автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Пайка кристаллов силовых полупроводниковых приборов с применением бессвинцовых сплавов

На правах рукописи

ХИШКО Ольга Владимировна

ПАЙКА КРИСТАЛЛОВ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕССВИНЦОВЫХ СПЛАВОВ

Специальность 05 27 01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро-и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2008

003166711

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Зенин Виктор Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Защита состоится 29 апреля 2008 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 научной библиотеке ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

Автореферат разослан 27 марта 2008 года

Петров Борис Константинович,

кандидат технических наук Удовик Анатолий Павлович

Ведущая организация

ОАО «Корпорация НПО «РИФ», г Воронеж

Ученый секретарь диссертационного совета

Горлов М И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Директива Европейского Союза по экологической безопасности RoHS (Restriction of use of Certain Hazardous Substances) ограничивает использование свинца в новом электрическом и электронном оборудовании с 1 июля 2006 года Уже к концу 2001 года было выдано более ста патентов на сплавы различных составов для замены свинцовых припоев Каждый припой обладает своим сочетанием свойств, что затрудняет окончательный выбор

В нашей стране и за рубежом в последние годы опубликовано много материалов, посвященных способам и технологиям пайки с использованием бессвинцовых припоев, в том числе в производстве изделий микроэлектроники, среди которых особое место занимают работы JI Ануфриева, А Вотинцева, В Григорьева, В Емельянова, А Колпакова, А Медведева, С Флоренцева, К Seelrng, D Suraski и др.

Следует отметить, что из множества бессвинцовых припоев, рекомендованных для сборки полупроводниковых изделий (НИИ), отсутствуют сведения о технологических свойствах припоев (смачиваемости и растекании по паяемым поверхностям кристалла и основания корпуса), имеется недостаточно данных об использовании их в реальных технологиях сборки ППИ

Существующая реальность на рынке импортных электронных компонентов и активная деятельность изготовителей компонентов по переходу на бессвинцовые технологии заставляют предприятия-производители ППИ принимать срочные меры по внедрению в производство данных технологий При разработке новых способов и бессвинцовых технологий пайки необходимо учитывать традиционно сложившиеся подходы и методики конструирования и технологии производства ППИ Поэтому вопросы пайки кристаллов силовых полупроводниковых приборов (СПП) с применением бессвинцовых сплавов являются актуальными как в научном, так и в прикладном плане

Диссертация выполнена на кафедре «Полупроводниковая электроника» ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках госбюджетной программы ГБ-04 34 «Исследование полупроводниковых материалов (Si, А3В5 и др ), приборов и технологии их изготовления», номер гос регистрации 0120 0412888

Цель и задачи работы. Целью работы является решение научно-технической задачи по оценке влияния марки припоя, способов и режимов пайки кристаллов с применением бессвинцовых сплавов на качество паяных соединений кристалл-корпус и на параметры СПП (на примере транзистора 2П767В)

Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи

-анализ существующих способов и технологий пайки кристаллов ППИ бессвинцовыми сплавами,

- разработка и изготовление новых бессвинцовых припоев;

- оценка смачивания и растекания новых бессвинцовых припоев по паяемым поверхностям кристалла и корпуса,

- исследование влияния марки припоя, способов и режимов напайки кристаллов к основаниям корпусов ТО-220 и КТ-43В на электрические параметры и тепловое сопротивление кристалл-корпус (11т кр-*) транзисторов 2П767В после сборки, термоциклирования и 10000 энергоциклов,

-разработка способа пайки полупроводникового кристалла с использованием локального нагрева;

- разработка новых способов пайки кремниевых кристаллов к основаниям корпусов СПП;

-разработка нового способа контроля предельно допустимой температуры нагрева ППИ

Методы исследований. Пайка полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов проводилась в конвейерной водородной печи 105А-72М и в формир-газе (смесь газов Н2 и N2 в соотношении 15 85) на установке ЭМ-4085-14М.

Контроль качества напайки кристаллов с основаниями корпусов осуществлялся методами рентгеновской дефектоскопии на установке типа РУП-150/300 с использованием пленки Р5. Для оценки теплового сопротивления транзисторов в различных корпусах использовался измерительный стенд ОМ 006 307

При выполнении экспериментов использовались электронный микроанализ и металлография.

Научная новизна работы. Получены следующие новые научные и технические результаты

1. Для пайки кристаллов разработан состав бессвинцового припоя 87,0-89,08п/9,0—11,0В1/0,8-1,2БЬ (вес %), обеспечивающий при пайке кристаллов к основаниям корпусов СПП в формир-газе площадь паяного шва более 95 % от площади кристалла.

2 Разработан способ пайки полупроводникового кристалла с использованием локального нагрева, отличающийся тем, что нагрев проводят импульсом тока через расщепленный электрод, а давление на кристалл осуществляют потоком защитного газа

3. Разработан способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики А1^п, заключающийся в том, что на паяемые поверхности кристалла и основания корпуса наносят алюминиевую металлизацию, а между кристаллом и корпусом размещают фольгу припоя 20гп/808п (вес %)

Реализация результатов работы, практическая значимость.

1 Разработан и апробирован на операции сборки СПП бессвинцо-

вый припой состава 87,0-89,08п/9,0-11,0В1/0,8-1,28Ь (вес %) с температурой плавления 230 — 240 "С

На припой подана заявка на изобретение

2 Исследовано влияние марки припоя, способов и режимов напайки кристаллов на основания корпусов Т0-220 и КТ-43В на электрические параметры и тепловое сопротивление кристалл-корпус (Лт кр-к) транзисторов 2П767В после сборки, термоциклирования и 10000 энергоциклов

3 Разработан новый способ пайки полупроводниковых кристаллов, который можно использовать при изготовлении не только СПП, но и при сборке печатных плат и силовых модулей

На способ подготовлена заявка на изобретение

4 Разработан способ пайки кристаллов к основаниям корпусов через золотую прокладку с образованием эвтектики 81-Аи, позволяющий повысить качество соединения кристалла с корпусом

На способ получен патент РФ на изобретение № 2298252 Опубл 27 04 2007 Бюл № 12

5 Предложен новый способ бессвинцовой контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектик А1-2п и гп-Бп

На способ получен патент РФ на изобретение № 2313156 Опубл 20 12.2007 Бюл № 35

6 Разработан способ пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики Бп-гп, позволяющий повысить смачиваемость цинкового покрытия оловом и увеличить время хранения кристаллов перед пайкой

На способ получен патент РФ на изобретение № 2278444 Опубл 20 06.2006 Бюл № 17

7 Разработан способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики А1-2п при температуре 382 °С

На способ подготовлена заявка на изобретение

8 На этапе разработки новых СПП предложен способ контроля предельно допустимой температуры нагрева приборов

Основные результаты, выносимые на защиту.

1 Бессвинцовый припой состава 87,0-89,08п/9,0-11,0В1/0,8-1,28Ь (вес %) с температурой плавления 230 - 240 °С

2 Способ пайки полупроводникового кристалла с использованием локального нагрева

3 Способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики А1-7п при температуре 382 °С

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научно-технических семинарах Международном научно-методическом семинаре «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2003-2005), II Всероссийской конференции «ФАГРАН-2004» «Физико-

химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2004), XIII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика» (Зеленоград, 2006), Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2007), конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов (Воронеж, 2004 - 2007)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 3 патента РФ на изобретения В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат [2, 13] - анализ существующих способов контроля температуры нагрева ППИ, [3] - анализ существующих способов пайки кристаллов методом «flip-chip», [4 - 6, 8 -10, 12] - поиск и разработка новых способов пайки кристаллов с применением бессвинцовых сплавов, [7, 11] - литературный обзор по покрытиям, анализ экспериментальных данных, [2 - 13] - обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 127 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 147 страницах, содержит 57 рисунков и 7 таблиц Экспериментальная часть диссертации выполнялась на кафедре «Полупроводниковая электроника» ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» и на предприятиях ЗАО «ВЗПП - Микрон», ОАО «Воронежский завод полупроводниковых приборов - Сборка»

Автор выражает благодарность сотрудникам КТБ ОАО «ВЗПП - С» за оказание помощи в проведении экспериментов

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 проанализированы конструктивно-технологические критерии выбора покрытий паяемых поверхностей кристаллов и корпусов, припоев для напайки кристаллов СПП с применением бессвинцовых сплавов Рассмотрены способы и технологии напайки кремниевых кристаллов к основаниям корпусов ППИ бессвинцовыми сплавами. Анализ показал, что наиболее перспективной является контактно-реактивная (капиллярная) пайка, при которой припой образуется в результате контактно-реактивного плавления соединяемых материалов, промежуточных покрытий или прокладок с образованием эвтектики

Рассмотрены способы контроля паяных соединений, включая тепловое сопротивление кристалл-корпус как параметр оценки качества напайки кристаллов и надежности ППИ Приведены сведения о методах, приборах и оборудовании, используемых для проведения экспериментов.

