизических параметров при сборке сложных полупроводниковых приборов. (56) Курносов А. И„Брук В, А. Основы полупроводниковой электроники. М.: Высшая школа, 1980, с, 250.

Моряков О. С. Сварка и пайка в полупроводниковом производстве. М.: Высшая шкопа, 1982, с. 75.

Johnson and others, Microelectronics

and Realibility, 1971, vol, 10, N 6, рр. 451—

459.

1480679

Продолжение таблицы фиВ/

Фиг 2 фру уу,ч

Составитель С. Манякин

Техред M.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор Т. Клюкина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3186

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ сборки элементов полупроводниковых приборов и гибридных интегральных схем, включающий захват элементов вакуумным инструментом с внутренним ка- 5 налом, фиксирование элементов, отключение вакуума прижим элементов к,. контактной площадке, подогрев элемента в атмосфере инертного газа, приложение колебаний к элементу и охлаждение получен.10 ного соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сборки эа счет повышения равномерности распределения давления по плоскости монтируемого элемента, после касания контактных поверхностей элемента и подложки прижим осуществляют. путем воздействия на элемент давлением струи инертного газа, подаваемой череЗ внутренний канал инструмента,, дополнительно снабженного нагревателем.