ویژگی های مونتاژ دستگاه های نیمه هادی. مونتاژ و آب بندی ریز مدارها و دستگاه های نیمه هادی. محافظت از کریستال در برابر تأثیرات محیطی

قاب دستگاه های نیمه هادیطراحی شده برای نصب سطحی در صنعت رادیو الکترونیک و می تواند در تولید دستگاه های نیمه هادی استفاده شود. چالش فنی اصلی افزایش شدید ویژگی های فرکانس بسته های دستگاه های نیمه هادی برای نصب سطحی است. این وظیفهبا تغییر طراحی نگهدارنده کریستال مسکن با معرفی یک واشر سرامیکی عایق رسانای گرما برای نصب کریستال های نیمه هادی و سه سرب عایق شده از نوع مسطح به دست می آید. کیس روی سطح شامل یک پایه فلزی 1، یک عایق سرامیکی مسطح حذف کننده حرارت متالایزه شده در دو طرف 2، یک قاب عایق سرامیکی 3، یک بالون درپوش فلزی 4، درج های حذف کننده جریان در یک قاب سرامیکی 5، خروجی های 6 است. .

مدل سودمند محفظه ای برای دستگاه های نیمه هادی است، برای نصب روی سطح، طراحی شده برای محافظت از کریستال های نیمه هادی در برابر تأثیرات اقلیمی، مکانیکی، الکترومغناطیسی و سایر انواع تأثیرات آب و هوایی و می تواند در صنایع رادیو الکترونیک، الکتریکی برای تولید نیمه هادی های پرقدرت استفاده شود. دستگاه ها

در ساخت پکیج های دستگاه های نیمه هادی سطحی از مواد مهندسی رادیو سرامیک-فلزی استفاده می شود که دارای استحکام مکانیکی و الکتریکی بالا، مقاومت در برابر چرخه های حرارتی و انرژی، تأثیرات اقلیمی و الکترومغناطیسی هستند.

طراحی محفظه برای نصب سطحی دستگاه های نیمه هادی شامل یک نگهدارنده کریستال ساخته شده از یک پایه فلزی، یک قاب سرامیکی عایق الکتریکی با درج های فلزی-سرب های لحیم شده در آن و یک درب بالون است.

نمونه اولیه مدل کاربردی پیشنهادی، محفظه ای برای نصب سطحی KT94-1-1.01، KT95-1، KT106-1 است که حاوی یک نگهدارنده کریستال سرامیکی-فلزی، متشکل از یک پایه فلزی، یک قاب سرامیکی عایق با دو جریان لحیم کاری شده است. حمل درج های فلزی و برجسته فلزی در امتداد کانتور. دو سر عایق عایق حامل جریان که به درج های فلزی قاب فلزی و پوشش سیلندر فلزی لحیم شده اند.

این کار با این واقعیت حاصل می شود که پایه فلزی با لحیم کاری روی آن یک واشر سرامیکی عایق حرارتی ساخته شده از BeO از کریستال نیمه هادی جدا می شود. AlN; Si 3 N 4 ; BN و غیره متالیز شده در دو طرف و در یک قاب سرامیکی نگهدارنده کریستال با لحیم کاری سه سرب فلزی مسطح انجام می شود.

تغییر الگوی توپولوژیکی یک عایق سرامیکی حذف کننده حرارت، امکان پیاده سازی گزینه های مختلف برای مونتاژ کریستال های دستگاه نیمه هادی را فراهم می کند.

شکل 1 نمای کلی کیس برای نصب سطحی را نشان می دهد: کیس شامل یک پایه فلزی 1، یک عایق سرامیکی مسطح حذف کننده حرارت متالیز شده در دو طرف 2، یک قاب عایق سرامیکی 3، یک کلاهک-بالون فلزی 4، درج های فلزی رسانا است. در قاب سرامیکی 5 خروجی 6 .

قطعات فلزی کیس 1، 4، 5، 6 با مهر زنی، قاب عایق سرامیکی 3 با پرس، ریخته گری و متالیزاسیون در دمای بالا برای درز آب بندی و سوراخ های تخلیه جریان با پرس، در دمای بالا ساخته شده است. ریخته گری و قالب گیری،

سرامیک عایق حرارتی 2 با فشار دادن، ریخته گری و پردازش در دمای بالا با متالیزاسیون یک الگو یا توپولوژی خاص ساخته می شود.

آب بندی درب سیلندر 4 با نگهدارنده کریستال سرامیکی - فلزی با جوشکاری درز غلتکی و سایر روش های تکنولوژیکی انجام می شود.

بسته ای از دستگاه های نیمه هادی برای نصب روی سطح، حاوی یک نگهدارنده کریستال متشکل از یک پایه فلزی مسطح، یک قاب سرامیکی، سرب های مسطح و یک پوشش، که مشخصه آن این است که نگهدارنده کریستال سرامیکی-فلزی حاوی یک واشر سرامیکی عایق رسانای گرما و سه عدد است. سربهای مسطح عایق شده

تجزیه و تحلیل خرابی دستگاه های نیمه هادی و ریزمدارها نشان می دهد که در بیشتر موارد آنها با افزایش حداکثر ولتاژ و جریان مجاز و همچنین با آسیب مکانیکی همراه هستند. برای اطمینان از عدم خرابی دستگاه های نیمه هادی و میکرو مدارها در حین تعمیر و تنظیم، اقدامات احتیاطی باید انجام شود. جایگزینی خودسرانه عناصر رادیویی که حالت مدار را تعیین می کنند حتی برای مدت کوتاهی غیرقابل قبول است، زیرا این می تواند منجر به اضافه بار ترانزیستورها، ریز مدارها و خرابی آنها شود. برای اطمینان از اینکه پروب ها باید دقت ویژه ای به عمل آید ابزار اندازه گیریباعث اتصال کوتاه تصادفی نمی شود. یک منبع سیگنال با مقاومت داخلی کم را به دستگاه های نیمه هادی وصل نکنید، زیرا جریان های زیادی می توانند از آنها عبور کنند، بیش از حداکثر مقادیر مجاز.

سلامت دیودهای نیمه هادی را می توان با اهم متر بررسی کرد. درجه مناسب بودن آنها با اندازه گیری مقاومت های رو به جلو و معکوس تعیین می شود. در صورت خرابی دیود، مقاومت های نشان داده شده برابر و چندین اهم و در صورت شکست بی نهایت بزرگ خواهند بود. دیودهای قابل سرویس مقاومت مستقیم در حدود دارند: نقطه ژرمانیوم - 50-100 اهم. نقطه سیلیکون - 150-500 اهم و مسطح (ژرمانیوم و سیلیکون) - 20-50 اهم.

هنگام اندازه گیری مقاومت یک دیود با نشتی، خواندن نشانگر ابزار به آرامی کاهش می یابد و با رسیدن به یک مقدار مشخص، نشانگر ابزار متوقف می شود. هنگامی که اندازه گیری تکرار می شود، روند دوباره تکرار می شود. دیودهایی با چنین نقص هایی باید تعویض شوند. به جای دیودهای ناموفق، دیودهایی از همان نوع یا آنالوگ ها انتخاب می شوند، آنها بررسی می شوند و قطبیت اتصال تعیین می شود.

