Способ изготовления полупроводникового прибора

 

Сущность изобретения: в качестве защитного покрытия кристаллы используют композицию при следующем соотношении компонентов, в %: роливсан 90 - 94, малеиновый ангидрид 2 - 3, ароматические растворители 4 - 7. Отверждение ведут путем термообработки при Т = 190 - 210^oC в течение времени, равном 20,1 ч. В качестве ароматических растворителей используют соединения из ряда, включающего бензол, толуол или их смеси. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к микроэлектронной технике, в частности к технологии изготовления микроэлектронных сборок, интегральных микросхем и других приборов в пластмассовых корпусах с использованием защитного покрытия кристалла для улучшения герметизации.

Известен способ изготовления полупроводниковых приборов, в частности ИМС (БИМС), когда за основу берется коваровая рамка с выводами, позолоченными в тех местах, где с помощью эвтектического сплава прикрепляется кристалл, привариваются вывода (1).

Недостатком способа является беспрепятственное проникновение влаги и загрязняющих примесей до поверхности кристалла через поры в пластмассе или вдоль поверхности раздела между пластмассой и гибкими металлическими выводами, траверзами или того и другого одновременно с последующей коррозией металлизации и выхода прибора из строя.

Широко распространенным среди жидких компаундов является компаунд СИЭЛ 159-230(2), представляющий собой смесь низкомолекулярного каучука МВК-3 и олигометилгидриддеметилсилоксана, который отверждается при Т 17010^oC в течение 6 ч после введения катализатора и образуют "резиноподобную шапку".

Недостатком способа изготовления полупроводникового прибора с использованием "жидких компаундов" в качестве защитного покрытия кристаллов перед опрессовкой пластмассой является: высокое содержание примесей, влияющих на величину заряда и его стабильность как при повышенных, так и при комнатных температурах, или вовсе неконтролируемое содержание примесей; слабые влагостойкость и кислотостойкость.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ защиты полупроводниковых приборов перед герметизацией (3).

Недостаток способа заключается в длительном отверждении компаунда, разработке специального оборудования для его сушки, способного обеспечить задание температуры в сушильном шкафу, повышающейся со скоростью 20^oC/час.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности защитного покрытия кристалла.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве материала защитного покрытия используют композицию при следующем соотношении ингредиентов, мас.

роливсан 90 94 малеиновый ангидрид 2 3 ароматические растворители 4 7 нагрев осуществляется до 190 210^oC, а выдержку проводят в течение 1,9 2,1 ч. В качестве ароматических растворителей используют соединение из ряда включающего бензол, толуол или их смеси.

Малеиновый ангидрид вводится в композицию непосредственно перед использованием и служит ускорителем отверждения компаунда.

Компаунд обладает рядом ценных свойств: цементирующая способность при 1205^oC не менее 2,3 кгс; удельное объемное электрическое сопротивление при +15 -35^oC не менее 10¹⁵ Омсм, +1802^oC не менее 10¹³ Омсм; высокая электрическая прочность.

Состав компаунда подбирается по скорости полимеризации, определяемого через время желатинизации. Для доказательства положительного эффекта в указанных диапазонах, роливсан 94, малеиновый ангидрид 2, толуол 4 были проведены испытания по установлению оптимального времени желанизации в зависимости от содержания малеинового ангидрида (МА) и температуры.

После отверждения компаунда производится опрессовка пластмассой с последующим разделением на отдельные приборы и измерением электропараметров.

В качестве примера было взято изготовление транзисторных сборок в следующей последовательности технологических операций;
сборка приборов на выводной рамке;
подготовка компаунда в следующем соотношении компонентов роливсан МВ-1 94- или 1000 ч. малеиновый ангидрид 2% или 19 ч. толуол 4% или 42 ч.

проведение операции "нанесения защитного покрытия";
отверждение компаунда при +20010^oC в течение 20,1 ч;
герметизация пластмассовых корпусов, облуживание выводов;
отмывка;
измерение электропараметров.

Так как в пластмассовых корпусах влага и загрязняющие примеси проникают на поверхность кристаллов через поры в пластмассе или вдоль поверхности раздела между ней и гибкими выводами, траверзами, были проведены испытания:
на влагостойкость в камере тепла и влаги в течение 4 сут (кратковременное воздействие) и в течение 21 сут (длительное воздействие) в режиме 403^oC, влажность 98%
на стойкость к воздействию флюсов:
на термоциклирование при -603^oC, +853^oC с количеством циклов 10, длительностью одного цикла в течение 1 ч и с измерением электропараметров, спустя 2 часа после выдержки при комнатной температуре;
термоэлектротренировка при +85^oC, И_св 12B, T_c 6,3 мА, время 24 ч;
контрольный прогон в режиме испытаний на надежность: T +85^oC3^oC, И_св 12B, I_c 6,3 мА, время 168 ч.

Благодаря использованию в процессе изготовления транзисторной сборки, микросхем и других полупроводниковых приборов одностадийного непродолжительного отверждения защитного покрытия в сравнении с наиболее прогрессивными техническими решениями в этой области, существенно повышается производительность труда и процент годных приборов при сравнительно низких экономических затратах на используемые материалы.

Формула изобретения

1. Способ изготовления полупроводникового прибора, включающий изготовление полупроводникового кристалла, напайку кристалла на выводную рамку, нанесение на поверхность кристалла материала защитного покрытия, содержащего роливсан, его отверждение путем нагрева и выдержки и опрессовку пластмассой, отличающийся тем, что в качестве материала защитного покрытия используют композицию при следующем соотношения ингредиентов, мас.

Роливсан 90 94
Малеиновый ангидрид 2 3
Ароматические растворители 4 7
нагрев осуществляют до 190 210 ^oС, а выдержку проводят в течение 1,9 2,1 ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ароматических растворителей используют соединения из ряда, включающего бензол, толуол или их смеси.

РИСУНКИ

Рисунок 1