Способ приклеивания полупроводниковых материалов

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 177439 б 119 ю)5 Н 01 1 21/5 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ИСА ОБРЕТЕ(54) СПО ВОДНИК (57) Исп электрон изобрете верхност выбрана эуемого у торому ч система ции, а п иэлучени строение, Сущность яемые покоторого ны испольения. к коиирующаякомпозиуют поток обьединени ев, Л.В,Киселе- иман, Г,Э.Попорочка618,Ф Од К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Заявка Японии М. 63-5кл, С 08 Р 220/28, 1988. Изобретение относится к способам склеивания и может быть использовано в приборостроении, в электронной и радиотехнической промышленности, в частности при изготовлении фотоприемников, при склеивании оптических волноводов на основе полупроводниковых материалов.Целью изобретения является расширение класса соединяемых материалов за счет обеспечения возможности соединения непрозрачных для ультрафиолетового (УФ) излучения материалов.Сущность способа заключается в том, что воздействуют Уф-излучением не через прозрачный для Уф-излучения материал, т.е, не перпендикулярно клеевому слою, а с торца соединяемых полупроводниковых пластин в клеевой зазор между ними, т.е, вдоль клеевого слоя.Установлено следующее. Так как все полупроводниковые материалы имеют высокие коэффициенты показателяпреломления, то зазор между склеиваемыми поверхностями обладает свойствами оптического волновода, по которому почти без СОБ ПРИКЛЕИВАНИЯ ПОЛУПРООВЫХ МАТЕРИАЛОВольэование: прибороная промышленность.ния: совмещают соедини до зазора, величинане меньшей длины волльтрафиолетового излучувствительна фотоиницфотополимеризующейри облучении ориентиря вдоль зазора. потерь распространяется УФ-излучение (небольшие потери обусловлены поглощением поверхностью полупроводникового материала, которое тем меньше, чем выше качество обработки поверхности). В результате воздействия УФ-излучения на фотоинициирующую систему композиции образуются свободные радикалы, которые присоединяются по двойным связям к молекулам валентноненасыщенных соединений композиции, вызывая цепную реакцию радиальной полимеризации, Таким образом, обеспечивается склеивание непрозрачных для УФ-излучения материалов. При толщине клеевого слоя менее значения длины волны пика поглощения фотоинициирующей системой композиции УФ-излучение не проходит в зазор между склеиваемыми пластинами и, следовательно, полимеризлции клеевого состава не происходит.Следует также отметить, что адгезионная прочность склеивания данным способом выше, чем в известном способе, принятом за прототип, Предположительно зто можно обьяснить тем, что приклеивае 1774396мая поверхность полупроводникового материала под воздействием УФ-излучения активируется и может становится оптическимсенсибилизатором и участвовать в переносе энергии, тем самым способствуя развитию цепной реакции радикальнойполимеризации как на поверхности полупроводника, так и в обьеме клеящей композиции,Кроме того, в случае Уф-облучения полупроводниковых материалов, особенно итипа проводимости, наряду с радикальнойполимеризацией параллельно может проте кать реакция полимеризации ионного типа,в итоге может иметь место механизм ионнорадикальной полимеризации, Кроме того,под действием Уф-излучения в полупроводнике может увеличиваться количество иэнергия электронов в зоне проводимости,при этом должен понижаться потенциальный барьер на поверхности полупроводника, что может способствоватьтуннелированию электронов из обогащенной зоны проводимости, которые участвуютв переносе заряда и также способствуютцепной реакции полимеризации как на поверхности полупроводника, так и в объемеклея.