Вторая глава посвящена анализу уже существующих, а также разработке и исследованию новых бессвинцовых припоев Рассмотрены физико-механические свойства металлов, входящих в состав бессвинцовых припоев Анализ бессвинцовых припоев показал, что они в основном представляют собой двухкомпонентные сплавы. Для улучшения технологических свойств припоев в сплавы вводят те или другие металлы Установлено, что из множества бессвинцовых припоев, рекомендованных для сборки ППИ, нет данных об использовании их в реальных технологиях напайки кристаллов СПП Кроме того, отсутствуют сведения о технологических свойствах припоев (смачиваемости и растекании по паяемым поверхностям кристалла и основания корпуса)

На основе анализа диаграмм состояний двойных систем А1-гп, Бп-Ъп, 8п-В1, Бп-БЬ, ВьБЬ применительно к пайке кремниевых кристаллов к основаниям корпусов были разработаны и изготовлены три типа бессвинцовых припоев следующих составов (вес %) 938п/2А^5В1, 888п/10В1/28Ь, 89Бп/5В1/18Ь/52п

По нашим сведениям, припои с таким сочетанием компонентов в промышленности в настоящее время не используются. Данные припои относятся к припоям со средней температурой плавления (200 - 240 °С), что позволяет использовать их при пайке кристаллов СПП В качестве основного компонента выбранных припоев используется Бп ввиду его высокой пластичности Бп в составе различных припоев широко используется в производстве, в том числе при изготовлении изделий микроэлектроники

Так как данные припои были изготовлены в лабораторных условиях, они подвергались рентгеноспектральному микроанализу на предмет соответствия заданным составам (по навескам компонентов и реальным, полученным после расплавления) Для сравнения с разработанными новыми припоями проведен микроанализ припоя 95,58п/3,8А^0,7Си (вес %), который изготавливается серийно на специализируемом предприятии с соблюдением всех требований к металлургическим процессам. Данный припой, как утверждается в отечественной и зарубежной литературе, обладает хорошими паяемыми характеристиками и обеспечивает высокое качество паяных соединений в производстве изделий микроэлектроники

Проведение рентгеноспектрального микроанализа необходимо с целью подтверждения процентного содержания исходных металлов и их чистоты Известно, что примеси, входящие в состав исходных металлов, существенно влияют не только на смачивание и растекание припоя по паяемым поверхностям, но и на качество сформированных паяных соединений Рентгеноспектральный микроанализ разработанных и изготовленных бес-

свинцовых припоев показал, что количественный состав элементов, входящих в данные припои, незначительно изменился после сплавления Составы припоев по результатам микроанализа имеют следующие соотношения элементов (вес %) 93,3Sn/l,4Ag/5,3Bi; 88,6Sn/10,4Bi/l,0Sb, 89,0Sn/5,3Bi/0,2Sb/5,5Zn

Точность определения исходных элементов, входящих в состав разработанных припоев, составляет ± 0,4 вес %. Это заключение основано на результате микроанализа серийно изготавливаемого припоя состава 95,5Sn/3,8Ag/0,7Cu (вес %)

Проведена оценка смачивания и растекания разработанных бессвинцовых припоев по серебряным покрытиям кристаллов и никелевым покрытиям корпусов СПП при температурах пайки кристаллов в различных средах водороде, формир-газе и вакууме Данные покрытия в настоящее время широко используются на сборочных операциях СПП Образцы с серебряным покрытием были использованы для экспериментов непосредственно после напыления, т е сульфидной пленки Ag2S на поверхности не было

Паяемость покрытий анализировали по растеканию припоя согласно методу, изложенному в ГОСТ 9 302-88 (приложение 9) Анализ внешнего вида припоев свидетельствует о том, что все припои хорошо смачивают серебряное покрытие кристаллов при нагреве в водороде при Т = 290 ± 5 °С и 390 ± 5 °С, в формир-газе и вакууме при Т = 400 * 5 °С Однако припои 89,0Sn/5,3Bi/0,2Sb/5,5Zn и 93,3Sn/l,4Ag/5,3Bi плохо смачивают никелевые покрытия при нагреве в водороде при Т = 290 ± 5 °С и 390 ± 5 °С Кроме того, наблюдается отсутствие смачивания припоя 93,3Sn/l,4Ag/5,3Bi по никелевому покрытию при нагреве в формир-газе при Т = 400 ± 5 °С.

Исследования показали, что лучшими параметрами паяемости данных покрытий при температурах нагрева в различных средах, используемых в производстве СПП, обладает припой системы Sn/Bi/Sb Содержание в припое (вес %). 87,0—89,0 олова обеспечивает высокий коэффициент теплопроводности и хорошую смачиваемость паяемых покрытий кристалла и основания корпуса; 9,0-11,0 висмута повышает температуру плавления припоя до 230 — 240 °С, 0,8-1,2 сурьмы улучшает сопротивление сплава термической усталости Экспериментально установлено, что при пайке кристаллов к основаниям корпусов СПП в формир-газе площадь паяного шва составляет более 95 % от площади кристалла

В третьей главе представлены результаты исследований по влиянию марки припоя, способов и режимов напайки кристаллов на параметры СПП

Для исследования влияния качества паяных соединений кристалла с основанием корпуса на электрические параметры транзисторов 2П767В пайку проводили в водороде и в формир-газе на режимах, обеспечивающих необходимое качество паяных соединений В качестве припоев использо-

вали (вес %) ВПрб (83-868п/7,5-8,5А^6-88Ь), 87,О-89,08п/9,0-11,0В1/0,8-1,28Ь, 95,58п/3,8Ац/0,7Си; ПОСЮ + 1 % А& (88-89РЬ/108п/1А§)

Выбор составов припоев осуществляли из следующих соображений

1)ВПрб и ПОСЮ+ 1 %Ag в настоящее время используются в серийном производстве различных типов СПИ и были использованы для сравнения с бессвинцовым припоем 87,0-89,08п/9,0-11,0в1/0,8-1,28ь,

2) 95,58п/3,8А^0,7Си обладает хорошими паяемыми характеристиками и обеспечивает высокое качество паяных соединений в производстве изделий микроэлектроники (по утверждению отечественной и зарубежной литературы)

Пайка полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов ТО-220 проводилась в конвейерной водородной печи 105А-72М. Температура в зоне пайки поддерживалась в пределах 300 ± 5 и 390 ± 5 °С в течение 3 - 4,5 мин (в зависимости от скорости движения кассеты с собранными приборами)

Для напайки кристаллов на основания корпусов КТ-43В в формир-газе использовалась установка ЭМ-4085-14М, которая позволяет осуществлять полную автоматизацию всех операций, включая подачу корпусов, выбор годных кристаллов с полупроводниковой пластины и присоединение кристаллов Температура в зоне пайки поддерживалась в пределах 300 ± 5 °С и 390 ± 5 °С в течение 5 - 10 с

Для экспериментов было изготовлено 8 партий приборов по 20 шт в каждой партии Измерения проводились на приборах после сборки, тер-моциклирования и 10000 энергоциклов Испытаниям подвергались только приборы, годные после сборочных операций.

После напайки кристаллов внутренние выводы присоединялись ультразвуковой сваркой на установке УСИММ-61 на режимах, обеспечивающих получение максимальной прочности микросоединений В качестве вывода истока использовали проволоку марки АОЦПоМ-400 (ТУ 6365051-46594157-2004), в качестве вывода затвора - проволоку марки АК 0,9 ПМ - 100 (ТУ 6365-051-46594157-2004).

На транзисторах после проведения сборки, термоциклирования и энергоциклов замерялись следующие электрические параметры, сопротивление сток-исток в открытом состоянии (Леи отк), пороговое напряжение (Цзипор)» постоянное прямое напряжение диода (иис), пробивное напряжение диода (иси)-

При испытании на воздействие изменения температуры среды (тер-моциклирование) температура в камере тепла 125 ± 5 °С, в камере холода -минус 60 ± 3 °С, количество циклов - 5. Время воздействия температуры в каждой из камер для каждого цикла - 30 мин Время переноса из камеры в камеру не более 2 мин.

Испытания на устойчивость к энергоциклам проводились согласно ГОСТ В 28146-89 на режиме ток истока 1И = 3 А.

