Способ изготовления полупроводниковых приборов в пластмассовых корпусах каплевидной формы

(9) (1) РЕСПУ 1 Е 23/31 5 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКО ИДЕТЕЛЬ асти полует быть исщитных и оя удерживаемаянатяжения, мм;т вязкости компа ся коби иможнии зий.овышеспрои ила,ние выхода води мости я заключается в сетное нанесение а движущуюся аровленную паралателе, при этом туры выбирают из г0 вп а д где йж - толщина жи увлекаемого вязким т ого слоя компаунением, мм;(56) Бер А.Ю., Минскор Ф.Е. Сборка полупроводниковых приборов и интегральныхмикросхем. - М Высшая школа, 1981,с. 209 - 212,Авторское свидетельство СССРМ 1512424, кл. Н 01 1 23/30, 1988.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ В ПЛАСТМАССОВЫХ КОРПУСАХ КАПЛЕВИДНОЙФОРМЫ Изобретение относит проводниковойтехнологи пользовано при нанесе герметизирующих покрыт Цель изобретения - и годных эа счет лучшей во габаритов корпуса,Сущность изобретен том, что осуществляют оф слоя жидкого компаунда н матуру приборов, устан дельно на общем держ скорость движения арма выражения(57) Изобретение относится к полупроводниковой технологии и может быть использовано при нанесении защитных и герметиэирующих покрытий. Цель изобретения - повышение выхода годных эа счет лучшей воспроизводимости габаритов корпуса. Поставленная цель достигается тем, что при офсетном, нанесении слоя жидкого компаунда на движущуюся арматуру приборов, установленную параллельно на общем держателе, скорость движения арматуры выбирают иэ математической формулы, приведенной в описании изобретения. Брак по внешнему виду уменьшается на 7 - 9 ь. 1 табл. 6 ил. Ьт - толщина сл с ми поверхностногод - козффициен унд Нс/м;0 - сила поверхностного натяжения компаунда, Н/м;0 - диаметр арматуры, мм;а - угол .выхода арматуры из жидкого компаунда, град.,и сушат слой при вращении держателя вокруг оси параллельной оси выводов.Зависимость скорости нанесения компаунда Чо от его параметров может быть определена иэ следующих предположений. При вытягивании арматуры из жидкого компаунда, согласно схемы на фиг. 1, работа сил поверхностного натяжения а 1 направлена на вытеснение излишков компаунда и(4) СВ 1 ж - 1 тна преодоление сил вязкого трения Етр, Врезультате вытеснения слой компаундауменьшается на толщину Изменение площади капли при этомможно записать в виде: что позволяет рассчитать работу сил поверхностного натяжения; В 1= О ЬЯ= 8 ЛОВср(Ьж - Ьт)== 4 ЛО(1 ж - 1 т) 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Работа в 2, совершаемая силами вязкого трения, может быть рассчитана по форму- ле Ю 2=т тр б -ЯсффбЧ где б - средний путь, проделанный вязким словм толщиной Ь Ь при его выдавливании;-- градиент скорости в вязком бЧЮслое;Ясф - площадь сферы диаметром арматуры О,Расчет проведен при следующих предположениях: а) исходный слой компаунда Ьж полностью увлекается арматурой и имеет ту же скорость относительно вязкой среды, что и арматура; б) при переходе границы поверхности удаление излишков компаунда происходит с той же скоростью; в) средний путь д, проделанный вязким слоем при выдавливании слоя толщиной Ь т, равен половине длины выдавленного слоя. При этом бвыд определяется как отношение изменения объема сферического слоя толщиной бЧ к изменению площади сечения сферического слоя той же толщины, т.е,Предположения а) и б) позволяют упростить выражение для градиента скорости; а предположение в) позволяет рассчитатьб:(5)Учитывая (3), (4), (5), выводят формулудля расчета работы сил вязкого трения: Вlг =Ч тгО- (6) 2 Ч О тж - тт 2Учитывая равенство а 1= а 2 и решая эторавенство относительног Чо, имеют На фиг. 1 - 6 показана схема осуществления предлагаемого способа.