بررسی قابلیت سرویس ترانزیستورها و اندازه گیری پارامترهای اصلی آنها می تواند با استفاده از تستر مخصوص پارامترهای ترانزیستورهای نوع L2-23 انجام شود. با کمک یک تستر می توانید به سرعت ضریب انتقال جریان "آلفا"، جریان معکوس کلکتور، وجود یا عدم وجود خرابی بین امیتر و کلکتور و غیره را تعیین کنید. اندازه گیری چنین پارامترهای عملیاتی مهمی این امکان را فراهم می کند. برای قضاوت در مورد احتمالات استفاده بیشتر از ترانزیستور در مدارهای اویونیک.

در صورت عدم وجود دستگاه خاص، با اندازه گیری مقاومت اتصالات pn با اهم متر می توان سلامت ترانزیستورها را تعیین کرد. توصیه می شود اندازه گیری در بالاترین محدوده اندازه گیری اهم متر انجام شود، جایی که جریان جریان حداقل است.

بررسی سلامت ریز مدارها با اندازه گیری ولتاژ ثابت و پالسی در خروجی آنها آغاز می شود. اگر نتایج اندازه گیری با موارد مورد نیاز متفاوت باشد، باید دلیل را مشخص کرد: نقص در عنصر رادیویی متصل به IC، انحراف مقادیر آنها از مقادیر اسمی، منبعی که از آن پالس لازم و ولتاژهای ثابت می آید. ، یا نقص خود آی سی.

اگر برای این منظور باید از روی برد مدار چاپی لحیم شود، نمی توان سلامت آی سی را با تعویض آن بررسی کرد. نصب مجدد آی سی لحیم شده توصیه نمی شود، حتی اگر آزمایش قابلیت سرویس دهی آن را نشان داد. این نیاز با این واقعیت توضیح داده می شود که به دلیل گرمای مکرر پایانه ها، تضمینی برای خرابی آن وجود ندارد.

در صورت نیاز به تعویض دستگاه های نیمه هادی و ریز مدارها، قوانین زیر باید رعایت شود:

1. نصب و بست دستگاه های نیمه هادی باید با حفظ سفتی بدنه دستگاه انجام شود. برای جلوگیری از ایجاد ترک در آنها، توصیه می شود سرب ها را در فاصله حداقل 10 میلی متری از بدنه دستگاه خم کنید. برای انجام این کار، لازم است که سرب های بین خم و عایق شیشه ای را با انبردست محکم کنید.

2. تعویض دستگاه های نیمه هادی، ریز مدارها و ریزمجموعه ها تنها زمانی انجام می شود که دستگاه خاموش باشد. هنگام جدا کردن ترانزیستور از مدار، ابتدا مدار کلکتور لحیم می شود. پایانه های پایه ترانزیستور آخرین بار خاموش می شوند و در هنگام نصب ابتدا ترمینال پایه وصل می شود. به ترانزیستوری که خروجی پایه آن غیرفعال است، ولتاژ اعمال نکنید.

3. لحیم کاری پایانه های دستگاه های نیمه هادی به استثنای ترانزیستورها (به عنوان مثال KT315، KT361 و غیره) در فاصله حداقل 10 میلی متر از بدنه دستگاه انجام می شود که این فاصله برای آنها 5 میلی متر است. . بین بدنه و محل لحیم کاری باید از یک هیت سینک استفاده شود. در حین نصب، ریز مدار بر روی یک برد مدار چاپی با شکاف نصب می شود که با طراحی لیدها (هیچ لید تشکیل نمی شود) ایجاد می شود.

4. آهن لحیم کاری الکتریکی باید کوچک، با قدرت بیش از 40 وات، با منبع ولتاژ 12-42 ولت تغذیه شود. دمای نوک آهن لحیم کاری نباید از 190 درجه تجاوز کند. درجه سانتیگراد به عنوان لحیم کاری، لازم است از یک آلیاژ با نقطه ذوب پایین (POS-61، POSK-50-18، POSV-33) استفاده شود. زمان لحیم کاری هر خروجی بیش از 3 ثانیه نیست. فاصله بین لحیم کاری پین های ریز مدار مجاور حداقل 10 ثانیه است. به منظور صرفه جویی در زمان، توصیه می شود ریز مدارها را از طریق یک پین لحیم کنید. نوک لحیم کاری و کیس (اتوبوس مشترک) دستگاه رادیویی باید به زمین متصل شود یا آهن لحیم کاری برقی از طریق ترانسفورماتور به شبکه متصل شود، زیرا در حین لحیم کاری وقوع جریان های نشتی بین نوک آهن لحیم کاری متصل به شبکه و پایانه های آی سی می توانند منجر به خرابی آن شوند.

5. برای خنک سازی بهتر، ترانزیستورها و میکرو مدارهای قدرتمند روی رادیاتورها تعبیه شده است. برای جلوگیری از خرابی این دستگاه ها در اثر گرمای بیش از حد، هنگام نصب آنها باید قوانین را رعایت کنید.

6. سطوح تماس باید تمیز، بدون زبری باشد که مانع از تناسب راحت آنها شود.

7. سطوح تماس باید از دو طرف با خمیر روغن کاری شوند (خمیر KPT-8).

8. پیچ های محکم کننده ترانزیستور باید با نیرو سفت شوند. اگر پیچ ها به اندازه کافی سفت نشوند، مقاومت حرارتی کنتاکت افزایش می یابد که می تواند منجر به از کار افتادن ترانزیستور شود.

9. برای تعویض مجموعه میکرو باید از روی پنل خارج شود. برای انجام این کار، یک لبه ریز مونتاژ را 1-2 میلی متر و سپس لبه دیگر را از پانل بیرون بکشید. سپس عملیات را تکرار کنید و در نهایت میکرومبلی را بدون اعوجاج بردارید. گرفتن ریز مونتاژ با هواپیمای که همه عناصر در آن قرار دارند ممنوع است. تمام عملیات باید با نگه داشتن ریز مونتاژ توسط قطعات انتهایی انجام شود. ریز مونتاژ ابتدا در شکاف های راهنما در کنار پانل قرار می گیرد. سپس آن را از یک طرف فشار دهید تا لبه پایینی این سمت به اندازه 1-2 میلی متر وارد کنتاکت های پانل شود. پس از آن، ریز مونتاژ در وسط فشرده شده و در پانل قرار می گیرد تا بدون اعوجاج متوقف شود.

دستگاه های نیمه هادی که اطلاعات مربوط به آنها در کتابچه راهنما آمده است، دستگاه هایی برای استفاده عمومی هستند. آنها می توانند در شرایط و حالت های مختلف برای کلاس های مختلف تجهیزات الکترونیکی برای کاربردهای گسترده، صنعتی و ویژه کار کنند.

معمول هستند الزامات فنیدستگاه های در نظر گرفته شده برای تجهیزات یک کلاس خاص در مشخصات فنی عمومی (GTU) برای این دستگاه ها موجود است. هنجارهای خاص برای ارزش ها پارامترهای الکتریکیو الزامات خاص برای این نوع دستگاه ها در مشخصات خصوصی (ChTU) و GOST برای دستگاه ها تعیین شده است.