Установлено, что способы и режимы напайки кристаллов на основания корпусов Т0-220 и КТ-43В практически не влияют на электрические параметры транзисторов 2П767В Все исследуемые приборы (после сборки, термоциклирования и 10000 энергоциклов) имеют электрические параметры в пределах допустимых значений (согласно ТУ) Некоторое изменение электрических параметров связано, по-видимому, с процессами, происходящими в кристалле

Анализ результатов измерений электрических параметров данных транзисторов показал, что электрические параметры нельзя однозначно использовать при оценке качества напайки кристаллов на основания корпусов В производстве ППИ (особенно СПП) одним из основных параметров оценки качества напайки кристалла на основание корпуса является определение теплового сопротивления кристалл-корпус (Ят ,ф.к)

Для определения теплового сопротивления кристалл-корпус (Ят „р.,;) монтаж кристаллов транзисторов 2П767В к основаниям корпусов Т0-220 и КТ-43В осуществляли различными способами (пайка в водороде и формир-газе) с использованием четырех типов припоев. 1 - ВПрб, 2 - 87,0-89,05п/9,0-11,0В)/0,8-1,2БЬ, 3 - 95,58п/3,8А^0,7Си, 4 - ГГОС10 + 1 % Ag

Анализ качества паяных соединений осуществлялся методом рентгеновской дефектоскопии (после сборки, термоциклирования и 10000 энергоциклов) и по поперечным шлифам (после 10000 энергоциклов)

Установлено, что приборы, изготовленные с использованием разработанного припоя 87,0-89,08п/9,0-11,0В 1/0,8-1,2БЬ (вес %), по всем параметрам соответствуют нормам ТУ Среднее значение теплового сопротивления кристалл-корпус составило 0,84 °С/Вт после сборки и 1,04 °С/Вт после 10000 энергоциклов для транзисторов в корпусе ТО-220, 0,59 °С/Вт после сборки и 0,64 °С/Вт после 10000 энергоциклов для транзисторов в корпусе КТ-43В Незначительное увеличение теплового сопротивления кристалл-корпус (Яткр-к) после 10000 энергоциклов свидетельствует о пластичности паяных соединений, что повышает надежность СПП в целом (рис. 1)

На рис 2 представлены рентгенограмма и поперечное сечение паяного соединения транзистора 2П767В Напайка кристаллов проводилась в формир-газе при Т = 300 ± 5 °С с использованием припоя 87,0-89,08п/ 9,0-11,0В1/0,8-1,2БЬ (вес %) на корпус КТ-43В Анализ рентгенограмм и поперечных сечений паяных соединений данной группы приборов показал, что использование разработанного припоя обеспечивает при пайке кристаллов к основаниям корпусов в формир-газе площадь паяного шва более 95 % от площади кристалла

Исследования паяных соединений кристалл-корпус транзисторов 2П767В показали, что качество паяных соединений СПП, а в целом и надежность приборов, в большей степени зависят от типов корпусов приборов и от способа пайки Рекомендуется пайку осуществлять с использованием притирки кристалла к основанию корпуса в защитной среде, например, формир-газе

Тепловое сопротивление кристалл-корпус, °С/Вт

Рис. 1. Интегральное распределение транзисторов 2П767В по параметру тепловое сопротивление кристалл-корпус, Ях кр_к, при различных способах напайки кристаллов с использованием припоя 87,0-89,08п/9,0-1 1,081/0,8-1,2815 (300 °С): 1 - в формир-газе на основания корпусов КТ-43В (после сборки и термоциклирования); 2 - в формир-газе на основания корпусов КТ-43В (после 10000 энергоциклов); 3 - в водороде на основания корпусов ТО-220 (после сборки и термоциклирования); 4 - в водороде на основания корпусов Т0-220 (после 10000 энергоциклов)

В четвертой главе представлены разработки новых способов напайки кристаллов на основания корпусов СПП с применением бессвинцовых сплавов.

1 Разработан новый способ напайки кристаллов на основания корпусов Основное отличие данного способа от известных заключается в том, что нагрев кристаллов при пайке осуществляют импульсом тока через расщепленный электрод, а давление на кристалл осуществляют потоком защитного газа

Для осуществления данного способа разработана конструкция инструмента, которая представлена на рис 3. Инструмент состоит из электродов — 1, 2, разделенных пластиной изолятора — 3, и имеет на внутренней поверхности торцов электродов - 4 канавки - 5 для формирования галтели- 6 на кристалле - 7 при расплавлении припоя - 8, размещенного на контактной площадке - 9 корпуса - 10

В изоляторе - 3 имеется трубка - 11 для соединения с вакуумной системой, а в боковой верхней части инструмента расположена втулка - 12 для подключения к компрессору для подачи защитного газа в зону пайки, в нижней части инструмента на высоте Н расположены радиальные отверстия - 13 для выхода защитного газа из зоны пайки

Рабочий газ выбирают в зависимости от состава припоя, например, для бессвинцовых припоев может применяться формир-газ Под действием избыточного давления газа в трубопроводе происходит сначала удаление атмосферных загрязняющих газов из зоны пайки, а затем и выдавливание газа через радиальные отверстия в стенках электродов, таким образом обеспечивается необходимая защитная атмосфера в зоне пайки кристалла. Регулируя давление защитного газа в трубопроводе, достигается необходимое усилие прижатия кристалла к корпусу.

Затем между электродами 1 и 2 подается импульсный электрический разряд от источника электрического напряжения Под действием электрического тока происходит расплавление припоя и смачивание им паяемой поверхности кристалла Величина электрического разряда определяется опытным путем в зависимости от геометрических размеров кристалла, а также марки и толщины припоя Излишки припоя выдавливаются из паяного шва в канавки электродов и формируются в виде галтелей по двум сторонам кристалла. После отключения тока в результате кристаллизации припоя образуется качественное паяное соединение кристалла с основанием корпуса

к вакуумной системе

Рис. 3. Инструмент для пайки кристалла: 1,2- металлические электроды; 3 - изолятор; 4 - внутренняя поверхность торцов электродов; 5 - канавки; 6 - галтель припоя; 7 - кристалл; 8 - припой; 9 - контактная площадка; 10 - корпус ППИ; 11 - трубка для соединения с вакуумной системой; 12 - втулка для подключения к компрессору; 13 - радиальные отверстия; а) перед пайкой; б) в процессе пайки

2. Для присоединения кристаллов кремниевых дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем к корпусу известны способы, по которым между кристаллом и корпусом размещают золотую фольгу или сетку и соединяют их пайкой с образованием эвтектики золото - кремний. Основным недостатком данных способов является образование участков несплавления в зоне соединения кристалла с корпусом из-за наличия оксидных пленок на поверхности золота.

Для повышения качества соединений кристалла с корпусом разработан способ пайки с образованием эвтектики золото - кремний, по которому фольгу перед пайкой отжигают в вакууме при температуре 160 - 250 °С или в водороде при температуре 25 °С и атмосферном давлении 101 кПа.

3. Разработан способ бессвинцовой контактно-реактивной пайки полупроводникового кристалла к корпусу, который реализуется следующим образом. На основание корпуса наносят слой олова, на паяемую сторону полупроводникового кристалла - алюминиевую пленку, а между ними размещают фольгу из цинка. Пайка осуществляется в водороде или формир-

I I

газе при температуре 382 - 419 °С (температура плавления цинка составля -I ет 419 °С). Нагрев при данной температуре способствует образованию эв-

1 тектических соединений 8п-/п со стороны корпуса (температура эвтектики

200 °С) и /\1-Zn со стороны кристалла (температура эвтектики 382 °С). Нагрев при пайке ниже 382 °С не приводит к образованию эвтектики А1-Ъп, а выше 419 °С расплавляет цинк. После пайки зона паяного соединения I полупроводникового кристалла с корпусом состоит из эвтектических со-

| единений Бп-гп, А1-7,п и чистого Хп.

Для повышения коррозионной стойкости 7,п на его поверхность рекомендуется наносить оловянно-висмутовое покрытие заданной толщины с содержанием ЕЙ 0,4 - 0,9 %. | 4. Для напайки кремниевых кристаллов на основания корпусов СПП

разработан способ, заключающийся в том, что на паяемые поверхности | кристалла и основания корпуса наносят алюминиевую металлизацию, а

между кристаллом и корпусом размещают припойную прокладку, представляющую собой сплав 202п/805п (вес. %). Схема сборки приборов представлена на рис. 4.

I

I 1

^ Рис. 4. Схема сборки (а) и контактно-реактивной тайки с образова-

нием эвтектики А1-2п (б): 1 — кристалл; 2 - А1 покрытие кристалла; 3 - прокладка припоя 207п/808п (вес. %); 4 - А1 покрытие корпуса; 5 - корпус; 6 - эвтектическое соединение А1-2п со стороны кристалла; 7 - эвтектическое соединение А\-'У,п со стороны корпуса

• 1 ■2 •3

5

N

ч

N

Проведены эксперименты по напайке кристаллов транзисторов 2П767В на основания корпусов КТ-43В в формир-газе на установке ЭМ-4085-14М при температуре 420 - 430 °С. При данной температуре происходит контактно-реактивное взаимодействие Ум, входящего в состав припоя, с А1 металлизацией кристалла и корпуса с образованием эвтектики А1-2п (382 °С). После пайки оценивалась прочность соединений на сдвиг (согласно ГОСТ В 28146-89 и по методике, указанной в ТД), а также проведен анализ паяных швов по рентгенограммам и по шлифам. Установлено, что

качество паяных соединений кристалла с основанием корпуса соответствует требованиям, предъявляемым к сборке СПП

Для проведения исследований по влиянию толщины AI-металлизации на паяемых поверхностях кристалла и основания корпуса на формирование соединений на основе эвтектики Al-Zn были изготовлены четыре группы образцов с различной толщиной А1-пленки 2,09, 3,34, 3,37 и 4,2 мкм. Данные пленки напылялись на полированные пластины кварца. Затем на образцах размещали навески припоя 20Zn/80Sn (вес %) и осуществляли нагрев в формир-газе на режимах пайки кристаллов к основаниям корпусов Методом реверсографии анализировали взаимодействие припоя с А1-пленками Анализ показал, что данный припой имеет хорошую адгезию (прочное соединение) с А1-пленками При этом эвтектика Al-Zn формируется на небольшой толщине По крайней мере даже на образцах с минимальной толщиной А1-пленки (2,09 мкм) очагов взаимодействия припоя с пленкой по всей ее толщине не обнаружено

