автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Модификация процесса монтажа проволочных и ленточных выводов к кристаллам силовых полупроводниковых приборов

КАДАНЦЕВ Игорь Александрович

МОДИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА МОНТАЖА ПРОВОЛОЧНЫХ И ЛЕНТОЧНЫХ ВЫВОДОВ К КРИСТАЛЛАМ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Специальность: 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро-и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 г МАЙ 2011

Воронеж-2011

4845496

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель доктортехнических наук, профессор

Зенин Виктор Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Петров Борис Константинович;

кандидат технических наук Удовик Анатолий Павлович

Ведущая организация ОАО «Воронежский завод полупро-

водниковых приборов - Сборка», г. Воронеж

Защита состоится 24 мая 2011 года в 14— часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.06 ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан « 22 » апреля 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов М.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Внедрение энергосберегающих технологий неразрывно связано с достижениями в области силовой электроники. При монтаже мощных полупроводниковых приборов, таких как MOSFET и IGBT, одним из наиболее распространенных способов электрического соединения между контактными площадками кристалла и выводами корпуса является ультразвуковая сварка (УЗС) с помощью проволочных выводов диаметром 0,25 - 0,5 мм или ленточных перемычек. Этот вид монтажа остается одним из основных при сборке полупроводниковых приборов, что объясняется высокой автоматизацией процесса, универсальностью по отношению к различным технологическим вариантам производства и геометрическим размерам изделий.

В последнее время в печати появляются сообщения о перспективности сборки силовых полупроводниковых приборов (СПП) УЗС с использованием алюминиевой ленты. Данная технология получила название HARB (Heavy Aluminum Ribbon Bonding). Присоединение одной ленты шириной 2,0 мм и толщиной 0,3 мм эквивалентно трем петлям из проволоки диаметром 0,5 мм. Учитывая конструктивные и технологические особенности изготовления металлизации контактных площадок на кристаллах СПП, производитель может столкнуться с рядом ограничений на HARB-процесс. Нельзя полностью согласиться с утверждением, что «физические основы HARB и традиционной сварки толстой алюминиевой проволоки настолько близки, что для выполнения сварки лентой подойдет обычная установка УЗС, лишь немного модернизированная под HARB-процесс».

Известно, что в производстве СПП качество соединений на траверсах корпусов выше, чем на контактных площадках кристаллов. Для обеспечения высокого качества и воспроизводимости соединений на кристаллах СПП, полученных УЗС, необходимо проведение следующих исследований и разработок: свойств поверхности контактных площадок; оптимизация технологических режимов УЗС методом математического моделирования; разработка новых способов сварки, в том числе и сварочного инструмента с активацией процесса физико-химического взаимодействия контактирующих металлов (вывод - пленочная металлизация).

При разработке новых способов сварки необходимо учитывать традиционно сложившиеся подходы и методики конструирования и технологии производства СПП. Поэтому вопросы совершенствования процесса монтажа проволочных и ленточных выводов к кристаллам СПП являются актуальными как в научном, так и в прикладном плане.

Диссертация выполнена на кафедре «Полупроводниковая электроника и наноэлектроника» ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках госбюджетных программ ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых материалов (Si, А3В5 и др.), приборов и

технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120,0412888 и ГБ-2010.34 «Физические основы технологии и проектирования полупроводниковых изделий микроэлектроники».

Цель и задачи работы. Целью работы является решение научно-технической задачи по повышению качества контактов алюминиевых проволочных и ленточных выводов с двухслойной алюминиевой металлизацией кристаллов силовых полупроводниковых приборов.

Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:

анализ способов монтажа внутренних выводов на кристаллах СПП; исследование свойств поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов с нижним слоем, легированным 1% № или 1% 'П;

установление влияния двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов на качество сварных соединений с алюминиевыми выводами;

оценка коррозионной устойчивости, удельного и поверхностного сопротивлений, микротвердости двухслойной алюминиевой металлизации;

определение переходного сопротивления контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизации кристаллов;

выбор оптимальных режимов УЗС проволочных и ленточных алюминиевых выводов к контактным площадкам кристаллов СПП;

зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов;

расчет параметров конического ультразвукового концентратора для ультразвукового сварочного устройства;

расчет рабочего вылета инструмента в установке для УЗС выводов в корпусах с глубоким расположением кристалла;

разработка нового способа сварки ленточных выводов к кристаллам СПП импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний.

Методы исследований. При выполнении экспериментов использованы современные методы и оборудование. Напайка кристаллов с использованием припоя ВПрб на основания корпусов осуществлялась на полуавтоматической установке ЭМ-4085-14М. Для УЗС проволочных/ленточных выводов использовалась установка УСИММ-61.

Коррозионно-электрохимическое поведение алюминиевой металлизации изучали потенциодинамическим методом на потенциостате П-5827М с автоматической записью на потенциометре КСП.

При выполнении экспериментов использовались электронный микроанализ и растровая электронная микроскопия.

Научная новизна работы. Получены следующие новые научные и технические результаты:

впервые установлено влияние легирования нижнего слоя 1% № или 1% "Л на свойства (химический состав, микротвердость, коррозионная устойчивость, поверхностное и удельное сопротивления) поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов и на качество (прочность и сопротивление) контактов на кристаллах СПП;

методом планирования многофакторных экспериментов определены оптимальные режимы УЗС проволочных и ленточных алюминиевых выводов к кристаллам с двухслойной алюминиевой металлизацией СПП, обеспечивающие высокое качество контактов;

впервые установлена зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов. Показано, что при сборке СПП с использованием алюминиевой ленты сечением 1,35x0,145 мм2 требуется удельное давление сварочного инструмента на кристалл в 7 раз меньше, чем при УЗС проволоки диаметром 0,025 мм;

разработан новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, отличающийся от известных тем, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний;

Реализация результатов работы, практическая значимость. Проведен анализ способов монтажа внутренних выводов на кристаллах СПП. Показана перспектива использования ленточных выводов (НАИВ-технология) в производстве СПП.

Исследованы свойства поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов с нижним слоем, легированным 1% N1 или 1% Т]', и их влияние на качество сварных соединений с алюминиевыми выводами СПП.

Проведена оценка коррозионной устойчивости, удельного и поверхностного сопротивлений, микротвердости двухслойной алюминиевой металлизации. Существенное влияние на коррозионную устойчивость двухслойной алюминиевой металлизации оказывает температурный отжиг и легирование нижнего слоя алюминиевой металлизации кремнием.

Определено переходное сопротивление контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией кристаллов. Установлено, что величина переходного сопротивления контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией уменьшается с ростом толщины металлизации, а также при напылении алюминия на БЮг-основу по сравнению с напылением на чистый кремний.

На основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований определены оптимальные режимы УЗС проволоки диаметром 0,4 мм и ленты сечением 1,35x0,145 мм2 к двухслойной алюминиевой металлизации

контактных площадок кристаллов, обеспечивающие высокое качество контактов.

Установлена зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов. При сборке СПП с использованием алюминиевой ленты сечением 1,35x0,145 мм2 требуется удельное давление на контактные площадки кристаллов в 7 раз меньше, чем проволоки диаметром 0,025 мм. Утверждение производителей СПП о том, что при использовании HARB - процесса возможно повреждение кристалла, не обосновано.

Проведены расчеты параметров конического ультразвукового концентратора для ультразвукового сварочного устройства и рабочего вылета инструмента в установке для УЗС выводов в корпусах с глубоким расположением кристалла.

Разработан новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, заключающийся в том, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний. Для данного способа приведены стадии формирования сварных контактов и разработана циклограмма процесса сварки.

Основные положения, выносимые на защиту.

Установленную зависимость влияния легирования нижнего слоя 1% Ni или 1% Ti на свойства (химический состав, микротвердость, коррозионная устойчивость, поверхностное и удельное сопротивления) поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов и на качество (прочность и сопротивление) контактов на кристаллах СПП.

Выбор оптимальных режимов УЗС проволочных и ленточных алюминиевых выводов к кристаллам с двухслойной алюминиевой металлизацией СПП, обеспечивающие высокое качество контактов «вывод - пленочная» металлизация.

Расчетную зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов.

Новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, заключающийся в том, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научно-технических семинарах: семинаре-презентации «Элементная база силовой электроники, СБИС и ПЛИС специального назначения», (Воронеж, 2008); XV Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2008» (Москва, 2008); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского соста-

ва, аспирантов и студентов (Воронеж, 2007 - 2010); Международном научно-методическом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 6 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1] - анализ свойств алюминиевой металлизации на кристаллах, [2 - 4, 6, 7, 8, 9, 12, 16, 18] - исследование свойств двухслойной алюминиевой металлизации и их влияние на качество соединений с алюминиевыми выводами, [10, 11, J3] - оптимизация режимов УЗС проволоки и ленты из алюминия к кристаллам СПП, [5, 7, 14, 15, 17] - расчеты концентратора и инструмента для установки УЗС, [1 - 18] - обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 141 наименования. Основная часть работы изложена на 158 страницах, содержит 62 рисунка и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, показана научная новизна полученных результатов и их практическая значимость, приведены сведения о публикациях по теме диссертации, личном вкладе автора в совместных работах, структуре и объеме диссертации.

