Сборка и монтаж бис на мпкп

Рассмотрим вначале методы присоединения выводов от кристаллов бескорпусных ИС к контактным площадкам плат. При сварке золотых проводников с контактными площадками подложек наиболее широко используется следующие разновидности термокомпрессионной сварки: односторонняя сварка с косвенным импульсным подогревом и односторонняя контактная сварка расщепленным (сдвоенным или строенным) электродом. Косвенный импульсный нагрев осуществляется при подачи импульса тока на V-образный пуансон (электрод) в момент сварки. При сварке расщепленным электродом импульс тока проходит через соединяемую проволоку, пуансон и контактную площадку. Этим достигается большая локализация тепла в месте сварки, что особенно важно для монтажа микросборок, когда недопустим общий подогрев подложки. Наиболее благоприятные режимы сварки сдвоенным электродом приведены в табл. 3.

Таблица 3

Режимы сварки сдвоенным электродом

Проводник	Пленка	Температура в месте сварки, К	Удельное давление на пуансон, х10, Н/м	Время сварки, с	Относительная деформация, %
Золото, 40 мкм	Золото, никель	673 - 693	4-7	0,1 - 0.5	50-60
Алюминий 40 мкм	Золото, алюминий	723 - 823	1,5-4	0,1 - 0.5	60-70
Медь, 40-100 мкм	Никель, золото	793 - 973	6-10	0,2 - 1.0	50-60

Для присоединения проволочных выводов из золота и меди к контактным площадкам МСБ и ячеек часто используется бесфлюсовая пайка мягкими припоями, для чего контактные площадки предварительно обслуживаются.

В случае применения флюсовой пайки, когда облуживание контактных площадок невозможно, нецелесообразно использование реакционно-способных флюсов; даже такие соединения, как канифоль и спиртовой раствор на ее основе, часто нежелательны для применения. В такой же степени неприемлемы глицерино-кислотные флюсы (муравьиная и уксусная кислоты). Во всех случаях применения флюсовой пайки необходима тщательная очистка и даже отмывка мест соединений. Для уменьшения скорости растворения пленки металла в припое в его состав вводят материал пленки.

При пайке проводников на подложки микросборок и ячеек наиболее широко используется метод импульсного косвенного нагрева с подачей импульса тока от заряженного конденсатора (время разряда 6 мс, емкость конденсатора 300-350 мкФ).

Присоединение золотых проводников к контактным площадкам на полиимидной пленке производится как термокомпрессионной сваркой, так и пайкой. Однако при этом недопустимо даже кратковременное превышение температуры в зоне присоединения свыше 450°С, иначе вследствие локальной деструкции поверхности происходит отслоение контактных площадок.

Таким образом, для сварки на полиимиде существует область значений выделяемой мощности и время импульса, когда прочность на отрыв соединений максимальна: при малой выделяемой мощности ее недостаточно для создания необходимой температуры при сварке; при значительной выделяемой мощности температура в месте контакта превышает 450°С, и вследствие деструкции полиимида происходит разрушение поверхности платы и отслоение контактной площадки. Аналогичные рассуждения можно привести для анализа зависимости от времени импульса. Усилие разрыва при сварке золотой проволоки диаметром 40 мкм с контактной площадкой 200 х 200 мм на полиимиде составляет не менее 100 мН при косвенном импульсном нагреве и 140 мН при односторонней контактной сварке.

При сварке на анодированный алюминий чрезвычайно важно, чтобы во время процесса не образовалось трещин, а это значит, что ни температура, ни давление на пуансон не должны превышать допустимые значения. Критические значения давления лежат в области (3-10)10 Н/м, при большем значении контактные напряжения, возникающие при сварке (которые в любом случае снижают критическую температуру), приведут к возникновению трещин в оксидном слое LIC.

Домашнее задание

1. Ознакомиться с операциями сборки и монтажа функциональной ячейки согласно описанию и нарисовать структурную схему ТП изготовления функциональной ячейки на МПКП, включая ТП изготовления самой МПКП.

2. Зафиксировать в конспекте основные преимущества полиимидной пленки и ее особенности.

3. Подготовить форму таблицы 4.

4. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

Лабораторное задание

1. Изучить технологические операции при изготовлении МПКП и изготовлении ФЯ на этой МПКП и последовательность операций на макетных образцах, описав их в отчете.

2. Заполнить форму табл. 4 по результатам изучения образцов.

3. Составить отчет (в соответствии с требованиями к отчету), отразив в выводах наиболее перспективные процессы сборки и монтажа ФЯ.

Макетные образцы к работе

Для выполнения работы используется кассета с макетными образцами, представляющими собой различные заготовки для МПКП, взятые на разных этапах ее изготовления, готовая МПКП и готовая ФЯ, смонтированная на МПКП.

Примечание. При работе с макетными образцами необходимо предварительно надеть на три основных пальца каждой руки напальчники.

Порядок выполнения работы

Получить допуск к выполнению работы; получить у лаборанта кассету с макетными образцами и указания лаборанта, касающиеся рабочего места. На рабочем месте извлечь макетные образцы из кассеты и расположить их в соответствии с правильной последовательностью выполнения операций по изготовлению МПКП и ФЯ; определить, предварительно из какой операции взят образец.

Проверить правильность выбранной последовательности операций с привлечением преподавателя.

Заполнить форму табл. 4 по результатам изучения макетных образцов, теоретических сведений, изложенных в описании данной работы, включая приложение к ней, а также рекомендуемой литературы.

Сформулировать выводы к работе, отразив в них перспективные способы сборки и монтажа, приемлемые для изготовления данной ФЯ.

Форма таблицы 4

Результаты выполнения работы

N п/п	Характерные особенности изготовления ПМ изделия	Основные сведения
1	2	3
1 2 3 4 5 6 7 8 9	Общая характеристика изделия (особенности конструкции, применения и т.д.). Материал основания платы. Особенности формирования коммутации (проводников, припойных материалов). Особенности формирования межслойных соединений. Способ получения многослойной структуры КП. Тип элементной базы (для навесных компонентов: тип корпуса, материалы и др. особенности). Способы сборки и монтажа компонентов на плате. Возможности дальнейшей миниатюризации и повышения функциональной сложности. Средства, обеспечивающие эксплуатационную надежность изделия, (в том числе на уровне элементной базы).