Разработанный способ пайки кристаллов с образованием эвтектики Al-Zn со стороны кристалла и корпуса рекомендуется также применять для производства специальных приборов, работающих при высоких температурах (например, диодов Шоттки на основе карбида кремния) Данный способ пайки требует тщательного анализа алюминиевых покрытий, толщины сплава 20Zn/80Sn (вес %) и режимов пайки. Перспективным способом формирования алюминиевой металлизации на корпусах является электролитическое алюминирование В связи с этим проведены исследования свойств алюминиевой металлизации корпусов СПП, полученной гальваническим осаждением

5 Практически все технологические процессы производства ППИ в большей или меньшей степени связаны с контролем температуры В некоторых случаях эта величина не поддается непосредственному измерению, тогда ее преобразуют в другой измеряемый физический параметр (сопротивление, термо-ЭДС, частоту и т д) Примерно 40 % всех измерений и около 60 % контролируемых параметров в электронной промышленности связаны с температурой, а точность соблюдения температурного режима часто определяет не только качество, но и возможности применения того или иного оборудования и технологии

Разработан способ контроля предельно допустимой температуры ППИ, заключающийся в том, что на крышку корпуса наносят навеску припоя, температура плавления которого выше предельно допустимой температуры изделия Данный способ рекомендуется использовать на этапе разработки новых СПП

Рассмотрены способы пайки полупроводниковых кристаллов со столбиковыми выводами методом «flip-chip» с использованием бессвинцовых припоев

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертации получены следующие научные и технические результаты

1. Проведена оценка бессвинцовых припоев, используемых при пайке кристаллов 1111И. Установлено, что из множества бессвинцовых припоев, рекомендованных для сборки ППИ, отсутствуют сведения о технологических свойствах припоев (смачиваемости и растекании по паяемым поверхностям кристалла и основания корпуса)

2 На основе анализа свойств металлов, из которых могут быть изготовлены бессвинцовые припои, и диаграмм состояний двойных систем А1-

8п-2п, 8п-В1, Бп-БЬ, ВьБЬ были разработаны и изготовлены три типа бессвинцовых припоев (вес %) 93,38п/1,4А^5,ЗВ1, 87,0-89,08п/9,0-11,0В1/0,8-1,28Ь, 89,05п/5,ЗВ1/0,28Ь/5,5гп Проведены исследования смачивания и растекания припоев по серебряным покрытиям кристаллов и никелевым покрытиям корпусов при температурах пайки кристаллов в различных средах- водороде, формир-газе и вакууме.

Экспериментально установлено, что припой 87,0-89,08п/9,0-11,0В1/0,8-1,28Ь (вес %) является перспективным для пайки кристаллов СПП в формир-газе, так как данный припой обеспечивает площадь паяного шва более 95 % от площади кристалла

3 Проанализировано влияние способов и режимов напайки кристаллов на электрические параметры и тепловое сопротивление кристалл-корпус (Яткр-к) транзисторов 2П767В, собранных в корпусах Т0-220 и КТ-43В Установлено, что способы и режимы напайки кристаллов к основаниям корпусов ТО-220 и КТ-43В практически не влияют на электрические параметры транзисторов 2П767В Все исследуемые приборы (после сборки, термоциклирования и 10000 энергоциклов) имеют электрические параметры и тепловое сопротивление кристалл-корпус (Лт кр-к) в пределах допустимых значений (согласно ТУ)

4 Разработан способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики А1-2п при температуре 382 °С, заключающийся в том, что на паяемые поверхности кристалла и основания корпуса наносят алюминиевую металлизацию, а между кристаллом и корпусом размещают фольгу припоя 202п/808п (вес %)

5 Разработан способ пайки кристаллов к основаниям корпусов с использованием локального нагрева С целью расширения функциональных возможностей известных способов пайки нагрев осуществляют импульсом тока через расщепленный электрод, при этом давление на кристалл в процессе пайки осуществляют потоком защитного газа

6 Разработаны новые способы бессвинцовой контактно-реактивной пайки полупроводникового кристалла к корпусу, заключающиеся в следующем 1 - нанесение слоя олова на основание корпуса и пленки агаоми-

ния на паяемую поверхность кристалла, а между кристаллом и корпусом размещают фольгу из цинка; 2 — нанесение цинка на паяемую поверхность кристалла и пайку к основанию корпуса, покрытому оловом. С целью повышения коррозионной стойкости пленки Zn на ней формируют оловянно-висмутовое покрытие необходимой толщины с содержанием Bi 0,4 - 0,9 %

7. Разработан новый способ контроля предельно допустимой температуры нагрева ППИ Данный способ рекомендуется использовать на этапе разработки новых С ГШ

8 Результаты диссертации апробированы на предприятиях ЗАО «ВЗПП - Микрон» и ОАО «ВЗПП - С» Получены положительные результаты В настоящее время проводится работа по внедрению разработанных способов пайки кристаллов в серийное производство различных типов СПП

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Хишко О В. Бессвинцовые технологии пайки кремниевых кристаллов полупроводниковых изделий // Вестник Воронежского государственного технического университета 2007 Т 3 № 1 С 87 - 92

2 Горлов М И , Зенин В В , Хишко О.В. Оценка температуры нагрева полупроводникового изделия // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007 Т 3 №4 С 181-184

3 Зенин В.В , Новокрещенова Е П, Хишко О В Пайка полупроводниковых кристаллов со столбиковыми выводами методом «flip-chip» // Вестник Воронежского государственного технического университета 2007 Т 3 №4. С 190-195

Патенты на изобретения РФ

4 Патент № 2278444 RU, H01L 21/52. Способ бессвинцовой пайки полупроводникового кристалла к корпусу / В.В Зенин, А В Рягузов, В П. Гальцев, Ю JI Фоменко, В И Бойко, О В Хишко; заявл 11 01 2005, опубл. 20 06 2006, бюл. № 17 3 с

5 Патент № 2298252 RU, H01L 21/58 Способ присоединения кристаллов кремниевых дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем к корпусу с образованием эвтектики кремний - золото / В В. Зенин, А В. Рягузов, Б А Спиридонов, О В Хишко, Т И Шарапова, заявл 21.06 2005, опубл 27 04 2007; бюл. № 12 4 с

6 Патент № 2313156 RU, Н 01 L 21/52. Способ бессвинцовой контактно-реактивной пайки полупроводникового кристалла к корпусу / В В Зенин, Д И Бокарев, А В Рягузов, А Н Кастрюлев, О В Хишко; заявл 03 05 2006; опубл. 20 12.2007, бюл. № 35. 4 с.

Статьи и материалы конференций

7 Покрытия кристаллов и корпусов ИЭТ для пайки бессвинцовыми припоями / В В Зенин, Ю Л Фоменко, А В Рягузов, О.В Хишко // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах, материалы докл Междунар науч-техн семинара -М, 2003. С 283-288

8 Бессвинцовая пайка кристаллов к основаниям корпусов ИЭТ / В В Зенин, Ю.Л. Фоменко, А В Рягузов, О В. Хишко II Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах материалы докл Междунар. науч.-техн семинара - М, 2003 С. 289 - 293

9 Рягузов А В , Зенин В В , Хишко О В. Пайка кристаллов полупроводниковых приборов и ИС с образованием эвтектики кремний — золото // Твердотельная электроника и микроэлектроника межвуз. сб науч тр Воронеж- ВГТУ, 2005 С 202 - 206

10 Контактно-реактивая пайка полупроводниковых кристаллов к корпусам с образованием эвтектики БьАи / В В Зенин, А В Рягузов, Б А Спиридонов, О В Хишко // Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах материалы докл Междунар науч -техн семинара М, 2005. С 217-221

11 Исследование алюминиевых гальванических покрытий корпусов полупроводниковых изделий / ВВ. Зенин, А И Колычев, Б А Спиридонов, О В Хишко // Технологии в электронной промышленности 2006 № 1 С 66-69

12 Конструктивно-технологические особенности контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов / В В Зенин, О В Хишко, Д И Бокарев, А.В Рягузов // Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике межвуз сб науч тр Воронеж ВГТУ, 2007. С. 99 - 104

13 Хишко О В , Зенин В В / Контроль предельно допустимой температуры нагрева полупроводниковых изделий // Сборник трудов победителей конкурса на лучшую научную работу студентов и аспирантов ВГТУ -Воронеж, 2007 С 127-128

Подписано в печать 25 03 2008 Формат 60x84/16 Бумага для множительных аппаратов Уел печ л 1,0. Тираж 90 экз Заказ №

/¿У

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп, 14

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. БЕССВИНЦОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПАЙКИ КРЕМНИЕВЫХ КРИСТАЛЛОВ ПЛИ.

1.1. Конструктивно-технологические критерии выбора бессвинцовых припоев.