В первой главе проанализировано современное состояние с обеспечением качества соединений внутренних выводов на кристаллах силовых полупроводниковых приборов (СПП). По источникам научно-технической информации проанализированы способы и режимы монтажа внутренних выводов в производстве СПП и конструкции инструмента для присоединения внутренних выводов СПП. Анализ способов монтажа внутренних соединений показал, что в настоящее время в производстве используется ультразвуковая сварка (УЗС). Для обеспечения заданного качества и воспроизводимости соединений, полученных УЗС, необходимо обеспечение следующих конструктивно - технологических факторов: заданных свойств металлизации кристаллов (микротвердости, коррозионной устойчивости, поверхностного и удельного сопротивлений), режимов УЗС, конструкции сварочного инструмента.

В производстве маломощных полупроводниковых приборов и ПС для повышения качества сварных соединений алюминиевой проволоки с контактными площадками кристаллов широко применяется двухслойная алюминиевая металлизация различной толщины. На контактных площадках формируют два слоя алюминия по следующей схеме: нижний, толщиной более толщины защитного диэлектрического покрытия, легируют до микротвердости не менее микротвердости материала вывода, а верхний,

толщиной не менее 0,4 мкм, не легируют. Слой чистого алюминия обеспечивает хорошую свариваемость с алюминиевой проволокой при "мягких" режимах за счет его высокой пластичности. Нижний слой защищает диэлектрическое покрытие от непосредственного контакта с привариваемой проволокой. При нанесении слоев алюминиевой металлизации в одном технологическом процессе обеспечивается -гарантированная адгезия между ними.

Следует отметить, что в настоящее время информация об исследованиях соединений внутренних выводов с двухслойной алюминиевой металлизацией толщиной 4,0 - 7,0 мкм на кристаллах СПП отсутствует.

Приведены сведения о методах, приборах и оборудовании, используемых для проведения экспериментов.

Вторая глава посвящена исследованию двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов СПП. Для исследования алюминиевой металлизации были изготовлены три партии образцов. Первая партия состояла из пяти групп кристаллов 7,33x7,31 мм2 с активными областями (изготовленные по стандартной технологии ЗАО «ВЗПП -Микрон») с различной толщиной алюминиевой металлизации на контактных площадках (4,0 и 6,0 мкм) и различной толщиной (от 0,2 до 1,0 мкм) нижнего слоя алюминия, легированного 1% №.

Во вторую партию входили кристаллы без активных областей, на которые (в составе пластины) напылялась алюминиевая металлизация толщиной 4,5 и 6,0 мкм с одинаковой толщиной нижнего слоя А1+1% № равной 0,2 мкм. При этом алюминиевая двухслойная металлизация напылялась на кремний и на 8Ю2.

В третью партию входили кристаллы 9,15x9,15 мм2 без активных областей, на которые (в составе пластины) напылялась на кремний и на БЮ2 алюминиевая металлизация толщиной 6,7 мкм с одинаковой толщиной 1,1 мкм нижнего слоя А1+1% "П.

Микроструктурный анализ поверхности двухслойной алюминиевой металлизации общей толщиной 4,0; 4,5; 6,0 мкм с нижним слоем А1+1%Ы( толщиной 0,2, 0,5 и 1,0 мкм и общей толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1+1%И толщиной 1,1 мкм, нанесенной на кремний (с активными областями и без них) и на оксид кремния не выявил существенных различий в структуре данных пленок. Имеются «шипы» на поверхности пленок, их плотность и размеры на всех образцах практически одинаковые. Количественный анализ химического состава «шипов» и прилегающих к ним участков показал, что они на 100 % состоят из чистого алюминия.

Рентгеноспектральный микроанализ поверхности двухслойной алюминиевой металлизации общей толщиной 4,0; 4,5; 6,0 мкм с нижним слоем А1+1%№ толщиной 0,2, 0,5 и 1,0 мкм и общей толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1+1%ГП толщиной 1,1 мкм, нанесенной на кристаллы кремния без активных областей (с нижним слоем оксида кремния и без него) и на кристаллы кремния с активными областями, показал изменение химического

состава данных пленок. Установлено наличие кремния (до 1,5%) на поверхности алюминиевой металлизации, нанесенной на кремний (рис. 1).

98,2 1,

Рис. 1. Содержание элементов в поверхностном слое алюминиевой металлизации: 1 - алюминий; 2 -кремний

о.

23456789 10 11

Ль образца

Установлено повышение на 35% микротвердости двухслойной алюминиевой металлизации на кристаллах с активными областями по сравнению с металлизацией на кристаллах без активных областей. Микротвердость двухслойной алюминиевой металлизации общей толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1+1%П толщиной 1,1 мкм, напыленной на кремний, на 1,3% выше микротвердости аналогичной металлизации, напыленной на оксид кремния. Микротвердость двухслойной алюминиевой металлизации с нижним слоем, легированным 1%"П, на 200-250% выше микротвердости металлизации с нижним слоем, легированным

Экспериментально показано, что коррозионная устойчивость металлизации с нижним слоем А1+1%Т1 ниже, чем с нижним слоем А1+1%М. Формирование двухслойной алюминиевой металлизации на контактных площадках СПП с нижним слоем, легированным 1%№ или 1 %Т\ с целью повышения ее коррозионной устойчивости, нецелесообразно. Более эффективным может быть легирование нижнего слоя алюминиевой металлизации кремнием.

На двухслойной алюминиевой металлизации толщиной 4,5 и 6,0 мкм, нанесенной на кремний, величина удельного и поверхностного сопротивлений на 10% выше, чем у аналогичных образцов, нанесенных на ЗЮ2. Значения поверхностного и удельного сопротивлений на металлизациях с нижним слоем А1+1%Т[ на 21% выше, чем у аналогичных образцов с нижним слоем А1+1%№. Это, по-видимому, связано с тем, что значение удель-

ного сопротивления титана (5,6-10"7 Ом-м) выше удельного сопротивления никеля (8,7-10"8 Ом-м).

В третьей главе рассмотрено влияние конструктивно-технологических факторов на качество сварных соединений проволочных и ленточных выводов с контактными площадками кристаллов СПП.

Установлено, что прочность сварных' соединений алюминиевой проволоки с двухслойной алюминиевой металлизацией, имеющей нижний слой, легированный 1% Ti, на 12% выше, чем для металлизации, легированной 1% Ni (рис. 2). Это объясняется тем, что микротвердость металлизации, легированной Ti, на 200 - 250% выше, чем у металлизации, легированной Ni. При формировании соединений повышенная микротвердость приводит к увеличению усилия сжатия проволоки к пленке и мощности УЗ колебаний, что способствует увеличению прочности сварных соединений.

С точки зрения получения высокой прочности соединений «проводник-металлизация» двухслойные металлизации с нижним слоем Al+l%Ni и с нижним слоем Al+l%Ti возможно использование данных технологических покрытий контактных площадок на кристаллах СПП. Следует отметить, что соединения алюминиевой проволоки/ленты с алюминиевой металлизацией характеризуются стабильностью при сварке. Качество соединений алюминиевой проволоки/ленты с металлизацией имеющий нижний слой, легированный никелем и титаном, выполненных УЗС, зависит от свойств металлизации поверхностного слоя. Следует отметить, что деформация сварного соединения на кристалле при использовании ленты сечением 1,35x0,145 мм2 оказалась незначительна (около 1,4 мм) и одинакова у всех образцов. Интегральное распределение прочности сварных соединений ленты с алюминиевой металлизацией представлено на рис. 2.

Установлено, что величина переходного сопротивления контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией уменьшается с ростом толщины металлизации (на 18%) и при напылении алюминия на Si02-0CH0By (на 58%). Это согласуется с проведенными исследованиями коррозионной устойчивости алюминиевой металлизации, которые показали рост анодного тока прямо пропорционально уменьшению переходного сопротивления.

На основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований оптимальными режимами УЗС внутренних выводов из алюминиевого сплава АОЦПоМ (ТУ 6365-051-46594157-2004) к контактным площадкам кристаллов СПП являются:

-для сварки проволокой диаметром 0,4 мм к алюминиевой пленке толщиной 4,5 мкм (толщина нижнего слоя алюминия, легированного 1% Ni, составляет 0,2 мкм) усилие сжатия инструмента Q = 590 сН, мощность ультразвуковых колебаний W = 150 дел. лимба установки, время сварки тО1ГГ=40 мс;

-для сварки лентой сечением 1,35x0,145 мм к алюминиевой пленке толщиной 6,7 мкм (толщина нижнего слоя алюминия, легированного 1% Ti,

составляет 1,1 мкм) усилие сжатия инструмента () = 650 сН, мощность ультразвуковых колебаний = 165 дел. лимба установки, время сварки топт=40 мс.

