Способ стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу


 


Владельцы патента RU 2484550:

Открытое акционерное общество "ОКБ-Планета" (ОАО "ОКБ-Планета") (RU)

Способ стабилизации электрических, загерметизированных в пластмассу. Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано для стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу. Способ стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов содержит посадку полупроводникового кристалла с изготовленной структурой на выводную рамку, разварку проволочных выводов с кристалла на внешние вывода прибора, герметизацию кристалла в пластмассовый корпус, вырубку готового полупроводникового прибора из рамки, а также проведение операций старения, термоциклирования, электротермотренировки и измерения электрических параметров. Вырубленные из рамки готовые полупроводниковые приборы обрабатывают экстрагирующим веществом, содержащим в своем составе частицы с электрическим зарядом, противоположным тому, который имеют ионизированные частицы загрязняющих пластмассовый корпус примесей. Изобретение позволяет исключить дрейф электрических параметров, связанный с электрическим зарядом, который имеют ионизированные частицы загрязняющих пластмассовый корпус примесей. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для изготовления полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу.

Известно много способов стабилизации электрических параметров приборов, загерметизированных в пластмассу. Однако почти все эти способы так или иначе направлены на защиту кристалла, герметизируемого в пластмассу. Это пассивация кристалла диэлектрическими пленками разной толщины и состава или же защита кристалла перед герметизацией тонкими полимерными покрытиями («Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем», А.И.Курносов, В.В.Юдин, Москва, 1986 г.).

Известны также способы, влияющие на все элементы конструкции прибора, как на кристалл, так и на тело пластмассового корпуса. Это термостарение, сушка, термоэлектротренировка, термоциклирование и т.д. (ОСТ В 110219-85 «Приборы полупроводниковые. Методы технологических (отбраковочных) испытаний»).

Однако все эти способы не оказывают никакого влияния на одну из важнейших характеристик пластмассового корпуса - наличие загрязняющих пластмассу ионизированных примесей («Review of Quality and Reliability Handbook», page 68, NEC Electronics Corporation 2005, 2006 Printed in Japan). Количество таких примесей очень невелико (10-9÷10-10%), однако этого вполне достаточно для влияния на поверхностные явления в кристалле (создание инверсионных или обедненных областей). Эти примеси, дрейфуя и перераспределяясь тем или иным способом в процессе наработки, приводят к неконтролируемому изменению инверсионных и обедненных областей на кристалле и, как следствие, к дрейфу электрических параметров (например, токов утечки и коэффициента передачи тока для биполярных транзисторов или напряжения на затворе и крутизны для полевых транзисторов).

Существует способ чистки от загрязняющих вредных химических примесей объема изделий из полимеризованной пластмассы (Заявка на изобретение РФ №94030473 от 17.06.94 г. МПК C08J 7/06, C08L 9/06 «Способ очистки эластомерного изделия от остаточных примесей и эластомерное изделие, очищенное данным способом»), авторы которого - Мишель Де Кроста (SU), Индрэдэд Джегненден (SU).

Суть способа заключается в том, что изделие из пластмассы, которое нужно очистить, помещают в камеру, через которую при определенной температуре под давлением пропускают газообразный или жидкий реагент, который, проникая внутрь объема пластмассы, химически чистит ее от вредных примесей. В данном патенте используется то обстоятельство, что любая пластмасса имеет микропоры, в которые и закачивается чистящий реагент (по терминологии авторов - экстрагирующее вещество).

В качестве экстрагирующих (растворяющих) веществ применяются элементарные газы или сложные органические соединения в виде жидкостей.

Недостаток способа заключается в том, что очистка имеет химическую природу взаимодействия с остаточными вредными веществами в пластмассе. Поэтому такой способ непригоден для удаления загрязняющих одиночных ионизированных частиц, как, например, наиболее распространенных атомов калия, кальция и натрия (K+, Na+, Ca+) и, следовательно, этот способ непригоден для стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов.

Наиболее близким к заявляемому является типовой маршрут изготовления полупроводниковых приборов в пластмассовом корпусе (например, для транзистора 2Т3202А9 это маршрут 7610849 10200.00185), который включает операции посадки полупроводникового кристалла с изготовленной структурой на рамку, разварки проволочных выводов с кристалла на внешние вывода прибора, нанесения защитного покрытия на кристалл, герметизации кристалла в пластмассовый корпус, вырубки готового транзистора из рамки, а также проведение операций старения, термоциклирования, электротермотренировки и измерения электрических параметров.

Недостатком такого маршрута изготовления полупроводниковых приборов в пластмассовом корпусе является отсутствие операции по нейтрализации или удалению загрязняющих пластмассу ионизированных примесей.

Технической задачей предлагаемого изобретения является стабилизация электрических параметров полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу за счет нейтрализации или удаления частиц ионизированных примесей, создающих мигрирующий электрический заряд.