1.2. Покрытия паяемых поверхностей под пайку бессвинцовыми припоями.

1.3. Анализ способов и технологий напайки кристаллов бессвинцовыми сплавами.

1.4. Способы оценки качества паяных соединений ППИ.

1.5. Тепловое сопротивление кристалл-корпус как параметр оценки качества напайки кристаллов и надежности ППИ.

1.6. Отбраковочные испытания ППИ.

1.7. Методы, приборы и оборудование, используемые для проведения экспериментов.

Выводы и постановка задач для исследования и разработок.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ БЕССВИНЦОВЫХ ПРИПОЕВ.

2.1. Анализ существующих бессвинцовых припоев.

2.2. Разработка новых составов бессвинцовых припоев.

2.3. Оценка смачивания и растекания новых бессвинцовых припоев по паяемым поверхностям кристалла и корпуса.

2.4. Исследование технологических свойств сплава 88,6Sn/10,4Bi/l,0Sb (вес.%).

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ МАРКИ ПРИПОЯ, СПОСОБОВ И РЕЖИМОВ НАПАЙКИ КРИСТАЛЛОВ НА ПАРАМЕТРЫ СПП

3.1. Методы, приборы и оборудование, используемые для проведения экспериментов.

3.2. Влияние марки припоя, способов и режимов напайки кристаллов на основания корпусов Т0-220 и КТ-43В на электрические параметры транзисторов 2П767В.

3.3. Влияние марки припоя, способов и режимов напайки кристаллов на основания корпусов Т0-220 и*КТ-43В на RT кр-к транзисторов 2П767В.

Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА НОВЫХ СПОСОБОВ НАПАЙКИ КРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВАНИЯ КОРПУСОВ СПП С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕССВИНЦОВЫХ СПЛАВОВ.

4.1. Способ пайки кристаллов с использованием локального нагрева.

4.2. Способ присоединения кристаллов к корпусам с образованием эвтектики Si-Au.

4.3. Способ присоединения кристаллов к корпусам с образованием эвтектик Sn-Zn и Al-Zn.

4.4. Способ пайки полупроводникового кристалла к основанию корпуса бессвинцовым припоем.

4.5. Разработка способа пайки кристаллов с образованием эвтектики Al-Zn.

4.5.1. Исследование свойств алюминиевой металлизации корпусов СПП, полученной гальваническим осаждением.

4.5.2. Исследование качества паяных соединений кристаллов с образованием эвтектики Al-Zn.

4.6. Пайка полупроводниковых кристаллов со столбиковыми выводами методом «flip-chip» с использованием бессвинцовых припоев.

4.7. Разработка способа контроля предельно допустимой температуры нагрева 1111И.

Выводы.

Актуальность темы. Директива Европейского Союза по экологической безопасности RoHS (Restriction of use of Certain Hazardous Substances) ограничивает использование свинца в новом электрическом и электронном оборудовании с 1 июля 2006 года. Уже к концу 2001 года было выдано более ста патентов на сплавы различных составов для замены свинцовых припоев. Каждый припой обладает своим сочетанием свойств, что затрудняет окончательный выбор.

В нашей стране и за рубежом в последние годы опубликовано много материалов, посвященных способам и технологиям пайки с использованием бессвинцовых припоев, в том числе в производстве изделий микроэлектроники, среди которых особое место занимают работы JI. Ануфриева, А. Вотинцева, В. Григорьева, В. Емельянова, А. Колпакова, А. Медведева, С. Флоренцева, К. Seeling, D. Suraski и др. [1—6].

Следует отметить, что из множества бессвинцовых припоев, рекомендованных для сборки полупроводниковых изделий (ПЛИ), отсутствуют сведения о технологических свойствах припоев (смачиваемости и растекании по паяемым поверхностям кристалла и основания корпуса), имеется недостаточно данных об использовании их в реальных технологиях сборки ПЛИ.

Существующая реальность на рынке импортных электронных компонентов и активная деятельность изготовителей компонентов по переходу на бессвинцовые технологии- заставляют предприятия-производители ПЛИ принимать срочные меры по внедрению в производство данных технологий. При разработке новых способов и бессвинцовых технологий пайки необходимо учитывать традиционно сложившиеся подходы и методики конструирования и технологии производства ПЛИ. Поэтому вопросы пайки кристаллов силовых полупроводниковых приборов (СПП) с применением бессвинцовых сплавов являются актуальными как в научном, так и в прикладном плане.

Диссертация выполнена на кафедре «Полупроводниковая электроника» ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» в рамках госбюджетной программы ГБ-04.34 «Исследование полупроводниковых материалов (Si, А3В? и др.), приборов и технологии их изготовления», номер гос. регистрации 0120.0412888.

Цель и задачи работы. Целью работы является решение научно-технической задачи по оценке влияния марки припоя, способов и режимов пайки кристаллов с применением бессвинцовых сплавов на? качество паяных соединений кристалл-корпус и на параметры СПП (на примере транзистора 2П767В).

Для достижения; поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:

- анализ существующих способов и технологий пайки кристаллов ПГ1И . бессвинцовыми сплавами;

- разработка и изготовление новых бессвинцовых припоев;

-оценка смачивания и растекания новых бессвинцовых припоев по паяемымшоверхностям кристалла и корпуса;

- исследование влияния марки припоя, способов и режимов напайки кристаллов к основаниям корпусов Т0-220 и КТ-43В на электрические параметры. и тепловое сопротивление кристалл-корпус (Кткр-к) транзисторов 2П767В-после сборки, термоциклирования и 10000 энергоциклов;

- разработка способа пайки полупроводникового кристалла с использованием локального нагрева;

- разработка новых способов пайки кремниевых кристаллов к основаниям корпусов СПП;

- разработка нового способа контроля предельно допустимой:температуры нагрева.Ш1И.

Методы исследований. Пайка полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов проводилась в конвейерной водородной печи 105А-72М и в формир-газе (смесь газов Нг и N2 в соотношении 15:85) на установке ЭМ-4085-14М.

Контроль качества напайки кристаллов с основаниями корпусов осуществлялся методами рентгеновской дефектоскопии на установке типа РУП-150/300 с использованием пленки Р5. Для оценки теплового сопротивления транзисторов в различных корпусах использовался измерительный стенд ОМ.006.307.

При выполнении экспериментов использовались электронный микроанализ и металлография.

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

1. Для пайки кристаллов разработан состав бессвинцового припоя 87,0-89,0Sn/9,0-ll,0Bi/0,8-l,2Sb (вес. %), обеспечивающий при пайке кристаллов к основаниям корпусов СПП в формир-газе площадь паяного шва более 95 % от площади кристалла.

2. Разработан способ пайки полупроводникового кристалла с использованием локального нагрева, отличающийся тем, что нагрев проводят импульсом тока через расщепленный электрод, а давление на кристалл осуществляют потоком защитного газа.

3. Разработан способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики Al-Zn, заключающийся в том, что на паяемые поверхности кристалла и основания корпуса наносят алюминиевую металлизацию, а между кристаллом и корпусом размещают фольгу припоя 20Zn/80Sn (вес. %).

Реализация результатов работы, практическая значимость.

1. Разработан и апробирован на операции сборки СПП бессвинцовый припой состава 87,0-89,0Sn/9,0-ll,0Bi/0,8-l,2Sb (вес. %) с температурой плавления 230 - 240 °С.

На припой подана заявка на изобретение.

2. Исследовано влияние марки припоя, способов и режимов напайки кристаллов на основания корпусов ТО-220 и КТ-43В на электрические параметры и тепловое сопротивление кристалл-корпус (Rtkp-k) транзисторов 2П767В после сборки, термоциклирования и 10000 энергоциклов.

3. Разработан новый способ пайки полупроводниковых кристаллов, который можно использовать при изготовлении не только СПП, но и при сборке печатных плат и силовых модулей.

На способ подготовлена заявка на изобретение.

4. Разработан способ пайки кристаллов к основаниям корпусов через золотую прокладку с образованием эвтектики Si-Au, позволяющий повысить, качество соединения кристалла с корпусом.

На способ получен патент РФ на изобретение № 2298252. Опубл. 27.04.2007. Бюл. № 12.

5. Предложен новый способ бессвинцовой контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектик Al-Zn и Zn-Sn.

На способ получен патент РФ на изобретение № 2313156. Опубл. 20.12.2007. Бюл. №35.

6. Разработан способ пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики Sn-Zn, позволяющий повысить смачиваемость цинкового покрытия оловом и увеличить время хранения кристаллов перед пайкой.

На способ получен патент РФ на изобретение № 2278444. Опубл. 20.06.2006. Бюл. № 17.

7. Разработан способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики Al-Zn при температуре 382 °С.

На способ подготовлена заявка на изобретение.

8. На этапе разработки новых СПП предложен способ контроля предельно допустимой температуры нагрева приборов.

Основные результаты, выносимые на защиту.

1. Бессвинцовый припой состава 87,0-89,0Sn/9,0-ll,0Bi/0,8-l,2Sb (вес. %) с температурой плавления 230 - 240 °С.

2. Способ пайки полупроводникового кристалла с использованием локального нагрева.

3. Способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики Al-Zn при температуре 382 °С.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научно-технических семинарах: Международном научно-методическом семинаре «Шумовые и деграда-ционные процессы в полупроводниковых приборах» (Москва, 2003 - 2005); II Всероссийской конференции «ФАГРАН-2004» «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (Воронеж, 2004); XIII Всероссийской межвузовской научно-технической конференции «Микроэлектроника и информатика» (Зеленоград, 2006); Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2007); конференциях профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов (Воронеж, 2004 — 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 3 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 3 патента РФ на изобретения. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [2, 13] — анализ существующих способов контроля температуры нагрева ППИ, [3] - анализ существующих способов пайки кристаллов методом «flip-chip», [4 — 6, 8 — 10, 12] — поиск и разработка новых способов пайки кристаллов с применением бессвинцовых сплавов, [7, 11] — литературный обзор по покрытиям, анализ экспериментальных данных, [2 — 13] — обсуждение полученных результатов и подготовка работ к печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 127 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 147 страницах, содержит 57 рисунков и 7 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертации получены следующие научные и технические результаты:

1. Проведена оценка бессвинцовых припоев, используемых при пайке кристаллов ППИ. Установлено, что из множества бессвинцовых припоев, рекомендованных для сборки ППИ, отсутствуют сведения о технологических свойствах припоев (смачиваемости и растекании по паяемым поверхностям кристалла и основания корпуса).

2. На основе анализа свойств металлов, из которых могут быть изготовлены бессвинцовые припои, и диаграмм состояний двойных систем Al-Zn,' Sn-Zn, Sn-Bi, Sn-Sb, Bi-Sb были разработаны и изготовлены три типа бессвинцовых припоев (вес. %): 93,3Sn/l,4Ag/5,3Bi; 87,0-89,0Sn/9,0-ll,0Bi/0,8-l,2Sb; 89,0Sn/5,3Bi/0,2Sb/5,5Zn. Проведены исследования смачивания.и растекания припоев по серебряным покрытиям кристаллов и никелевым покрытиям корпусов при температурах пайки кристаллов в различных средах: водороде, формир-газе и вакууме.

Экспериментально установлено, что припой 87,0-89,0Sn/9,0-1 l,0Bi/0,8-l,2Sb (вес. %) является перспективным для пайки кристаллов СПП в формир-газе, так как данный припой обеспечивает площадь паяного шва более 95 % от площади кристалла.

3. Проанализировано влияние способов и режимов напайки кристаллов на электрические параметры и тепловое сопротивление кристалл-корпус (Rj кр-к) транзисторов 2П767В, собранных в корпусах Т0-220 и КТ-43В. Установлено, что способы- и режимы напайки кристаллов • к основаниям корпусов ТО-220 и КТ-43В практически не влияют на электрические параметры транзисторов 2П767В. Все исследуемые приборы (после сборки, термоцик-лирования и 10000 энергоциклов) имеют электрические параметры и тепловое сопротивление кристалл-корпус (RT крк) в пределах допустимых значений (согласно ТУ).

4. Разработан способ контактно-реактивной пайки кристаллов к основаниям корпусов с образованием эвтектики Al-Zn при температуре 382 °С, заключающийся в том, что на паяемые поверхности кристалла и основания корпуса наносят алюминиевую металлизацию, а между кристаллом и корпусом размещают фольгу припоя 20Zn/80Sn (вес. %).

5. Разработан способ пайки кристаллов к основаниям корпусов с использованием локального нагрева. С целью расширения функциональных возможностей известных способов пайки нагрев осуществляют импульсом тока через расщепленный электрод, при этом давление на кристалл в процессе пайки осуществляют потоком защитного газа.

6. Разработаны новые способы бессвинцовой контактно-реактивной пайки полупроводникового кристалла к корпусу, заключающиеся в следующем: 1 — нанесение слоя олова на основание корпуса и пленки алюминия на паяемую поверхность кристалла, а между кристаллом и корпусом размещают фольгу из цинка; 2 — нанесение цинка на паяемую поверхность кристалла и пайку к основанию корпуса, покрытому оловом. С целью повышения коррозионной стойкости пленки Zn на ней формируют оловянно-висмутовое покрытие необходимой толщины с содержанием Bi 0,4 - 0,9 %.

7. Разработан новый способ контроля предельно допустимой температуры нагрева ППИ. Данный способ рекомендуется использовать на этапе разработки новых СПП.

8. Результаты диссертации апробированы на предприятиях ЗАО «ВЗПП -Микрон» и ОАО «ВЗПП — С». Получены положительные результаты. В настоящее время проводится работа по внедрению разработанных способов пайки кристаллов в серийное производство различных типов СПП.

1. Лоренц Л. Состояние и направления дальнейшего развития в сфере разработки, производства и применения силовых полупроводниковых приборов // Электротехника, 2001. № 12. С. 9 - 11.

2. Медведев A.M. Электронные компоненты и монтажные площадки // Компоненты и технологии, 2006. № 12. С. 124 134.

3. Никишин В.И. Проектирование и технология производства мощных СВЧ транзисторов / В.И. Никишин, Б.К. Петров, В.Ф. Сыноров и др. М.: Радио и связь, 1989. - 144 с.

4. Горлов М.И., Емельянов В.А., Ануфриев Д.Л. Технологические отбраковочные и диагностические испытания полупроводниковых изделий. — Мн.: Бел. наука, 2006. 367 с.

5. Онегин Е.Е., Зенькович В.А., Битно Л.Г. Автоматическая сборка ИС. Технологический процесс. Оборудование. Управление. Техническое зрение. Привод: Справ, пособие. — Мн.: Высш. шк., 1990. 383 с.

6. Зенин В.В. Бессвинцовые припои в технологии производства изделий микроэлектроники / В.В. Зенин, В.Н. Беляев, Ю.Е. Сегал, А.А. Колбен-ков // Микроэлектроника, 2003. Том 32. № 4. С. 310 320.

7. Соколов В.И., Лавренко С.П. Физические аспекты надежности интегральных схем // Сб. тез. докл. межд. науч.-техн. конф. «Физические аспекты надежности интегральных схем». Воронеж, 1993. С. 42 - 44.

8. Горлов М.И., Золотухина О.М. Контроль качества монтажа кристаллов по тепловому сопротивлению // Тез. докл. IV . науч.-техн. отрасл. конф. «Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов». — Саратов, 1990. С. 25-26.

9. Горлов М.И., Ануфриев Л.П., Бордюжа О.Л. Обеспечение и повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства. — Мн.: Изд-во «Интеграл», 1997. 390 с.

10. Петрунин И.Е., Лоцманов С.Н., Николаев Г.А. Пайка металлов. — М.: Металлургия, 1973. 280 с.

11. Справочник по пайке / Под ред. С.Н. Лоцманова, И.Е. Петрунина,

12. B.П. Фролова. -М.: Машиностроение, 1975. 407 с.

13. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. -М.: Наука, 1976. 256 с.

14. Григорьев В. Бессвинцовые технологии — требование времени или прихоть законодателей от экологии? // Электронные компоненты, 2001. № 6.1. C. 72-78.

15. Медведев A.M. Бессвинцовые технологии монтажной пайки. Что нас ожидает? // Электронные компоненты, 2004. № 11. С. 5 — 8.

16. Пайка оплавлением: краткий справочник по бессвинцовой пайке: Http ://www. sovtest.ru.

17. Пайка без свинца. Bleifrei loten: Silber und Kupfer statt Blei. Krempel-sauer. Elektor (BRD), 2000. № 5. C. 14 15.

18. Шапиро Л. Внедрение европейской директивы RoSH // Электронные компоненты, 2006. № 1. С. 9 12.

19. Щеголева И. Компания AIM решает проблемы перехода на бессвинцовую пайку // Производство электроники: Технологии, оборудование, материалы, 2006. № 2. С. 1-3.

20. Тюхйн А.А., Чернышев А.А., Лындаева Л.И. Требования к покрытиям корпусов ИС и 1111 в зарубежной технике // Сб. матер, науч.-техн: семинара «Перспективные покрытия электрических соединений и корпусов для ИСиПП», 1991. С. 18-25.

21. Спиридонов Б.А., Березина Н.Н. Электроосаждение и структура олово-никелевых покрытий // Защита металлов, 2004. Т. 40. № 1. С. 93.

22. Спиридонов Б.А., Березина Н.Н. Влияние добавки ОС-20 на электроосаждение и структуру покрытий- сплавом олово-никель // Гальванотехника и обработка поверхности, 2000. Т. 8. № 1. С. 23 27.

23. Зенин В.В. Исследование процесса электроосаждения и структуры покрытий сплавом олово-никель / В.В. Зенин, Б.А. Спиридонов, Н.Н. Березина, А.В. Кочергин // Технологии в электронной'промышленности, 2007. № 7. С. 30-32.

24. А.с. № 1618788 SU, А1 С 25 D 3/60. Электролит для осаждения покрытий сплавом олово никель / Д.К. Кушнер, А'.П. Достанко, В.Н. Власенко, А.А. Хмыль и др. Опубл. 07.01.1991. Бюл. № 1.

