Этот метод не позволяет обнаружить нерастворимые или слабо диссоциирующие загрязнения, даёт заниженные результаты, так как некоторые загрязнения лишь частично удаляются с поверхности в процессе отмывки, и не позволяют оценить распределение загрязнений по поверхности, так как даёт информацию лишь об общем количестве растворимых ионных загрязнений.
Контроль качества промывки.
Контроль качества осуществляют с помощью микроскопа . При этом пластины должны быть без пятен, разводов, подтёков. Допускаются одна-две светящиеся точки в тёмном поле микроскопа площадью около 0,6 мм2 . Гидрофобные загрязнения обнаруживают методом, основанным на изменении угла смачивания поверхности водой. При неудовлетворительном качестве отмывки обработку повторяют.
Такая оценка качества отмывки имеет существенный недостаток: для контроля пластину необходимо извлечь из тары для хранения и поместить на предметный столик микроскопа или установки контроля угла смачивания. Поэтому поверхность пластин при контроле загрязняется в результат контакта с атмосферой.
После отмывки необходимо сразу же передать пластины на следующую операцию, так как при хранении происходит загрязнение их поверхности. Если отмытые пластины необходимо хранить, их поверхность следует защищать от воздействия внешней среды. Так, полимерный комплекс КС-1 позволяет надёжно защищать полупроводниковые пластины от внешней атмосферы в течение достаточно длительного времени (до 10 суток). Кроме того, очищенные полупроводниковые пластины можно хранить в герметичном сосуде с парами фреона.
Сушка деталей.
На производстве применяются следующие виды сушки: воздушная сушка в сушильных камерах, горячая сушка в сушильных шкафах , радиационная сушка, сушка токами высокой частоты.
При воздушной сушке в сушильных камерах детали или заготовки размещают на полках и выдерживают до нескольких суток при нормальной сушке (15–20 С) температуре.
Длительный срок сушки является крупным недостатком воздушной сушки.
Для горячей сушки обычно применяют сушильные шкафы или камеры и конвейерные сушильные установки, обогреваемые паром или электрообогревателями.
В сушильных шкафах с электрическим обогревом детали выдерживают при температуре 65–70 С до постоянства веса. Во избежания растрескивания деталей температуру в сушильных шкафах повышают постепенно.
В конвейерных сушильных установках производят сушку тонкостенных деталей.
Непрерывно действующие конвейерные сушильные установки являются наиболее эффективными для тонкостенных деталей. В таких установках сушка тонкостенных деталей в зависимости от величины и формы длится 2–3 часа.
Радиационная сушка основана на обогреве деталей лучистой энергией, излучаемой раскалёнными телами: нитями ламп, спиралями электронагревательных приборов, металлическими панелями, обогреваемыми газом.
На рисунке показана камера для радиационной сушки. В качестве источника лучистой энергии в камере установлены лампы инфракрасного свечения, расположенные в шахматном порядке под сводом и на боковых стенках камеры.
Радиационная сушка эффективнее конвейерных установок в несколько раз, особенно при сушке плоских изделий с небольшой толщиной стенок.
При сушке токами высокой частоты детали, помещённые между обкладками контурного конденсатора генератора высокой частоты, равномерно прогреваются по всей массе, при этом благодаря быстрому прогреву детали по всей её толщине срок сушки сокращается в несколько раз по сравнению с сушкой нагретым воздухом.
Контроль герметичности полупроводниковых приборов.
Одной из задач герметизации является предотвращение проникновения внутрь корпуса газов из окружающей среды, всегда содержащих влагу. Проникающая в корпус влага растворяет газы и загрязнения, образуя в условиях электрических напряжений электролитические пары. В свою очередь, это приводит к возникновению отказов, выражающихся в шунтирующих утечках, коротких замыканиях и обрывах.
Для полых (газонаполненных) корпусов'" достаточно объективным показателем качества герметизации может служить величина течи из корпуса. Для микросхем, опрессованных пластмассами, необходимо проводить испытания непосредственно в атмосфере с повышенной влажностью. Методы испытания должны одновременно удовлетворять требованиям высокой чувствительности и экономичности.
Наиболее чувствительным является радиоактивный метод (чувствительность 10~8 —5-10"9 мкм рт. ст.-л/с). Образцы, подлежащие испытанию, герметизируются в атмосфере сжатого радиоактивного газа (например, Кг85 ). При испытании с помощью счетчиков регистрируется интенсивность гамма-излучения газа, вытекающего из корпуса. Вследствие сложности и высокой стоимости этот метод может быть рекомендован только в экспериментальном производстве (отработка конструкции корпуса или технологии герметизации).
Масс-спектрометрический метод основан на обнаружении гелиевым течеискателем гелия, предварительно введенного в корпус прибора. Применение гелия 0'бусловлено его высокой проникающей способностью (малые размеры молекул). Чувствительность метода определяется чувствительностью течеискателя (для течеискателя ПТИ-6 Ю-7 мкм рт. ст.-л/с). Высокая проникающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как к моменту испытания гелий может полностью вытечь из корпуса. Поэтому для образцов, подлежащих испытанию, целесообразно вводить гелий после герметизации, но непосредственно перед испытанием. Для этого герметизированные микросхемы выдерживают в течение нескольких суток в бомбе, заполненной гелием до давления 4 ат. Масс-спектрометрический метод целесообразен только для выборочного контроля.