قابلیت اطمینان بالای تجهیزات الکترونیکی مبتنی بر دستگاه های نیمه هادی تنها در صورتی قابل اطمینان است که ویژگی های زیر دستگاه ها در مرحله طراحی، ساخت و بهره برداری در نظر گرفته شود:

  • پراکندگی مقادیر پارامتر، وابستگی آنها به حالت و شرایط عملیاتی؛
  • تغییرات در مقادیر پارامترها در حین ذخیره سازی یا عملیات؛
  • نیاز به اتلاف گرما خوب یا محفظه ابزار.
  • نیاز به تأمین ذخایر برای بارهای الکتریکی، مکانیکی و سایر بارهای دستگاه های موجود در تجهیزات رادیویی الکترونیکی؛
  • نیاز به انجام اقداماتی برای اطمینان از عدم بار اضافی دستگاه ها در هنگام نصب و مونتاژ تجهیزات رادیویی الکترونیکی.

مقادیر پارامترهای دستگاه های هم نوع یکسان نیستند، اما در یک بازه زمانی مشخص قرار دارند. این فاصله با حداقل یا حداکثر مقادیر مشخص شده در فهرست محدود می شود. برخی از پارامترها دارای محدودیت مقدار دو طرفه هستند. مشخصه های جریان-ولتاژ ارائه شده در کتاب مرجع، وابستگی پارامترها به حالت و دما برای تعداد زیادی از نمونه های دستگاه های این نوع به طور میانگین محاسبه می شود. این وابستگی ها را می توان هنگام انتخاب نوع دستگاه برای یک مدار معین و محاسبه تقریبی آن استفاده کرد.

اکثر پارامترهای دستگاه های نیمه هادی بسته به حالت کار و دما به طور قابل توجهی تغییر می کنند. به عنوان مثال، زمان بازیابی مقاومت معکوس دیودهای سوئیچینگ به مقدار جریان رو به جلو، ولتاژ سوئیچینگ و مقاومت بار بستگی دارد. افت تبدیل و رقم نویز دیودهای مایکروویو به سطح توان ورودی بستگی دارد. به طور قابل توجهی در محدوده دمایی مشخص شده در مشخصات فنی، جریان معکوس دیود متفاوت است. کتاب مرجع حاوی مقادیر پارامترهای تضمین شده توسط مشخصات برای حالت های استفاده بهینه یا محدود کننده مربوطه است.

استفاده و بهره برداری از دستگاه ها باید مطابق با الزامات مشخصات فنی و استانداردها - دستورالعمل های استفاده انجام شود. هنگام طراحی تجهیزات رادیویی الکترونیکی، باید تلاش کرد تا از عملکرد آن در وسیع ترین محدوده ممکن تغییرات در مهمترین پارامترهای دستگاه ها اطمینان حاصل شود. پراکندگی پارامترهای دستگاه و تغییر مقادیر آنها در طول زمان هنگام طراحی تجهیزات با روش های محاسباتی یا تجربی، به عنوان مثال، با روش آزمایش های مرزی در نظر گرفته می شود.

مدت زمانی که دستگاه های نیمه هادی می توانند در تجهیزات کار کنند (عمر خدمات آنها) عملاً نامحدود است. اسناد نظارتی و فنی برای تأمین دستگاه ها (GOST. TU) به طور معمول حداقل زمان کارکرد حداقل 15000 ساعت را تضمین می کند. در حالت ها و شرایط نوری - تا 30000 ساعت.اما تئوری و آزمایشات نشان می دهد که بعد از 50 - 70 هزار ساعت کارکرد، افزایشی در میزان خرابی مشاهده نمی شود. با این حال، تغییرات در مقادیر پارامتر ابزار ممکن است در طول ذخیره سازی و عملیات رخ دهد. در برخی موارد، این تغییرات آنقدر قابل توجه است که تجهیزات از کار می افتند. برای کنترل سطح اطمینان دستگاه های ساخته شده از شاخص هایی مانند منبع درصد گاما، حفظ درصد گاما، حداقل زمان عملیاتی (زمان عملیات گارانتی)، میزان خرابی در آزمایش های کوتاه مدت ویژه در حالت اجباری استفاده می شود. هنجارهای این شاخص ها در مشخصات فنی دستگاه ها تعیین شده است.

برای محاسبه قابلیت اطمینان تجهیزات رادیویی الکترونیکی، باید از شاخص‌های کمی قابلیت اطمینان استفاده شود که با انجام آزمایش‌های ویژه، پردازش حجم زیادی از داده‌های آماری در آزمایش‌های مختلف و «عملکرد دستگاه‌ها در تجهیزات مختلف» ایجاد می‌شوند.

به طور تجربی ثابت شده است که شدت (احتمال) خرابی دستگاه با افزایش افزایش می یابد دمای عملیاتیانتقال، ولتاژ روی الکترودها و جریان. با توجه به افزایش دما، تقریباً تمام انواع خرابی ها را شتاب می دهم (در زمین میانی): اتصال کوتاه، قطع و تغییرات قابل توجه در پارامترها. افزایش ولتاژ به طور قابل توجهی خرابی دستگاه های دارای ساختار MIS و با انتقال ولتاژ پایین را تسریع می کند. افزایش جریان عمدتاً منجر به تخریب سریع اتصالات تماس و مسیرهای فلزی شدن حامل جریان بر روی کریستال ها می شود.

وابستگی تقریبی نرخ شکست به بار به شکل زیر است:

که در آن λ (T p, max, Umax, Imax) میزان شکست در حداکثر بار است (از نتایج آزمایش‌های کوتاه‌مدت در حالت اجباری قابل برداشت است). مقدار B تقریباً 6000 K است.

برای افزایش قابلیت اطمینان عملکرد دستگاه‌ها در تجهیزات، لازم است که عمدتاً دمای اتصالات و کریستال‌ها و همچنین ولتاژها و جریان‌های عملیاتی کاهش یابد که باید به میزان قابل توجهی کمتر از حداکثر مجاز باشد. توصیه می شود ولتاژ و جریان (قدرت) را در سطح مقادیر حدی (حداکثر) 0.5-0.7 تنظیم کنید. کارکرد دستگاه های نیمه هادی در دما، ولتاژ یا جریان برابر با مقدار حد مجاز ممنوع است. حتی بیش از حد کوتاه مدت (تکانشی) از حداکثر حالت مجاز در حین کار مجاز نیست. بنابراین، لازم است اقداماتی برای محافظت از دستگاه ها از اضافه بارهای الکتریکی که در طی فرآیندهای گذرا رخ می دهد (هنگام روشن و خاموش کردن تجهیزات، هنگام تغییر حالت عملکرد آن، بارهای اتصال، تغییرات تصادفی در ولتاژ منابع برق) انجام شود.

حالت های عملکرد دستگاه ها باید با در نظر گرفتن ترکیبات نامطلوب احتمالی شرایط عملیاتی تجهیزات (دمای محیط بالا، فشار کم محیط و غیره) کنترل شود.

