Электронные и ионные технологии

Микротехнология - комплекс групповых прецизионных технологий, разработанных для производства микроэлектроники. В последние годы она все больше внедряется в смежные области техники. В статье предпринята попытка выделить и обозначить общие, наиболее универсальные для различных электронных производств технологические методы и очертить круг тем, по которым предполагается подбор и публикация материалов, расширяющих кругозор современного технолога.

Химия все более и более проникает в электронику и, наоборот, электроника проникает в химию. О некоторых направлениях этого взаимопроникновения и взаимообогащения пойдет речь в данной статье.

Продолжение. Начало в ТвЭП№ 5`2006

Окончание. Начало в № 5`2006

Ни для кого не секрет, что проблемы по поводу надежности и технологичности любого изделия возникают намного раньше, чем начинается этап разработки технологии для данного изделия. В статье затрагиваются вопросы, касающиеся разработки конструкции гибридно-пленочных интегральных микросхем (ГПИС) и выбора материалов -подложек, проводниковых и резистивных слоев - для тонко- и толстопленочной технологий. А также рассматриваются необходимые размеры, которые должен учитывать каждый конструктор при разработке конструкторской документации (КД) на данный вид изделия и технолог, подписывающий КД в графе «Т. контр».

Тема микроэлектроники (УИЭ] в последнее время стала актуальной в России. Мы постараемся осветить наиболее важные технологические операции, касающиеся изготовления гибридно-пленочных интегральных схем (ГПИС), начиная с технологии литографических процессов и заканчивая герметизацией.

Трудно представить себе производство микроэлектроники без процесса литографии. Сегодня данный процесс применяется не только при изготовлении непосредственно тонко-и толстопленочных слоев гибридно-пленочных интегральных микросхем (ГПИС), но и при изготовлении трафаретов для их производства.

Один из современных способов модификаций изделий машиностроения и приборостроения - уменьшение геометрических размеров их элементов. Многие из них включают в себя тонкопленочные покрытия, характеристики которых можно менять, варьируя их толщину. По функциональному назначению такие покрытия связаны практически со всеми разделами физики: механикой, электричеством, магнетизмом, оптикой, а в качестве материалов для них используется большинство элементов Периодической системы.

Технология сборки многофункциональных модулей СВЧ отличается высокой трудоемкостью, особыми требованиями к взаимному расположению элементов, минимальными потерями сигналов в СВЧ-диапазоне, необходимостью обеспечения высоких удельных значений рассеиваемой тепловой мощности. Особое внимание при сборке модулей уделяется монтажу микроплат с электронными компонентами в корпус, что позволяет не только сократить трудоемкость, но и повысить выход годных изделий.

В статье подробно рассказывается о технологии производства микромодуля питания, выполненного в виде толстопленочной микросборки (МСБ), упакованной бескорпусными кристаллами, с применением способов поверхностного монтажа, и описываются первые образцы, изготовленные по данной технологии.

Для повышения влагоустойчивости пластмассовых корпусов интегральных схем предложено ввести кремнийорганический подслой и применить конструкцию выводной рамки с «замками герметичности» по периметру кристаллодержателя.

В микроэлектронике большое значение имеет проверка качества монтажа кристалла и качества разваренного проволокой вывода. Производители изделий должны быть на 100% уверены в их надежности и долгом сроке службы.

Появление сухих методов очистки (рис. 8) было обосновано не только проблемами исключения загрязнений, но и, главным образом, необходимостью прецизионного локального травления через контактные маски при формировании топологии микросхем. В данной статье описывается сущность и особенности этих методов.

Авторы статьи имеют значительный опыт работы в области исследования свойств гальванических покрытий для изделий электроники. Для эффективной замены драгоценных металлов авторами разработаны устройства и активированные процессы ультразвуковой микросварки. Представленная информация будет полезна специалистам, работающим в области сборки изделий электроники.

В предыдущих номерах («Технологии в электронной промышленности», № 3, 4, 5 2007 г.) мы рассказывали о процессе фотолитографии. Но качество данного процесса во многом зависит от подготовки пластин и подложек, поступающих на создание топологии. В данной статье рассказывается об операциях очистки пластин и подложек, рассматриваются классификация методов, преимущества и недостатки каждого из них и более подробно — наиболее часто применяемые и перспективные методы.

В рамках данного исследования были созданы и опробованы армированные проволоки нового типа для микросварки компонентов силовой электроники на основе алюминия и меди. Пластичность алюминия гарантирует хорошую свариваемость при небольшой нагрузке микрочипа или подложки. Волокна меди, в свою очередь, увеличивают прочность и электропроводность, а также уменьшают коэффициент температурного расширения проволоки. Данные улучшения были подтверждены путем исследования свойств материала.

