Способ изготовления полупроводниковых приборов в пластмассовых корпусах каплевидной формы

 

Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при нанесении защитных и герметизирующих покрытий. Цель изобретения - повышение выхода годных за счет лучшей воспроизводимости габаритов корпуса. Поставленная цель достигается тем, что при офсетном нанесении слоя жидкого компаунда на движущуюся арматуру приборов, установленную параллельно на общем держателе, скорость движения арматуры выбирают из математической формулы, приведенной в описании изобретения. Брак по внешнему виду уменьшается на 7 - 9%. 1 табл., 6 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 L 23/31

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ч. =8

0 sin a д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4702827/21 (22) 09.06.89 (46) 07,07.91. Бюл. М 25 (75) P À. Церфас, О.M. Рифтин, В.П. Головнин и С.С. Нуридинов (53) 621.381(088.8) (56) Бер А.Ю.. Минскор Ф.Е. Сборка полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.— М,: Высшая школа, 1981, с. 209 — 212.

Авторское свидетельство СССР

М 1512424, кл. Н 01 1 23/30, 1988. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ В ПЛАСТМАССОВЫХ КОРПУСАХ КАПЛЕВИДНОЙ

ФОРМЫ

Изобретение относится к области полупроводниковойтехнологии и может быть использовано при нанесении защитных и герметизирующих покрытий.

Цель изобретения — повышение выхода годных эа счет лучшей воспроизводимости габаритов корпуса.

Сущность изобретения заключается 8 том, что осуществляют офсетное нанесение слоя жидкого компаунда на движущуюся арматуру приборов, установленную параллельно на общем держателе, при этом скорость движения арматуры выбирают из выражения где h® — толщина жидкого слоя компаунда, увлекаемого вязким трением, мм;

„„ 4 „„1661876 А1 (57) Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при нанесении защитных и герметиэирующих покрытий. Цель изобретения — повышение выхода годных эа счет лучшей воспроизводимости габаритов корпуса. Поставленная цель достигается тем, что при офсетном, нанесении слоя жидкого компаунда на движущуюся арматуру приборов, установленную параллельно на общем держателе, скорость движения арматуры выбирают иэ математической формулы, приведенной в описании изобретения. Брак по внешнему виду уменьшается на 7 — 9ь. 1 табл. 6 ил. йт — толщина слоя, удерживаемая силами поверхностного натяжения, мм; — коэффициент вязкости компаунда, Нс/м; о — сила поверхностного натяжения компаунда, Н/м;

D — диаметр арматуры, мм; а — угол .выхода арматуры из жидкого компаунда, град., и сушат слой при вращении держателя вокруг оси параллельной оси выводов.

Зависимость скорости нанесения компаунда Ч0 от его параметров может быть определена иэ следующих предположений.

При вытягивании арматуры из жидкого компаунда, согласно схемы на фиг. 1, работа сип поверхностного натяжения w< направлена на вытеснение излишков компаунда и

1661876

Л h=hx ht=R1 R2 (1) 5

Л S=8 ZtRcp(R1 — R2), 10 (7) О)2 (2) (3) 01выд- ()сф- О, dV

dV Ч (4) dh h)K — hT на преодоление сил вязкого трения Етр. В результате вытеснения слой компаунда уменьшается на толщину

Изменение площади капли при этом можно записать в виде: что позволяет рассчитать работу сил поверхностного натяжения;

w>= o ЛЯ= 8 тгойср(Ьж — Ьт)=

= 4ЛО(ж — т) Работа w2, совершаемая силами вязкого трения, может быть рассчитана по формуле

w2=Ftp dl =- f5ñô и dl, dV где dl — средний путь, проделанный вязким слоем толщиной Ah при его выдавливании; — — градиент скорости в вязком

dV

dh слое;

Sсф — площадь сферы диаметром арматуры О, Расчет проведен при следующих предположениях: а) исходный слой компаунда

Ьж полностью увлекается арматурой и имеет ту же скорость относительно вязкой среды, что и арматура; б) при переходе границы поверхности удаление излишков компаунда происходит с той же скоростью; в) средний путь dl, проделанный вязким слоем при выдавливании слоя толщиной Л h, равен половине длины выдавленного слоя. При этом б1выд определяется как отношение изменения объема сферического слоя толщиной dV к изменению площади сечения сферического слоя той же толщины, т.е.

Предположения а) и б) позволяют упростить выражение для градиента скорости; а предположение в) позволяет рассчитать

dl:

55 (5)

Учитывая (3), (4), (5), выводят формулу для расчета работы сил вязкого трения:

W2 =r тгΠ—. (6) 2 Ч D пж т1т

Учитывая равенство w>-- w2 и решая это равенство относительног Чс. имеют

На фиг. 1 — 6 показана схема осуществления предлагаемого способа.

На фиг. 1 показаны три последовательных момента выхода арматуры из вязкой среды при ее движении вертикально поверхности со скоростью V, где стрелками обозначены пути вытеснения жидкого слоя, R>— радиус капли, при наличии слоя толщиной

h® на арматуре, R2 — радиус капли, при наличии слоя толщиной h на арматуре; на фиг.