25. Бокарев Д.И. Модификация процесса формирования внутренних соединений силовых полупроводниковых приборов: дис. на соискание уч. степ. канд. техн. наук: 05.27.01 / Бокарев Дмитрий' Игоревич. Воронеж: ВГТУ, 2002. - 162 с.

26. Патент № 2194597 RU, С1 В 23 К 1/20. Способ подготовки к пайке изделий с серебряным покрытием / В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, В.Н. Беляев. Опубл. 20.12.2002. Бюл. № 35.

27. Патент № 2274531 RU, С2 В123 К 20/24. Способ подготовки к сварке изделий с серебряным покрытием / В.В. Зенин, Ю.Е. Сегал, Ю:Л. Фоменко, В .Я. Пьяных, Б.А. Спиридонов, В.А. Шарапов. Опубл. 20.04.2006. Бюл. №11.

28. Лашко С.В. Проектирование технологии пайки металлических изделий: справочник /С.В. Лашко, Н.Ф. Лашко, И.Г. Нагапетян и др. — М.: Металлургия, 1983. 280 с.

29. Лашко С.В., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. 4-е изд. перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1988. 376 с.

30. Патент № 0316026 ЕР (ЕПВ), А1 Н 01 L 21/60. Опубл. 17.05.1989 г.

31. Маслова К.В. Монтаж кристаллов БИС с использованием припоя на основе цинка / К.В. Маслова, С.О. Мохте, О.В. Панкратов и др. // Электронная промышленность, 1989. № 6. С. 24 — 26.

32. Патент № 2212730 RU, Н 01 L 21/52. Способ монтажа полупроводниковых кристаллов больших размеров в корпуса / В.В. Зенин, В.Н. Беляев, Ю.Е. Сегал. Опубл. 20.09.2003. Бюл. № 26.

33. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: справоч-I ник. М.: Радио и связь, 1991. - 528 с.

34. Патент № 1738039 RU, Н 01 L 21/60. Способ присоединения кремниевого кристалла к кристаллодержателю / А.Б. Брицис, И.О. Стасюк, Н.А. Фоминых, Г.М. Казачонок. Опубл. 15.09.94. Бюл. № 17.

35. Патент № 2278444 RU, Н 01 L 21/52. Способ бессвинцовой пайки полупроводникового кристалла к корпусу / В.В. Зенин, А.В. Рягузов, В.П. Гальцев, Ю.Л. Фоменко, В.И. Бойко, О.В. Хишко. Опубл. 20.06.2006. Бюл. № 17.

36. Колычев А.И. Применение сплава цинк-алюминий-германий при монтаже ИС в стеклокерамические корпуса / А.И. Колычев, В:В. Зенин, В.И. Фролов, М.М. Бабушкин // Электронная промышленность, 1994. №4-5, С. 60-61.

37. Ваш'кевич Л.И., Якубович О.В., Майракова М.К. Пайка кристаллов кремния эвтектическим припоем ПЗлОе12 // Электронная техника. Сер. 7.v Технология, организация производства и оборудование, 1986. № 2. С. 70 72.

38. Беляков А.И., Шуньков С.И., Афанасьев В.В. Повышение эффективности процесса контактно-реактивной пайки полупроводниковых кристаллов // Сварочное производство, 1981. № 7. С. 32 — 33.

39. Валеев С. Вакуумная пайка в производстве силовой электроники // Силовая электроника, 2006. № 3. С. 104 108.

40. Мазур А.И., Алёхин В.П., Шоршоров М.Х. Процессы сварки и пайки в производстве полупроводниковых приборов. — М.: Радио и связь, 1981. -224 с.

41. Ануфриев Л.П., Керенцев А.Ф., Ланин В.Л. Автоматизированный монтаж кристаллов транзисторов вибрационной пайкой // Технология электронной промышленности, 2006. № 3. С. 47 50.

42. Технология СБИС / Под ред. С. Зи. М.: 1986 - 1987. Кн. 1 - 404 е.; Кн. 2 - 453 с.

43. Моряков О.С. , Вихров С.А. Методы и средства измерения температуры в полупроводниковом производстве: Обзор. Сер. 2. Полупроводниковые приборы, №. 4. М.: ЦНИИ «Электроника», 1987. - 54 с.

44. Зигель Б. Измерение теплового сопротивления ключ к обеспечению нормального охлаждения полупроводниковых компонентов // Электроника, 1978. № 14. С. 43-51.

45. Зигель Б. Электрический метод быстрой проверки качества напайки кристалла//Электроника, 1979. № 8. С. 60- 65.

46. Неразрушающий контроль элементов и узлов радиоэлектронной аппаратуры / Под ред. Б.Е. Бердичевского. -М.: Сов. Радио, 1976. 420 с.

47. Горлов М.И., Зенин В.В., Строганов А.В. Геронтология интегральных схем: долговечность внутренних соединений // Петербургский журнал электроники, 1998. № 2. С. 38 45.

48. Гарцбейн В.М. Экспресс-метод определения теплового сопротивления силовых модулей / В.М. Гарцбейн, С.В. Иванов, JI.B. Романовская, С.Н. Флоренцев // Электроника, 2000. № 12. С. 14 20.

49. А.с. 1681283 СССР, МКИ5 G 01 R 31/26. Способ определения теплового сопротивления транзистора Дарлингтона / Г.М. Семенов, А.В. Мата-нов, Ю.П. Сидоренко. Опубл. 30.09.91. Бюл. № 36.

50. Тилл У., Лаксон Дж. Интегральные схемы: Материалы, приборы, изготовление. Пер. с англ. -М.: Мир, 1985. 501 с.

51. Скопенко А.И. Упругопластические деформации в многослойных паяных соединениях полупроводниковых приборов при циклических тепло-сменах // Автоматическая сварка, 1974. № 3. С. 33 — 36.

52. Ловцов Д.П. Влияние качества контактов на циклостойкость и тепловое сопротивление силовых полупроводниковых приборов // Электротехническая промышленность. Сер. Преобразовательная техника, 1975. № 5 С. 8-9.

53. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. - 312 с.

54. Дульнев Г.Н. Тепло- и массобмен в РЭА. М.: Высш. шк, 1984.274 с.

55. Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов / Под ред. В.А. Лабунцева. — М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с.

56. Колпаков А.О термоциклах и термоциклировании // Силовая электроника, 2006. № 2. С. 6 11.

57. Горлов М.И., Королев С.Ю. Физические основы надежности интегральных микросхем: Учеб. пособие. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 1995. 200 с.

58. Золотухина О.М., Жучкова В.В. Дефекты в зоне пайки — причина разрушения кристаллов БИС // Электронная промышленность, 1994. № 4 5. С. 114-117.

59. Золотухина О.М., Жучкова В.В., Колбенков А.А. Прогнозирование надежности сборки БИС // Электронная промышленность, 1994. № 4 — 5, С. 117-119.

60. Горлов М.И., Коваленко П.Ю. Отбраковочные технологические испытания как средство повышения надежности выпускаемых партий интегральных схем // Петербургский журнал электроники, 1999. № 3. С. 59.

61. Козлов Ю.И. Влияние толщины сплавного шва в соединении кремниевого диска с термокомпенсатором на стойкость вентиля в режиме перегрузки импульсов прямого тока // Электротехническая промышленность. Сер. Преобразовательная техника, 1971. № 20. С. 9 13.

62. Горлов М.И. Тренировка изделий электронной техники блоков с их применением. Воронеж: Препринт НИИБВ, 1991. - 78 с.

63. Горлов М.И., Коваленко П.Ю. Тренировка ИЭТ и электронных блоков с их применением // Петербургский журнал электроники, 2001. № 2. С. 49 59.

64. Баюков А.В. Полупроводниковые приборы в пластмассовых корпусах / А.В. Баюков, В.И. Минц, В.М. Петухов, А.К. Хрулев // Зарубежная электронная техника, 1979. № 7. С. 65 68.

65. Колпаков А. Новые технологии расширяют горизонты силовой электроники // Компоненты и технологии, 2007. № 4.

66. Колпаков А. Новые технологии силовой электроники // Компоненты и технологии, 2007. № 5. С. 97 — 102.

67. Хишко О.В. Бессвинцовые технологии пайки кремниевых кристаллов полупроводниковых изделий // Вестник Воронежского государственного технического университета, 2007. Т. 3. № 1. С. 87 92.

68. Seelid К., Suraski D. The status of head Free Solder Alloys / Перевод А. Ермоловича // Электронные компоненты и системы, 2000. № 11, С. 34-38.

69. Пинчук Р., Еркин А. Планы компании Molex по производству соединений с применением бессвинцовой технологии // Chip-News, 2005. № 3. С. 56-59.

70. Диаграммы состояния двойных металлических систем: справочник. В 3 т. Т. 3. Кн. 2. / Под общ. ред. Н.П.Лякишева. — М.: Машиностроение, 2001.-448 с.

71. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов: справочник. В 2 т. Т. 1. / Под ред. И.И.Новикова, И.Л.Рогельберга. М.: Металлургиздат, 1962.-609 с. '

72. Зенин В.В., Сегал Ю.Е., Колбенков А.А. Оценка смачиваемости и растекания припоя по паяемой поверхности // Петербургский журнал электроники, 2000. № 2. С. 32 36.

