Герметизация электронные аппараты

Характеристика способов герметизации

Герметизация является завершающим технологическим про­цессом изготовления полупроводниковых приборов и ИМС. Её проводят для полной изоляции элементов, ком­понентов, кристаллов и электрических соединений от окружаю­щей среды, содержащей влагу, а также активные вещества, способные вызвать коррозию, химические взаимодействия и, как следствие, привести к выходу изделий из строя.
Технологический процесс герметизации включает в себя 3 этапа:

1. 
   Очистка
   

2. Герметизация

   1. Корпусная

   2. Бескорпусная

   3. Комбинированная

3. Контроль герметизации

Прежде всего, технологические способы герметизации микросхем должны удовлетворять следующим общим требованиям:

• 
  Обеспечивать прочность и сохранять герметичность во всем температурном диапазоне работы схемы
  
• 
  Не вызывать нагрева активных элементов свыше 300°С
  
• 
  Не вызывать выделения газов и паров металлы внутри корпуса
  
• 
  Выполняться в среде очищенного и осушенного воздуха, азота или инертного газа с точкой росы не выше -25°С
  
• 
  Обеспечивать возможность механизации и автоматизации
  

Для изготовления надежных в работе изделий необходимо, прежде всего, знать условия внешней среды, а именно физические и биологические особенности места, в которых эти изделия будут находиться и эксплуатироваться, то есть совокупность всех природных, а иногда и искусственно созданных условий (факторов). Факторы, характеризующие физическое состояние среды (например, температура, содержание водяных паров в воздухе, солнечная радиация), называются основными, а факторы, вызванные атмосферными физическими явлениями или зависящие от них, например, микробиальная зараженность атмосферы, называются косвенными. На практике следует учитывать воздействие на аппаратуру и таких косвенных факторов, которые являются следствием образования «искусственного климата» (промышленное загрязнение атмосферы, местное повышение температуры от работающего рядом оборудования и т.д.).
Особенно опасно воздействие на элементы микроэлектронных устройств (МЭУ) влаги. Поскольку воздух практически всегда содержит то или иное количество водяного пара, т.е. представляет собой паровоздушную смесь, то обычно одним из обязательных требований к разрабатываемому способу герметизации является обеспечение необходимой влагозащиты.
Воздействие на изделия одного или тем более одновременно нескольких климатических факторов очень усложняет проблему обеспечения его высокой надежности. Поэтому повышение надежности МЭУ неразрывно связано с разработкой эффективных способов ее герметизации.
Под разработкой герметизации обычно понимают комплекс мер по обеспечению работоспособности изделий при их изготовлении, хранении и последующей длительной эксплуатации. Для этой цели могут быть использованы широкая номенклатура материалов и разнообразные способы герметизации, реализованы различные конструктивные и технологические решения. При этом все герметизирующие изделия МЭУ можно подразделить на две принципиально различные группы:

1. 
   Полые конструкции, в которых рабочая поверхность изделия не контактирует непосредственно с герметизирующим материалом;
   
2. 
   Конструкции без внутренних газовых полостей, в которых герметизирующий материал контактирует с рабочей поверхностью изделия (монолитные конструкции).
   

К первой группе относятся металлостеклянные, керамические, пластмассовые и другие корпуса, вторая группа состоит из бескорпусных изделий и монолитных пластмассовых корпусов.
При выборе и разработке способа герметизации обычно решаются две задачи, а именно: обеспечивается защита МЭУ от дестабилизирующего воздействия климатических факторов атмосферы и одновременно исключается также возможное дестабилизирующее влияние самого герметизирующего материала или материалов конструкционных элементов на изделие. В связи с этим необходимо различать понятия внешней и окружающей сред.
Под внешней средой понимается среда, в которой производится хранение и эксплуатация МЭУ, под окружающей же средой понимается ограниченная поверхностью герметизирующей конструкции и окружающая герметизируемое изделие среда (рис. 1).