Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Контроль качества монтажа кристаллов.





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Качество паяных соединений контролируют различными методами, например, с помощью холестерических жидких кристаллов – веществ, изменяющих свой цвет под воздействием температуры. Участки изменения цвета соответствуют расположению дефектов монтажа полупроводникового кристалла. После испытаний жидкий кристалл удаляется с поверхности –стирается или прополаскивается в этиловом спирте.

Обнаружение дефектов монтажа кристаллов пайкой возможно с помощью инфракрасного излучения. Направляя на исследуемую поверхность радиометр, можно на телевизионном экране наблюдать термограмму. Характер дефектов и место их расположения определяют сравнением термограммы с эталонным образцом.

В технологии производства полупроводниковых ИЭТ при оценке качества монтажа кристалла к основанию корпуса иногда используют разрушающий метод, заключающийся в том, что кристалл с помощью специального приспособления механически отделяют от монтажной поверхности. Испытания на сдвиг кристаллов проводят по методике, изложенной в ОСТ 11.073.013-83. При этом определяют прочность соединения кристалла с поверхностью, также исследуют состояние поверхности коллекторной стороны кристалла и монтажной площадки корпуса на предмет наличия пор, зон объемного взаимодействия контактируемых участков.

При отработке новой технологии пайки кристаллов к основаниям корпусов необходимо проводить исследования качества паяных соединений по поперечным шлифам. Под микроскопом при необходимом увеличении можно зафиксировать не только наличие непропаев и различных включений в паяном шве, но и оценить качество адгезии пленочной металлизации с кристаллом и основанием корпуса.

Следует отметить, что разрушающий метод имеет следующие недостатки: происходит разрушение прибора, занимает много времени и не дает количественной оценки качества соединения кристалла с монтажной площадкой корпуса.

К неразрушающим методам, широко используемым в практике, можно отнести рентгенографическое исследование и проверку теплового сопротивления /23,24/. Рентгеновские методы осуществляются с помощью рентгеноскопии (наблюдение теневого рентгеновского изображения на экране) и рентгенографии (получение теневого изображения на рентгеновской пленке). Обработанная рентгеновская пленка с изображением контролируемых участков изделий называется рентгенограммой.

Следует отметить, что высокоточное рентгеновское оборудование дорого и поэтому малодоступно небольшим предприятием в качестве повседневного рабочего инструмента контроля качества. Этот метод целесообразно использовать на этапе разработки технологии сборки новых изделий или на стадии серийного производства с целью управляемости технологическим процессом пайки кристаллов к основаниям корпусов.

Определение теплового сопротивления является одним из методов контроля правильности выбора конструкции или технологического процесса изготовления полупроводниковых ИЭТ. Известно, что одной из наиболее существенных причин отказов мощных полупроводниковых приборов является повышенное тепловое сопротивление кристалл-корпус, приводящее к выходу приборов из строя вследствие теплового пробоя. Например, простое увеличение на 10 0С рабочей температуры может привести к увеличению в два раза тока смещения транзистора и к уменьшению в два раза среднего срока службы чувствительного операционного усилителя /25,26/.

При изготовлении мощных полупроводниковых приборов качество монтажа кристаллов проверяют, измеряя тепловое сопротивление между кристаллом и корпусом и сравнивают его с тепловым сопротивлением эталонного образца. Разница значений более 20 % свидетельствует о низком качестве пайки (наличие воздушных прослоек, оксидных пленок, непропаи и т.п.). Повышение теплового сопротивления кристалл-корпус обусловлено, в основном, низким качеством присоединения кристалла. Участки локального повышения температуры кристалла могут привести к отказу, так как развитие теплового пробоя способствует ускорению протекания диффузионных процессов на границе раздела металлическая пленка –полупроводник.

Выбор эффективных методов контроля качества соединений в ППИ является одним из важнейших вопросов при отработке технологии их изготовления и оценке надежности. К выбору тех или иных методов контроля качества соединений требуется серьезный подход как на стадии отработки технологии изготовления ППИ, так и при приемке готовых приборов или оценке их надежности.

Операции монтажа кристаллов в корпуса относятся к наиболее важным и ответственным в технологическом процессе сборки. Зона присоединения кристалла к корпусу является существенным источником возникновения отказов ППИ.

Основным требованием к процессу пайки кристаллов маломощных транзисторов и ИС является обеспечение достаточной механической прочности присоединения кристалла к корпусу и горизонтальности лицевой стороны кристалла (параллельно поверхности корпуса). Для мощных приборов качество этого процесса определяется еще и площадью образования паяного соединения.

Методы контроля качества соединений можно разделить на два основных вида:

– с разрушением, выполняемые в процессе отработки технологических режимов или при периодических испытаниях;

– без разрушения при испытании самих соединений и готовых приборов.

К первому виду относятся: механические испытания соединений на сдвиг и отрыв, микроскопические исследования на шлифах с применением обычных металлографических или электронных микроскопов, химический анализ. Ко второму – визуальный осмотр соединений и готовых приборов, оценка качества соединений с помощью щупов, рентгеноскопия, определение характера распределения температуры работающего прибора с помощью инфракрасных микроскопов (ИК термография), измерение электрических характеристик приборов, использование холестерических жидких кристаллов, измерение теплового сопротивления кристалл – корпус.

Несколько промежуточное положение занимают испытания приборов и схем на надежность: испытания на удар и вибрацию, климатические испытания, термотренировка, испытания на старение, действие электростатических разрядов, длительные электрические испытания до первого отказа и др. [1–3]

Одним из наиболее опасных дефектов паяных соединений кристалла к основанию корпуса ППИ являются непропаи. Пустоты в паяном шве приводят как к снижению механической прочности соединения, так и к ухудшению теплопередачи (повышению теплового сопротивления кристалл – корпус) и локальному повышению температуры в местах расположения дефектов. Последнее особенно актуально для силовых полупроводниковых приборов, коммутирующих значительные токовые нагрузки и напряжения, а, следовательно, рассеивающих большое количество тепла. В сочетании с чисто экстремальными условиями эксплуатации при повышенных или пониженных температурах наличие непропаев вызывает перегрев кристалла и выход их ипытаниях;

товления миприбора из строя вследствие теплового пробоя.

Анализ посадки кристалловвключает следующие контрольные операции [3]:

• Количество, положение, площадь нанесенного адгезива на подложке (анализируются как одиночные точки адгезива, так и сложные контуры) перед операцией посадки кристалла.

• Качество поверхности кристалла перед его посадкой (наличие царапин, пятен, сколов, пыли, других повреждений поверхности и краев).

• Положение кристалла после посадки по X, Y и углу поворота.

• Качество поверхности кристалла после посадки, в дополнение к вышеперечисленным параметрам добавляется анализ на наличие повреждений от инструмента и частиц адгезива на поверхности кристалла.

• Распределение адгезива по периметру кристалла: объем, форма выдавленного адгезива. Система также анализирует качество УЗС.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.