73. Рягузов А.В. Модификация процесса бессвинцовой пайки кристаллов к основаниям корпусов силовых полупроводниковых приборов: дис. на соискание уч.-степ. канд. техн. наук: 05.27.01 / Рягузов Александр Владимирович. Воронеж: ВГТУ, 2006. - 146 с.

74. Манко Г. Пайка и припои: перевод с нем. / Г. Манко. — М.: Машиностроение, 1968. 304 с.

75. Петрунин И.Е. Краткий справочник паяльщика / И.Е. Петрунин, И.Ю. Маркова, JI.JI. Гржимальский и др. // Под общ. ред. И.Е. Петрунина. — М.: Машиностроение, 1991. 64 с.

76. Захаров A.JL, Асвадурова Е.И. Расчет тепловых параметров полупроводниковых приборов: метод эквивалентов. — М.: Радио и связь, 1983. -184 с.

77. Коваленко П.Ю. Конструктивно-технологические особенности разработки гибридных силовых модулей: дис. на соискание уч. степ. канд. техн. наук: 05.27.01 / Коваленко Павел Юрьевич. Воронеж: ВГТУ, 2001. - 147 с.

78. Минскер Ф.Е. Справочник сборщика микросхем. — М.: Высш. шк. 1992.- 144 с.

79. Патент №2171520 RU, С2 Н 01 L 21/52 Способ сборки полупроводниковых приборов / Ю.Е.Сегал, В.В. Зенин, Ю.Л. Фоменко, А.А. Колбен-ков. Опубл. 27.07.2001. Бюл. № 21.

80. Патент № 5089439 США, Н 01 L 23/6. Монтаж кремниевых кристаллов с большими размерами на покрытую золотом поверхность. Опубл. 18.02.92.

81. Патент № 2033659 RU, Н 01 L 21/52. Способ присоединения кристаллов кремниевых дискретных полупроводниковых приборов и интегральных схем к корпусу / В.В. Полехов, С.Л. Лебедев, В.И. Сарычев. Опубл. 20.04.95. Бюл. № 11.

82. Патент № 2167469 RU, Н 01 L 21/58. Способ пайки полупроводникового кристалла к корпусу / Ю.Е.Сегал, В.В. Зенин, Ю.Л. Фоменко, Б.А. Спиридонов, А.А. Колбенков. Опубл. 2001. Бюл. № 14.

83. Патент № 2313156 RU, Н 01 L 21/52. Способ бессвинцовой контактно-реактивной пайки полупроводникового кристалла к корпусу /

84. B.В. Зенин, Д.И. Бокарев, А.В. Рягузов, А.Н. Кастрюлев, О.В. Хишко. Опубл. 14.12.2007. Бюл. № 35.

85. Варцов В.В., Перенов Д.А., Щульпин Г.П. Электроосаждение алюминием на выводных рамках интегральных микросхем // Электронная техника. Сер. 7. Технология, организация производства и оборудование, 1992. № 6.1. C. 63 65.

86. Казаков В.А., Накамура Н., Иошко М. Электроосаждение алюминия в низкотемпературных расплавленных гидридных электролитах // Электрохимия, 1985. Т. 21. С. 1331 1334.

87. Couch D.E., Brenner A.J. A Hydride Both for the Electrodeposition of aluminium // J. Electrochem. Soc, 1952. V. 99. № 6. P. 234 244.

88. Dotzer R. Galvano-Aluminium and siene anodich oxidation // Chem. Jng. Techn., 1973. V. 45. C. 653 658.

89. Симанавичюс Л.Э., Станкенас A.P. Исследование катодных процессов при электроосаждении алюминия из комплексов А1(С2Н5)3 с NaF // Исследования в области электроосаждения металлов. — Вильнюс, 1971. С. 190 — 192.

90. Blue R.D., Mathers Р.С. Electrodeposition of Aluminium from Non-Aqucons solition // Trans. Elektrochem Soc. 1934. V. 65. P. 339 355.

91. Ширкис А.А., Симанавичюс Л.Э. Электролиты алюминирования с четвертичными аммониевыми соединениями, содержащими ароматическую группу // Труды АН СССР ЛитССР. Сер. Б, 1986. Т. 4 (155). С. 16 24.

92. Симанавичюс Л.Э.; Левинскене A.M. Некоторые свойства растворов бромистого алюминия в ксилоле // Электрохимия, 1966. Т. 2. № 3. С. 353 -355.

93. Симанавичюс Л.Э., Карпавичус А.П. Процессы, происходящие при ь электроосаждении алюминия из о-, м-, р-ксилольных растворов А1Вг3. // Труды АН СССР'ЛитССР. Сер. Б, 1970. Т. 4 (63). С. 139 146.

94. Бобряшов А.И., Спиридонов Б.А., Фаличева А.И. Коррозионная стойкость алюминиевых гальванопокрытий // Защита металлов, 1984. Т. 20. № 2. С. 290 292.

95. Поветкин В.В., Кавенский И.М. Структура электролитических покрытий. М.: Металлургия, 1989.

96. Гранкин Э.А., Спиридонов Б.А., Фаличева А.И. Влияние температуры отжига на анодное растворение электролитического алюминия // Защита металлов, 1990. Т. 26. № 3. С. 421 425.

97. Зенин В.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. 66-69.

98. Савинцев П.А., Малкандуев И.К., Гаврилов Н.И. Контактно-реактивная пайка систем алюминий-цинк и висмут-олово // Адгезия расплавов и пайка материалов, 1978. № 5. С. 108 —111.

99. Коржавый П.А. Природа изоструктурного спиноидального распада в системе Al-Zn / П.А. Коржавый, Е.А. Смирнова, И.А. Эйдельман, И.А. Абрикосов, А.В. Рубан, Ю.Х. Векилов // Физика твердого тела, 1997. Т. 39. № 4. С. 593 569.

100. Ефремов А. Вопросы внедрения бессвинцовой технологии // Поверхностный монтаж, 2006. № 7 — 8.

101. Зенин В.В., Новокрещенова Е.П., Хишко О.В. Пайка полупроводниковых кристаллов со столбиковыми выводами методом «flip-chip» // Вестник Воронежского государственного технического университета, 2007. Т. 3. №4. С. 190- 195.

102. Патент № 5385869 США, Н 01 L 21/60. Способ монтажа кристалла на подложку. Semiconductor chip bonded to a substrate and method of making / Lin Jay J., Berg Howard M., Hawkins George W. Опубл. 31.01.95.

103. Патент № 5111279 США, H 01 L 23/02. Способ изоляции при монтаже перевернутых кристаллов. Apparatus for isolation of flux materials in «flip chip» manufacturing / Pasch Nicholas F., Sahakian Vahak К. Опубл. 05.05.92.

104. Патент № 1251749 RU, H 01 L 21/02. Способ изготовления полупроводниковых приборов с объемными выводами: В.М. Панин, А.С. Бодуно-ва, JI.M. Маркман, Н.Н. Алексахин. Опубл. 15.08.94. Бюл. № 15.

105. Патент № 5234149 США, В 23 К 31/02. Способ соединения металлических элементов. Debondable metallic bonding method / Katz Avishay, Lee Chien-Hsun, Tal King L. Опубл. 10.08.93.

106. Сверхминиатюрный процесс перевернутого монтажа. French deve-lor ultraminiature flip chip process // Semicond. Int., 1994. № 6. C.22.

107. Заявка 281449 Япония, H 01 L 21/60. Способ определения положения шариковых выводов / Ивата Хисафуми, Номото Минэо, Накагава Ясуо, Мацуока Масато. Опубл. 22.03.90.

108. Frear D.R. Механические свойства материалов межсоединений для электронного корпусирования. The mechanical behavior of Interconnect materials for electronic packaging // JOM: J. Miner., Metals and Mater. Soc (J. Metals), 1996. № 5. C. 49-53.

109. Патент № 55523260 США, H 01 L 21/60. Способ отвода тепла от кристалла с шариковыми выводами контролируемой формы. Method of heatsinking а с ontrolled с ollapse ch ip с onnection d evice / Missele С . Опубл. 04.06.96.

110. Беляев В. Н., Сегал Ю. Е., Зенин В. В. Соединения полупроводниковых кристаллов с основаниями корпусов силовых полупроводниковых приборов методом пайки // Техника машиностроения, 2002. № 14. С. 43 — 51.

111. Закс Д.И., Наговицына Л.Ф. Контроль теплового режима ИС по температуре корпуса // Электронная техника. Сер. Микроэлектроника, 1987. № 2. С. 37 32.

112. Мадера А.Г., Резников Г.В. Прогнозирование температуры кристалла по температуре на крышке корпуса ИС // Электронная техника. Сер. Микроэлектроника, 1987. № 1. С. 85 88.

113. Горлов М.И., Зенин В.В., Хишко О.В. Оценка температуры нагрева полупроводникового изделия // Вестник Воронежского государственного технического университета, 2007. Т. 3. № 4. С. 181 — 184.