11.4. Автоматизированный монтаж кристаллов в корпусах вибрационной пайкой
Монтаж полупроводниковых кристаллов методом эвтектической пайки и на клей при сборке ИМС, диодных и транзисторных матриц, СВЧ-приборов и многокристальных модулей ведут на установке присоединения кристаллов ЭМ-4025АМ (см. рис. 11.9). Установка оснащена 8-инструментальной револьверной головкой, нагреваемым рабочим столом с двумя зонами нагрева, чашечным или пневматическим дозатором для нанесения клея, двумя газовыми паяльниками для локальной пайки в атмосфере защитного газа. Привод вертикального перемещения по координате Z обеспечивает мягкое касание при монтаже кристаллов. Производительность - 2000 кристаллов/час, размеры кристаллов от 0,4x0,4 до 20x20 мм, диаметр полупроводниковой пластины - 100 мм, рабочее поле перемещения координатного стола - 400x200 мм, температура нагрева рабочего стола 150-650 °С.
Рис. 11.9. Установка присоединения кристаллов ЭМ-4025АМ
В крупносерийном производстве для присоединения кристаллов к корпусам полупроводниковых приборов широкой номенклатуры с наложением колебаний используют автомат
ЭМ-4085-14М (ем. рис. 11.10), в состав которого входят микропроцессорный контроллер, оптико-телевизионная система распознавания кристаллов, линейный шаговый двигатель перемещения кристаллов, двухкоординатный стол, сварочная головка, магазинный механизм автоматической подачи корпусов. Производительность автомата при эвтектической пайке - 2000 кристаллов в час, при посадке на клей - 3500 и на стеклоприпой -600. Размеры присоединяемых кристаллов от 1x1 до 5x5 мм.
Автоматизированный цроцесс монтажа кристаллор на припой на автомате модели ЭМ-4085-14М обладает рядом особенностей, позволяющих осуществлять монтаж на выврдные рамки из медного сплава, с никелевым покрытием. Нагреватель туннельного типа содержит 12 зон контролируемого и регулируемого нагрева до 450 °С, блок формирования защитно-восстановительной атмосферы смешивает поступающие газы Н2 и N2 в соотношении 10:90 (формир-газ) для активирующего воздействия на процесс монтажа кристаллов.
Нанесение дозы расплавленного припоя в зону монтажа кристалла осуществляется автоматически проволочным дозатором, при этом программируется не только скорость вращения центрального распределительного вала, но также скорость движения вакуумного захвата и скорость съема кристаллов.
При монтаже кристаллов используется припой марки ПСрОСу в виде проволоки диаметром 1-0.07мм, намотанный на пластмассовую катушку, закрепленную в дозаторе. Подача припоя в зону монтажа осуществляется линейным шаговым двигателем (ЛШД), на который поступают управляющие импульсы, количество которых предварительно программируется.
При расчете дозы припоя учитывается, что минимальная толщина припоя под кристаллом должна быть 25—30 мкм.
В процессе вибрационной пайки часть припоя выдавливается за пределы кристалла, что составляет порядка 30 % от полезного объема припоя, тогда общий объем припоя при дозировке должен быть примерно равен:
