RU2039397C1

RU2039397C1 - Microassembly manufacturing process

Info

Publication number: RU2039397C1
Authority: RU
Inventors: Людмила Георгиевна Царева
Original assignee: Людмила Георгиевна Царева
Priority date: 1992-06-08
Filing date: 1992-06-08
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: electronic engineering. SUBSTANCE: in order to protect components against chemically active agents, to carry out local analysis of defective components while maintaining them in working condition, functional semiconductor device is potted in compound having the following composition, mass percent: rholivsan 60-70; aromatic solvents 30-33, followed by curing at (20 ± 10) C for 2 h; for local analysis of defective components while maintaining their functioning ability, this compound is introduced while opening area required for procedure. EFFECT: facilitated procedure, improved protection against chemically active agents. 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электронной технике, в частности к технике поверхностного монтажа компонентов. The invention relates to electronic equipment, in particular to the technique of surface mounting of components.

Широко распространен способ изготовления п/п устройств в виде микросборок без использования защитных покрытий. Недостаток способа частая потеря работоспособности микросборок вследствие обрыва внутренних выводов (отлипание термокомпрессионных точек от п/п структуры). A widespread method of manufacturing p / p devices in the form of microassemblies without the use of protective coatings. The disadvantage of this method is the frequent loss of performance of the microassemblies due to the breakdown of the internal terminals (sticking of the thermocompression points from the p / p structure).

Известен технологический маршрут производства микросборок [1] недостатком которого является монтаж навесных активных компонентов в виде открытых п/п кристаллов, что приводит к повышению брака по электропараметрам, повышению требований к чистоте и повышению категории условий производства и производительности труда. There is a known technological route for the production of microassemblies [1], the disadvantage of which is the installation of mounted active components in the form of open semi-crystalline crystals, which leads to an increase in rejects by electrical parameters, higher requirements for cleanliness and an increase in the category of production conditions and labor productivity.

Известно, что платы с транзисторами в пластмассовых корпусах при использовании в аппаратуре, эксплуатирующейся в условиях повышенной влажности, покрывают тремя слоями лака. It is known that boards with transistors in plastic cases, when used in equipment operating in conditions of high humidity, are coated with three layers of varnish.

Для защиты плат с транзисторами от воздействия агрессивной среды и влаги применяется лак УР-237 (ТУ 6-10-863-79) или ЭП-730 (см. ГОСТ 20824-75). Недостатком этих лаков является невысокая влагостойкость. To protect circuit boards with transistors from the effects of aggressive environment and moisture, varnish UR-237 (TU 6-10-863-79) or EP-730 (see GOST 20824-75) is used. The disadvantage of these varnishes is low moisture resistance.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является способ, включающий сначала нанесение на коммутационные платы методом трафаретной печати припойной пасты, затем позиционирование дискретных компонентов и ИС в пластмассовых корпусах и монтаж [2] Недостатком способа является возникновение внутренних напряжений в различных элементах конструкции вследствие различия коэффициентов термического расширения материалов и в дальнейшем попадание влаги, приводящей к выводу микросборки в брак. The closest in technical essence and the achieved positive effect to the invention is a method comprising first applying solder paste to the printed circuit boards by screen printing, then positioning the discrete components and ICs in plastic cases and mounting [2] The disadvantage of this method is the occurrence of internal stresses in various structural elements due to the difference in the coefficients of thermal expansion of materials and the subsequent ingress of moisture, leading to the conclusion of the microassembly in the marriage .

Целью изобретения является защита компонентов от воздействия агрессивных сред, проведение локального анализа дефектных компонентов при сохранности их функционирования. The aim of the invention is to protect components from exposure to aggressive environments, conducting a local analysis of defective components while maintaining their functioning.

Поставленная цель достигается тем, что для функционирующего полупроводникового устройства заливку проводят компаундом, состоящим из следующих ингредиентов, мас. роливсан 67-70; ароматические растворители 30-33 с последующим отверждением при + 200±10^оС, в течение 2 ч, а для проведения локального анализа дефектных компонентов при сохранении их функционирования заливку этим компаундом проводят с выделением необходимой для вскрытия области.This goal is achieved in that for a functioning semiconductor device, pouring is carried out with a compound consisting of the following ingredients, wt. rolivsan 67-70; aromatic solvents 30-33, followed by curing at + 200 ± 10 ^о С, for 2 hours, and to carry out a local analysis of defective components while maintaining their functioning, this compound is filled with the allocation of the area necessary for opening.