Прочность соединений, сН

Рис. 2. Интегральное распределение прочности соединений алюминиевой ленты шириной 1,35 мм с алюминиевой металлизацией с нижним слоем, легированным никелем и титаном после сварки: 1 - алюминий толщиной 4,5 мкм с нижним слоем А1 + 1% N1 толщиной 0,2 мкм, нанесенный на 81; 2 - алюминий толщиной 4,5 мкм с нижним слоем А1 + 1% N1 толщиной 0,2 мкм, нанесенный на ЗЮ2; 3 - алюминий толщиной 6,0 мкм с нижним слоем А1 + 1% N1 толщиной 0,2 мкм, нанесенный на 4 - алюминий толщиной 6,0 мкм с нижним слоем А1 + 1% N1 толщиной 0,2 мкм, нанесенный на 8Ю2; 5 - алюминий толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1 + 1% Тл толщиной 1,1 мкм, нанесенный на Б!; 6 - алюминий толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1 + 1% Т1 толщиной 1,1 мкм, нанесенный на ЗЮ2

Установлено, что при сборке СПП с использованием алюминиевой ленты сечением 1,35x0,145 мм2 требуется удельное давление сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС в 7 раз меньше, чем при УЗС проволоки диаметром 0,025 мм (табл. 1). Поэтому утверждение производителей СПП о том, что при использовании НА11В - процесса возможно повреждение кристалла, не обосновано.

В работе [1] отмечается, что при изготовлении силового диода давление на кристалл при НАЯВ-процессе достигает 3,5 кгс (34,3 Н). Утверждается, что в хрупких кристаллах или при применении тонких слоев металлизации контактных площадок НАЛВ-процесс не может быть использован из-за риска повреждения кристаллов.

На наш взгляд, это не соответствует действительности. Для стандартной ленты шириной 2,0 мм и толщиной 0,2 мм нами проведены расчеты удельного давления сварочного инструмента на кристалл в зависимости

от геометрических размеров ленты. В табл. 2 приведены данные зависимости удельного давления сварочного инструмента на кристалл от геометрических размеров ленты, используемой при УЗС СПП.

Таблица 1

Зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл от геометрических размеров выводов, используемых при УЗС полупроводниковых изделий

№ п/п Диаметр алюминиевого вывода, мм Усилие сжатия при сварке, Н Длина вывода в сварном соединении, мм Деформация вывода при сварке, мм Площадь сварного соединения, мм2 Удельное давление на контактные площадки, Н/мм2

1 0,025 0,26 0,1 0,038 0,0038 68,4

2 0,03 0,3 0,12 0,045 0,0054 55,56

3 0,05 0,7 0,2 0,075 0,015 46,7

4 0,25 4,5 0,6 0,375 0,225 20

5 0,4 5,5 0,7 0,6 0,42 13,1

6 лента сечением 1,35x0,145 6,2 0,45 1,4 0,63 9,84

Таким образом, разрушение кристалла при давлении сварочного инструмента усилием 3,5 кгс (35 Н) на привариваемую ленту не произойдет, даже при площади сварного соединения 1,125 мм2 (предел прочности кремния на сжатие [сг]сж = 9,47 кгс/мм2). Естественно, при этом нужно строго соблюдать параллельность рабочей площадки сварочного инструмента относительно кристалла.

Для монтажа ленточных выводов к кристаллам СПП предложен способ термозвукоимпульсной сварки (ТЗИС), для которого приведены стадии формирования сварных контактов и разработана циклограмма процесса сварки.

Данный способ реализуется следующим образом (рис. 3). На столике размещают корпус СПП с полупроводниковым кристаллом, имеющим контактные площадки. Привариваемый ленточный вывод, проходит через боковое отверстие V - образного электрода и совмещается с контактной площадкой кристалла. На первой стадии (Г) на V - образный электрод (сварочный инструмент) подают импульс тока (./), разогревая соединяемые детали до заданной температуры. На второй стадии (II) одновременно с начальным давлением (Р) на V - образный электрод подают ультразвуковые колебания (/*) с заданной амплитудой. При этом оксидные пленки на соединяемых поверхностях разрушаются при сдавливании, обеспечивается пластическое течение металлов в зоне сварки. Приложенное к свариваемым деталям на-

чальное давление с амплитудой ультразвуковых колебаний V - образного электрода кроме разрушения оксидных пленок и удаления их из зоны сварки, обеспечивает физический контакт соединяемых поверхностей по всей площади. Лента скользит по поверхности контактной площадки, что вызывает увеличение температуры (Т). Площадь взаимодействия (5) и прочность (0 малы.

Таблица 2

Зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл от геометрических размеров ленты, используемой при УЗС СПП

№ п/п Размеры ленты, мм Усилие сжатия при сварке, Н Длина ленты в сварном соединении, мм Деформация ленты при сварке, мм Площадь сварного соединения, мм2 Удельное давление на контактные площадки, Н/мм2

1 2 2,0x0,2 35 0,5 2,25 1,125 31,11

0,75 2,20 1,65 21,21

3 4 1,0 2,15 2,15 16,28

1,5 2,10 3,15 11,11

5 2,0 2,05 4,1 8,54

На третьей стадии {III) к V - образному электроду прикладывают добавочное давление с одновременным снижением амплитуды колебаний до нуля, что способствует развитию взаимодействия соединяемых металлов как в плоскости, так и в объеме зоны контакта. Эта стадия характеризуется деформацией ленты, увеличением площади взаимодействия контактируе-мых поверхностей. Прочность соединения «лента - металлизация» достигает максимального значения. На четвертой стадии (IV) скорость деформации ленты и температура в контакте падают.

Таким образом, обеспечивается формирование качественного соединения ленточного вывода с контактной площадкой кристалла и предохраняет пленку Si02 от растрескивания, что, в конечном счете, повышает надежность СПП. После сварки на кристалле V - образный электрод перемещается на позицию сварки на контактную площадку траверсы корпуса.

Проанализировано влияние удельного давления сварочного инструмента на кристалл от геометрических размеров проволоки и ленты, используемых при УЗС ППИ. Для этих целей проводилась имитация УЗС внутренних соединений с кристаллами кремния ориентации (111). Осуществлялось давление сварочного инструмента непосредственно на кристалл без пленочной металлизации и выводов. При этом соблюдались оптимальные режимы (время сварки и мощность УЗ колебаний) для конкретного диаметра проволоки и сечения ленты.

Рис. 3. Циклограмма процесса ТЗИС ленточных выводов СПП:

У- импульс тока, подаваемый на V - образный электрод; Р - давление, приложенное к свариваемым деталям; Т7-ультразвуковые колебания заданной амплитуды; 5- площадь взаимодействия; <2 - прочность соединений; Т-температура в контакте; I- IV- стадии процесса сварки; т - время формирования сварного соединения

Проведен анализ дислокационных структур в кристаллах кремния на глубине 8-10 мкм после имитации УЗС. Установлено, что дислокационные структуры в кремнии имеют форму и размеры пропорционально геометрическим размерам рабочей площадки сварочного инструмента. Микротрещины в кристаллах не наблюдались независимо от удельного давления инструмента.

В четвертой главе представлено практическое применение результатов исследований в производстве СПП.

Рассчитаны следующие параметры конического ультразвукового концентратора для установки УЗС: длина, положение узловой плоскости, коэффициент усиления и форма образующей поверхность концентратора с заданным шагом.

Приведены расчеты рабочего вылета инструмента для сварки внутренних выводов с глубоким расположением кристаллов в корпусах. Расчеты показывают возможность трансформировать величины механических сопротивлений нагрузки в необходимое значение входного сопротивления инструмента, что обеспечивает эффективное использование ультразвуковых колебаний, генерируемых магнитострикдионным преобразователем.

Проведена неразрушающая оценка допускаемой прочности соединений «лента-металлизация» для СПП, имеющих разновысотность между кристаллом и траверсами корпуса.

С целью снижения напряжений в системе «пленочная металлизация-кристалл», а также повышения выхода годных кристаллов на операции «скрайбирование», разработан способ напыления металлизации на обратную сторону кристаллов в составе пластины. Напыление осуществляется через трафарет, имеющий сквозные отверстия, форма и размеры которых идентичны размерам кристалла, а перемычки между отверстиями в трафарете соизмеримы с шириной разделительных дорожек между кристаллами лицевой стороны пластины.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертации получены следующие научные и технические результаты:

1. Микроструктурный анализ поверхности двухслойной алюминиевой металлизации общей толщиной 4,0; 4,5; 6,0 мкм с нижним слоем А1+1%№ толщиной 0,2, 0,5, 1,0 мкм и общей толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1+1%Т1 толщиной 1,1 мкм, нанесенной на кремний (с активными областями и без них) и на оксид кремния, не выявил существенных различий в структуре данных пленок.

2. Рентгеноспектральный микроанализ поверхности двухслойной алюминиевой металлизации общей толщиной 4,0; 4,5; 6,0 мкм с нижним слоем А1+1%№ толщиной 0,2, 0,5, 1,0 мкм и общей толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1+1%Т! толщиной 1,1 мкм, нанесенной на кристаллы кремния без активных областей (с нижним слоем оксида кремния и без него) и на кристаллы кремния с активными областями, показал изменение химического состава данных пленок. Установлено наличие кремния (до 1,5%) на поверхности алюминиевой металлизации, нанесенной на кремний.