На фиг. 1 показаны три последовательных момента выхода арматуры из вязкой среды при ее движении вертикально поверхности со скоростью Ч, где стрелками обозначены пути вытеснения жидкого слоя, В 1 - радиус капли, при наличии слоя толщиной 1 ж на аРматУРе, В 2 - РаДиУс капли, пРи на- ЛИЧИИ СЛОЯ тОЛЩИНОй тт На аРМатУРЕ; На фИГ.2 - виды рамки и гребенки с арматурами 1 приборов; на фиг, 3 - схема офсетного нанесения компаунда на арматуру прибора, находящуюся на рамке или гребенке, где а - угол выхода арматуры из вязкого слоя, На фиг. 3 показан вращающийся диск 2 диаметром Оо вязкий слой 3, увлекаемый диском, арматуры 4 приборов, закрепленные на рамке.На фиг. 4 показана зависимость средней массы компаунда а, нанесенного на арматуру, от скорости ее движения, где кривая 1 относится к компаунду с вязкостью по ВЗд =1100 с, кривая 2 - 900 с, кривая 3 - 800 с, кривая 4 - 750 с, кривая 5 - 600 с, Чо - координаты скорости, соответствующие точке перегиба зависимости, График на фиг. 5 отражает зависимость скорости Чо от величины о/ф. На фиг. 6 показана схема измерения габаритов выпуклостей в момент выхода арматуры из вязкой среды, где 5 - вязкая среда, 6 - нить с приборами, 7 ролик, 8 - вращающаяся катушка на оси двигателя, 9 - измерительный микроскоп.В таблице приведены данные зависимости о, О/д, Чл, 1 а от коэффициента вязкости д для компаунда ЭКЛБ,П р и м е р. Предложение было опробовано на участке изготовления прибора КД 209, КД 221, арматуры которых при сборке соединены по 30 шт. соосно на держателе в виде гребенки или рамки(фиг. 2), в зависимости от способа пайки кристалла к выводам.Машина офсетного нанесения жидкогокомпаунда на арматуру (фиг. 3) имеет дискдиаметром Оо= 5,5 см, вращающийся с частотой 5 - 80 об/мин, С помощью этой машинки наносился слой компаунда типа 5ЭКЛБ, в котором в качестве основы используется эпоксидная смола ЭД.После нанесения компаунда рамки с арматурами помещают в термошкаф с температурой 160.ф 15 С и вращают соосно с 10частотой 30 об/мин в. течение 15 - 20 мин дозагустевания слоя.Выполнение габаритов каплевидногокорпуса приборов КД 209, КД 221 требуеттрехкратного нанесения слоев эпоксидного 15компаунда с последующей полимериэациейего при 160.ф.10 С не менее 12 ч, Затемнесущие части рамки или гребенки отрезают и на отдельных приборах измеряют электрические параметры и проводят 20испытания,Для оценки оптимальных режимов нанесения компаунда были проведены специальные опыты, С применениемрастворителя (карбинола) были изготовлены партии компаунда ЭКЛБс различнымкоэффициентом вязкости ц 1100, 900, 800,750 и 600 с по ВЗ. Константа вязкозиметра, равная 0,008, позволяла переводитьданные вязкости в систему СИ и для каждого значения вязкости измерялось значениесилы поверхностного натяжения о, что приведено в таблице. Компаунд различной вязкости наносился на арматуру с помощьювышеописанной машинки. При нанесении 35каждой партии компаунда изменялась скорость нанесения Ча за счет изменения частоты вращениядиска диаметром Оо. Донанесения и после сушки слоя на арматурес помощью взвешивания измерялась средняя масса т. Затем строилась зависимостьа от Чл для партий компаунда с различнойвязкостью (фиг. 4). На указанной зависимости наблюдается участок перегиба, характеризующий начало захвата излишков 45компаунда при скоростях, больших Чоь Физический смысл скорости Чы означает, чтозахватываемая силами вязкого трения масса компаунда является максимальной, которую могут удержать силы поверхностного 50натяжения на арматуре диаметром О,Определяя для каждого значения вязкостивеличину Чы по координате, токи перегиба зависимости на фиг, 4 и по таблице,определяя соответствующее значение о, 55можно построить зависимость Чо от о/д,Если принять во внимание. что расчетзависимости Ч от о/д был проведен дляслучая нормального, к поверхности вязкойсреды, движения, а