ЗАПЕЧАТЯВАНЕ НА IC
По време на съхранение и експлоатация ИС са изложени на външни въздействия, които най-често са причинени от промени в температурата или влажността на околната среда, повишаване или понижаване на атмосферното налягане, наличие на активни вещества в околната атмосфера, наличие на вибрации, удари и други фактори. За защита на микросхемите от такива влияния е предвиден набор от специални мерки. Най-широко използваните в момента са два начина за защита на микросхемите:защита с отворен корпусизащита(с използване на различни видове кутии).
Изборът на конструктивно-технологична версиязащита за бърззапусксе определя преди всичко от предназначението и изискванията към защитаваната микросхема. Например, ако е осигурена защита за монтажна единица, която включва безрамкова микросхема, тогава предварително се извършва само междинна технологична защита на микросхемата, осигуряваща стабилността на нейните параметри на етапа на производство. Ако неопакована микросхема се произвежда като самостоятелен продукт, тогава нейната защита се извършва, като се вземе предвид целият набор от климатични и механични влияния, предвидени от техническите спецификации за тази микросхема.
За неопаковани ИС в символа чрез тире се въвежда число, съответстващо на дизайна: с гъвкави изводи -1; с паяк, включително върху полиимидно фолио - 2; с твърди изводи - 3; неразделени на плоча - 4; отделени без загуба на ориентация (например залепени върху филм) - 5; без заключения - 6. Например, KB151NT1-6.
Специални изисквания в случай на защита без опаковка се налагат върху химическата чистота и топлоустойчивостта на уплътнителните покрития, техните физични и механични свойства и абсорбцията на влага. В допълнение, уплътнителните материали трябва да осигуряват не само висока твърдост на създаваната конструкция, но и нейната устойчивост на различни видове влияния.
За безопакована защита на хибридни ИС се използват предимно неорганични и органични полимерни материали. Най-широко използваните материали за тези цели и методите за тяхното приложение са дадени в табл. 8.1. Покритията от неорганични материали се характеризират с по-висока надеждност, но неопакованата защита на базата на органични полимерни материали е по-евтина.
Ако по време на работа или съхранение на микросхеми е необходима защита, за да се осигури тяхната работа за дълъг период от време, тогава в този случай се препоръчва да се използвакорпусзащита.Освен това корпусите трябва да отговарят на следните основни изисквания: да имат достатъчна механична якост и устойчивост на корозия; имат минимален размер; осигурете чистотата на околната среда около микросхемата; позволяват лесна и надеждна електрическа връзка между елементите на микросхемата и печатната платка, на която е инсталирана микросхемата; осигуряват минимални паразитни капацитети и индуктивности на структурата; осигуряват надеждна изолация между проводими елементи; да бъдат запечатани и да предотвратяват проникването на влага в защитената микросхема; осигурете минимално топлинно съпротивление между микросхемата, поставена вътре в корпуса, и околната среда; защита на микросхемата от въздействието на електромагнитно поле и радиоактивно излъчване; активирайтеавтоматизация на процеса на сглобяване; имат минимален разход и т.н.
За запечатване нахибриднимикросхеми се използват предимно металостъклени, металокерамични, металополимерни и полимерни корпуси от типове 1 и 4 (съгласно GOST 17467-79).
За запечатване наполупроводниковиИС се използват главно полимерни (пластмасови) и керамични корпуси от тип 2, метал-стъкло тип 3 и метал-керамика, метал-стъкло (стъкло) и метал-полимер (полимер) тип 4.
Най-запечатаните са корпусите от стъкло към метал и металокерамиката, които също осигуряват минимално термично съпротивление между микросхемата и околната среда. Използването им обаче в някои случаи е ограничено от високата цена. Най-евтини са металополимерните и полимерните (пластмасови) корпуси, които предпазват ИС от механични натоварвания, но са най-малко уплътнени.
В зависимост от изискванията към микросхемата, технологията на производство и определения метод за монтиране на микросхемата върху печатна платка се избира вариант на дизайна на опаковката. Някои опции за проектиране на корпуси са показани на фиг. 8.13.
Според дизайна на корпуса за запечатване както на хибридни, така и на полупроводникови ИС те не се различават съществено. Самометодите за инсталиране и фиксиране на платки или кристали в кутиите се различават.
Препоръчва се платкатана хибридните интегрални схемида се монтира в корпуса симетрично по отношение на изводите (в технически оправдани случаи платката може да се монтира и асиметрично). Платката се закрепва към основата чрез запояване или залепване. Дебелината на адхезивния слой е 50-100 микрона.
Прикрепените компоненти се монтират на платката, основата на корпуса или на допълнителна платка (фиг. 8.14) в съответствие с изискванията, посочени в OST 4GO.010.043. Препоръчителни опции за монтаж и закрепване на шарнирни компоненти, както и свързване на техните изходи са показани на фиг. 8.15. Лепилата от клас D-9 или VK-9 се използват широко за закрепване на шарнирни елементи. Понякога, за допълнителна защита, дъска с прикрепени компоненти се излива със съединение.
В този случай пълненето се извършва със запазване на свободен обем под капака или с пълненето му. Препоръчителната дебелина на запълващия слой, който осигурява защита от влага на микросхемата, трябва да бъде най-малко 1,5 mm.
Кристалнаполупроводникова интегрална схемасе препоръчва да се инсталира в геометричния център на корпуса. Закрепването на кристала към основата се извършва най-честочрез твърдо запояване. Понякога кристалът е прикрепен към основатас помощта на топими стъкла. Вариантът за монтаж на кристала се избира в зависимост от вида на опаковката и необходимостта от електрически контакт между кристала и опаковката. При закрепване на кристал в кутия от стъкло към метал, като правило, се използва твърда спойка, която е евтектична сплав на основата на злато и германий или злато и силиций с точка на топене съответно 356 и 370 ° C. В този случай не се изисква изолиране на кристала от основата на кутията, тъй като субстратът на полупроводниковата микросхема винаги има най-нисък потенциал. Вариант на закрепване на кристала към основата на корпуса е показан на фиг. 8.16.
За запечатване на хибридни и полупроводникови интегрални схеми в кутии се използват следните методи: аргонно-дъгово заваряване, контактно заваряване, ролково заваряване,електроннолъчево или лазерно заваряване, меко или твърдо запояване и лепене.