При проверке Герметичности вакуумно-жидкостным методом микросхемы помещают в емкость с керосином или уайт-спиритом, над которым создается разрежение (10—15 мм рт. ст.). Вытекающий из корпуса газ (непрерывная струйка пузырьков) позволяет определить не только интенсивность, но и место расположения течи. Чувствительность метода 5-Ю-3 мкм рт. ст.-л/с. Он является весьма распространенным в производстве для выборочного метода контроля. Компрессионно-термический метод отличается от предыдущего тем, что испытуемые микросхемы погружают в нагретое масло. При этом давление газа внутри корпуса повышается и чувствительность метода несколько увеличивается (4-10~3 мкм рт. ст.-л/с)
Описание технологического процесса.
Ниже приведена блок–схема технологического процесса, характеризующая последовательность проведения технологических операций:
|
Промывка–1 . Для промывки полупроводниковых изделий используется ультразвуковая установка УЗУ-0,1, которая состоит из : ультразвуковой ванны и генератора. Промывают полупроводниковые пластины, уложив их в специальную тару(кассету). Моющий раствор (фреон) заливают в ванны перед включением установки. Максимальная температура раствора не должна превышать 80 С. При появлении кавитации полупроводниковые пластины погружают в ванну и промывают. Пластины погруженные во фреон выдерживают 7 минут и частота ультразвуковых колебаний 400 кГц, температура раствора 60 С.
Сушка–1 . Сушка производиться в сушильном шкафу №3 завода «Электродело» при температуре 115 ± 10 С в течение 25–35 минут. Поддерживается заданная температура терморегулятором, имеющимся в сушильном шкафу, а контролируется ртутным термометром. В процессе сушки в шкаф подается ошушенный и очищенный воздух с точкой россы не выше —50 0 С
Контроль чистоты поверхности . Контроль производиться микроскопом, наблюдая в тёмном поле микроскопа светящихся точек (твёрдые загрязнения). Если светящихся точек более 3-х, то передаём изделия на дополнительную потмывку.
Покрытие–1 . Покрытие производиться лаком МК –4У методом окунания. Предварительно наполняется ванна лаком МК–4У. Берётся изделие и погружается в ванну на 7 секунд. После чего в течение 1 минуты необходимо дать стечь излишкам лака. После чего изделие передается на операцию сушки.
Сушка–2 . Сушка производиться в сушильном шкафу №3 завода «Электродело» при температуре 180 С в течение 2 часов. Поддерживается заданная температура терморегулятором, имеющимся в сушильном шкафу, а контролируется ртутным термометром. В процессе сушки в шкаф подается осушенный и очищенный воздух с точкой россы не выше —50 0 С
Покрытие–2 . Покрытие производиться компаундом КЛ–4 поверх лака МК –4У методом окунания. Изделие погружают в ванную с компаундом. Выдерживают в ванноц 10 секунд. После чего в течение 1 минуты даёт стечь излишкам компаунда и передаёт на последующую операцию.
Сушка–3 . Сушка производиться на стилажах в течение 24 часов. Под действием влаги воздуха происходит самовулканизация с образованием резиноподобного материала , длительно сохраняющего эластичные свойства в интервале температур от –60 до 200 С.
Покрытие–3 . Окончательное покрытие производиться эпоксидной смолой ЭД–5. Предварительно Эпоксидную смолу смешивают с гексаметилендиамином. Наносят эпоксидную смолу также методом окунания. Предварительно разводиться эпоксидная смола с с гексаметилендиамином и заполняется ванна. Иизделие и погружается в ванну на 10 секунд. После чего в течение 1 минуты необходимо дать стечь эпоксидной смолы. После чего изделие передается на операцию сушки.
Сушка–4 . Сушка производиться в сушильном шкафу №3 завода «Электродело» при температуре 180 С в течение 15 минут. Поддерживается заданная температура терморегулятором, имеющимся в сушильном шкафу, а контролируется ртутным термометром. В процессе сушки в шкаф подается осушенный и очищенный воздух с точкой россы не выше —50 0 С
Испытание герметичности корпуса . Для проверки герметизации прибора используют установку ЖК–75.14. В колбы (в каждую колбу заливают 80 см3 уайт–спирита)— стеклянные сосуды заливают жидкость и опускают контролируемый прибор, закрепляемые на зажимах. Освещаются колбы на рабочей позиции при вакуумировании жидкости и наблюдении за истечением пузырьков газа.
Список используемой литературы.
1. А.А. Маслов «Технология и конструкции полупроводниковых приборов».
2. А.И. Курносов «Основы полупроводниковой микроэлектроники»
3. А.И. Курносов «Матералы для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем»
4. В.А. Брук «Производство полупроводниковых приборов»
5. Парфёнов «Технология микросхем»
6. В.А. Антонов «Технология производства электровакуумных и полупроводниковых приборов»
7. С.З. Нейштадт «Технология и оборудование производства радиодеталей и компонентов»
8. Й. Коутный «Технология серийного производства транзисторов и полупроводниковых диодов»
9. О.К. Мокеев «Химическая обработка и фотолитография в производстве полупроводниковых приборов и микросхем»
29-04-2015, 04:00