На фиг.1 представлена схема расположения полупроводниковых диодов, транзисторов, а также резисторов и емкостей на плате микросборки, где
1 плата микросборки;
2 транзистор в пластмассовой опрессовке типа Sot-23;
3 полупроводниковый диод в пластмассовой опрессовке типа Sot-23;
4 тонкопленочный резистор;
5 емкость пленочного исполнения;
6 контактные площадки.Figure 1 shows the arrangement of semiconductor diodes, transistors, as well as resistors and capacitors on the microassembly board, where
1 micro-assembly board;
2 transistor in plastic crimping type Sot-23;
3 semiconductor diode in plastic crimping type Sot-23;
4 thin film resistor;
5 film performance capacity;
6 contact pads.

на фиг.2 термоциклограмма, фиксирующая периодическую смену температур от (+85)^оС до (-40)^оС в камере циклирования температур; на фиг.3 полупроводниковый прибор с гибкими выводами; на фиг.4 сборочный чертеж бескорпусного транзистора, где
1 керамическая подложка;
2 золоченная площадка для посадки кристалла;
3 полупроводниковый кристалл;
4 вывод базы;
5 вывод коллектора;
6 вывод эмиттера.figure 2 thermocycogram, fixing a periodic change in temperature from (+85) ^о С to (-40) ^о С in the temperature cycling chamber; figure 3 semiconductor device with flexible leads; figure 4 assembly drawing of a transistor-free transistor, where
1 ceramic substrate;
2 gilded crystal landing area;
3 semiconductor crystal;
4 output base;
5 collector output;
6 output emitter.

Опробование подтверждается следующими примерами. Testing is confirmed by the following examples.

В первом примере опробование проведено на микросборке (фиг.1), где использована вакуумплотная керамическая плата, на которую после нанесения лудящей пасты типа М9201 были напаяны компоненты, присоединены провода, обрезана выводная лента, нанесено защитное покрытие на всю поверхность микросборки окунанием платы в компаунд с последующим отверждением при (+ 200)^оС±10^оС в течение 2 ч.In the first example, testing was carried out on a microassembly (Fig. 1), where a vacuum-tight ceramic board was used, on which components were soldered after applying tin paste type M9201, wires were attached, the output tape was cut, a protective coating was applied to the entire surface of the microassembly by dipping the board into a compound with followed by curing at (+ 200) ^{° C} ± 10 ^{° C} for 2 hours.

Для проверки надежности защитного покрытия, в том числе и влагостойкости, приборы были подвергнуты воздействию органических растворителей кислот и термоциклированию. Данные по проведению испытаний на воздействие органических растворителей и кислот приведены в таблице. To check the reliability of the protective coating, including moisture resistance, the devices were exposed to organic solvents of acids and thermal cycling. Data on tests for the effects of organic solvents and acids are given in the table.

Термоциклирование проведено в камере циклирования по циклограмме, представленный на фиг. 2, с предварительной проверкой микросборки на функционирование. Thermal cycling was carried out in a cyclic chamber according to the cyclogram shown in FIG. 2, with a preliminary check of the microassembly for operation.

Контроль электропараметров после термоциклирования показал отсутствие токов утечек p-n-переходов диодов и транзисторов и стабильную малую величину обратных токов компонентов. The control of electric parameters after thermal cycling showed the absence of leakage currents of pn junctions of diodes and transistors and a stable small value of the reverse currents of the components.

Во втором примере продемонстрировано использование заявленного компаунда на кристаллах транзисторов бескорпусных приборов. К базовой, эмиттерной и коллекторной областям п/п кристалла с транзисторной структурой методом термокомпрессии присоединяются 3 гибких проволочных вывода. Поверхность кристалла и термокомпрессионные соединения защищают от воздействия внешней среды компаундом, отвержденным в термостате при 200±10^оС в течение 2 ч (см. фиг. 3). Далее бескорпусный прибор прикрепляется спирто-канифольным флюсом к стеклянной площадке "ножки", являющейся своеобразной тарой-спутником прибора, а концы выводов припаиваются к траверзам. "Ножку" прикрывают колпачком из капроновой смолы (см. фиг.4).The second example demonstrates the use of the claimed compound on the crystals of transistors of housing units. Three flexible wire leads are connected to the base, emitter, and collector regions of the p / p crystal with a transistor structure by the method of thermocompression. The crystal surface and thermocompression bonding protected from exposure to ambient compound, cured in an oven at 200 ± 10 ^{° C} for 2 hours (see. FIG. 3). Next, the open-frame device is attached with an alcohol-rosin flux to the glass platform of the “leg”, which is a kind of satellite container of the device, and the ends of the terminals are soldered to the beam. The "leg" is covered with a cap of nylon resin (see figure 4).