در صورتی که مقدار جریان یا ولتاژ مورد نیاز از حداکثر مقدار مجاز برای این دستگاه بیشتر باشد، توصیه می شود از دستگاه قویتر یا فشار قویتر و در مورد دیودها از اتصال موازی یا سری آنها استفاده شود. هنگام اتصال موازی، لازم است که جریان های عبوری از دیودها را با استفاده از مقاومت های کم مقاومت که به صورت سری با هر دیود متصل می شوند یکسان کنید. هنگامی که دیودها به صورت سری متصل می شوند، ولتاژهای معکوس در آنها با استفاده از مقاومت های شنت یا خازن برابر می شوند. مقاومت ها و ظرفیت های توصیه شده شنت ها معمولاً در مشخصات دیودها مشخص می شود. باید اتصال حرارتی خوبی بین دستگاه هایی که به صورت سری یا موازی متصل هستند وجود داشته باشد (مثلاً همه دستگاه ها روی یک رادیاتور نصب می شوند). در غیر این صورت توزیع بار بین دستگاه ها ناپایدار خواهد بود.

تحت تأثیر عوامل مختلف (دما، رطوبت، تأثیرات شیمیایی، مکانیکی و غیره) ممکن است پارامترها، ویژگی ها و برخی از خواص دستگاه های نیمه هادی تغییر کند. برای محافظت از ساختار دستگاه های نیمه هادی در برابر تأثیرات خارجی، از موارد ابزار استفاده می شود. خانه های دستگاه های قدرتمند به طور همزمان فراهم می کند شرایط لازمحذف گرما و محفظه دستگاه های مایکروویو - اتصال بهینه الکترودهای دستگاه ها با مدار. باید در نظر داشت که کیس های دستگاه ها از نظر سفتی و مقاومت در برابر خوردگی دارای محدودیت هایی هستند، بنابراین هنگام کارکردن دستگاه ها در شرایط رطوبت بالا، توصیه می شود آنها را با لاک های مخصوص (مثلاً UR-231) بپوشانید. یا EP-730).

تامین حذف حرارت از دستگاه های نیمه هادی یک و; وظایف اصلی در طراحی تجهیزات الکترونیکی. رعایت اصل حداکثر کاهش ممکن در دمای اتصالات و موارد ابزار ضروری است. برای خنک کردن دیودها یا تریستورهای قدرتمند، از هیت سینک هایی استفاده می شود که تحت همرفت طبیعی یا جریان هوای اجباری عمل می کنند، همچنین از عناصر ساختاری واحدها و بلوک های تجهیزاتی که سطح کافی یا اتلاف گرما خوب دارند، استفاده می شود. دستگاه های ثابت به رادیاتور باید تماس حرارتی مورد را فراهم کند. اگر بدنه دستگاه باید عایق باشد، برای کاهش مقاومت حرارتی کلی بهتر است رادیاتور از بدنه تجهیزات جدا شود تا دیود یا تریستور از رادیاتور.

اتلاف گرما با آرایش عمودی سطوح فعال رادیاتور بهبود می یابد، زیرا شرایط همرفت در این مورد بهتر است. ابعاد تقریبی هیت سینک ها به شکل صفحات آلومینیومی با جهت عمودی (مربع یا مستطیل)، بسته به توان تلف شده توسط آنها، با استفاده از فرمول قابل تعیین است.

که در آن S مساحت یک طرف صفحه، سانتی متر مربع است. P توان تلف شده در دستگاه، W است. صفحات با مساحت حداکثر 25 سانتی متر مربع می توانند دارای ضخامت 1-2 میلی متر، با مساحت 25 تا 100 سانتی متر مربع 2-3 میلی متر باشند. بیش از 100 سانتی متر 2 - 3 - 4 میلی متر.

هنگام ریخته گری تخته ها با دستگاه های نیمه هادی با ترکیبات، پلاستیک های فوم، لاستیک فوم، باید تغییر مقاومت حرارتی بین بدنه دستگاه و محیط و همچنین امکان افزایش گرمایش اضافی دستگاه ها از عناصر مدار مجاور را در نظر گرفت. با انتشار حرارت بالا دما در هنگام ریختن نباید از حداکثر دمای بدنه دستگاه که در مشخصات مشخص شده است بیشتر باشد. هنگام ریختن، هیچ بار مکانیکی نباید روی سربها وارد شود که یکپارچگی عایق های شیشه ای یا جعبه ابزار را نقض کند.

در فرآیند آماده سازی و نصب دستگاه های نیمه هادی در تجهیزات، اثرات مکانیکی و اقلیمی روی آنها نباید از مقادیر مشخص شده در مشخصات تجاوز کند.

هنگام صاف کردن، شکل دادن و برش سربها، قسمت سرب نزدیک بدنه باید در یک قلاب ثابت شود. به طوری که نیروهای خمشی یا کششی در هادی ایجاد نشود. تجهیزات و وسایل برای تشکیل لیدها باید زمین شوند. فاصله بدنه دستگاه تا ابتدای خم سرب باید حداقل 2 میلی متر باشد. شعاع خمشی با قطر سرب تا 0.5 میلی متر باید حداقل 0.5 میلی متر، با قطر 0.6-1 میلی متر - حداقل 1 میلی متر باشد. با قطر بیش از 1 میلی متر - نه کمتر از 1.5 میلی متر.

هویه های لحیم کاری که برای لحیم کاری سرب های دستگاه استفاده می شود باید دارای ولتاژ پایین باشند. فاصله کیس یا مقره تا محل قلع یا لحیم کاری خروجی باید حداقل 3 میلی متر باشد. برای حذف گرما، قسمت خروجی بین بدنه و نقطه لحیم کاری با موچین هایی با اسفنج های مسی قرمز بسته می شود. نوک آهن لحیم کاری باید به درستی زمین شود. اگر دمای لحیم کاری از 533 + 5 کلوین تجاوز نکند و زمان لحیم کاری بیش از 3 ثانیه نباشد. سپس می توان لحیم کاری را بدون هیت سینک یا به روش گروهی (موج، غوطه وری در لحیم کاری و غیره) انجام داد.

تمیز کردن بردهای مدار چاپیاز شار توسط مایعات تولید می شود. که روی پوشش، علامت گذاری یا مواد بدنه (مثلاً مخلوط الکل و بنزین) تأثیری ندارند.

در فرآیند نصب، حمل و نقل، ذخیره سازی دستگاه های مایکروویو، محافظت از آنها در برابر اثرات الکتریسیته ساکن ضروری است. برای آرم، تمام تجهیزات اندازه گیری، آزمایش، نصب و ابزار به طور قابل اعتمادی به زمین متصل می شوند: از دستبند یا حلقه های زمین برای حذف شارژ از بدن اپراتور استفاده می شود. لباس ضد الکتریسیته ساکن، کفش، رومیزی محل کار استفاده می شود.

دیودهای مایکروویو باید از اثرات بالش های الکتریکی خارجی و میدان های الکترومغناطیسی محافظت شوند. دیودهای مایکروویو را نباید بدون بسته بندی محافظ مخصوص نگهداری کرد یا حتی برای مدت کوتاهی رها کرد. قبل از نصب دیودهای مایکروویو در تجهیزات، دومی باید به زمین متصل شود. ورودی ها و خروجی های مسیر مایکروویو در یک واحد تجهیزات غیر فعال یا ذخیره شده با استفاده از دیودهای مایکروویو باید با شاخه های فلزی پوشانده شوند.

