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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

^

 

 

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