Сегодня компания EVGroup производит установки чистки полупроводниковых пластин, совмещения, экспонирования, сварки пластин и наноимпринтной литографии. Установки серии EVG620 обеспечивают высокую точность совмещения, гибкость и легкость в использовании, обладают модульной конструкцией с возможностью расширения, способны работать с пластинами и подложками размером до 150 мм, различных форм и толщин, позволяя получать минимальный размер топологии создаваемого рисунка 0,6 микрон.

Поиски путей экономии драгоценных металлов при изготовлении интегральных схем привели к разработке и изготовлению корпусов интегральных схем с тонким золотым покрытием. Снижение толщины золотого покрытия с 3–6 до 0,1 мкм уменьшает стоимость изделий в 5 раз по сравнению с обычными корпусами и приравнивает их по цене к корпусам с покрытием Ni–B, однако при этом не требуется лужение внешних выводов. В статье исследованы свариваемость и паяемость тонких золотых покрытий, а также покрытий Ni–B в металлокерамических корпусах интегральных схем.

Продолжение цикла статей о гибридно-пленочных интегральных микросхемах (ГПИС). Точность полученного в процессе фотолитографии (ФЛ) топологического рисунка в первую очередь определяется прецизионностью процесса формирования фоторезистивной маски.

В настоящее время широкое распространение имеют гибридные интегральные схемы (ГИС) СВЧ-диапазона, представляющие собой сочетание пленочных и навесных элементов.

Продолжение цикла статей по школе производства ГПИС. Передача рисунка материала интегральной микросхемы (ИМС) является заключительным этапом процесса фотолитографии.

Проведение фотолитографического процесса сопровождается рядом контрольных операций, таких как контроль фоторезистивного слоя и контроль полученного рисунка [1]. В данной статье содержатся некоторые технические требования (ТТ) к внешнему виду пассивной части ГПИС на разных этапах изготовления, реально используемых в производстве на некоторых предприятиях приборостроения.

Решение проблем бесфлюсовой пайки и лужения при сборке силовых электронных компонентов и необходимость обеспечения качественных паяных соединений приводят к использованию ускоренных ионных потоков в невысоком вакууме. Концентрированные потоки ионов с высокой энергией позволяют обеспечить локальное воздействие на зону пайки, удалить окисные пленки, активировать припой и паяемый материал и интенсифицировать процессы физико-химического взаимодействия при пайке.

В данной статье описывается усовершенствование технологии термозвуковой микросварки, связанное с увеличением надежности одной из заключительных операций монтажа кристаллов и последующих контрольных операций.

В данной статье описывается усовершенствование технологии термозвуковой микросварки, связанное с увеличением надежности одной из заключительных операций монтажа кристаллов и последующих контрольных операций.

Разварка выводов кристаллов при помощи микросварки — высокотехнологичный процесс, на результат которого влияет множество факторов. Один из них — чистота поверхностей контактных площадок подложки и кристалла.

Экологические проблемы в электронике вызвали повышенный интерес к процессам и устройствам ультразвуковой очистки электронных и электронно-оптических изделий. Для удаления стойких загрязнений с поверхностей изделий необходимо создать направленные акустические течения в жидкой среде и обеспечить равномерность кавитационного поля в ультразвуковой ванне.

Для повышения качества и воспроизводимости свойств микросварных соединений в изделиях электроники разработаны устройства и активированные процессы ультразвуковой микросварки. Представленная информация будет полезна специалистам, работающим в области сборки изделий микроэлектроники.

В статье рассмотрены способы пайки кристаллов в производстве силовых полупроводниковых приборов и проанализированы диаграммы состояний систем алюминий – цинк, алюминий – олово и цинк – олово. Также описаны разработка способа напайки кристаллов на основания корпусов с образованием эвтектики Al–Zn и проведение оценки прочности паяных соединений кристалл – корпус и анализа качества паяных швов методом рентгеновской дефектоскопии и по поперечным шлифам транзисторов КП767В.

Разработаны ультразвуковые системы повышенной частоты для микросварки с высоким качеством золотых и алюминиевых проводников диаметром от 20 до 200 мкм. Повышение частоты колебаний до 94 кГц позволяет увеличить скорость нагрева в зоне сварки, снизить знакопеременные напряжения в свариваемых материалах и обеспечить процесс формирования соединений за более короткое время.

В конце 2009 г. количество пользователей персональных компьютеров превысило 1 млрд. В связи с этим прогнозы Международного энергетического агенства (IEA), согласно которым потребление энергии электронными средствами коммуникации в 2030 г. возрастет до 1,7 ПВт (1015 Вт), не вызывают удивления. Это означает увеличение потребления энергии в три раза [1], а с учетом бытовой техники — по крайней мере, в 4 раза. Исходя из негативного воздействия на окружающую среду и дополнительных расходов производители электроники предпринимают попытки приостановить эту опасную для всех тенденцию, принимая различные технические меры. Далее будут представлены некоторые решения.