در حین کار تجهیزات، باید اقداماتی برای محافظت از دیودهای مایکروویو در برابر اضافه بارهای مایکروویو الکتریکی انجام شود، که می تواند منجر به زوال غیرقابل برگشت پارامترها شود. یا به شکست کامل (فرسودگی) دیودها. برای محافظت در برابر اضافه بار مایکروویو، برقگیرهای تشدید کننده، محدود کننده های فریت و تضعیف کننده های تخلیه گاز در تجهیزات استفاده می شود.

قوانین نصب

در حین نصب مدارهای الکترونیکیترانزیستورها به کیس وصل شده اند. برای اینکه آب بندی شکسته نشود، خم شدن سرنخ های خارجی در فاصله کمتر از 10 میلی متر از عایق بوش انجام می شود (مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد). خم کردن سیم های سخت ترانزیستورهای قدرتمند ممنوع است.

لحیم کاری پایانه های بیرونی الکترودها در فاصله کمتر از 10 میلی متر از بدنه با یک آهن لحیم کاری تا توان 60 وات با لحیم کاری کم ذوب با نقطه ذوب حدود 150 درجه سانتیگراد انجام می شود. در فرآیند لحیم کاری لازم است از اتلاف حرارت خوب بین بدنه دستگاه و محل لحیم کاری اطمینان حاصل شود و در سریع ترین زمان ممکن (حداکثر 3 ثانیه) انجام شود.

ترانزیستورها نباید در نزدیکی عناصر مولد گرما (ترانسفورماتورهای شبکه، مقاومت های قدرت) و همچنین در میدان های الکترومغناطیسی قوی قرار گیرند. ترانزیستورها باید از رطوبت و تشعشع محافظت شوند.

ترانزیستورهای قدرت باید محکم به هیت سینک متصل شوند. برای بهبود تماس حرارتی سطوح ترانزیستور و رادیاتور، توصیه می شود با روغن خشک کننده یا لحیم کاری با لحیم قابل ذوب روغن کاری شود. در مدارهایی که نیاز به جداسازی ترانزیستورها از شاسی دارند، برای کاهش مقاومت حرارتی واشر عایق، توصیه می شود ترانزیستور را از هیت سینک جدا نکنید، بلکه هیت سینک را از شاسی جدا کنید.

قوانین عملیاتی

هنگامی که یک ترانزیستور در مدار قرار می گیرد، لازم است ساختار آنها (p-n-p یا n-p-n) روشن شود و قطبیت اتصال منابع خارجی مشاهده شود. ولتاژ منبع به پایانه های خارجی امیتر و پایه در یک اتصال رسانا و انباشته - در جهت مخالف متصل می شود. هنگام اتصال ترانزیستور به منبع تغذیه، ابتدا خروجی پایه، آخرین خروجی کلکتور و در صورت قطع شدن، به ترتیب معکوس وصل می شود. اعمال ولتاژ به ترانزیستور با پایه خاموش ممنوع است.

برای افزایش قابلیت اطمینان و دوام دستگاه ها، ولتاژ، جریان، توان و دما باید کمتر از حداکثر مجاز (حدود 0.7 مقدار آنها) انتخاب شود.

استفاده از ترانزیستورها در حالت های حد ترکیبی برای حداقل دو پارامتر (مثلاً برای جریان و ولتاژ) مجاز نیست.

علل شکست

خرابی در عملکرد دستگاه های نیمه هادی ناشی از عیوب مکانیکی، عملکرد نامناسب، نقض شرایط عملکرد دما و غیره است. دلیل اتصال کوتاه ترانزیستورها ضخامت ناهموار پایه، ترک در اتصالات p-n و غیره است. از نقص ها، به عنوان مثال، شکستن یک اتصال، ترانزیستور به طور کامل عملکرد خود را از دست نمی دهد، اما به یک دستگاه ساده تر - یک دیود تبدیل می شود.

اگر سرعت افزایش جریان تریستور خیلی زیاد باشد، کریستال دستگاه ممکن است از بین برود. به دلیل نقص در اتصالات p-n، تریستورها و همچنین ترانزیستورهای دوقطبی، می تواند به دستگاه های نیمه هادی ساده تر تبدیل شود. به عنوان مثال، یک تریستور تریون به دلیل نقص در اتصالات p-n می تواند به عنوان تریستور دیود یا دیود عمل کند. باید تدابیری اتخاذ شود تا اطمینان حاصل شود که چنین نقص هایی باعث اختلالات خطرناک در عملکرد سیستم ها نمی شود.

در دستگاه های نیمه هادی، خرابی های ناگهانی ناشی از خرابی اتصالات p-n، شکستگی و گرمای بیش از حد سیم های داخلی، اتصال کوتاه در سازه و ترک کریستال است. بیشتر (حدود 90٪) خرابی های ناگهانی دستگاه های نیمه هادی، خرابی اتصالات p-n است. احتمال شکستگی یا فرسودگی پایانه های داخلی زمانی افزایش می یابد که یک دستگاه نیمه هادی در معرض ارتعاشات، شوک ها و همچنین تغییرات چرخه ای در شرایط دمایی آن قرار گیرد. شدت شکست های ناگهانی عملاً مستقل از زمان است. پیری دستگاه های نیمه هادی به دلیل افزایش میزان خرابی های تدریجی است. عمر مفید دستگاه های نیمه هادی بیش از 104 ساعت است.

خرابی های تدریجی در اثر فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در حجم و روی سطح کریستال، آلیاژها و تماس های لحیم ایجاد می شود. آنها خود را به صورت افزایش تدریجی جریان معکوس اتصالات p-n، کاهش ضرایب انتقال جریان ترانزیستورها و افزایش سطح نویز ذاتی نشان می دهند.

دستگاه های نمایش

اطلاعات

4.1. نشانگرهای دیجیتال یونی و علامت

نشانگرهای دیجیتال و علامت چند ولتاژی غیر ولتاژی هستند

دستگاه های الکترود تخلیه درخشان با نئون (نارنجی-قرمز-

nym) پر کردن. آنها حاوی چندین کاتد K ساخته شده هستند

در قالب کاراکترها یا اعداد نمایش داده شده از 0 تا 9 (شکل 4.1، a، b)،

و یک یا دو آند مش A. برای نشانگرهای آند دوگانه 10

کاتدها (هر گروه از پنج کاتد جدا شده مختص به خود را دارد

آند). کاتدهای ایندیوم

لامپ محکومیت

یکی یکی گذاشته شد

ورزشگاه در دوردست

حدود 1 میلی متر و دارند

تو مستقل -

اب. دستور از

موقعیت اعداد، فرم

و اندازه کاتدها و

طراحی شبکه ای

آندها انتخاب می شوند

به طوری که نیمه

chitminimalpe-

شماره های جلد

برای نشان دادن

از کنترل علامت بزنید

برنج. 4.1. شاخص های تخلیه:

مدارهای جریان روی کاتد

الف - دیجیتال؛ ب - علامت)

ولتاژ منفی اعمال می شود (170-200 ولت). چه زمانی

تخلیه تابشی کاتد درخششی را به شکل نور ایجاد می کند

علامت تجاری، مشاهده شده از طریق گنبد یا دیوار جانبی بالو

روی لامپ ها برای کاهش زمان احتراق، یونیزاسیون اولیه

این نور توسط نور خارجی ایجاد می شود.