П р и м е р, Для осуществления способабыли использованы пластины из полупроводниковьх материалов пЯЬ (толщиной 0,6мм), ОаАз (толщиной 0,7 мм), Я толщиной0,4 мм), ОбхН 91-хТе (толщиной 0,8 мм), склеиваемые с подложками из высокоомногогермания толщиной 0,5 мм. Для получениясравнительных данных указанные пластины из полупроводниковых материалов склеивали с подлокками из сапфира по способу,принятому за прототип.В качестве источника Уф-излученияприменяли ртутно-кварцевую лампу высокого давления ДРТ,В качестве фотополимеризующейсякомпозиции использовали анаэробные герметики УГ(ТУ 6-01-1211-79), АНТУ6-01-2-712-88), АНВМ (ТУ 6-02-30-89),клей УФ-отверждения "Квант" (ТУ 6-012-731-84) и композицию Уф-отверждения. марки ЭАК, содеркащую 100 вес.ч. эпоксиакриловой смолы на основе эпоксиднойсмолы ЭДи 4 вес,ч. изобутилового эфирабензоина в качестве фотоинициирующейсистемы.Режимы облучения были традиционныедля композиций УФ-отверждения; интен 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сивность УФ-излучения (0,3+ 0,05) 10 Вт/м, время облучения 5-15 мин.Для определения адгезионной прочности все склеенные пары приклеивали высокопрочным эпоксидным клеем холодного отверждения марки ХСКД ОС 0,029.000 ИУ к металлическим "грибкам", Адгезионную прочность определяли на разрывной машине РМ,Композицию УФ-отверждения наносили на поверхности соединяемых пластин, совмещали, помещали в зажимное устройство, создавали давление 0,05 МПа (для Сб,Н 91-хТе - 0,02 МПа) и воздействовали Чф-излучением в направлении клеевого шва.Всего осуществлено было 15 склеек предлагаемым способом и столько же способом, принятым за прототип.Данные по склейкам и результатам их испытаний приведены в таблице,Как видно из таблицы, данный способ позволяет склеить полупроводниковые материалы, не прозрачные для Уф-излучения, с использованием фотополимеризующихся композиций с получением адгезионнопрочного соединения. Полупроводниковый матеРиал СохН 91-хТе из-за своей низкой механической прочности отрывается не по границе склеивания, а по объему, т,е, раньше, чем происходит адгезионное разрушение,Использование изобретения позволяет расширить класс материалов, склеиваемых фотополимеризующимися композициями.Формула изобретения Способ приклеивания полупроводниковых материалов, включающий нанесение фотополимеризующейся композиции с фотоинициирующей системой на соединяемые поверхноСти, совмещение соединяемых поверхностей, сжатие детали и облучение ультрафиолетовым излучением композиции до ееполимеризации, отл ича ю щи й ся тем, что, с целью расширения класса соединяемых материалов за счет обеспечения возможности соединения непрозрачных для ультрафиолетового излучения материалов, совмещение соединяемых поверхностей осуществляют до зазора, размер которого выбран не меньше длины волны используемого излучения, к которому чувствительна фотоинициирующая система, а при облучении ориентируют поток ультрафиолетового излучения вдоль зазора,177439 Ь Предлагаеный способ НК пп Способ-прототип толвина адгезнонкпеевого ная проч- слоя,нкн ность,НПа адгезионсклеиваеные юнгюзнцня показательпрелонлес кле ив ееныенатериалы длина волны натериапы ная прочюсть НПа ТпЯЬ-сапфир260,2803,8-",01УГП р и и е ч а н и е: в предлагаенон сгюсобе облучение проводили вдоль клеевого шва (в торец склеиваеных пластин): в способе"прототипе облучение проводили через сапфнровуа подлокку Составитель В.ПсаломщиковТехред М.Моргентал Корректор А.Долинич Редактор Т,Юрчикова Заказ 3930 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Р113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 пЬ-Се 234 СаАв-Се6 7 ЯВ-Се 891 О , СЫНВТе-Се1213 СЙНВТе-Се 1415АнКвантАНВНн 16,6 14,9 15,0 13,5 12,6 13,2 10,8 9,6 10,2 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 13,3 12,8 12,9 11,9 10,6 10,8 9,5 9,0 9, )10,0 10,0 10,0 10,0 1 О,О )10,0