Значения коэффициентов диффузии влаги для герметизирующих полимерных материалов

Материал	Коэффициент диффузии влаги D, м /с	Назначение материала
Компаунд ЭК-16 "Б"	6,4x10-13	Герметизация заливкой
Кремнийорганический эластомер	8,2x10-13	Тоже
Компаунд ЭКМ	7,1x4x10-13	Бескорпусная и корпусная герметизация полупроводни­ковых ИМС
Порошковый компаущ ПЭП-177	1,14х10-12	Бескорпусная герметизация толстопленочных гибридных ИМС вихревым напылением
Тиксотропный компа­унд Ф-47	1,5х10-12	Герметизация толстопленоч­ных гибридных ИМС
Тиксотропный компа­унд ЭК-91	3,0x10-12	Тоже
Таблетируемый ком­паунд ПЭК-19	2,1х10'2	Герметизация заливкой
Эмаль ЭП-91	1,08х10-13	Бескорпусная герметизация
ЛакАД-9103	1,21х10-13	Бескорпусная герметизация полупроводниковых ИМС
Эмаль КО-97	1,1х10-13	Го же
ЛакУР-231	3,5x10-12	Бескорпусная герметизация гонкопленочных гибридных ИМС
Лак ФП-525	1,18х10-12	Го же
Покрытие СИЭЛ	6,1хЮ13	Бескорпусная герметизация полупроводниковых ИМС

Для защиты полупроводниковых приборов и ИМС использует­ся достаточно широкая номенклатура органических полимерных материалов. Наибольшее распространение получили кремнийорганические защитные компаунды, эпоксидные и полиимидные компо­зиции.

Для защиты поверхности кристаллов БИС, собранных на гиб­кой полиимидной плате с алюминиевой металлизацией, нашел при­менение полиимидный лак АД-9103. После нанесения лака на по­верхность кристаллов проводят его имидизацию - термическую циклизацию. При этом происходит удаление растворителя и влаги из покрытия:

Термический режим имидизации - ступенчатый (Ттяк = 325 ± 15 °С).

Для устранения коробления полиимидного покрытия и дополнительного увеличения прочности сварных соединений внешнихА1 выводов к золоту на стадии изготовления гибкой платы приме­няют дополнительную термообработку при 300 °С. Покрытие из лака АД-9103 прозрачное, слегка желтоватое.

ИМС, собранные на полиимидной. гибкой плате с Си метал­лизацией и покрытием Sn - Bi, не выдерживают высокотемператур­ной обработки, требуемой для имидизации полиимидного лака АД-9103. В этом случае используется технология с применением эпоксидной эмали ЭТ1-91, максимальная температура процесса ее сушки Т- 190 + Ю °С, эмаль ЭП-91 - зеленого цвета.

Значительным прогрессом в области разработки кремнийорга-нических компаундов явилось создание материалов, вулканизируе­мых по реакциям полиприсоединения. Это отечественные компаун­ды типа СИЭЛ (силоксан эластичный) марок 159-167, 159-190, 159-191 и др. От кремнийорганических материалов, вулканизируемых по механизму гидролитической конденсации, указанные материалы отличаются отсутствием выделения побочных продуктов при от­верждении, полнотой отверждения в слоях большой толщины, большой жизнеспособностью композиций, высокой термо- и радиа­ционной стойкостью, высокой адгезией и др. Покрытие СИЭЛ - бе­лого цвета. Технологические процессы сборки и монтажа бескор­пусных ИМС включают следующие основные операции для создания защитных покрытий на кристаллах:

• сушку изделий (смонтированных на ПН кристаллов) перед нанесением покрытия;

• нанесение защитного покрытия из полимерного материала;

• сушку (термообработку) защитного покрытия;

• контроль внешнего вида ИМС после сушки.

Технология обеспечивает качество и надежность изготавливае­мых бескорпусных интегральных микросхем на гибких полиимид-ных носителях.

Пути дальнейшего совершенствования технологии полимерной защиты бескорпусных ИМС, монтируемых на гибких ПН,-повы­шение адгезии покрытия к поверхности кристалла, уменьшение со­держания ионогеиных примесей в защитном покрытии, снижение влияния на ИМС отрицательных факторов (внутренних механиче­ских напряжений, высокотемпературных воздействий и др.), приме­нение для защиты поверхности кристаллов кремнийорганических материалов, отверждаемых по механизму полиприсоединения.

Домашнее задание

1. Ознакомиться с описанием лабораторной работы.

2. Подготовить начальную часть отчета, содержащую титуль­ный лист, цель работы и краткие теоретические сведения (две-три страницы).

3. Подготовить формы таблиц для записи результатов: табл. П2.1 - 3 экз, табл. П2.2 - 1 экз.

Лабораторное задание

1. Изучить технологический процесс сборки и монтажа ИМС с гибкими проволочными выводами. Заполнить форму табл. П2.1.

2. Изучить технологический процесс сборки и монтажа ИМС с гибкими ленточными выводами на алюминиевых полиимидных но­сителях. Заполнить форму табл. П2.1.

3. Изучить технологический процесс сборки и монтажа ИМС с объемными выводами. Заполнить форму табл. П2.1.

4. Изучить конструктивно-технологические особенности ИМС для изделий 1, 2 и 3. Заполнить форму табл. П2.1.

5. Рассчитать необходимые толщины защитного полимерного покрытия для бескорпусной герметизации ИМС, обеспечивающие влагозащиту ИМС в течение, одного месяца t1 и одного года t2. Варианты заданий см. в табл.7.

Таблица 7

Варианты заданий

Номер бригады	Материал защитного покрытия
	Компаунд ЭК-16 "Б"
	Кремнийорганический эластомер
	Компаунд ЭКМ
	Порошковый компаунд
	Эмаль КО-97
	ЛакАД-9103
	Покрытие СИЭЛ
	Эмаль ЭП-91

Аппаратура

Для выполнения работы используется следующая аппаратура:

1) лабораторный макет, состоящий из двух кассет с образцами. В кассетах содержатся изделия, представляющие собой наборы образцов после различных операций технологических процессов сборки и монта­жа бескорпусных полупроводниковых интегральных микросхем (ИМС) с гибкими проволочными выводами (изделие 1), с ленточными вывода­ми на полиимидных носителях с алюминиевыми выводами (изделие 2) и с объемными выводами (изделие 3);

2) микроскоп типа ММУ-3 или его аналог.