نشانگرهای تخلیه گاز دارای ولتاژ احتراق 170 و 200 هستند

V، جریان کار 1.5 تا 8 میلی آمپر، زمان احتراق 1 ثانیه. فراتر از دیجیتال

نشانگرها (انواع IN-17، IN-18، و غیره، شکل 4.2، اما)، صنعتی

نشانگرهای علامت تولید Tew (انواع IN7A-B، IN15A-B،

IN19A-B و غیره، به شما امکان می دهد نام اصلی را برجسته کنید

مقادیر الکتریکی و فیزیکی (شکل 4.2، ب)، نسبت به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است

طیف گسترده ای از کاربرد شاخص های تخلیه گاز. تخلیه-

شاخص های nye برای نشان دادن بصری آخر هفته استفاده می شود

داده های ابزار اندازه گیری، دستگاه های محاسبه و غیره

تجهیزات گوی عمل گسسته.

برنج. 4.2. شاخص های تخلیه:

الف - با مقیاس دیجیتال؛ ب - با مقیاس علامت

مزایای نشانگرهای تخلیه گاز - آمادگی ثابت

نیاز به کار، مصرف برق کم، هزینه کم -

منجر به استفاده گسترده آنها در محاسبات و اندازه گیری شد

تکنیک بدنه برای ظهور LED و کریستال مایع

برخی از شاخص ها

4.2. نشانگرهای نیمه هادی

آنها می توانند الکترولومینسانس و LED باشند

لوازم خانگی

نشانگر الکترولومینسانس (ELI) است

(شکل 4.3) شیشه یا بستر آلی 1، به طور کامل

پوشیده شده با یک لایه رسانا - یک الکترود شفاف 2، که روی آن

الکترولومینوفور 3 استفاده می شود - سولفید روی با ناخالصی

مس یا آلومینیوم، ایزو

دی الکتریک 4 و

الکترودهای مات

5 ساخته شده در فرم

نشانه های نورانی

کل سیستم در آن قرار می گیرد

کم فشار

پوند 6 ساختمان 7 .

در قلب actionELI

توانایی برخی

نیمه هادی

مواد (فسفر) بله-

برنج. 4.3. طراحی الکترولومینسانس-

برای درخشیدن در تغییر

نشانگر پا

میدان الکتریکی نامی

با افزایش ولتاژ

امکان سنجی میدان الکتریکی یک اتم

داده می شود، در حالی که بخشی از انرژی تابشی جذب شده توسط آنها کاهش می یابد

به شکل کوانتای نور است. رنگ درخشش بر اساس نوع آن تعیین می شود

بین شفاف و یک یا چند مات

الکترودها از یک منبع ویژه ولتاژ متناوب تامین می شوند

پمپاژ تا دامنه و فرکانس مورد نیاز. در مدار منبع

بدون پمپ سوئیچ که شما را به کسی وصل می کند روشن کنید

یا سایر الکترودهای مات به اندازه کافی

روشنایی درخشش 30-40 cd/m2 نیاز به ولتاژ متناوب دارد

U nak با دامنه 220-250 ولت در فرکانس 40 هرتز تا 10 کیلوهرتز.

بر اساس ELI، از نظر قابل توجه است

صرفه جویی در مدارهای یادگاری به عنوان سیستم های خطی متقاطع

الکترودها، و همچنین پانل های نشانگر محلول نقطه.

معایب ELI: نیاز به منبع پمپ قدرتمند

افزایش فرکانس؛ مصرف برق نسبتاً زیاد

شدت (30 میلی وات در هر 1 سانتی متر مربع سطح نورانی).

نشانگرهای LEDاستفاده از ال ای دی که

نور را در ناحیه مرئی طیف ساطع می کنند. ابعاد کریستال می باشد

تودیود کوچک است، یک نقطه نورانی است. از همین رو

ده ها و صدها LED در نشانگرها در یک واحد ترکیب شده اند

سیستم ها، با استفاده از لنزها و بازتابنده ها برای بزرگنمایی

کریستال ساطع کننده

مونتاژ و آب بندی ریز مدارها و دستگاه های نیمه هادی شامل 3 عملیات اصلی است: اتصال کریستال به پایه بسته، اتصال سرب ها و محافظت از کریستال در برابر تأثیرات محیطی. پایداری پارامترهای الکتریکی و قابلیت اطمینان محصول نهایی به کیفیت عملیات مونتاژ بستگی دارد. علاوه بر این، انتخاب روش مونتاژ بر هزینه کل محصول تأثیر می گذارد.

چسباندن کریستال به پایه کیس

الزامات اصلی برای اتصال یک کریستال نیمه هادی به پایه کیس، قابلیت اطمینان بالای اتصال، استحکام مکانیکی و در برخی موارد، سطح بالاانتقال حرارت از کریستال به زیرلایه عملیات اتصال با لحیم کاری یا چسباندن انجام می شود.

چسب های نصب قالب را می توان به طور تقریبی به دو دسته تقسیم کرد: رسانای الکتریکی و دی الکتریک. چسب ها از چسب و پرکننده تشکیل شده اند. برای اطمینان از رسانایی الکتریکی و حرارتی، معمولاً نقره به شکل پودر یا ورقه‌ای به چسب اضافه می‌شود. برای ایجاد چسب های دی الکتریک رسانای گرما، از پودرهای شیشه یا سرامیک به عنوان پرکننده استفاده می شود.

لحیم کاری با استفاده از لحیم کاری شیشه ای رسانا یا فلزی انجام می شود.

لحیم کاری شیشه موادی هستند که از اکسیدهای فلزی تشکیل شده اند. آنها چسبندگی خوبی به طیف وسیعی از سرامیک ها، اکسیدها، مواد نیمه هادی، فلزات دارند و با مقاومت در برابر خوردگی بالا مشخص می شوند.

لحیم کاری با لحیم های فلزی با استفاده از پدهای لحیم کاری یا لنت هایی با شکل و اندازه معین (پیش فرم ها) که بین کریستال و بستر قرار می گیرند انجام می شود. در تولید انبوه، از خمیر لحیم کاری تخصصی برای نصب تراشه ها استفاده می شود.

پین های اتصال

فرآیند اتصال سرب های کریستالی به پایه بسته با استفاده از سیم، نوار یا سرب های سفت و سخت به شکل توپ یا تیر انجام می شود.

نصب سیم توسط ترمو فشرده سازی، تماس الکتریکی یا جوشکاری اولتراسونیک با استفاده از سیم/نوارهای طلایی، آلومینیومی یا مسی انجام می شود.

نصب بی سیم در فناوری "کریستال معکوس" (Flip-Chip) انجام می شود. تماس های سفت و سخت به شکل تیرها یا گلوله های لحیم کاری بر روی یک تراشه در طول فرآیند ایجاد آبکاری تشکیل می شوند.