3. Коррозионная устойчивость металлизации с нижним слоем А1+1%Т1 ниже, чем с нижним слоем А1+1%№. Формирование двухслойной алюминиевой металлизации на контактных площадках СПП с нижним слоем, легированным 1%№ или 1%Тц с целью повышения ее коррозионной устойчивости нецелесообразно. Более эффективным может быть легирование нижнего слоя алюминиевой металлизации кремнием.

4. На двухслойной алюминиевой металлизации толщиной 4,5 и 6,0 мкм, нанесенной на кремний, величина удельного и поверхностного сопротивлений на 10% выше, чем у аналогичных образцов, нанесенных на 8Ю2. Значения поверхностного и удельного сопротивлений на металлизациях с нижним слоем А1+1%Т1 на 21% выше, чем у аналогичных образцов с нижним слоем А1+1 %№. Это, по-видимому, связано с тем, что значение удельного сопротивления титана (5,6-Ю"7 Ом-м) выше удельного сопротивления никеля (8,7-10"8 Ом-м).

5. Прочность сварных соединений алюминиевой проволоки с двухслойной алюминиевой металлизацией, имеющей нижний слой, легированный 1% Ti, на 12% выше, чем для металлизации, легированной 1% Ni. Это объясняется тем, что микротвердость металлизации, легированной Ti, на 200 - 250% выше, чем у металлизации, легированной Ni, что способствует увеличению прочности сварных соединений.

6. Установлено, что величина переходного сопротивления контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией уменьшается с ростом толщины металлизации (на 18%) и при напылении алюминия на SiO2-ocH0By (на 58%).

7. На основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований определены оптимальные режимы УЗС проволоки диаметром 0,4 мм и ленты сечением 1,35x0,145 мм2 к двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов.

8. Разработан новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, заключающийся в том, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний. Для данного способа приведены стадии формирования сварных контактов и разработана циклограмма процесса сварки.

9. Установлено, что при сборке СПП с использованием алюминие-вой-ленты сечением 1,35x0,145 мм2 требуется удельное давление сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС в 7 раз меньше, чем при УЗС проволоки диаметром 0,025 мм. Поэтому утверждение производителей СПП о том, что при использовании HARB - процесса возможно повреждение кристалла, не обосновано.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Алюминиевая металлизация на кристаллах полупроводниковых приборов и ИС / В.В. Зенин, В.П. Гальцев, И.А. Каданцев, О.В. Марченко, Б.А. Спиридонов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т.5. №2. С. 32-37.

2. Методы испытаний коррозионной устойчивости полупроводниковых изделий / В.В. Зенин, И.А. Каданцев, Б.А. Спиридонов, С.Ю. Чистяков // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т.5. №6. С. 5-6.

3. Каданцев И.А. Сопротивление контактов алюминиевая проволока - алюминиевая металлизация кристаллов силовых полупроводниковых

приборов / ИЛ. Каданцев, В.В. Зенин // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. Т.5. №12. С. 62-65.

4. Каданцев И.А. Оптимизация режимов ультразвуковой сварки проволоки и ленты из алюминия к кристаллам силовых полупроводниковых приборов / И.А. Каданцев, В.В. Зенин, Д.И. Бокарев // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т.6. №11. С. 187191.

5. Каданцев И.А. Расчет инструмента для установки ультразвуковой сварки силовых полупроводниковых приборов / И.А Каданцев, В.В. Зенин // Вестник Воронежского государственного технического университета.

2010. Т.6. №12. С. 23-26.

6. Зенин В.В. Исследование коррозионной устойчивости двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов силовых полупроводниковых приборов / В.В. Зенин, И.А. Каданцев, Б.А. Спиридонов // Вестник Воронежского государственного технического университета.

2011. Т.7. №1. С. 164-166.

Статьи и материалы конференций

7. Инструмент для формирования внутренних соединений в полупроводниковых изделиях / Д.И. Бокарев, И.А. Каданцев, В.И. Фролов, В.В. Зенин // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: регион, сб. науч. тр.-Воронеж. 2006. С. 109-113.

8. Каданцев И.А. Влияние состава алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов силовых полупроводниковых приборов на качество соединения с алюминиевой проволокой / И.А Каданцев // Микроэлектроника и информатика-2008: XV Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. М., 2008. С. 95.

9. Влияние токовой нагрузки и температуры на качество микросо-единенин полупроводниковых изделий / В.В. Зенин, И.А. Каданцев, С.Ю. Чистяков, А.И. Самаричева // Прогрессивные технологии и оборудование в электронике и машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2008. С.73-81

10. Зенин В.В. Ультразвуковая сварка алюминиевой проволоки к контактным площадкам кристаллов силовых полупроводниковых приборов / В.В. Зенин, И.А. Каданцев, Д.И. Бокарев // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2008. С.54-59.

11. Зенин В.В. Сборка силовых полупроводниковых приборов с использованием ленточных выводов / В.В. Зенин, В.И. Бойко, И.А. Каданцев // Прогрессивные технологии и оборудование в электронике и машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2008. С.83-88.

12. Зенин В.В. Коррозионно-электрохимическое поведение алюминиевой металлизации, легированной никелем / В.В. Зенин, И.А. Каданцев, Б.А. Спиридонов // Системы жизнеобеспечения и управления в чрезвычайных ситуациях: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2009. 4.1. С. 208-211.

13. Зенин В.В. Сборка силовых полупроводниковых приборов с использованием ленточных выводов / В.В. Зенин, И.А. Каданцев // Микроэлектроника: 49 науч.-техн. конф. преподавателей и студентов ВГТУ. Воронеж: ВГТУ, 2009. С.17.

14. Каданцев И.А. Расчет концентратора для установки ультразвуковой сварки / И.А. Каданцев, В.В. Зенин // Прогрессивные технологии и оборудование в электронике и машиностроении: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2009. С. 89-96.

15. Зенин В.В. Инструмент для ультразвуковой сварки внутренних выводов в производстве силовых полупроводниковых приборов / В.В. Зенин, И.А. Каданцев, Е.П. Новокрещенова II Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2009. С. 143-148.

16. Зенин В.В. Влияние состава алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов силовых полупроводниковых приборов на качество сварных соединений с алюминиевой проволокой / В.В. Зенин, И.А Каданцев, Д. И. Бокарев // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2009. С. 149-153.

17. Каданцев И.А. Расчет инструмента для установки ультразвуковой сварки / И.А Каданцев, В.В. Зенин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2010. С. 129.

18. Микротвердость алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов силовых полупроводниковых приборов / И.А. Каданцев, Д.И. Бокарев, Е.П. Новокрещенова, В.В. Зенин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2010. С. 191193.

Подписано в печать 19.04.2011 Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № зг ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ С ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЙ ВНУТРЕННИХ ВЫВОДОВ НА КРИСТАЛЛАХ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ.

1.1. Анализ способов и режимов монтажа внутренних выводов в производстве СПП.

1.1.1. Сварка ленточных выводов СПП.

1.2. Инструмент для присоединения внутренних выводов.

1.2.1. Инструмент для сварки внутренних выводов в глубоких полостях и корпусах.

1.3. Алюминиевая металлизация на кристаллах СПП.

1.4. Микротвердость пленочной металлизации.

1.5. Коррозионная устойчивость алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов.

1.6. Переходное сопротивление контактов «проводник-металлизация» СПП.

1.7. Методы, приборы и оборудование, используемые для экспериментальных исследований.

Выводы и постановка задач для исследований и разработок.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХСЛОЙНОЙ АЛЮМИНИЕВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КОНТАКТНЫХ ПЛОЩАДОК КРИСТАЛЛОВ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ.

2.1. Исследование структуры алюминиевой металлизации с нижним слоем, легированным никелем и титаном.

2.2. Микрорентгеноспектральный анализ алюминиевой металлизации.

2.3. Микротвердость алюминиевой металлизации.

2.4. Коррозионная устойчивость алюминиевой металлизации.

2.5. Поверхностное и удельное сопротивление алюминиевой металлизации.

Выводы.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВЫВОДОВ С КОНТАКТНЫМИ ПЛОЩАДКАМИ КРИСТАЛЛОВ СПП.

3.1. Прочность соединений алюминиевой проволоки с двухслойной алюминиевой металлизацией с нижним слоем, легированным никелем и титаном.

3.2. Прочность соединений алюминиевой ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией с нижним слоем, легированным никелем и титаном.

3.3. Сопротивление контактов «алюминиевый вывод -алюминиевая металлизация» на кристаллах СПП.

3.4. Оптимизация режимов УЗС проволоки и ленты из алюминия к кристаллам.

3.4.1. УЗС алюминиевой проволоки к кристаллам с алюминиевой металлизацией.

3.4.2. УЗС алюминиевой ленты к кристаллам с алюминиевой металлизацией.

3.5. От проволочного монтажа к HARB - процессу.

3.5.1. Термозвукоимпульсная сварка ленточных выводов.

3.5.2. Дислокационная структура в кремнии после имитации УЗС внутренних выводов.

Выводы.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

4.1. Расчет концентратора для установки ультразвуковой сварки.

4.2. Расчет конструкции инструмента для установки ультразвуковой сварки.

4.2.1. Передача энергии УЗ колебаний в зону сварки.

4.2.2. Расчет геометрических размеров инструмента.

4.3. Контроль прочности соединений в СПП.