Эта техническая задача решается за счет того, что способ стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу, содержащий посадку полупроводникового кристалла с изготовленной структурой на выводную рамку, разварку проволочных выводов с кристалла на внешние вывода прибора, нанесение защитного покрытия на кристалл, герметизацию кристалла в пластмассовый корпус, вырубку готового полупроводникового прибора из рамки, а также проведение операций старения, термоциклирования, электротермотренировки и измерения электрических параметров, причем после вырубки из рамки готовые полупроводниковые приборы обрабатываются экстрагирующим веществом, содержащим в своем составе частицы с электрическим зарядом, противоположным тому, который имеют ионизированные частицы загрязняющих пластмассовый корпус примесей.

Например, если ионизированными примесями, создающими мигрирующий электрический заряд, являются положительно заряженные ионы калия, кальция и натрия (K+, NA+, Ca+), то экстрагирующее вещество должно иметь в своем составе частицы с отрицательным зарядом.

Технология нейтрализации эффекта миграции ионизированных примесей, создающих электрический заряд, может состоять из одного или двух этапов.

Если экстрагирующее вещество удаляется из пластмассы, то процесс состоит из двух этапов:

- 1-й этап - это насыщение микропор пластмассового корпуса экстрагирующим веществом, мельчайшие частицы которого имеют электрический заряд, противоположный тому, который имеют ионизированные частицы загрязняющих примесей. Делать это нужно, комбинируя всевозможные методы, увеличивающие коэффициент полезного действия конкретного процесса, а именно нагрев, давление и время выдержки.

- 2-й этап - это удаление из микропор пластмассового корпуса экстрагирующего вещества вместе с захваченными ионизированными частицами загрязняющих примесей. Делать это нужно опять же, комбинируя всевозможные методы, увеличивающие коэффициент полезного действия конкретного процесса, а именно нагрев, давление и время выдержки.

Если экстрагирующее вещество просто связывает ионизированные частицы загрязняющих примесей, образуя при этом нейтральные окислы, то процесс состоит из одного этапа:

- насыщение микропор пластмассового корпуса экстрагирующим веществом, мельчайшие частицы которого имеют электрический заряд противоположный тому, который имеют ионизированные частицы загрязняющих примесей с одновременным нагревом для образования нейтральных окислов.

Примеры стабилизации коэффициента передачи тока (h21э) биполярного кремниевого планарно-эпитаксиального СВЧ транзистора КТ3202А9.

Транзистор КТ3202А9 собирается в малогабаритный пластмассовый корпус размером 3,0×1,0×1,3 мм с четырьмя или тремя выводами (См. фотографию).

При испытании на безотказность при температуре +125°С уровень h21э транзистора КТ3202А9 падает в три и более раз, что недопустимо по условиям ТУ.

Согласно предлагаемому изобретению была осуществлена стабилизация коэффициента передачи тока h21э транзистора.

Пример 1. Экстрагирующее вещество - ионизированный кислород (озон).

Обработка транзисторов 2Т3202А9 производится в один этап:

- Насыщение пластмассового корпуса молекулами озона в озонаторе при температуре +100°С, в течение 10 часов.

После обработки приборов при испытании на безотказность при температуре +125°С уровень h21э уменьшается не в три и более раз, а всего на 10÷20%.

Пример 2. Экстрагирующее вещество - пары деионизованной воды.

Как известно, молекула H2O представляет собой электрический диполь, один конец которого заряжен положительно, а другой конец отрицательно. Таким образом молекула воды может адсорбировать ионы примесей как с положительным, так и с отрицательным зарядом. При этом вода должна быть деионизованной т.к. в противном случае она сама будет источником загрязнений.

Обработка транзисторов 2Т3202А9 производится в два этапа:

- Насыщение пластмассового корпуса молекулами деионизованной воды в камере влаги при влажности 95%, температуре +50°С, в течение 96 часов.

- удаление молекул деионизованной H2O с захваченными примесями путем нагрева в термостате при температуре +250°С в течение 4-х часов.

После обработки приборов при испытании на безотказность при +125°С значение h21э сохраняется на прежнем уровне и даже увеличивается на 5÷10%.

Одновременно увеличивается на 10-15% уровень Uкэо и уменьшается уровень Iкэо, что говорит о стабилизации поверхностных состояний рабочей структуры кристалла и приводит к уменьшению дрейфа этих параметров во время эксплуатации прибора.

Таким образом, применение согласно предлагаемому изобретению обработки экстрагирующим веществом, содержащем в своем составе частицы с электрическим зарядом противоположным тому, который имеют ионизированные частицы примесей, загрязняющих пластмассовый корпус, полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу, позволяет исключить дрейф электрических параметров, связанный с электрическим зарядом, который имеют ионизированные частицы загрязняющих пластмассовый корпус примесей, что приводит к стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу.