قبل از اعمال لحیم کاری، سطح کریستال غیرفعال می شود. پس از لیتوگرافی و اچینگ، پدهای تماس کریستال نیز متالیز می شوند. این عملیات برای ایجاد یک لایه مانع، جلوگیری از اکسیداسیون و بهبود ترشوندگی و چسبندگی انجام می شود. پس از آن نتیجه گیری شکل می گیرد.

تیرها یا گلوله‌های لحیم کاری با روش‌های رسوب الکترولیتی یا خلاء، پر کردن با میکروسفرهای آماده یا با چاپ روی صفحه تشکیل می‌شوند. کریستال با سرب های تشکیل شده برگردانده شده و بر روی بستر نصب می شود.

محافظت از کریستال در برابر تأثیرات محیطی

ویژگی های یک دستگاه نیمه هادی تا حد زیادی با وضعیت سطح آن تعیین می شود. محیط خارجی بر کیفیت سطح و بر این اساس، بر پایداری پارامترهای دستگاه تأثیر بسزایی دارد. این اثر در حین کار تغییر می کند، بنابراین محافظت از سطح دستگاه برای افزایش قابلیت اطمینان و عمر مفید آن بسیار مهم است.

حفاظت از یک کریستال نیمه هادی در برابر تأثیر محیط خارجی در مرحله نهایی مونتاژ ریز مدارها و دستگاه های نیمه هادی انجام می شود.

آب بندی را می توان با کمک یک پوشش یا در طراحی بدون بسته بندی انجام داد.

آب بندی کیس با اتصال پوشش کیس به پایه آن توسط لحیم کاری یا جوش انجام می شود. محفظه های فلزی، فلزی-شیشه ای و سرامیکی آب بندی محکم و خلاء را فراهم می کنند.

درب را بسته به نوع کیس می توان با استفاده از لحیم شیشه ای، لحیم فلزی و یا با چسب لحیم کرد. هر کدام از این مواد دارای مزایای خاص خود هستند و بسته به وظایفی که باید حل شوند انتخاب می شوند.

برای محافظت بدون بسته بندی کریستال های نیمه هادی در برابر تأثیرات خارجی، از پلاستیک و ترکیبات مخصوص گلدان استفاده می شود که بسته به کار و مواد مورد استفاده، پس از پلیمریزاسیون می تواند نرم یا سخت باشد.

صنعت مدرن دو گزینه برای ریختن کریستال ها با ترکیبات مایع ارائه می دهد:

  1. ریختن با ترکیب ویسکوزیته متوسط ​​(گلوب تاپ، بلوب تاپ)
  2. ایجاد یک قاب از یک ترکیب با ویسکوزیته بالا و ریختن یک کریستال با یک ترکیب کم ویسکوزیته (Dam-and-Fill).

مزیت اصلی ترکیبات مایع نسبت به سایر روش های آب بندی کریستالی، انعطاف پذیری سیستم دوز است که امکان استفاده از مواد و تجهیزات مشابه را برای انواع و اندازه های مختلف کریستال ها فراهم می کند.

چسب های پلیمری بر اساس نوع بایندر و نوع ماده پرکننده متمایز می شوند.

مواد پیوند دهنده

پلیمرهای آلی مورد استفاده به عنوان چسب را می توان به دو دسته اصلی ترموپلاستیک و ترموپلاستیک تقسیم کرد. همه آنها مواد آلی هستند، اما

به طور قابل توجهی از نظر خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوت است.

در گرماسخت ها، زنجیرهای پلیمری به طور غیرقابل برگشتی به یک ساختار شبکه سه بعدی سفت و سخت متصل می شوند. پیوندهایی که در این حالت ایجاد می شوند، امکان به دست آوردن قابلیت چسبندگی بالایی از مواد را فراهم می کنند، اما قابلیت نگهداری محدود است.

پلیمرهای ترموپلاستیک درمان نمی شوند. آنها توانایی نرم شدن و ذوب شدن را در هنگام گرم شدن حفظ می کنند و پیوندهای الاستیک قوی ایجاد می کنند. این ویژگی امکان استفاده از ترموپلاستیک ها را در کاربردهایی که قابلیت نگهداری مورد نیاز است، می دهد. قابلیت چسبندگی ترموپلاستیک ها کمتر از ترموپلاستیک ها است، اما در بیشتر موارد کاملاً کافی است.

نوع سوم بایندر مخلوطی از ترموپلاستیک ها و ترموپلاستیک ها است که با هم ترکیب می شوند

مزایای دو نوع مواد ترکیب پلیمری آنها شبکه ای متقابل از ساختارهای ترموپلاستیک و ترموپلاستیک است که به آنها امکان می دهد برای ایجاد اتصالات قابل تعمیر با استحکام بالا در دماهای نسبتاً پایین (150 o C - 200 o C) استفاده شوند.

هر سیستمی مزایا و معایب خاص خود را دارد. یکی از محدودیت های استفاده از خمیرهای ترموپلاستیک، حذف آهسته حلال در طی فرآیند جریان مجدد است. در گذشته، اتصال اجزا با استفاده از مواد ترموپلاستیک نیازمند فرآیند اعمال خمیر (مشاهده صافی)، خشک کردن برای حذف حلال و تنها پس از آن قرار دادن کریستال بر روی یک بستر بود. چنین فرآیندی باعث از بین رفتن فضای خالی در مواد چسب شد، اما هزینه را افزایش داد و استفاده از این فناوری را در تولید انبوه دشوار کرد.

خمیرهای ترموپلاستیک مدرن توانایی تبخیر بسیار سریع حلال را دارند. این خاصیت به آنها اجازه می دهد تا با دوز کردن، با استفاده از تجهیزات استاندارد اعمال شوند و کریستال را روی خمیری که هنوز خشک نشده است قرار دهید. به دنبال آن یک مرحله گرمایش سریع در دمای پایین انجام می شود که در طی آن حلال حذف می شود و پس از جریان مجدد پیوندهای چسبنده ایجاد می شود.

برای مدت طولانی مشکلاتی با ایجاد چسب های بسیار رسانای حرارتی مبتنی بر ترموپلاستیک ها و ترموپلاستیک ها وجود داشت. این پلیمرها اجازه افزایش محتوای پرکننده رسانای گرما در خمیر را نمی دهند، زیرا برای چسبندگی خوب به سطح بالایی از چسب (60-75٪) نیاز است. برای مقایسه: در مواد معدنی، نسبت چسب را می توان به 15-20٪ کاهش داد. چسب های پلیمری مدرن (Diemat DM4130، DM4030، DM6030) این اشکال را ندارند و محتوای پرکننده رسانای گرما به 80-90٪ می رسد.

پرکننده

نوع، شکل، اندازه و مقدار پرکننده نقش عمده ای در ایجاد یک چسب رسانای الکتریکی حرارتی دارد. نقره (Ag) به عنوان یک ماده پرکننده به عنوان یک ماده مقاوم در برابر شیمیایی با بالاترین رسانایی حرارتی استفاده می شود. خمیرهای مدرن حاوی

نقره به صورت پودر (میکروسفر) و پولک (فلکس). ترکیب دقیق، کمیت و اندازه ذرات به طور تجربی توسط هر سازنده انتخاب می شود و تا حد زیادی خواص رسانایی گرما، رسانایی الکتریکی و چسبندگی مواد را تعیین می کند. در کارهایی که دی الکتریک با خاصیت رسانایی گرما مورد نیاز است، از پودر سرامیک به عنوان پرکننده استفاده می شود.