на машинке офсетного нанесения компаунда (фиг, 3) движение арматуры относительно поверхности происходит под углом а, то необходимо в формуле (7) ввести поправку, принять Чы=-Чызпа согласно расположению проекции скорости движения арматуры,В этом случае формула (7) может быть преобразована в вид(8) Было проведено исследование по определению зависимости угла от параметров компаунда. Для этого при нанесении каждой партии компаунда измеряли угол а согласно схеме на фиг. 3. Результаты измерений приведены в таблице. При выполнении графика на фиг, 5 было учтено ЧО=Ча зпа, где Ча= Л Ю, - линейная (А) скорость вращения диска машинки нанесения. Сопоставление линейной зависимости Чо от о/у на фиг, 5 с линейной зависимостью Чо от о/ц в формуле (8) дает 2 т 9 Р = 8 "= 5,75 + 0,6. (9) О 2Эти формулы позволяют рассчитать. значения Ьж и Ь, Диаметр арматуры О= 1,9 мм, Величина Ь может быть измерена по разлому арматуры или при помощи взвешивания слоя компаунда, Измерения дают значения Ь= 0,3 мм при900 с. Тогда, используя формулу (8), определяют величину пж.1.9 мм. Такой же размер йж был по гого независимого опыта; по на измерению максимального раэ ваниямакс компаунда при вытя риков диаметром 0=1,9 мм. за на нити, вытягиваемой из ко гласно схеме на фиг, 6.1-макс=2 ж+О, то 1-макс ОПж=2 10) еописанным спо=5,5 . 0,5 мм,что 0. Сопоставляя азличным путем, мула (8) является Измерение Оас выш собом дает значениемакс соответствует йж=1,8 + 1 данные пж, полученные можно убедиться, что фо лучен из друблюдению и мера вспучигивании шакрепленных мпаунда, со- Посколькуобщим выражением, связывающим скорость нанесения компаунда при изготовлении корпуса каплевидной формы с его параметрами.Перед опытной проверкой был изго товлен компаунд вязкостью 900 с по 83-4. По формуле (А) была рассчитана частота 1=26,0+ 6 об/мин (см, таблицу) вращения диска офсетной машинки нанесения компаунда, На машинке была установлена частота 10 30 об/мин.На основе изготовления 30000 шт, приборов КД 209 и КД 221 по предлагаемому режиму нанесения компаунда на арматуру был получен следующий положительный эффект, За 15 счет воспроизводимости габаритов капли, уменьшения склеивания соседних приборов на держателе и уменьшения стекания компаунда на выводы наблюдается уменьшение брака по внешнему виду на 7-9;. 20 Улучшается также воспроизводимость электрических параметров по 1 овр, что приводит к увеличению выхода годных на 2-4. Ф о р мул а и зоб рете н ия 25 Способ изготовления полупроводниковых приборов в пластмассовых корпусах каплевидной формы, включающий офсетное нанесение слоя жидкого компаунда на движущуюся арматуру приборов, установленную параллельно на общем держателе, сушку слоя при вращении держателя вокруг оси, параллельной оси арматуры, о т л и ч а ю щ и й с я те.м, что, с целью повышения выхода годных за счет лучшей воспроизводимости габаритов корпуса, скорость движения арматуры выбирают из выраженияФВ ( -1 Я ОО эва 9где Ь - толщина жидкого слоя компаунда. увлекаемого вязким трением, мм;Ь - толщина слоя, удерживаемая силами поверхностного натяжения, мм;- коэффициент вязкости компаунда, Н с/м;о - сила поверхностного натяжения компаунда, Н/м;О - диаметр арматуры, мм;а - угол выхода арматуры иэ жидкого компаунда, град.)ф флВ фефсв Ссфф ввг В))ефФа)фс ),сФ вс евЬВ Ф ф.фвфВфф1 фф Фсс ф )эСС Фф)Ъ Ф)Ъ фвфВ ЪФа ге свг ФС Г Фаф,ееФ4еФсВ есяе с 4сфс1е еиетс . е фе с Щ ю 1661876 ф ,4е еаесЪеФ ел феЮсЛф ееюВесЖ1661876 Составитель Е Паноедактор Е.Папп Техред М.Моргентал ректор .О. Кравцо КНТ СССР т", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 оизводственно-издательский комбинат "П аз 2130 Тираж 370 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откры 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5