9.3. Получение внутренних выводов на кристаллах ис

Стандартные полупроводниковые пластины кристаллов ИС нельзя непосредственно прикрепить к ленточному носителю без предварительной подготовки. Такая подготовка заключается в том, что на контактные площадки ИС наносятся специальные (барьерные) многослойные структуры. Поверх многослойной структуры формируются внешние выводы – контактные столбики кристалла ИС в виде бугорка площадью 5050 мкм и высотой от 10 до 20 мкм.

Барьерные многослойные структуры препятствуют диффузии золота (или меди) в кремний, а бугорки позволяют производить автоматический монтаж кристаллов ИС на любой носитель, в том числе и ленточный.

В настоящий момент существуют два варианта формирования выводов ИС, изготовленной на пластине кремния (рис. 9.4, а, б).

а

б

Рис. 9.4. Варианты формирования выводов ИС на пластине кремния

Контактные столбики на кремниевом кристалле ИС обычно изготовляют из следующих материалов:

Таблица 9.1

Материалы для изготовления контактов на кремниевом кристалле ИС

Материал контактного столбика	Материал покрытия балочного вывода ленты	Метод присоединения
Sn-Pb	Sn-Pb	Сплавление
Au	Sn-Pb	Сплавление
Au	Sn	Сплавление
Au	Au	Термокомпрессионная сварка
Al	Au	Термокомпрессионная и ультразвуковая сварка

Собственно, процесс изготовления столбиковых выводов заключается в осаждении меди из электролитов на отдельные пробельные участки в маскирующем слое фоторезиста. Локальное покрытие осуществляется на подслой из медной пленки, полученный вакуумным напылением.

Основное требование к покрытию – сохранение формы и размеров покрываемых контактных площадок.

После выбора электролита и условий электроосаждения меди необходимо оценивать формируемые столбиковые выводы по чистоте и шероховатости поверхности, их сцеплению с основой.

9.4. Монтаж кристалла ис на гибкую ленту

Основная операция технологического процесса монтажа кристалла на ленточный носитель – присоединение выводов к контактным площадкам ИС. Метод присоединения выбирается в зависимости от свойств барьерных слоев и вывода (бугорка), а также от материала выводов носителя. Наиболее распространена термокомпрессия позолоченных медных выводов к золотым бугоркам. Для такой операции при изготовлении ИС характерны следующие параметры: время прижатия рабочей головки (термода) 0,25 с; сила прижатия 12,3 Н; T ~ 500ºC.

Метод эвтектического сплавления (или импульсная пайка) применяется для облуженных медных выводов. Термод разогревается тепловым импульсом до температуры 280ºC, и за 0,5с образуется сплав «золото-олово», дающий прочное соединение выводов с бугорком.

Технология монтажа ИС на ленточные носители непрерывно совершенствуется. Одновременно расширяется и область применения этого метода. Так, например, идут работы по выполнению соединений «медный вывод – медный бугорок»; проведены эксперименты по созданию однослойного медного держателя; сделан переход от монтажа внешних выводов на гибкую печатную плату к принципиально новому способу, при котором ИС монтируется на ленту-носитель, содержащую не только выводы, но и весь рисунок металлизации (при этом отпадает необходимость в самой гибкой ленте). Предполагается, что в ближайшее время будут упрощены процессы формирования бугорков и радиальных выводов.