هنگام انتخاب چسب رسانای الکتریکی، باید عوامل زیر را در نظر گرفت:

  • هدایت حرارتی، الکتریکی چسب یا لحیم مورد استفاده
  • دمای مجاز فرآیند نصب
  • دمای عملیات تکنولوژیکی بعدی
  • استحکام مکانیکی اتصال
  • اتوماسیون فرآیند نصب
  • قابلیت نگهداری
  • هزینه عملیات نصب

علاوه بر این، هنگام انتخاب چسب برای نصب، باید به مدول الاستیک پلیمر، مساحت و اختلاف CTE اجزای متصل و همچنین ضخامت خط چسب توجه کرد. هر چه مدول الاستیسیته کمتر باشد (ماده نرم تر)، مساحت قطعات بزرگتر و اختلاف CTE اجزای متصل بیشتر است و خط چسب نازکتر قابل قبول است. مقدار بالای مدول الاستیسیته حداقل ضخامت خط چسب و ابعاد اجزای مورد اتصال را به دلیل امکان تنش های ترمومکانیکی بالا محدود می کند.

هنگام تصمیم گیری در مورد استفاده از چسب های پلیمری، لازم است برخی از ویژگی های تکنولوژیکی این مواد و اجزای مورد اتصال را در نظر گرفت، یعنی:

  • طول کریستال (یا جزء).مقدار بار روی خط چسب را پس از خنک شدن سیستم تعیین می کند. در طول لحیم کاری، قالب و بستر مطابق با CTE خود منبسط می شوند. برای کریستال های بزرگ، باید از چسب های نرم (مدول کم) یا مواد کریستال/زیر همسان CTE استفاده شود. اگر اختلاف CTE برای یک اندازه کریستال معین خیلی زیاد باشد، ممکن است پیوند شکسته شود و باعث کنده شدن کریستال از بستر شود. برای هر نوع خمیر، سازنده معمولاً توصیه هایی در مورد آن ارائه می دهد حداکثر ابعادکریستال برای مقادیر مشخصی از تفاوت در CTE کریستال / بستر؛
  • عرض قالب (یا اجزای متصل)مسافتی را که حلال موجود در چسب قبل از خروج از خط چسب طی می کند تعیین می کند. بنابراین، اندازه کریستال نیز باید برای حذف صحیح حلال در نظر گرفته شود.
  • متالیزاسیون کریستال و بستر (یا اجزای متصل)لازم نیست. به طور کلی چسب های پلیمری چسبندگی خوبی به بسیاری از سطوح غیر فلزی دارند. سطوح باید عاری از آلاینده های آلی باشد.
  • ضخامت خط چسببرای همه چسب های حاوی پرکننده رسانای حرارتی، محدودیتی در حداقل ضخامت خط چسب dx وجود دارد (شکل را ببینید). اتصالی که خیلی نازک است، چسب کافی برای پوشاندن تمام پرکننده و ایجاد پیوند به سطوحی که باید به هم وصل شوند، نخواهد داشت. علاوه بر این، برای مواد با مدول الاستیسیته بالا، ضخامت درز ممکن است توسط CTE های مختلف برای موادی که باید به هم متصل شوند محدود شود. معمولاً برای چسب‌های مدول کم، حداقل ضخامت اتصال توصیه می‌شود 20-50 میکرومتر، برای چسب‌های مدول بالا 50-100 میکرومتر است.

  • طول عمر چسب قبل از نصب قطعهپس از استفاده از چسب، حلال خمیر به تدریج شروع به تبخیر می کند. اگر چسب خشک شود، موادی که باید به هم وصل شوند، خیس شدن و چسباندن وجود ندارد. برای قطعات کوچک که نسبت سطح به حجم چسب اعمال شده زیاد است، حلال به سرعت تبخیر می شود و زمان پس از اعمال تا نصب قطعه باید به حداقل برسد. به عنوان یک قاعده، طول عمر قبل از نصب یک جزء برای چسب های مختلف از ده ها دقیقه تا چند ساعت متغیر است.
  • طول عمر قبل از پخت حرارتی چسباز لحظه نصب قطعه تا زمانی که کل سیستم در فر قرار می گیرد اندازه گیری می شود. با تأخیر طولانی، لایه لایه شدن و پخش شدن چسب می تواند رخ دهد که بر چسبندگی و هدایت حرارتی مواد تأثیر منفی می گذارد. هرچه اندازه قطعه و مقدار چسب اعمال شده کمتر باشد، سریعتر می تواند خشک شود. عمر قابلمه قبل از پخت حرارتی چسب می تواند از ده ها دقیقه تا چند ساعت متغیر باشد.

انتخاب سیم، نوار

قابلیت اطمینان اتصال سیم/نوار به شدت به انتخاب صحیح سیم/نوار بستگی دارد. عوامل اصلی تعیین کننده شرایط استفاده از نوع خاصی از سیم عبارتند از:

نوع پوسته. محفظه های مهر و موم شده فقط از آلومینیوم یا سیم مسیاز آنجایی که طلا و آلومینیوم در دمای آب بندی بالا ترکیبات بین فلزی شکننده را تشکیل می دهند. با این حال، فقط سیم/نوار طلایی برای موارد بدون فشار استفاده می شود نوع داده شدهمحفظه عایق کامل در برابر رطوبت را فراهم نمی کند، که منجر به خوردگی آلومینیوم و سیم مسی می شود.

ابعاد سیم/نوارهادی های نازک تر (قطر، عرض، ضخامت) برای مدارهایی با لنت های کوچک مورد نیاز است. از طرف دیگر، هر چه جریان عبوری از اتصال بیشتر باشد، سطح مقطع هادی ها باید بیشتر باشد.

استحکام کششی. سیم/روبان در مراحل بعدی و در حین کار تحت فشار مکانیکی خارجی قرار می گیرد، بنابراین، هر چه استحکام کششی بالاتر باشد، بهتر است.

پسوند نسبی. ویژگی مهمهنگام انتخاب سیم مقادیر زیاد ازدیاد طول، کنترل تشکیل حلقه هنگام ایجاد اتصال سیم را دشوار می کند.

انتخاب روش حفاظت از کریستال

آب بندی تراشه را می توان با استفاده از محفظه یا در طراحی بدون بسته بندی انجام داد.

هنگام انتخاب تکنولوژی و مواد مورد استفاده در مرحله آب بندی، عوامل زیر باید در نظر گرفته شود:

  • سطح سفتی مورد نیاز محفظه
  • دمای مجاز فرآیند آب بندی
  • دمای کارکرد تراشه
  • وجود متالیزاسیون سطوحی که باید به هم متصل شوند
  • امکان استفاده از فلاکس و اتمسفر مخصوص نصب
  • اتوماسیون فرآیند آب بندی
  • هزینه عملیات آب بندی

این مقاله مروری بر فناوری‌ها و مواد مورد استفاده برای تشکیل برآمدگی‌ها روی ویفرهای نیمه‌رسانا در تولید ریزمدارها ارائه می‌کند.