4.4. Разработка способа нанесения пленочной металлизации на обратную поверхность кристаллов в составе пластины.

Выводы.

Актуальность темы. Внедрение энергосберегающих технологий неразрывно связано с достижениями в области силовой электроники. При монтаже мощных полупроводниковых приборов, таких как MOSFET и IGBT, одним из наиболее распространенных способов электрического соединения между контактными площадками кристалла и выводами корпуса является ультразвуковая сварка (УЗС) с помощью проволочных выводов диаметром 0,25 — 0,5 мм или ленточных перемычек. Этот вид монтажа остается одним из основных при сборке полупроводниковых приборов, что объясняется высокой автоматизацией процесса, универсальностью по отношению к различным технологическим вариантам производства и геометрическим размерам изделий.

В последнее время в печати появляются сообщения о перспективности сборки силовых полупроводниковых приборов (Cllil) УЗС с использованием алюминиевой ленты [1,2]. Данная технология получила название HARB (Heavy Aluminum Ribbon Bonding). Присоединение одной ленты шириной 2,0 мм и толщиной 0,3 мм эквивалентно трем петлям из проволоки диаметром 0,5 мм. Учитывая конструктивные и технологические особенности изготовления металлизации контактных площадок на кристаллах Cllil, производитель может столкнуться с рядом ограничений на HARB-процесс. Нельзя полностью согласиться с утверждением, что «физические основы HARB и традиционной сварки толстой алюминиевой проволоки настолько близки, что для выполнения сварки лентой подойдет обычная установка УЗС, лишь немного модернизированная под HARB-процесс» [1].

Известно, что в производстве CHI 1 качество соединений на траверсах корпусов выше, чем на контактных площадках кристаллов. Для обеспечения высокого качества и воспроизводимости соединений на кристаллах СПП, полученных УЗС, необходимо проведение следующих исследований и разработок: свойств поверхности контактных площадок; оптимизация технологических режимов УЗС методом математического моделирования; разработка новых способов сварки, в том числе и сварочного инструмента с активацией процесса физико-химического взаимодействия контактирующих металлов (вывод - пленочная металлизация).

При разработке новых способов сварки необходимо учитывать традиционно сложившиеся подходы и методики конструирования и технологии производства СПП. Поэтому вопросы совершенствования процесса монтажа проволочных и ленточных выводов к кристаллам Cllil являются актуальными как в научном, так и в прикладном плане.

Диссертация выполнена на кафедре «Полупроводниковая электроника и наноэлектроника» ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках госбюджетных программ ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых материалов (Si, А3В5 и др.), приборов и технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120.0412888 и ГБ-2010.34 «Физические основы технологии и проектирования полупроводниковых изделий микроэлектроники».

Цель и задачи работы. Целью работы является решение научно-технической задачи по повышению качества контактов алюминиевых проволочных и ленточных выводов с двухслойной алюминиевой металлизацией кристаллов силовых полупроводниковых приборов. Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи: анализ способов монтажа внутренних выводов на кристаллах СПП; исследование свойств поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов с нижним слоем, легированным 1% Ni или 1% Ti; установление влияния двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов на качество сварных соединений с алюминиевыми выводами; оценка коррозионной устойчивости, удельного и поверхностного сопротивлений, микротвердости двухслойной алюминиевой металлизации; определение переходного сопротивления контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизации кристаллов; выбор оптимальных режимов УЗС проволочных и ленточных алюминиевых выводов к контактным площадкам кристаллов СПП; зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов; расчет параметров конического ультразвукового концентратора для ультразвукового сварочного устройства; расчет рабочего вылета инструмента в установке для УЗС выводов в корпусах с глубоким расположением кристалла; разработка нового способа сварки ленточных выводов к кристаллам СПП импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний.

Методы исследований. При выполнении экспериментов использованы современные методы и оборудование. Напайка кристаллов с использованием припоя ВПрб на основания корпусов осуществлялась на полуавтоматической установке ЭМ-4085-14М. Для УЗС проволочных/ленточных выводов использовалась установка УСИММ-61.

Коррозионно-электрохимическое поведение алюминиевой металлизации изучали потенциодинамическим методом на потенциостате П-5827М с автоматической записью на потенциометре КСП.

При выполнении экспериментов использовались электронный микроанализ и растровая электронная микроскопия.

Научная новизна работы. Получены следующие новые научные и технические результаты: впервые установлено влияние легирования нижнего слоя 1% Ni или 1% Ti на свойства (химический состав, микротвердость, коррозионная устойчивость, поверхностное и удельное сопротивления) поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов и на качество (прочность и сопротивление) контактов на кристаллах СПП; методом планирования многофакторных экспериментов определены оптимальные режимы УЗС проволочных и ленточных алюминиевых выводов к кристаллам с двухслойной алюминиевой металлизацией СПП, обеспечивающие высокое качество контактов; впервые установлена зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов. Показано, что при сборке СПП с использованием алюминиевой ленты сечением 1,35x0,145 мм2 требуется удельное давление сварочного инструмента на кристалл в 7 раз меньше, чем при УЗС проволоки диаметром 0,025 мм; разработан новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, отличающийся от известных тем, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний;

Реализация результатов работы, практическая значимость. Проведен анализ способов монтажа внутренних выводов на кристаллах СПП. Показана перспектива использования ленточных выводов (HARB-технология) в производстве СПП.

Исследованы свойства поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов с нижним слоем, легированным 1% Ni или 1% Ti, и их влияние на качество сварных соединений с алюминиевыми выводами СПП.

Проведена оценка коррозионной устойчивости, удельного и поверхностного сопротивлений, микротвердости двухслойной алюминиевой металлизации. Существенное влияние на коррозионную устойчивость двухслойной алюминиевой металлизации оказывает температурный отжиг и легирование нижнего слоя алюминиевой металлизации кремнием.

Определено переходное сопротивление контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией кристаллов. Установлено, что величина переходного сопротивления контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией уменьшается с ростом толщины металлизации, а также при напылении алюминия на Si02-0CH0By по сравнению с напылением на чистый кремний.

На основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований определены оптимальные режимы УЗС проволоки диаметром 0,4 мм и ленты сечением 1,35x0,145 мм к двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов, обеспечивающие высокое качество контактов.

Установлена зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов. При сборке СПП с использованием алюминиевой ленты сечением 1,35x0,145 мм требуется удельное давление на контактные площадки кристаллов в 7 раз меньше, чем проволоки диаметром 0,025 мм. Утверждение производителей СПП о том, что при использовании HARB -процесса возможно повреждение кристалла, не обосновано.

Проведены расчеты параметров конического ультразвукового концентратора для ультразвукового сварочного устройства и рабочего вылета инструмента в установке для УЗС выводов в корпусах с глубоким расположением кристалла.

Разработан новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, заключающийся в том, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний. Для данного способа приведены стадии формирования сварных контактов и разработана циклограмма процесса сварки.

Основные положения, выносимые на защиту.

Установленную зависимость влияния легирования нижнего слоя 1% Ni или 1% Ti на свойства (химический состав, микротвердость, коррозионная устойчивость, поверхностное и удельное сопротивления) поверхности двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов и на качество (прочность и сопротивление) контактов на кристаллах СПП.

Выбор оптимальных режимов УЗС проволочных и ленточных алюминиевых выводов к кристаллам с двухслойной алюминиевой металлизацией СПП, обеспечивающие высокое качество контактов «вывод -пленочная» металлизация.

Расчетную зависимость удельного давления сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС от геометрических размеров присоединяемых выводов.

Новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, заключающийся в том, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научно-технических семинарах: семинаре-презентации «Элементная база силовой электроники, СБИС и ПЛИС специального назначения», (Воронеж, 2008); XV Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2008» (Москва, 2008); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов (Воронеж, 2007 - 2010); Международном научно-методическом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 6 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1] - анализ свойств алюминиевой металлизации на кристаллах, [2 - 4, 6, 7, 8, 9, 12, 16, 18] - исследование свойств двухслойной алюминиевой металлизации и их влияние на качество соединений с алюминиевыми выводами, [10, 11, 13] - оптимизация режимов УЗС проволоки и ленты из алюминия к кристаллам СПП, [5, 7, 14, 15, 17] - расчеты концентратора и инструмента для установки УЗС, [1 - 18] - обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 141 наименования. Основная часть работы изложена на 158 страницах, содержит 62 рисунка и 15 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертации получены следующие научные и технические результаты:

1. Микроструктурный анализ поверхности двухслойной алюминиевой металлизации общей толщиной 4,0; 4,5; 6,0 мкм с нижним слоем А1+1%>П толщиной 0,2, 0,5, 1,0 мкм и общей толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1+1%Т1 толщиной 1,1 мкм, нанесенной на кремний (с активными областями и без них) и на оксид кремния, не выявил существенных различий в структуре данных пленок.

2. Рентгеноспектральный микроанализ поверхности двухслойной алюминиевой металлизации общей толщиной 4,0; 4,5; 6,0 мкм с нижним слоем АВТ%№ толщиной 0,2, 0,5, 1,0 мкм и общей толщиной 6,7 мкм с нижним слоем А1+1%Т1 толщиной 1,1 мкм, нанесенной на кристаллы кремния без активных областей (с нижним слоем оксида кремния и без него) и на кристаллы кремния с активными областями, показал изменение химического состава данных пленок. Установлено наличие кремния (до 1,5%) на поверхности алюминиевой металлизации, нанесенной на кремний.

