Файл: Методы стабилизации параметров полупроводниковых приборов [сборник статей]..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.10.2024
Просмотров: 38
Скачиваний: 0
сколько улучшает диэлектрические свойства лака, т. е. плас тифицированный лак КО-815 по своим диэлектрическим свойствам может использоваться в качестве электроизоля ционного покрытия.
В дальнейшем определялась эффективность защиты крем ниевых приборов пластифицированным лаком КО-815. Для сравнения к каждой опытной партии бралась контрольная, защищенная лаком КО-85. Затем опытные и контрольные приборы проходили все операции по технологическому циклу. Качество контролировалось по уровням обратных токов и величинам коэффициентов усиления. Результаты испытаний показали, что после лакировки коэффициент усиления в опытной и контрольной партиях почти не изменяется, а зна чения обратных токов уменьшаются в разной степени. Одна ко перед циклированием (при распределении по группам) в опытной партии выход приборов высшей группы почти на
10% выше,„чем |
в контрольной. После термоциклирования |
и выдержки при |
130°С в течение трех суток выход годных |
Рисунок. Зависимость отношения параметров опытной
партии к контрольной от количества пластификатора; выход годных: после лакировки (1), до циклов (2), после циклов (3), после выдержки при 130° С (4)
23
приборов в опытных партиях также выше, чем в контроль ных. Стабильность опытной партии остается на уровне конт рольной и укладывается в плановый процент выхода.
Некоторые характеристики приборов представлены гра фически (см. рисунок). Анализ* графических зависимостей показал, что добавление пластификатора в количестве до 10% улучшает некоторые параметры, связанные с механи ческими свойствами защитной пленки, но ухудшает пара метры приборов после выдержки при 130°С. Оптимальным количеством пластификатора следует считать 5%.
ВЫ В О Д Ы
1.Изучено влияние некоторых пластификаторов на свой ства пленок лака КО-815.
2.Показана возможность замены лака КО-85, приме няемого в производстве, лаком КО-815, пластифицированным
5% ди(гептилоксиметил)дифенилметана.
ЛИ Т Е Р А Т У Р А
1.Пат. США, кл. 317—234, № 3066248. — Сб. «Методы защиты по
верхности р—п-переходов», вып. 2. М., ЦНИИЭлектроника, |
1972, с, |
3. |
|||
2. Пат. США, кл. 317—234, № |
3296503. — Сб. «Методы защиты по |
||||
верхности р—п-переходов», вып. 2, |
М., ЦНИИЭлектроника, 1972, с, 3. |
по |
|||
3. Пат. Франц., кл. Н011, № |
1235004. — Сб. «Методы |
защиты |
|||
верхности р—п-переходов», вып. 2, |
М., ЦНИИЭлектроника, 1972, с. 5. |
|
|||
4. |
Пат. ФРГ, кл. 21—11102, № 1012378. — Сб. «Методы защиты по |
||||
верхности р—п-переходов», вып. 2, |
М., ЦНИИЭлектроника, 1972, с. 7. |
|
|||
5. |
Пат. Англ., кл. Н1К, № |
100737. — Сб. «Методы защиты поверх |
|||
ности |
р—п-переходов», вып. 2, |
М., |
ЦНИИЭлектроника, 1972, |
с. 4. |
|
6.Пат. Франц., кл. НОИ, № 1374323. — Сб. «Методы защиты поверх ности р—п-переходов», вып. 2, М., ЦНИИЭлектроника, 1972, с. 6.
7.Пат. Англ., кл. Н1К, № 1061243. — Сб.'«Методы защиты поверх ности р—п-переходов», вып. 2, М., ЦНИИЭлектроника, 1972, с. 4.
8. |
С м и р н о в Г. А., В е р х о л а н ц е в В,- В. «Лакокрас. мат. и их |
||
примен.», 1, |
73 |
(1968). |
|
9. |
Т и н |
и у с |
К. Пластификаторы. М.—Л., ИЛ, 1964. |
ТЕРМОСТАРЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ
И. И. ЮКЕЛЬСОН, Л. В. КОНДОВА |
|
||
На некоторых операциях |
производства полупроводнико |
||
вых приборов |
используются |
высокомолекулярные соедине |
|
ния — лаки, компаунды, |
герметизирующие |
материалы. |
|
К наиболее |
распространенным полимерным |
материалам, |
применяемым для защиты и стабилизации поверхности по лупроводника, относятся эпоксидные и кремнийорганические. Они обладают ценными свойствами — хорошая адгезия к материалу подложки, высокие механические и диэлектри ческие характеристики. Разнообразие предлагаемых защит ных композиций иногда затрудняет выбор оптимального по крытия. При этом не всегда можно руководствоваться толь ко характеристиками полимерного материала, так как поли мерная пленка с подложкой образует систему, которая в дальнейшем и определяет защитные или стабилизирующие свойства материала.
