5. Бескорпусная герметизация ИС.

Способы герметизации ППП и ИМС. Суть любого процесса герметизации заключается в обеспечении надежной изоляции кристалла ППП, ИМС или платы ГИС от внешней среды. В случае осуществления герметизации с помощью корпусов такой процесс в подавляющем большинстве случаев связан с присоединением крышки к основанию корпуса. При применении бескорпусной герметизации задача изоляции кристалла решается с помощью технологических процессов переработки пластических материалов.

 

Рис.8.8. Классификация методов герметизации ППП и ИС.

 

Бескорпусная  гермитизация ППП и ИМС. Наибольшее распространение получили два способа: прессование и заливка.

Способ прессования основан на способности полимерных материалов расплавляться и течь под действием температуры и давления, заполняя металлические формы с изделиями. Применяют два способа герметизации прессованием: компрессионное прессование (так называемая "опрессовка") и литьевое прессование. При опрессовке используют пресс-форму и гидравлический пресс, а при литьевом прессовании - литьевую машину. При опрессовке в разогретую пресс-форму помещают арматуру ППП или ИМС с припаянным кристаллом и выводами и строго дозированное количество пресс-порошка (компаунда). Под воздействием теплоты и давления, развиваемого прессом, пресс-материал переходит в пластическое состояние и заполняет формующую полость. После выдержки опрессованные изделия извлекают из пресс-формы. Основными параметрами процесса являются: температура, удельное давление, продолжительность выдержки под давлением. При литьевом прессовании пресс-литьевой материал засыпают в загрузочную камеру литьевой машины, которая отделена от формующей полости. Под действием теплоты и давления материал переходит в полужидкое состояние и по специальным каналами-летникам поступает в формующую полость, где расположена арматура с кристаллом ППП или ИМС.

При заполнении пресс-формы пластмассы, будучи достаточно вязкими композициями, могут вызывать повреждения изделия и монтажных соединений. Поэтому поверхность кристалла и гибкие выводные соединения перед герметизацией защищают эластичными материалами, способными как бы демфировать воздействие текущей под давлением пластмассы. Такими материалами являются лаки и эластосилы различных марок.

По типам используемых материалов, технологическим режимам и степени воздействия на кристалл способы погружения и заливки принципиально не отличаются друг от друга Процесс герметизации способом погружения не требует сложного оборудования. Погружение и извлечение изделий с определенной скоростью позволяет получить достаточно толстый слой герметизирующего материала, который затем отверждается. Толщина защитной оболочки составляет от 0,2 до 1 мм. При использовании в качестве герметиков компаундов с малой вязкостью, в способе погружения из-за стекания капли неотвержденного компаунда, защитная пленка получается неравномерной толщины. Для исключения этого недостатка используют устройства для нанесения компаунда на вращающуюся арматуру. Защитную пленку наносят в несколько слоев с подсушиванием каждого слоя. Основным требованием к компаундам в способе погружения является способность их равномерно увеличивать вязкость при затвердевании.

В способе свободной заливки используют съемные заливочные формы. На рис.8.15 представлена схема технологического процесса метода заливки путем помещения арматуры с кристаллом в заполненную компаундом заливочную форму. Заливочные формы в зависимости от применяемого герметика можно изготавливать из силиконовой резины или металла. В этом способе полупроводниковые кристаллы предварительно монтируют на рамке, которую затем помещают в наполненную жидким компаундом заливочную форму. Полимеризация компаунда может происходить как при комнатной, так и при повышенной температуре. После отверждения рамку с кристаллами вынимают из формы и разделяют на готовые герметизированные приборы.

 

 

Рис.8.15. Схема технологического процесса герметизации методом заливки.

Другим вариантом способа свободной заливки является использование разъемной заливочной формы, в которую сначала помещают рамку с кристаллами, смыкают разъемные части формы и через летниковые отверстия и каналы производят заливку жидкого компаунда. После отверждения компаунда форму разбирают, извлекают рамку и разделяют ее на готовые приборы. Качество заливки определяется выбором компаунда, температурой и длительностью его отверждения, конструкцией заливочной формы.

Преимуществом способа является простота и отсутствие давления герметика на кристалл и тонкие проволочные выводы. Основной недостаток способа - низкая производительность.