3. Коррозионная устойчивость металлизации с нижним слоем А1+1%Т1 ниже, чем с нижним слоем А1+1%№. Формирование двухслойной алюминиевой металлизации на контактных площадках СПП с нижним слоем, легированным 1%№ или 1%Т1, с целью повышения ее коррозионной устойчивости нецелесообразно. Более эффективным может быть легирование нижнего слоя алюминиевой металлизации кремнием.

4. На двухслойной алюминиевой металлизации толщиной 4,5 и 6,0 мкм, нанесенной на кремний, величина удельного и поверхностного сопротивлений на 10% выше, чем у аналогичных образцов, нанесенных на 8Юг- Значения поверхностного и удельного сопротивлений на металлизациях с нижним слоем А1+1%Т1 на 21% выше, чем у аналогичных образцов с нижним слоем А1+1%№. Это, по-видимому, связано с тем, что значение удельного сопротивления титана

7 Я

5,6-10 Ом-м) выше удельного сопротивления никеля (8,7-10" Ом-м).

5. Прочность сварных соединений алюминиевой проволоки с двухслойной алюминиевой металлизацией, имеющей нижний слой, легированный 1% Тл, на 12% выше, чем для металлизации, легированной 1% №. Это объясняется тем, что микротвердость металлизации, легированной Т1, на 200 - 250% выше, чем у металлизации, легированной Ni, что способствует увеличению прочности сварных соединений.

6. Установлено, что величина переходного сопротивления контактов проволоки и ленты с двухслойной алюминиевой металлизацией уменьшается с ростом толщины металлизации (на 18%) и при напылении алюминия на SiCV основу (на 58%).

7. На основе теоретических расчетов и экспериментальных исследований определены оптимальные режимы УЗС проволоки диаметром 0,4 мм и ленты сечением 1,35x0,145 мм к двухслойной алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов.

8. Разработан новый способ сварки ленточных выводов к кристаллам СПП, заключающийся в том, что формирование контактов осуществляется импульсным нагревом сварочного инструмента с приложением к нему давления и ультразвуковых колебаний. Для данного способа приведены стадии формирования сварных контактов и разработана циклограмма процесса сварки.

9. Установлено, что при сборке СПП с использованием алюминиевой ленты сечением 1,35x0,145 мм требуется удельное давление сварочного инструмента на кристалл при оптимальных режимах УЗС в 7 раз меньше, чем при УЗС проволоки диаметром 0,025 мм. Поэтому утверждение производителей СПП о том, что при использовании HARB - процесса возможно повреждение кристалла, не обосновано.

142

1.Валев С. Ультразвуковая сварка силовых приборов плоской алюминиевой лентой (HARB): эффективность, производительность и некоторые проблемы // Силовая электроника, 2007. №3. С. 130-133.

2. Ланин В. Монтаж ленточными перемычками мощных полупроводниковых приборов / В. Ланин, С. Волкенштейн, И. Петухов, А. Хмыль // Компоненты и технологии, 2009. №1. С. 120-123.

3. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов / Н.М. Тугов, Б.А. Глебов, H.A. Чарыков; под ред. В.А. Лабунцева. М.: Энергоатомиздат, 1990. -442 с.

4. Флоренцев С.Н. Современное состояние и прогноз развития приборов силовой электроники // СТА. 2004. С. 20-30.

5. Пат. 2271909 RU, В 23 К 31/02. Способ сварки давлением / В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, Ю.Л. Фоменко, В.Я. Пьяных, A.B. Рягузов В.А., Шарапов. Опубл. 27.06.05. Бюл. № 8.

6. Погорельцев И. Некоторые методы повышения качества и надежности ультразвуковой сварки // Силовая электроника, 2010. №2. С. 102-105.

7. Шмаков М. Микросварка при производстве микросборок и гибридных интегральных микросхем // Технологии в электронной промышленности, 2007. №1. С. 60-67.

8. Апостолова Е.М. Сборка полупроводниковых приборов. Автоматизацию! процессов проволочных межсоединений многовыводных СВЧ мощных транзисторов / Е.М. Апостолова, Ю.П. Клюев // Электронная промышленность, 2003. №2. С. 210 - 213.

9. Ланин В. Повышение качества микросварных соединений в интегральных схемах с использованием ультразвуковых систем повышенной частоты / В. Ланин, И. Петухов, Д. Мордвинцев // Технологии в электронной промышленности, 2010. №1. С. 48-50.

10. Панин В. Ультразвуковое оборудование для сварки микропроводников / В. Ланин, И. Петухов, В. Шевцов // Компоненты и технологии, 2009. №8. С. 124-129.

11. Балашов Ю.С. Сборочные операции и их контроль в микроэлектронике: Учеб. пособие / Ю.С. Балашов, В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал. — Воронеж: 2004. 229 с.

12. Зенин В.В. Конструктивно-технологические аспекты сборки полупроводниковых изделий: электронный ресурс.: учеб. пособие / В.В. Зенин,

13. A.B. Рягузов. Воронеж: ВГТУ, 2005. 353 с.

14. Онегин Е.Е.Автоматическая сборка ИС / Е.Е. Онегин, В.А. Зенкович, Л.Г. Битно // Технологический процесс. Оборудование. Управление. Техническое зрение. Привод: Справ. Пособие. Мн.: Высш.шк., 1990 - 346 с.

15. Шмаков М. Технология термозвуковой микросварки методом «шарик — клин шарик» и контроль микросварных соединений // Технологии в электронной промышленности, 2007. №7. С. 70 - 72.

16. Васильев Ю.В. Термокомпрессионная сварка алюмооксидной керамики с медью // Петербургский журнал электроники, 2003. №3. С. 13 20.

17. Шутов C.B. Термокомпрессия монокристаллического арсенида галлия // Петербургский журнал электроники, 1999. №3. С. 43 46.

18. Ланин В. Сборка мощных бескорпусных MOSFET для поверхностного монтажа / В. Ланин, А. Керенцев // Силовая электроника, 2009. №3. С. 76-79.

19. Ланин В. Сварка и монтаж мощных транзисторов в корпусе SMD — 2 /

20. B. Ланин, А. Керенцев // Силовая электроника, 2010. №1. С. 76 79.

21. Ланин В. Сравнительная характеристика способов монтажа кристаллов MOSFET транзисторов / В. Ланин, Л. Ануфриев // Силовая электроника, 2008. №4. С. 90-95.

22. Красников Г.Я. Перспективные направления отечественной электроники // Электронная техника. Сер. 3. Микроэлектроника, 2000 2001. Вып. 1-2. С. 3 -6.

23. Павленко Л.С. Электричекие перегрузки причина отказов сварных соединений / Л.С. Павленко, Е.М. Понаровкин, Н.К. Константинова // Электронная техника. Сер. 8. Управление качеством, метрология, стандартификация, 1977. Вып. 7. С. 75 - 79.

24. Апостолова Е.М. Сборка полупроводниковых приборов. Автоматизациия процессов проволочных межсоединений многовыводных СВЧ мощных транзисторов/ Е.М. Апостолова, Ю.П. Клюев // Электронная промышленность, 2003. №2. С. 210 — 213.

25. Евстигнеев В.Г. Обеспечение импортонезависимости при разработке и производстве радиоэлектронной аппаратуры вооружения, военной и специальной техники / В.Г. Евстигнеев, A.B. Завьялов, А.Н. Кошарновский // Электронная промышленность, 2002. №1. С. 73 78.

26. Ланин В. Повышение надежности микроконтактных соединений радиоционно — стойких мощных транзисторов / В. Ланин, И. Рубцевич, А. Керенцев // Силовая электроника, 2010. №3. С. 100-105.

27. A.c. 182490 СССР, МПК В 23 К Н 05 в. Способ сварки микродеталей давлением с косвенным нагревом / Ю.Л. Красулин, В.И. Кузьмин, В.Г. Никитин (СССР). Опубл. 1966, Бюл. № 11.-1с.

28. A.c. 332973 СССР, М. Кл. В 23 К 19/00, В 23 К 31/02. Способ сварки давлением с косвенным нагревом / В.Г. Ширшов, О.П. Бондаренко (СССР). Опубл. 1972, Бюл. № 11.-2с.

29. A.c. 498129 СССР, М. Кл.2 В 32 К 19/00. Способ ультразвуковой сварки / В.М. Петров, В.В. Турбин (СССР). Опубл. 1976, Бюл. № 1.-2с.

30. A.c. 1764899 AI СССР, В 23 К 20/10. Способ ультразвуковой сварки / А.И. Беляков, В.Н. Акимов (СССР). Опубл. 1992, Бюл. № Зб.-Зс.

31. A.c. 365224 СССР, М.Кл. В 23 К 19/00. Способ ультразвуковой сварки / А.П. Рыдзевский, Б.И. Басенко (СССР). Опубл. 1973, Бюл. № 6.-2с.

