187220. lajstromszámú szabadalom • Eljárás mikroelektronikai alkatrészek hermetikusságának javítására
4 187220 5 szergőzök a bentrekedt levegő egy részével együtt távozzanak. Ehhez elegendő az oldószer forráspontja fölé 10— 30 °C-kal emelni a hőmérsékletet. Ezután a még meleg, így viszkozitásában is csökkent impregnáló anyagot a benne lévő mikroelektronikai alkatrészekkel együtt túlnyomású térbe helj-ezzük (pl. 5.105 Pa) és itt hagyjuk lehűlni. Eközben a kapillárisokban megmaradt oldószer gőzök kondenzálnak a kapillárisok falain, és csökken a zárt kapillárisok belső nyomása. A megnövelt külső nyomás mellett az impregnáló anyag ilyen körülmények között viszont’] ag nagy viszkozitása ellenére is behatol a kapillárisokba. Ezután a mikroelektronikai alkatrészek oldószeres öblítése illetve az impregnáló anyag (esetleg többlépcsős) kihőkezelése következik, a célból, hogy az a kapillárisokban megkössön. A mikroelektronikai alkatrészek kivezetéseinek hermetizálás után történő fémtisztára való mosása a forraszthatóság megtartása érdekében fontos követelmény. Túl intenzív mosás azonban lassan kimossa a töltőanyagot a kapillárisok külső nyitott részeiből is. Ebből a szempontból is lényeges, hog3T a kapillárisok kitöltése minél nagyobb téríogatrészben történjék. Az impregnálás eredniényességét úgy ellenőrizzük, hogy egyrészt mérjük a mikroelektronikai alkatrészek súh’gyarapodását, másrészt pedig vizsgáljuk a hermetikusságát. Azonos impregnáló anyagot illetve túlnyomást és hasonló kezelési időket alkalmazva adott eszközökön ezzel az eljárással kb. 1,4—1,7-szeres súlyg3’arapodást mértünk, a vákuumimpregnálásos módszerhez képest. Ez meglepő mert a kapilláris összefüggésekkel ill. az áramló fonadékokra vonatkozó egyenletekkel történő fenomenologikus számolás a vákuumos módszer esetén jobb eredményeket szolgáltat. A különbség mélyebb magyarázata abban rejlik, hogy az alacsonya forráspontú oldószer maradék gőzei a hűtési szakaszban a kapillárisok falain kondenzálva tökéletes nedvesítést (0 nedvesítési szöget) eredményez az impregnáló an3'ag és a tok műanyag ill. fém felületei között, valamint kis viszkozitása révén jelentősen megkönműti a viszkózus impregnáló an3Tag áramlását az eg3’ébként tetemes ellenállású kapillárisokban. A szóbajövő szilikon impregnáló am7agok viszkozitása 2—3 nagyságrenddel nagyobb, mint a tiszta oldószeré. A javasolt eljárás eg37 példa szerinti kivitele a következő : A példa szerinti kivitel szilikon tokozású műanyagházas teljesítmén3’tranzisztor hermetikusságát javítja. 1. A teljesítmén3’tranzisztorokat 2 órán át 120 °C-on hőkezeljük. 2. A hőkezelt teljesítménytranzisztorokat még melegen előre lehűtött, vagy szobahőfokú triklórfluoretánba öntjük (f. p. 47,6 °C) és hag3’juk benne lehűlni azokat. Az oldószer itt lehet pl. aceton f. p. 56,6 °C) metilalkohol (f. p. 64,7 GC) vag3T benzol (f. p. 80,1 cC) is. 3. A teljesítmén3’tranzisztorokról leöntjük az oldószert, majd azonnal hígított szilikonlakkba helyezzük azokat. A szilikonlakk lehet pl. Dow Corning DC 648 típusú lakk, mel3T 50%-ban szilárd am-agot tartalmaz, viszkozitása szobahőfokon 80—140 cP, hígítószere pedig xilol (f. p. 140 °C körül). Alkalmas lehet pl. a Dow Corning XR—90—714 típusú szilikon g3’antája is pl. triklóretilénnel (f. p. 87,2 °C) hígítva. 4. Az impregnáló am-agot a teljesítmém'tranzisztorokkal eg3’iitt 75—S0 °C-ra melegítjük, majd 5.105 Pa túln3’omású kamrába belezzük, és itt hűlni hag3’juk 30 percen keresztül. 5. Az impregnáló an3’agot, leöntjük 3—í-szer öblítjük a teljesítmén3’tranzisztorokat silóiban, vagy triklóretilénben. 6. A lemosott teljesítménvtranzisztorokat előbb C0 °C-on szárítjuk, majd 120-^-140 °C-on kikemémutj ük a kapillárisokba bevitt szilikon impregnáló am’agot. A szilikon impregnáló am'agok rendszerint elég jól tapadnak a műan3'agtokokhoz, kevésbé azonban a fém kivezetésekhez. A tapadás javítására a szilikon termékek gyártói tapadás javítókat is forgalmaznak. Ezek használata értelemszerűen az impregnálási művelet előtt célszerű, a g3’ártó cég előírásainak megfelelően. Ezek az a^-agok nag3’ságrendben 10% szilikong3’antát tartalmaznak, mely reakcióképes a később alkalmazott szilikonveg3Tülettel, és amely pl. acetonban, toluolban, vag3’ más szerves oldószerben van feloldva. Il3'en esetben a kihőkezelt teljesítmém’tranzisztorokat még melegen szükséges a tapadásjavítóban lehűteni — kiviteli példa 1. és 2. pontja — majd a g3'árto c ég előírásainak megfelelő hőkezelés következik. Ezután értelemszerűen az ajánlott kiviteli példa szerinti műveletekkel járunk el. A találmány szerinti eljárásnak a gyakorlati megvalósítása során több igen lém'eges előn3'ét állapíthatjuk meg. Egyik ilyen előn3’e mint ahog3T ismeretes az a témT, hogy a műan3’agtokozott mikroelektronikai alkatrészek kisebb megbízhatósága korlátozza az alkalmazhatóságukat. Ezzel szemben az eljárás szerinti utólagos impregnálási kezelés biztosítja, hogy fokozottabb megbízhatósági követelmém’eknek is megfeleljenek. A váltakozó hőfokú igém’bevétel mellett végzett hermetizálási eljárás a termoliompatibilitás szempontjából nem ideális párosítás-ó am'agok esetén (pl. fém— műan3_ag rendszer) lehetővé teszi a hőillesztetlenségek fokozottabb előhívását és ezáltal a jobb tömítését. További előnye az eljárásnak, hogy az alkalmazott alacsony- forráspontú oldószer a kapillárisokban tisztító hatást fejt ki. Az eljárás egyszerű módon kivitelezhető és a vákuumimpregnálási eljárásnál jobb hatást vált ki, melynek segítségével a mikroelektronikai alkatrészek kapillárisait impregnáló anyaggal töltjük ki, ezáltal ezek megbízhatósága lényegesen javítható. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás kész műanyagtokos mikroelektronikai alkatrészek hermetikusságának impregnálással történő javítására, azzal jellemezve, hogy a mikroelektronikai alkatrészek kapillárisaiban az impregnálási művelet folyamán szükséges légritkított teret a kapillárisokba bevitt 30—S0 °C közötti forráspontú eldószernek az ennél legalább 10 °C-kal magasabb forráspontú impregnáló anyagban való kiforralásával, majd az impregnáló anyagban történő egy-üttes lehűtésével hozzuk létre. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