2 — виды рамки и гребенки с арматурами 1 приборов; на фиг, 3 — схема офсетного нанесения компаунда на арматуру прибора, находящуюся на рамке или гребенке, где а— угол выхода арматуры из вязкого слоя, На фиг. 3 показан вращающийся диск 2 диаметром Do вязкий слой 3, увлекаемый диском, арматуры 4 приборов, закрепленные на рамке.

На фиг. 4 показана зависимость средней массы компаунда m, нанесенного на арматуру, от скорости ее движения, где кривая 1 относится к компаунду с вязкостью по

В3-4 д =1100 с, кривая 2 — 900 с, кривая 3—

800 с, кривая 4 — 750 с, кривая 5 — 600 с, Vci — координаты скорости, соответствующие точке перегиба зависимости, График на фиг. 5 отражает зависимость скорости Vo от величины о/ф. На фиг. 6 показана схема измерения габаритов выпуклостей в момент выхода арматуры из вязкой среды, где 5— вязкая среда, 6 — нить с приборами, 7 ролик, 8 — вращающаяся катушка на оси двигателя, 9 — измерительный микроскоп.

В таблице приведены данные зависимости о, О/д, Vn, fa от коэффициента вязкости д для компаунда ЭКЛ6-10, Пример. Предложение было опробовано на участке изготовления прибора

КД209, КД221, арматуры которых при сборке соединены по 30 шт. соосно на держателе в виде гребенки или рамки (фиг. 2), в зависимости от способа пайки кристалла к выводам.

16Г) 1876

Машина офсетного нанесения жидкого компаунда на арматуру (фиг. 3) имеет диск диаметром Dp= 5,5 см, вращающийся с частотой 5 — 80 об/мин, С помощью этой машинки наносился слой компаунда типа

ЭКЛБ-10, в котором в качестве основы используется эпоксидная смола ЭД-20.

После нанесения компаунда рамки с ар-матурами помещают в термошкаф с температурой 160 +.15 С и вращают соосно с частотой 30 об/мин в. течение 15 — 20 мин до загустевания слоя.

Выполнение габаритов каплевидного корпуса приборов КД209, КД221 требует трехкратного нанесения слоев эпоксидного компаунда с последующей полимериэацией его при 160 "= 10 С не менее 12 ч. Затем несущие части рамки или гребенки отрезают и на отдельных приборах измеряют электрические параметры и проводят испытания, Для оценки оптимальных режимов нанесения компаунда были проведены специальные опыты. С применением растворителя (карбинола) были изготовлены партии компаунда ЭКЛБ-10 с различным коэффициентом вязкости 1100, 900, 800, 750 и 600 с по ВЗ-4. Константа вязкозиметра, равная 0,008, позволяла переводить данные вязкости в систему СИ и для каждого значения вязкости измерялось значение силы поверхностного натяжения о, что приведено в таблице. Компаунд различной вязкости наносился на арматуру с помощью вышеописанной машинки. При нанесении каждой партии компаунда изменялась скорость нанесения Ча за счет изменения частоты вращения f диска диаметром Dp. До нанесения и после сушки слоя на арматуре с помощью взвешивания измерялась средняя масса m. Затем строилась зависимость

m от Ча для партий компаунда с различной вязкостью (фиг. 4). На указанной зависимости наблюдается участок перегиба, характеризующий начало захвата излишков компаунда при скоростях, больших Чоь Физический смысл скорости Vpi означает, что захватываемая силами вязкого трения масса компаунда является максимальной, которую могут удержать силы поверхностного натяжения на арматуре диаметром О.

Определяя для каждого значения вязкости величину Чо по координате, токи перегиба зависимости на фиг. 4 и по таблице, определяя соответствующее значение о, можно построить зависимость Vp от о/д .

Если принять во внимание. что расчет зависимости Ч от о/у был проведен для случая нормального, к поверхности вязкой

Было проведено исследование по определению зависимости угла от параметров компаунда. Для этого при нанесении каждой партии компаунда измеряли угол а согласно схеме на фиг. 3. Результаты измерений приведены в таблице. При выполнении графика на фиг. 5 было учтено

V@=V@ з!па, где Ча= X fDp -- линейная (А) скорость вращения диска машинки нанесения. Сопоставление линейной зависимости

Чо от о/у на фиг. 5 с линейной зависимостьюю Vo от o/g в формуле (8) дает

tgP=8 " - =5,75+0,6. (9) 30

Эти формулы позволяют рассчитать. значения h® u hT. Диаметр арматуры

D= 1,9 мм, Величина hT может быть измерена по разлому арматуры или при помощи взвешивания слоя компаунда. Измерения дают значения h =- 0,3 мм при 900 с. Тогда, используя формулу (8), определяют. величину пж.

+ hT 1.9 мм.