32. A.c. 327022 СССР, М.Кл. В 23 К19/00. Способ ультразвуковой сварки / Е.Г. Коновалов, B.C. Галков (СССР). Опубл. 1972, Бюл. № 5.-1с.

33. A.c. 719830 СССР, М.Кл.2 В 23 К 19/00. Способ термокомпрессионной сварки / В.Е. Атауш, Р.Б. Рудзит, С.В. Карпенко, В.П. Леонов, Э.Г. Москвин (СССР). Опубл. 1978, Бюл. №9.-3 с.

34. Ланин В. Свариваемость гальванических покрытий для изделий электроники / В. Ланин, А. Хмыль // Технологии в электронной промышленности, 2008. №5. С. 50-53.

35. Материалы для металлизации кремниевых СБИС / А.Г. Климовицкий, Д.Г. Громов, В.Л. Евдокимов, И.О. Личманов, А.И. Мочалов, А.Д. Сулимин // Электронная промышленность, 2002. №1. С. 60-66.

36. Красников Г.Я. Физико-технические основы обеспечения качества СБИС / Г .Я. Красников, H.A. Зайцев М., 1999. Ч. 2. - 216 с.

37. Бокарев Д.И. Ультразвуковая сварка внутренних выводов в силовых полупроводниковых приборах / Д.И. Бокарев, В.В. Зенин // Техника машиностроения, 2005. №5. С. 30 36.

38. Особенности технологии ультразвуковой сварки соединений силовых модулей / Р. Ширбс, Г. Богхофф, Т. Нубель, В. Руше, Г. Стротлан (перевод Е. Картатьева) // Силовая электроника, 2010. №1. С. 72-75.

39. Колешко В.Н. Ультразвуковая микросварка.- Минск, 1977.-328 с.

40. Морозовский Ю. Ультразвук для сборки электронных блоков и датчиков / Ю. Морозовский, В. Резницкий // Компоненты и технологии, 2008. №4. С. 192- 195.

41. Ланин В. Активация процессов ультразвуковой микросварки изделий электроники // Технологии в электронной промышленности, 2009. №2. С. 63 -66.

42. Пешков В.В. Специальные методы сварки в твердой фазе / В.В. Пешков, В.В. Зенин // Учеб. пособие, Воронеж, политехи, ин-т. Воронеж, 1990.

43. Ланин В. Ультразвуковое оборудование для сварки микропроводников / В. Ланин, И. Петухов, В. Шевцов // Компоненты и технологии, 2009. №8. С. 124-129.

44. Ланин В. Активация процессов ультразвуковой микросварки изделий электроники // Технологии в электронной промышленности, 2009. №2. С. 63 -66.

45. Морозовский Ю. Ультразвук для сборки электронных блоков и датчиков / Ю. Морозовский, В. Резницкий // Компоненты и технологии, 2008. №4. С. 192- 195.

46. Малащенко А. Машины для контактной микросварки, пайки и термообработки / А. Малащенко, В. Вайнштейн // Компоненты и технологии, 2004. №9. С. 202-203.

47. Пат. 2220830 Российская Федерация, Инструмент для микросварки / В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, В.Н. Беляев.- Опубл. 10.01.2004. Бюл. № 1.

48. Зенин В.В. Сборка силовых полупроводниковых приборов с использованием ленточных выводов / В.В. Зенин, В.И. Бойко, И.А. Каданцев //

49. Прогрессивные технологии и оборудование в электронике и машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2008. С.83-88.

50. Мазур А.И. Процесс сварки и пайки в производстве полупроводниковых приборов / А.И. Мазур, В.П. Алехин, М.Х. Шоршоров.-М.: Радио и связь, 1981.- 224 с.

51. Пат. 2179101 Российская Федерация, Инструмент для ультразвуковой сварки / В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, Ю.Л. Фоменко, Д.И. Бокарев, В.И. Фролов. -Опубл. 10.02.2002; Бюл. № 4.

52. Пат. 2220830 Российская Федерация, Инструмент для микросварки /

53. B.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, В.Н. Беляев. Опубл. 10.01.2004; Бюл. № 1.

54. Кудряшов И. Технология микросварки проволочных выводов // Производство электроники: технологии, оборудование, материалы, 2007. №5.1. C. 1-6.

55. Липатов Г.И. Технология материалов и изделий электронной техники // Учеб. пособие, Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010. 4.4. 173 с.

56. Алюминиевые сплавы. Справочное руководство. М.: Металлургия, 1970.-520 с.

57. Влияние технологических факторов на качество микросоединений полупроводниковых приборов и микросборок / В.В. Зенин, Ф.Н. Рыжков, В.М. Ефимов, А.Н. Худяков: Обзор. М.: ЦНТИ «Поиск», 1986. 46 с. (Сер. VII, № 151).

58. Зенин В.В. Алюминиевая металлизация на кристаллах полупроводниковых приборов и ИС /В.В. Зенин, В.П. Гальцев, И.А. Каданцев, О.В. Марченко, Б.А. Спиридонов // Вестник Воронежского государственного технического университета, 2009. Том №5, №2. С. 32-37

59. Горлов М.И. Контроль стабильности алюминиевой металлизации к явлению электромиграции по резистометрическим измерениям / М.И. Горлов, В.И. Плебанович, A.B. Строгонов // Микроэлектроника, 2006. №4. С. 277 284.

60. Зенин В. Исследование алюминиевых гальванических покрытий корпусов полупроводниковых изделий / В.В. Зенин, А.И. Колычев, Б.А. Спиридонов, О.В. Хишко // Технологии в электронной промышленности, 2006. №1. С. 44-47.

61. A.c. 1685216 СССР, МКИ4 HOIL 21/60. Способ изготовления полупроводниковых приборов / А.И. Колычев, В.В. Зенин, В.И. Фролов и др. (СССР).-б с.

62. Моряков О.С. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. BIO кн. Кн. 7. Элионная обработка. М.: Высш. шк., 1990. - 128 с.

63. Козырь И.Я. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. В 10 кн. Кн. 1. Общая технология / И.Я. Козырь, Ю.И. Горбунов, Ю.С. Чернозубов, A.C. Пономарев. -М.: Высш. шк., 1989.-223 с.

64. Вигдорович В.Н. Металлы и сплавы микроэлектроники (классификация, методы получения пленок, их применение и контроль качества) / В.Н. Вигдорович, В.И. Попов, В.Н. Пинчук // Электронная техника. Сер.6. Материалы, 1980. Вып.1. С. 3 17.

65. Эффективный способ создания алюминиевой металлизации ИС / Б.А. Егоров, Б.Г. Лысовол, И.Н. Пекишев и др. // Электронная промышленность, 1982. Вып. 4. С. 59-61.

66. Фазовая и структурная неравновесность в тонких конденсированных пленках алюминия / Л.С. Палатник, М.Н. Набока, Г.В. Жуков и др. // Физика и химия обработки материалов, 1980. № 1. С. 96 102.

67. Красников Г.Я. Физико-технические основы обеспечения качества СБИС / Г.Я. Красников, H.A. Зайцев М., 1999. Ч. 1. - 226 с.

68. Тонкие пленки. Взаимная диффузия и реакции / Под ред. Дж. Поута, К.Ту, Дж. Мейера. М.: Мир, 1982.

69. Костин П. П. Физико-механические испытания металлов, сплавов и неметаллических материалов: Учеб. пособие для профессионально-технических училищ. — М.: Машиностроение, 1990. — 256 с.

70. Испытание материалов. Справочник. / Под ред. X. Блюменауэра. Пер. с нем, 1979.-448 с.

71. Зенин В.В. Физико-химические процессы в микросоединениях полупроводниковых изделий. / В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, Б.А. Спиридонов // Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 2003. — 168 с.

72. Груев И.Д. Электрохимические покрытия изделий радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / И.Д. Груев, Н.И. Матвеев, Н.Г. Сергеева. М., 1988. -304 с.

73. Медведев А. Технологичекое обеспечение надежности межсоединений // Технологии в электронной промышленности, 2005. №5. С. 59 62.

74. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов. М.: Металлургия, 1970.-448 с.

75. Томашов И.Д. Коррозия и коррозионно-стойкие сплавы / И.Д. Томашов, Г.П. Чернова. М.: Металлургия, 1973. - 232 с.

76. Томашов И.Д. Теория коррозии и защиты металлов. — М.: Изд-во АН СССР, 1959.-592 с.

77. Тодт Ф. Коррозия и защита от коррозии. Л.: Химия, 1967. - 388 с.

78. Русанова А.Л. Исследование кинетики коррозии металлизации и разработка модели времени до отказа ИС / Электронная техника. Сер.8. Управление качеством, стандартизация, метрология и испытания, 1983. Вып.2. С. 65-70.

79. Томашов Н.Д. Пассивность и защита металлов от коррозии / Н.Д. Томашов, Г.П. Чернова. М.: Наука, 1965. - 208 с.

80. Розенфельд И.Л. Исследование анодного растворения алюминия в нейтральных средах / И.Л. Розенфельд, В.П. Персианцева, В.Е. Зорина // Защита металлов, 1979. Т. 15. № 1. С. 89 95.

81. Интегральные схемы / Г.Р.Медленд и др. М.: Советское радио, 1970. -280 с.

