Композиция для золочения металлических поверхностей корпусов интегральных схем — SU 1828557 (original) (raw)

(5)5 Н 01 В 1 Н ИЯ МЕ- КОРПУктротехнитехнике, и Оизводстве до 2 мкм, этилдибутилфталат свинцовоборосиь при следующем в, мас,7,0-80,0 оГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗОЛОЧЕНТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙСОВ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ(57) Изобретение относится к элеке, в частности к электроннойможет быть использовано в пр Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для золочения зон под монтаж кристалла кремния и контактных площадокдля разводки проволочных выводов в металлостеклянных и металлокерамических корпусах.Целью изобретения является повышение надежности интегральных схем путем увеличения адгезии золотого покрытия к металлическим поверхностям металлостеклянных и металлокерамических корпусов ИС, изготовленных методом эвтектической пайки и разводки проволочных выводов, ультразвуковой и термокомпрессионной сваркой.Поставленкомпозицияповерхностейсодержащая м ная цель достигается тем, что для золочения металлических корпусов интегральных схем, елкодисперсный порошок зоинтегральных схем. Цель изобретения - улучшение адгезии золотого покрытия к металлическим поверхностям металлостекляннцх и металлокерамических корпусов интегральных схем. Пасту, полученную при смешении 47 - 80 вес.ч. порошка золота с размером частиц менее 2 мкм, 0,1-3,0 вес,ч. порошка свинцовоборосиликатного стекла с органическим связующим на основе 0,6- 2,63 вес.ч. этилцеллюлозы, 6,4-19,84 вес.ч, терпинеола, 9,6-29,85 вес.ч. дибутилфталата и 0,2-0,88 вес,ч. канифоли, наносят методом трафаретной печати на подложку, сушат и вжигают в конвейерной печи, Получают золотое покрытие, величина адгезии к которой приварных проволочных выводов равна 6 - 12 г.2 табл. лота с размером частиццеллюлозу, терпинеол,дополнительно содержитликатное стекло и канифолсоотношении компонентоПорошок золота сразмером частицД 02 мкмСвинцовоборосиликатстеклоЭтилцеллюлоэаТерпинеолДибутилфталатКанифольЛучшие результатыпользовании в композицсиликатного стекла состаТрехокись бораДвуокись кремния 0,1-3,0 0,6 - 2,63 6,4-19,84 9,6 - 29,85 0,2 - 0,88получены прИИ СВИНЦОВОва, мас. 12 - 18 9-13Трехокись алюминия 1-3Окись свинца Остальное Сущность изобретения заключается в том, что введение канифоли и свинцовоборосиликатного стекла при указанном соотношении компонентов обеспечивает изготовление золотого покрытия на поверхности МСК из ковэра, сплава "Фени", никель-бора, меди и ее сплавов с величиной адгезии на отрыв приваренных проволочных выводов 5 и более г и обеспечивает надежное крепление кристалла кремния методом эвтектической пайкиболее 11 кГс) с образованием эвтектики не менее 76% по периметру кристалла,При содержании свинцовоборосиликатного стекла менее 0,1 мас,величина адгезии на отрыв проволочных выводов снижается до 1 г, по усилию сдвига кристалла кремния до 0,4 кГс, образование эвтектики золото-кремний составляет не более 15%, процент выхода годных - 44.При увеличении содеркания свинцово- боросиликатного стекла более 3,0 мас.% наблюдается избыток стеклофазы в композиции, что препятствует качественной приварке проволочных вь 1 водов к золотой поверхности и к кристаллу кремния, что ухудшает качество монтажа кристалла кремния, Величина адгезии на отрыв йроволочных выводов составляет 1 г, по усилию сдвига кристалла кремния - 0,6 кГс, процент образования эвтектики по периметру кристалла не более 400 , процент выхода годныхх - 43.При содержании канифоли менее 0,2 мас.уменьшается вязкость композиции, что приводит к уменьшению толщины золотого покрытия, к низкой эдг 6 зии проволочных выводов 1 г) и кристалла кремния к золотосодержащей пленке на поверхности корпуса ИС (1,4 кГс). Процент выхода годных - 56 .При содержании канифоли более 0,88 мас.% увеличивается вязкость композиции, что ухудшает качество монтажа проволочных выводов и кристалла кремния, Величина адгезии проволочных .выводов не превышает 2 г, усилие сдвига кристалла кремния - 2 кГс, процент образования эвтектики - 41. Выход годных изделий составляет 58 .При содержании терпинеола менее 6,4 мас.% уменьшается вязкость композиции, при этом ухудшается качество пайки кристалла кремния, адгезия по усилию сдвига кристалла кремния составляет 1,4-2,3 кГс. Г 1 роцент образования эвтектики золото- кремний не превышает 44 , Величина адгезии проволочных выводов составляет 1-2 г, Процент выхода годных -42 ,При содеркании терпинеолэ более19,84 мас.ухудшается растекаемость ком 5 позиции на поверхности корпуса ИС, чтоприводит к снижению адгезии проволочныхвыводов до.1 г, кристалла кремния до 1,9кГс. Процент выхода годных уменьшилсядо 47."0 При содержании этилцеллюлозы 0,6мас,% уменьшается вязкость композиции и,соответственно, ухудшается величина адгезии кремниевого кристалла к.золотому покрытию до 1,4-2,4 кГс, величина адгезии"5 проволочных выводов соствляет 1-2 г, процент образования эвтектики находится впределах 10 - 21, Выход годных не превышает 52.При содержании этилцеллюлозы более2,63 мас.