187220. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mikroelektronikai alkatrészek hermetikusságának javítására
2 187220 3 I A találmány tárgya olyan eljárás, mely belső üreget nem tartalmazó mikroelektronikai alkatrészek, főként fém—műanyag tokozású mikroelektronikai alkatrészek vákuumtömörségének, illetve klímaállóságának javítására szolgál. Az eljárás a tokon lévő tömítetlenségek utólagos betöltésével valósítható meg. Ismert tény, hogy a fém műanyagtokos mikroelektronikai alkatrészek főként az érintkező fém ill. műanyagfelületek tökéletlen illeszkedése miatt nem tekinthetők hermetikusnak. A tokozáshoz használatos műanyagok ismert térfogati nedvességáteresztő képessége sem elhanyagolható, de az előző probléma mellett ez jóval kevésbé befolyásolja. A szakirodalmi utalások és egyszerű fizikai megfontolások alapján a hermetikusság javítására vákuumimpregnálási módszert ajánlanak. E módszernek általánosan az a lényege, hogy a betöltendő testek hézagait vákuum és túlnyomás kombinált alkalmazásával valamilyen töltőanyaggal tömítik, melyet utólag kiszárítanak illetve kikeményítenek. A vizsgálatok során megállapították, hogy az így kezelt testek klímaállósága jelentősen növekszik. Vákuumimpregnálási fejlesztési törekvéseit napjainkban számtalan vezető vállalat ismertette. Egyik ilyen szakirodalmi utalás a Brighton Inter/'Xepcon „70 Simposon” kiadványa, ahol a Dow Corning Int. Ltd. vázolta a vákuumimpregnálás fejlesztésének céljait. Lényegében a vákuumimpregnálási folyamatok elsősoban a nedvesség és a sós atmoszféra elleni ellenállóképesség növelése céljából történtek. A nyugati szakirodalomban a vákuumimpregnálásos módszert, általában Backfilling-nek nevezik. A Solid State Technology 1978. szept. számából megállapítható, hogy a Backfilling, a gyártó vállalatok között széles körben terjedt el, és még napjainkban is alkalmazzák az ajánlott eljárások egyre tökéltesebb változatait. A vákuumimpregnálási módszert a g3'akorlati műszaki életben sok területen alkalmazzák. Egy ilyen felhasználási terület a porózus kerámiatestek fémmel történő impregnálása, mely elsősorban a mechanikai tulajdonságainak a javítását célozza. A 2.402.872 lajstromszámú XSZK szabadalomban közölt megoldás szerint a kerámia testeket 1,3 Pa nyomású vákuumtérbe helyezik, majd 750—1G00 °C fémötvözetbe merítik. Ezután a bemártott kerámiatesteket 2,107 Pa túlnyomás alá helyezik. Másik korszerű megoldást közöl a 2.406.001 lajstromszámú XSZK szabadalom. A közölt vákuumimpregnálási eljárás lényegében hasonló az előbbi eljárással, azzal a különbséggel, hogy a fém olvadék kerámiát nedvesítő képességét egy hidroxil tartalmú folyadékba történő előzetes kezeléssel javítják, melyet a vákuumimpregnálás művelete előtt a pórusokból hőkezeléssel eltávolítanak. A fém műanyag tokos mikroelektronikai alkatrészek gyártásánál felmerül az ismert térfogati nedvességáteresztő képesség hibáin túl az a körülmény is, hogy a mikroelektronikai alkatrészek g3'ártása, és működése fol3Tamán létrejövő hőmérsékleti igénybevételek, a használatos fémek, illetve műaryagok hőtágulási együtthatóinak tetemes különbségei révén a hermetikusság tovább romlik. A mikroelektronikai alkatrészeken tehát az egyik végükön zárt, illetve a mikroelektronikai alkatrészeken áthúzódó kapilláris hézagok vannak. A fokozott meg- 2 2 bízhatósági követelmények igénye esetén a hézagok vákuumtömörségének javítása feltétlenül szükséges. Az eljárás nehézségét növeli az eg3*ik végükön zárt kapillárisok minél nag3*obb mértékű kitöltése megfelelő impregnáló anyaggal, ez komo^’abb feladat, mint a nyitott kapillárisok megtöltése. Bon’olítja a vákuumimpregnálási eljárás kivitelezését az a körülmény is, hog3T a rendelkezésre álló és a szc'bajöhető töltőanyagok nag3'on viszkózusak, nehezen jutnak be a kapillárisokba. Oldószeres hígítással a viszkozitás tetszőlegesen csökkenthető ugyan, de igenkor az oldószer utólagos kipárolgása miatt a hézagok térfogatkitöltése — ezáltal az impregnálás hatékonysága — jelentősen csökken. Xapjaink műszaki életében nincsen olyan ismert eljárás, mely a mikroelektronikai alkatrészek fokozott megbízhatósági követelményeit teljes mértékben kielégítené műanyagtokozott alkatrészeknél. Ezen követel men3'ek kielégítését célozza az általunk kidolgozott találmány. A fizikai-kémiai megfontolásokra, a gáztörvények felhasználására, valamint a kapilláris és áramlási jelenségek kihasználására alapozva oh'an eljárást ajánlunk, mely a vákuumimpregnálásnál jobb hatásfokú, de eg3'szerűbb módon valósítható meg. A javasolt találmány tehát olyan eljárás, mely belső üreget nem tartalmazó mikroelektronikai alkatrészek, főként fém műam-agtokozású mikroelektronikai alkatrészek vákuum tömörségének, illetve klímaállóságának javítására szolgál. Az eljárás a tokon lévő tömítettlenségek utólagos betöltésével valósítható meg. A találmány szerinti eljárásnak az a lénv'ege, hog37 a mikroelektronikai alkatrészek kapillárisaiban az impregnálási műveletek foh'amán a légritkított teret a kapillárisokba bevitt egy 30— 80 °C közötti forráspontú oldószernek eg3’ az előzőnél legalább 10 cC-kal nagv’obb forráspontú impregnáló anyagban való kiforralásával, majd az impregnáló anvagban történő eg3'üttes lehűtésével hoztunk létre. \z ajánlott eljárásunk szerint a mikroelektronikai alkatrészeket egv' szárító káh'hában előbb a megengeded; hőmérsékletig vagy az alá melegítjük, majd még melegen eg3’ kis forráspontéi (30—80 °C) olyan előre lehűtött vagv7 szobahőmérsékletű oldószerbe öntjük, mely jól nedvesíti a tokok műanyag és fém részeit és amely eg3’ben oldószere az imprégnáláshoz kiszemelt anyagnak. Ebben a lépésben arra törekszünk, hogv' a mikroelektronikai alkatrészek kifelé nyitott- kapillárisait leveaő helyett minél nag3'ohb térfogatban ez az oldószer töltse ki. A mikroelektronikai alkatrészek lehűlése után leöntjük róluk az oldószert, majd szárítás nélkül rögtön olyan impregnáló folyadékba tesszük azokat, melynek önmagában vagy hígítószerrel együtt nagyobb a forráspontja, mint az előző oldószeré, elöm'ösen 80—• 130 °C. A mikroelektronikai alkatrészeket, melyek kapilláris múlásaikban most a kis forráspontéi oldószert tartalmazzák, az impregnáló anyagban a kis forráspontéi oldószer forráspontja fölé melegítjük, annyival, hog3r az oldószer tenziója még a kisebb kapillárisokban (0 10-4 nini) is elérje az ott uralkodó megnövekedett nyomást, és íg}T a forrásnak induló oldószer ill. oldó5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 00 j__a