Такой же размер h® был получен из другого независимого опыта: по наблюдению и

45 измерению максимального размера вспучивания L> Kp компаунда при вытягивании шариков диаметром D=1,9 мм. закрепленных на нити, вытягиваемой из компаунда, согласно схеме на фиг, 6. Поскольку

50 макс=гадж+О, то -макс D

«1ж=

2 (10) Измерение макс вышеописанным способом дает значение макс=5,5 0,5 мм. что соответствует h®=1,8 - 10 . Сопоставляя данные h®, полученные различным путем, можно убедиться, что формула (8) является среды, движения, а на машинке офсетного нанесения компаунда (фиг. 3) движение арматуры относительно поверхности происходит под углом а, то необходимо в формуле

5 (7) ввести поправку, принять Чо;=-Vpisina согласно расположению проекции скорости движения арматуры.

В этом случае формула (7) может быть преобразована в вид

8 (— п1 (8)

О з п а Ч

1661876 общим выражением, связывающим скорость нанесения компаунда при изготовлении корпуса каплевидной формы с его параметрами.

Перед опытной проверкой был изго- 5 товлен компаунд вязкостью 900 с по 83-4.

По формуле (А) была рассчитана частота

f=26,0++.6 об/мин (см. таблицу) вращения диска офсетной машинки нанесения компаунда. На машинке была установлена частота 10

30 об/мин.

На основе изготовления 30000 шт, приборов КД209 и КД221 по предлагаемому режиму нанесения компаунда на арматуру был получен следующий положительный эффект, За 15 счет воспроизводимости габаритов капли, уменьшения склеивания соседних приборов на держателе и уменьшения стекания компаунда на выводы наблюдается уменьшение брака по внешнему виду на 7-9 . 20

Улучшается также воспроизводимость электрических параметров по 1обр, что приводит к увеличению выхода годных на 2-4 .

Формула изобретения 25

Способ изготовления полупроводниковых приборов в пластмассовых корпусах каплевидной формы, включающий офсетное нанесение слоя жидкого компаунда на движущуюся арматуру приборов, установленную параллельно на общем держателе, сушку слоя при вращении держателя вокруг оси, параллельной оси арматуры, отличающийся те.м, что, с целью повышения выхода годных за счет лучшей воспроизводимости габаритов корпуса, скорость движения арматуры выбирают из выражения

I (Ьж -hxЯ О

О э@а 9 где h® — толщина жидкого слоя компаунда. увлекаемого вязким трением, мм;

hT — толщина слоя, удерживаемая силами поверхностного натяжения, мм; — коэффициент вязкости компаунда, Н с/м; о — сила поверхностного натяжения компаунда, Н/м;

Π— диаметр арматуры, мм; а — угол выхода арматуры иэ жидкого компаунда, град.

1661876

Ф б °

° В ° »

° °

° °

g Ya

% б

hy.

° °

Ф Ю

Ф

° 1

° б

° ° °

° ° бб

° r °

° Ь б

° ъ ° °

° °

° °

° ° °

° ° б, ° ф °

° е ° б

° ° ° °

° g P

Риг.1 гдЬые

Ригб2 б б ° б ° ° Е ° а

° ° ° ° б б б r б М °

° б ° ° Г 1 ° g °

Ф ф б Ф

° - ° . - ° ° ° . б,. б ° ° p ° б °

°, ° ° ° ° ° б Ъ ° 1 ° l+ 44 ° Ф Е б

Зм,:

Ф ° б

° ° ,,„ ° ° I ° ° г ° i ° ъ r. > + ° е б ° ° 1 ° Ъ

Ю б б ° б ° ° °

° б °

° 1 °

Ф

° ° ° ° ° ° °

° б ° ° Фс 4 б

° °

1661876 е ° е ° е

° °

° °

° Ъ е ° е е °

° б ° с с °

° °

° °

° °

Ъ а Ъ Ф

° ъ ° а б 4 ° б ° е °

° г

° I

° Ъе ° е ° б Ъ б - еб ° ° В е ъ г ° е «е е ° Ъ, ° с ас ° ° а е а °

° ° ° ф Ъ ° ° ° Е ° ° ° Г ° ° ° Е Е °

) с ° ° ° ° ° ° гс ° °

* °

° а ° ° ° °

° ° с ° б

° а с С ° ° ° е ° ° ° ° а

° ° а

° а ° Ъ а ° ° ° ° г

° °

4 ° ° ° ° » °

° ° г ° е ЪВ °

° ° е °

° Ъа .1 ° 1 г ° ° ° .ъ . ° аъ, а аъ, ° ° ъ ° ° ° 1

ВВ М

° ° ъ . r ° с е В е

° с ° e ° °

° е Ъ

РФ 06

Раг.5

Р2 с

° °

° °

° с

° ° ° с I е ° с ( а. а ъ

° 11 °

° ° ° ъеб

° 1 в агб ° се б

° Ф

g !Ъ е

I (° 1 °

Яц 0

° °

° ° ° е

В(ъ

° е °

l .г )p °

° ° °

«/е e °

° ° °

С Вг ° ° °

° еа ° л

° °

° Ф б ... ° ю

° ° ° °

° Ъ °

1 ъ ° °

° ° ъ а °, ° ° Ъ

° ° ° °

1661876

Составитель Е.Панов

Техред М. Моргентал

Корректор .О. Кравцова

Редактор E.Ïàïï

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

Заказ 2130 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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