При изучении причин брака приборов нами установлено, что в процессе эксплуатации выход из строя приборов на блюдается иногда за счет обрыва проводников. По-видимо му, некоторую роль при этом играют внутренние напряжения, возникающие в пленке, защищающей место приварки про водников к траверсе. При этом происходит деформация и разрушение покрытия.
Существует несколько методов определения устойчивости органических покрытий к разрушению: термомеханический, консольный и оптический.
Исследованиями [1] установлено, что причиной растрески вания покрытий и отслаивания от подложки являются внут ренние напряжения, возникающие на стадии формирования пленки и ее старения. Величина внутренних напряжений за висит от природы пленкообразующего, растворителя и ус
25
ловий формирования и эксплуатации пленки. В результате детального исследования герметизирующей способности эпо ксидной смолы установлено, что при затвердевании внут ренние механические напряжения могут достигать 1000— 1500 кг/см2 [2]. Напряжения, возникающие при формирова нии пленок, с течением времени могут уменьшаться за счет релаксации или увеличиваться под влиянием старения.
Адгезия характеризуется величиной отрыва покрытия от подложки. В процессе эксплуатации пленки адгезия ее к подложке может значительно ухудшаться.
Методы определения стойкости пленки к разрушению, применяемые в лакокрасочной промышленности, из-за своей специфичности в полупроводниковом производстве исполь зоваться не могут.
В работе [3] предприняты попытки предварительного оп ределения пригодности смол для герметизации интегральных схем, приведены основные характеристики влагопроницаемости и способности к влагопоглощению.
Нами предложена предварительная оценка полимерных пленок, используемых для защиты полупроводников, по вре мени их разрушения под действием тепла, света и влаги (термостарение полимеров).
Старение полимеров — процесс, при котором под влия нием различных факторов изменяется их состав и структура, ухудшаются механические и электрические свойства. Термо окисление полимеров инициируется под влиянием тепла и света; это цепная реакция с вырожденным разветвлением. Особенно разрушительно совместное действие воды и света: свет ускоряет окислительные процессы, а вода вызывает рас пад С—С-связей окисленных соединений и вымывает продук ты деструкции.
Для определения защитных свойств покрытий, работаю щих в условиях тропического климата, разработана методи ка испытаний стойкости пленки к влажному облучению [4]. При этом на полимерную пленку одновременно действуют повышенная температура, влага и УФ-облучение, т. е. ' про исходит ускоренное старение покрытия. Мы исследовали воз можность предварительной оценки полимерных покрытий, используемых для защиты полупроводников, по стойкости к влажному облучению. Приготовленные для этого образцы (пластины кремния с высушенным покрытием — ФЛ-32, ЭП-074, фенилон 4-С) помещалли в ванну с дистиллированной водой: температура ванны 50°С, Над пластинами ставили
26
Механические свойства пленок
|
|
|
|
ФЛ■ |
-32 |
Характеристики |
3 |
|
|
|
|
К |
|
|
|
||
|
|
У |
|
через 1час |
через 2час |
|
|
^ (г |
|||
|
|
я |
К |
|
|
|
|
О |
х |
|
|
Прочность на удар, кг-см% |
50 |
|
50 |
45 |
|
не менее |
|
|
|||
Прочность па изгиб, мм. |
1 |
|
1 |
1 |
|
не более |
|
|
|||
Твердость по М-3 |
не менее |
0,6 |
0,6 |
0,65 |
|
Адгезия по методу |
треуголь |
|
|
|
|
ника |
|
X |
|
ск |
сг |
|
|
|
х |
ез |
|
|
|
3 |
|
3 |
3 |
|
|
О |
|
О |
о |
|
|
Он |
|
о. |
о. |
|
|
о |
|
о |
о |
|
|
|
|
X |
•< |
i |
|
|
i ; |
|
ЭГ1-074 |
|
||
■ .. |
кг с о |
ОДиспытаний |
|
через 1час |
через |
2час |
||
|
СО |
|
|
|
|
|
|
|
|
<D |
У |
|
|
|
|
|
|
|
а . |
а* |
|
|
|
|
|
|
|
а> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
40 |
|
|
50 |
|
20 |
|
0 |
|
3 |
|
|
1 |
|
10 |
— |
|
|
0,65 |
0,6 |
|
0,7 |
0 |
|
||
|
к |
|
ск |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
из |
О |
|
||
|
со |
|
|
|
|
ь- |
|
|
|
3 |
|
а |
х |
|
Ь |
<у КК |
|
|
|
CJ О |
Си Я |
•2 |
||||
|
о |
|
о |
|
f- Я |
• Н X |
Я |
|
|
о. |
|
о. |
о <Dгг |
О ЯЗ |
|
||
|
о |
|
о |
н х |
О |
х —2 |
||
|
*5 |
|
X |
о а |
X |
Си^ |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
|
!\ |
I |
I| |
Фенилон 4-С |
|
||
через |
3 час |
|
до испытаний |
через 1 час |
через 2 час |
--------- через 3 час |
|
|
|
50 |
40 |
35 |
^ ° |
- |
- |
|
1 |
1 |
3 |
ч' |
|
|
|
0,7 |
0,7 |
0.75 |
^ § |
|
|
|
X |
X |
X |
1/3 |
|
|
|
слегка отслаизается |
|||
|
|
|
3 |
X |
X |
|
г |
|
о |
О |
о |
|
|
* |
|
|
о. |
а. |
О |
|
|
|
о |
о |
|
лампу Г1РК.-2 на расстоянии 20'см. Через определенные про межутки времени пластины вынимались, осматривались, за мерялись. их механические свойства (прочность на удар, из гиб, адгезия, твердость). Пластины держали под лампой до разрушения покрытия. Результаты испытаний механичес ких свойств лаковых пленок представлены в таблице.
Как видно из таблицы, лучше всех сохраняет свои свой ства фторопластовая пленка. После 3 час испытаний внеш ний вид и механические свойства пленки не изменились. Эти выводы подтвердились результатами испытаний лаков на приборах. Алюминиевые’ траверсы с припаянными проводни ками ■были покрыты исследуемыми лаками: ФЛ-32, ЭП-074 и фенилоном 4-С (каждая партия по 10 штук). Просушен ные приборы испытывались по той же методике, что и пласти ны. Через определенное время траверсы вынимались и о с матривались. В результате осмотра оказалось, что у прибо ров, покрытых лаком ЭП-074, обрыв проводников произо шел через 30 мин, фенилоном 4-С — через 2 час, а в прибо
рах, защищенных |
ФЛ-32, через 3 час обрыва |
проводни |
|||
ков не наблюдалось. Хорошее |
совпадение |
стойкости поли |
|||
мерных пленок к |
влажному |
облучению |
и |
их |
защитных |
свойств в полупроводниковых |
приборах дает |
возможность |
предварительно оценивать пригодность этих материалов для полупроводникового производства.
1 ВЫВОДЫ
Разработана методика предварительной оценки полимер ных покрытий, основанная на стойкости их к влажному об лучению. Показана зависимость защитных свойств пленок в полупроводниковых приборах от стойкости их к термоста рению.
ЛИТЕРАТУРА
1. Я к у б о в и ч |
С. Я. Жури. Всесоюзн. |
Менделеевск. о-ва, |
12, 4 |
||||
(1967). |
Й о с и н а р и, |
У э т а к э Таким, |
С а й т о Т а к э о |
||||
2. К у б о т а |
|||||||
«Кэнкю дзуцуёка |
хокаку. Elec. Commun. Lab. Techn. I», |
20, № 4, |
983 — |
||||
1003 (1971), РЖ «Электроника нее применение», 1971, |
11Б558. |
(1971), |
|||||
3. С у г а в а р а |
К а д з у о . |
«Дэнси Тэмбо», |
8, № |
4, |
115—119 |
РЖ «Радиотехника», 1971, 9В353.
4. Технические условия на лакокрасочные материалы. М., Госхимиздат, 1969.
ЗАЩИТА ТРАВЕРС НОЖЕК КРЕМНИЕВЫХ ПРИБОРОВ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОЙ ЭМАЛЬЮ ЭП-9!
В. В. ЧЕРНЫШОВ, А. А. ПРОШКИНА, Л. А. ПЕВГОВА, Е. В. ВОЛЬНОВА
Предварительными исследованиями нами было установле но, что нарушение Контакта внутрисхемных соединений про исходит в результате коррозии в месте сварки алюминиевой проволоки с золоченой траверсой, вызываемой малейшим наличием влаги в окружающей среде. Поэтому наряду с различными технологическими, приемами, обеспечивающими сборку в ’осушенной газовой среде, герметичность корпусов, обработку ингибиторами коррозии, возникает необходимость в дополнительной защите сварных соединений от воздей-
Рис. 1. Гистограмма распределения приборов по коэффи
циенту усиления Р при циклировании: ЭП-91 (1) и ЭП-96 (2)
29