увеличивается вязкость композиции, при этом величина эдгезии к золотому покрытию поверхности корпуса ИСпроволочных выводов составляет 1 - 2 г, усилие сдвига кристалла кремния 1,8-2,2 кГс,25 качество монтака кристалла кремния попроценту образования эвтектики 34 - 52%,Процент выхода годных не превышает 51.При содержании дибутилфталата менее9,6 мас,0 ухудшается растекаемасть компо 30 зиции по поверхности корпуса ИС, снижается величина адгезии проволочных выводовдо 1-2 г, усилие сдвига кристалла кремниядо 1,3-1,8 кГс, при этом процент выходагодных равен 540 .35 " При содержании дибутилфтэлата более29,85 мас,0 уменьшается вязкость композиции и в результате уменьшается толщиназолотой пленки на поверхности корпуса ИС,что приводит в конечном итоге к уменьше 40 ниа адгезии монтажа проволочных выводовменее 1 г, ухудшению адгезии кристаллакремния 1,4-1,8 кГс. Процент образованияэвтектики находится в пределах 37 - 440 .Процент выхода годных составляет 48%.45 При содержании мелкодисперсного порошка золота менее 47,0 мас.уменьшается величина адгезии проволочных выводовдо 1 - 2 г, по усилию сдвига кристалла кремния до 1,1-2,1 кГс, Качество монтажа кри 50 сталла кремния по образованию эвтектикизолото-кремний, выраженное процентомэвтектики по периметру кристалла находится в пределах 29 - 38%. Процент выхода годных не превышает 45 .Ф55 Увеличение содержания мелкодисперсного порошка золота более 80 мас.нецелесообразно из-зэ большого расходазолота.П р и м,е р.1. Для получения композициииспользуют порошок золота с размерами35 40 частиц не более 2 мкм. Взвешивают 60,0 г порошка золота и 1,0 г измельченного свинцовоборосиликатного стекла.Растворяют при температуре 60 С 2,0 г этилцеллюлозы в 21,5 г дибутилфталате, а 0,5 г канифоли в 15,0 г терпинеоле. Затем смешивают оба раствора и выдерживают полученную органическую связку в течение 24 ч. В полученную органическую связку небольшими порциями вводят порошок стекла 1,0 г и перемешивают до получения гомогенной композиции в миксере, Затем при перемешивании вводят порошок золота 60,0 г, Полученную композицию помещают на пастотерку и перетирают до получения гомогенной массы.Пасту по прототипу изготавливали в соответствии с примерами, изложенными в патенте Великобритании М 2130248.Композицию наносят на поверхность МСК методам трафаретной печати. Затем сушат нанесенный слой в среде азота в течение 20 мин при температуре 130 С и вжигают в конвейерной печи при пиковой температуре 600 С в токе азота, Время выдержки при пиковой температуре 5 мин. Общий цикл вжигания, 30 мин, Результаты испытаний помещены в таблицу М 1, Как видно из табл. 1 композиции для золочения металлических поверхностей корпусов ИС предложенных составов (примеры М 1 - 13, 16) по сравнению с прототипом позволяют получать золотое покрытие к МСК (ковар, сплав фени, никель-бор, медь, бронза) с величиной адгезии на отрыв гриваренных проволочных выводов более 6 г и усилии сдвига кристалла кремния более 11 кГс, Образование эвтектики золото-кремний по периметру кристалла более 76;.При выходе за указанные пределы предлагаемых составов цель изобретения не достигается (см, примеры 14, 15 17 - 26). В табл. 2 приведены составы ММ 1, 2,3, где содержание В 20 з колеблется в пределах 5 - 18 мас.,. Я 02 - 2 - 32 мас.;, РоО -остальное, с различными по составу и любо 5 му по содержанию добавками,Очевидно необходимо для создания гарантированного технологического замесавыбирать любые составы свинцовоборосиликатных стекол, температура размягчения10 которых не превышает температуру вжигания композиции,Формула изобретения 1. Композиция для золочения металли ческих поверхностей корпусов интегральных схем, содержащая мелкодисперсный порошок золота с размером частиц до 2 мкм, этилцеллюлозу, терпинеол и бутилфталат, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью 20 повышения надежности интегральных схемпутем увеличения адгезии золотого покрытия, она дополнительно содержит свинцовоборосиликатное стекло и канифоль при следующем содержании компонентов, 25 мас, :Порошок золота сразмером частицдо 2 мкм 47.0 - 80,0Свин цовоборосиликатное30 стекло 0,1-3,0Этилцеллюлоза 0,6 - 2,63 Терпинеол 6,4-19,84 Дибутилфталат 9 6-29 85 Канифоль 0,2-0,88 2, Композиция по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что свинцовоборосиликатное стекло содержит, мас. ;Трехокись бора 12-18Двуокись кремния 9-13Трехокись алюминия 1-3Окись свинца Остальное) г (2 а. ск ск С- О 1-1 О (" ".2 Г. СО 0 (О О О С 2 О (О О СО С О С- С- С- С О СО СО Са(ООООО О ОН СО(ка) -.) Са О 1-4 -) н с с)м с) м мс с: Б г о о а о о с С О З Н СОС Г- СО О О М а) (о СО а) г- (О с- с- ( О О са а Н О (О а а Н са а Н Н Са Со Н М "1 М ЗИМ Я) 2 0 0 Са Н аС) с) (О СО С) Н С 2(О со О а) г- сс) с- (.- с- со со со сО С 2 Сг О) С 2 С 2 НСЛ 2 ММ са са оскс-саск самасон и СО С- С- О СО С- С- Со Г- О (О.) 1"О СДн са мВ СО10 1828557Таблица 2 Состав свинцовоборосиликатного стекла. Составитель Л. Печкина Редактор С. Кулакова . Техред М.Моргентал Корректор Н, Гунько Заказ 2370 Тираж Подписное ВНИИПИ Гссударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Смотреть

Композиция для золочения металлических поверхностей корпусов интегральных схем