Влагостойкость защитного покрытия проверена с помощью операции термоциклирования испытанием приборов на воздействие изменения температуры среды: повышенной и пониженной. Приборы, опрессованные в Sot-23, подвергли воздействию 3-х циклов с продолжительностью выдержки в камере тепла и в камере холода при Т₁ ±85^оС и Т₂ (-60)^оС по 30 мин и с временем переноса приборов из камеры в камеру в 1 мин. В результате проведенного испытания обратные токи перехода коллектор-база остались в пределах нормы.The moisture resistance of the protective coating was checked using the thermal cycling operation by testing the instruments for the effects of changes in ambient temperature: increased and decreased. The devices pressed in Sot-23 were exposed to 3 cycles with a duration of exposure in the heat chamber and in the cold chamber at T ₁ ± 85 ^о С and Т ₂ (-60) ^о С for 30 min and with the time of transferring the devices from the chamber into the camera in 1 min. As a result of the test, the reverse collector-base junction currents remained within the normal range.

Дополнительно проверена влагостойкость защитного покрытия испытанием прибора на воздействие влаги при влажности среды 93% и Т +40^оС в течение четырех суток, которое обычно проводится для приборов, монтируемых в металло-стеклянный корпус.Additionally tested test the water resistance of the protective coating device on exposure to moisture at 93% humidity and T 40 ^{° C} for four days, which is usually carried out for devices mounted in the metal-glass body.

В результате этого испытания обратные токи перехода коллектор-база остались в пределах нормы. As a result of this test, the reverse collector-base junction currents remained within the normal range.

В 3-м примере продемонстрировано использование компаунда при заливке приборов, опрессованных пластмассой, для проведения локального анализа дефектных компонентов при сохранении их функционирования. The 3rd example demonstrates the use of a compound when pouring devices pressed with plastic to conduct a local analysis of defective components while maintaining their functioning.

Для приборов, опрессованных пластмассовой по типу Sot-23, Sot-89 (вследствие малости их размеров) предварительно производят распайку приборов в корпус типа КТ-2, герметизацию, затем частичное спиливание колпачка и пластмассы, заливку компаундом прибора с выделением на поверхности мест травления. Сушку компаунда производят при 200±10^оС в течение 2 ч. Вскрытие дефектных областей прибора производят в обезвоженной серной кислоте до стравливания пластмассы в незащищенных компаундом местах благодаря высокой стойкости компаунда к кислотам, в том числе к серной кислоте.For devices pressed with plastic according to the type Sot-23, Sot-89 (due to their small size), the devices are first soldered into a КТ-2 type case, sealed, then partially cap and plastic are sawn off, filled with the compound of the device and the places of etching are highlighted on the surface. The compound is dried at 200 ± 10 ^о С for 2 hours. The opening of the defective areas of the device is carried out in anhydrous sulfuric acid until the plastic is etched in places unprotected by the compound due to the high resistance of the compound to acids, including sulfuric acid.

Приборы, опресованные пластмассой, обволакиваются компаундом аналогично, но без распайки во вспомогательный корпус. Таким образом, локально вскрытые с помощью компаунда приборы сохраняют способность функционирования, необходимую при проведении тщательного анализа отказавших в результате испытаний и эксплуатации приборов. Devices pressurized with plastic are enveloped with the compound in the same way, but without soldering into the auxiliary housing. Thus, locally opened devices using a compound retain the ability to function, which is necessary when conducting a thorough analysis of failed devices as a result of testing and operation.

Применение компаунда в качестве защиты кристаллов бескорпусных приборов дает возможность повысить процент выхода годных на стадии изготовления и увеличить срок эксплуатации приборов. The use of the compound as a protection for crystals of unpacked devices makes it possible to increase the percentage of yield at the manufacturing stage and increase the life of the devices.

Применение компаунда в качестве защиты микросборок позволяет обеспечить влагостойкую и кислотостойкую их защиту от воздействия агрессивной среды и исключить брак по э/параметрам как в техническом цикле, так и в эксплуатации. The use of the compound as a protection for microassemblies allows to provide their moisture and acid resistant protection against aggressive environments and to exclude marriage by electronic parameters both in the technical cycle and in operation.

Claims

METHOD FOR MANUFACTURING MICRO ASSEMBLY, including applying a compound layer to semiconductor devices and electrical elements, mounting a semiconductor device and electrical elements with a compound layer applied to them on the base and pouring the base with semiconductor devices and radio-electronic elements, a protective compound, characterized in that the electrical conductors are used for filling the base use a compound in the following ratio of components, wt.

Rolivsan 67 70
Aromatic solvents 30 33
and after pouring the base with semiconductor devices and electrical elements, curing is carried out at a temperature of (200 ± 10) ^o С for 2 hours