82. Данилин Н. Безотказный космос. Современные методы контроля качества высоконадежных компонентов / Н. Данилин, С. Белосдунцев // Вестник Электроники, 2007. №2. С. 8 11.

83. Ланин В. Методы контроля и диагностики скрытых дефектов в изделиях электроники / В. Ланин, С. Волкенштейн, А. Хмыль // Компоненты и технологии, 2010. №2. С. 137 142.

84. Бурова H.H. О сопротивлении микроконтактов между тонкими пленками и проводниками / Изв. вузов. Сер. Приборостроение, 1972. № 2. С. 117-122.

85. Хольм Р. Электрические контакты / ИИЛ, 1961.

86. Новиков А. Симпозиум «Построение эффективных производств в условиях кризиса» // Технологии электронной промышленности, 2010. №1. С. 4 -7.

87. POPS Horace (Перевод: Святослав Юрьев). Изготовление проволоки -из древности в будущее // Компоненты и технологии. 2009 №7. с. 140 146.

88. Зейдл 3. Автоматическая головка для тестирования прочности сварных соединений от F&K Delvotec: шаг на пути к бездефектному производству / 3. Зейдл, Й. Седлмаэр, С. Валев // Технологии электронной промышленности, 2010. №1. С. 30-34.

89. Грачев A.A. Влияние температурных воздействий на характеристики соединений алюминиевый проводник-пленка, выполненных ультразвуковой сваркой / A.A. Грачев, A.M. Пастушенко // Автоматическая сварка, 1974. № 8. С. 28-29.

90. Назаров Е. Будущее нашей электроники — планарный внутренний монтаж // Технологии в электронной промышленности, 2010. №1. С. 9 11.

91. Ньюман П. (Перевод: Андрей Колпаков). Эффективность преобразования и совершенствование технологий силовых модулей // Компоненты и технологии, 2008. №3. С. 136 138.

92. Колпаков А. Новые технологии расширяют горизонты силовой электроники // Компоненты и материалы, 2007. №4. С. 116 — 119.

93. Jeng Yeau-Ren, Horng Jeng-Haur. A microcontact approach for ultrasonic wire bonding in microelectronics // Trans. ASME. J. Tribol. 2001. V. 123. № 4. P. 725-731.

94. Горлов М.И. Исследование влияния состава алюминиевой металлизации на качество микросварных соединений алюминий алюминий / М.И. Горлов, В.В. Зенин, А.И. Колычев // Известия вузов. Электроника, 1998. №6. - С. 67-72.

95. Сергеев В.А. Контроль качества мощных транзисторов по теплофизическим параметрам / Ульян, гос. техн. ун-т. Ульяновск: УлГТУ, 2000.-253 с.

96. Зенин В.В. Исследование качества микросварных соединения алюминиевой проволоки в корпусах изделий электронной техники с покрытиями из никеля и его сплавов / В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, А.И. Колычев // Известия вузов. Электроника, 2000. №2. С. 37 44.

97. Пасынков В.В. Материалы электронной техники: учебн. для студ. вузов по спец. «Полупроводники и микроэлектронные приборы» /В.В. Пасынков, B.C. Сорокин // 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Издательство «Лань», 2004 -367 с.

98. Бокарев Д.И. Модификация процесса формирования внутренних соединений силовых полупроводниковых приборов: дис. на соискание уч. степ, канд. техн. наук. Воронеж: ВГТУ, 2002. - 162 с.

99. Микротвердость алюминиевой металлизации контактных площадок кристаллов силовых полупроводниковых приборов / И.А. Каданцев, Д.И.

100. Бокарев, Е.П. Новокрещенова, В.В. Зенин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2010. С. 191-193.

101. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных схем. — М.: Высш. шк., 1980. — 327 с.

102. Томашов Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: изд-во АН СССР, 1959.-592 с.

103. Зенин В.В. Влияние легирования и термообработки на коррозионную стойкость алюминиевой металлизации / В.В. Зенин, Б.А. Спиридонов // Вестник ВГТУ, 2006.

104. Зенин В.В. Методы испытаний коррозионной устойчивостиполупроводниковых изделий /В.В. Зенин, И.А. Каданцев, Б.А. Спиридонов, С.Ю. Чистяков // Вестник Воронежского государственного технического университета, 2009. Том №5, №6. С. 5-6.

105. Измерения и контроль в микроэлектронике: Учеб. пособие для вузов по специальностям электрон. техники/Дубовой Н. Д., Осокин В. И., Очков А. С. и др. / Под ред. А. А. Сазонова. М.: Высш. шк., 1984. - 367 с.

106. Горлов М.И. Контроль качества изделий полупроводниковой электроники: Учеб. пособие. Воронеж, 1998. - 144 с.

107. Измерения и контроль в микроэлектронике / Н.Д. Дубовой, В.И. Осокин, A.C. Очков и др. М., 1984. - 267 с.

108. Зенин В.В. Контроль качества микросоединений в изделиях электронной техники: Обзор /В.В. Зенин, А.И. Колычев, А.Н. Худяков. — М., 1986. №54.-52 с.

109. Кулешов В.Т. Неразрушающий контроль качества микросварных соединений / В.Т. Кулешов, Я.Н. Мистейко // Электронная промышленность.-1974. Вып. 10. С.26.

110. Неразрушающий контроль элементов и узлов радиоэлектронной аппаратуры / Б.Е. Бердичевский, Л.Г. Дубицкий, Г.М. Сушинцев, А.П. Агеев; Под. Ред. Б.Е. Бердичевского. М., 1976. - 296 с.

111. Зенин В.В. Контроль прочности микросоединений в изделиях электронной техники /В.В. Зенин, Д.И. Бокарев, М.И. Горлов // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах. Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 140-150.

112. Пат. 2186366 RU. Установка для контроля прочности микросоединений полупроводниковых изделий / В.Н. Беляев, Д.И. Бокарев, М.И. Горлов, Ю.Е. Сегал, Ю.Л. Фоменко. Опубл. 27.07.2002. Бюл. № 21.

113. Пат. 46360 RU. Установка для испытания микрообразцов на прочность / Ю.Е. Сегал, Ю.А. Цеханов, Д.И. Бокарев, В.П. Коренев. Опубл. 27.06.2005. Бюл. № 18.

114. Зенин В.В. Контроль прочности микросоединений БИС и СБИС /В.В. Зенин, Д.И. Бокарев, М.И. Горлов, О.В. Хишко // Прогрессивные технологии в сварочном производстве: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. С. 135140.

115. Горлов М.И. Геронтология кремниевых интегральных схем / М.И. Горлов, В.А. Емельянов, A.B. Строгонов.- М.: Наука, 2004.- 240 с.

116. Зенин В.В. Инструмент для ультразвуковой сварки внутренних выводов в производстве силовых полупроводниковых приборов /В.В. Зенин,

117. И.А. Каданцев, Е.П. Новокрещенова // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2009.-С. 143-148.

118. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов / В.Г. Блохин, О.П. Глудкин, А.И. Гуров, М.А. Ханин; под ред. О.П. Глудкина. М., 1997. - 232 с.

119. Зенин В.В. Сборка силовых полупроводниковых приборов с использованием ленточных выводов / В.В. Зенин, И.А. Каданцев // Микроэлектроника. 49 научно-техническая конференция преподавателей и студентов ВГТУ. Тез. докл. Воронеж ГОУВПО «ВГТУ», 2009. С. 17.

120. Емельянов В.А. Корпусирование интегралых схем. Мн.: Полифакт, 1998.-360 с.

121. Функциональные особенности инструмента для автоматической микросварки / JI.A. Чиненков, Ю.И. Калинин, В.А. Лавров, З.М. Славинский. Электронная техника. Сер.7. Технология, организация производства и оборудование, 1984. Вып. 2. С. 39 44.

122. Грачев A.A. Ультразвуковая микросварка / A.A. Грачев, А.П. Кожевников, В.А. Лебига, A.A. Россошинский. М.: Энергия, 1977.

123. Бабаков И.М. Теория колебаний. -М.: Наука, 1965. — 560 с.

124. Каданцев И.А. Расчет концентратора для установки ультразвуковой сварки / И.А. Каданцев, В.В. Зенин // Прогрессивные технологии и оборудование в электронике и машиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2009. С. 89 96.

125. Скучик Е. Простые и сложные колебательные системы. — М.: «Мир», 1971.-557 с.

126. Ананьев И.В. Справочник по расчету собственных колебаний упругих систем. Гостехиздат, 1946.

127. Каданцев И.А. Расчет инструмента для установки ультразвуковой сварки силовых полупроводниковых приборов / И.А Каданцев, В.В. Зенин // Вестник Воронежского государственного технического университета, Том №6, №11,2010. С. 62-65.

128. Каданцев И.А. Расчет инструмента для установки ультразвуковой сварки / И.А Каданцев, В.В. Зенин // Твердотельная электроника и микроэлектроника: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2010. -С. 129.

129. Стриха В.И. Физические основы надежности контактов металл-полупроводник в интегральной электронике / В.И. Стриха, Е.В. Бузанева.- М.: Радио и связь, 1987.-256 с.

130. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. — М.: Радио и связь, 1991. 528 с.