Способ стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов, содержащий посадку полупроводникового кристалла с изготовленной структурой на выводную рамку, разварку проволочных выводов с кристалла на внешние вывода прибора, герметизацию кристалла в пластмассовый корпус, вырубку готового полупроводникового прибора из рамки, а также проведение операций старения, термоциклирования, электротермотренировки и измерения электрических параметров, отличающийся тем, что после вырубки из рамки готовые полупроводниковые приборы обрабатываются экстрагирующим веществом, содержащим в своем составе частицы с электрическим зарядом, противоположным тому, который имеют ионизированные частицы загрязняющих пластмассовый корпус примесей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии изготовления нелинейных полупроводниковых резисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

Изобретение относится к области термоэлектрического приборостроения и может быть использовано при изготовлении термоэлектрических устройств, основанных на эффектах Пельтье или Зеебека, прежде всего холодильных термоэлектрических устройств, а также термоэлектрических генераторов электроэнергии.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении гибридных микросборок и полупро- водниковых приборов. .

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов, в частности к сборке и пайке кристаллической структуры к кристаллодержателю. .

Изобретение относится к технологическому оборудованию для монтажа радиоэлектронной аппаратуры в условиях особо чистых технологических сред и в вакууме. .

Изобретение относится к технологии монтажа кристаллов бескорпусных транзисторов. Техническим результатом изобретения является повышение качества монтажа кристаллов бескорпусных транзисторов за счет уменьшения пустот в присоединительном слое. Способ вибрационной пайки кристаллов бескорпусных транзисторов заключается в том, что при реализации вибрационной пайки кристаллов бескорпусных транзисторов частота вибрации инструмента на основе незначительного числа экспериментов устанавливается минимизирующей процент пустот в присоединительном слое.

Изобретение относится к технологии производства многокристальных электронных модулей. В способе группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей изготавливают промежуточный носитель с зеркальным изображением знаков совмещения и временных посадочных мест кристаллов на рабочей стороне, закрепляют промежуточный носитель в установке контактной фотолитографии с системой совмещения так, чтобы рабочая сторона носителя была обращена вниз, на рабочий столик под соответствующее временное посадочное место выкладывают кристалл активной стороной вверх, позиционируют кристалл относительно знаков совмещения на промежуточном носителе, доводят его до контакта с носителем и фиксируют за счет адгезии клеевого слоя, повторяют фиксацию для других кристаллов, промежуточный носитель с необходимым набором кристаллов извлекают из установки контактной фотолитографии и фиксируют на заготовке микрокоммутационной платы, затем демонтируют промежуточный носитель с поверхности кристаллов. Технический результат изобретения - повышение технологичности процесса сборки многокристальных электронных модулей и точности позиционирования кристаллов относительно посадочных мест, а также выравнивание плоскостей активных поверхностей кристаллов с плоскостью верхней поверхности микрокоммутационной платы. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технологии присоединения элемента интегральной схемы (чип) к поверхности, которая содержит проводящие рисунки. Технический результат - создание способа и устройства для быстрого, плавного и надежного подключения чипа к печатной проводящей поверхности за счет точечного характера передачи тепла и приложения давления к поверхности в точках контакта. Достигается это тем, что сначала чип (201) нагревают до первой температуры, более низкой, чем температура, которую чип может выдерживать без повреждения под действием тепла. Нагретый чип прижимают к печатной проводящей поверхности с первым прижимающим усилием. Совместного воздействия первой температуры и первого прижимающего усилия достаточно для того, чтобы, по меньшей мере, частично расплавить материал печатной проводящей поверхности и/или соответствующей точки контакта на чипе (205, 206). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для поверхностного монтажа микроэлектронных компонентов в многокристальные модули, микросборки и модули с внутренним монтажом компонентов. Технический результат - уменьшение трудоемкости и повышение надежности микроэлектронных узлов, снижение их массогабаритных параметров. Достигается тем, что в металлической круглой пластине по заданным координатам формируют отверстия под бескорпусные кристаллы. На одну из внешних поверхностей металлической круглой пластины натягивают липкую ленту липкой стороной внутрь пластины. Бескорпусные кристаллы устанавливают по заданным координатам контактными площадками на поверхность липкой ленты, герметизируют, отделяют липкую ленту. Наносят полиимидный фотолак, формируют в нем отверстия. Проводят коммутацию методом вакуумного напыления металлов через тонкую съемную маску или используют процессы фотолитографии после вакуумно-плазменного осаждения металлов. Повторно наносят слой диэлектрика и формируют в нем окна. Наносят последний слой металлизации, формируют коммутацию с контактными площадками и устанавливают чип компоненты. 7 ил.

Изобретение относится к бесконтактному переносу и сборке компонентов с использованием лазера. В способе избирательного лазерно-стимулированного переноса кристаллов перенос с прозрачного для лазерного излучения носителя на приемную подложку осуществляют на основе режима образования вздутия многослойного динамически отделяющегося слоя при облучении сфокусированным лазерным импульсом(ами) с низкой энергией, в результате чего вздутие вызывает перенос изделия. Такое перемещение дает точные результаты по расположению с незначительным боковым и угловым смещением. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 9 ил, 1 табл.
Наверх