Спосіб виготовлення гібридних інтегральних схем

Способ изготовления гибридных интегральных схем, включающий формирование проводящего рисунка с контактными площадками на диэлектрической подложке и нанесение гальванического покрытия на элементы рисунка с последующей пайкой или сваркой навесных радиоэлементов к контактным площадкам, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что после нанесения гальванического покрытия проводящий рисунок подвергают обработке ионами газов с энергией 0,1-5,0 кэВ в течение 3-12 минут при плотности ионного тока не более 5 мА/см2. Изобретение относится к области технологии радиоэлектроники и может быть использовано в производстве радио и электронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение качества и надежности гибридных интегральных схем (ГИС), а также технологичности процесса за счет стабилизации режимов микросварки или пайки выводов навесных радиоэлементов при монтаже ГИС, увеличение механической прочности паяных и сварных соединений и времени межоперационного хранения. Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления гибридных интегральных схем, включающем формирование проводящего рисунка с контактными площадками на диэлектрической подложке и нанесение гальванического покрытия на элементы рисунка с последующей пайкой или сваркой навесных радиоэлементов к контактным площадкам, согласно изобретению, после нанесения гальванического по крытия проводящий рисунок подвергают обработке ионами газов с энергией 0,1-5,0 кэВ, в течение 3-12 минут, при плотности ионного тока не более 5 мА/см2. В результате взаимодействия остатков химических травителей и растворителей и прочих загрязнений окружающей среды с проводниками печатных плат, при формировании проводящего рисунка, на ее поверхности образуются плохо проводящие электрический ток пленки окислов и других химических соединений основных проводящих материалов (меди, никеля, олова), препятствующие непосредственному контакту свариваемых деталей при последующем монтаже ГИС и увеличивающие контактное сопротивление между ними. Органические загрязнения, образующиеся на поверхности проводящего рисунка практически на всех стадиях изготовления проводящего рисунка на диэлектрической подложке и шероховатость поверхности проводников, определяемая состоянием С > ел ел 00 о З 15581 электролита (наличием механических при месей, содержание компонентов) и режима ми электрохимического осаждения, такж е влияют на величину контактного сопротив ления и ухудшают сварку. установке ТК-03 термокарандашом с расщепленным электродом из сплава ВК 8. Качество сварного соединения проверялось на соответствие требованиям ОСТ 92-1708-80 под микроскопом МБС-9. Из результатов испытаний видно, что 5 обработка печатных плат ионами позволяет При ионной обработке, в результате фи ста би лизи ров а ть р еж им ы м икросв арки , зического расп ыле ния эн ерг е тич еским и уменьшить их абсолютные значения, а знаионами, удаляется поверхностное загрязне чит уменьшить температурную нагрузку на ние и происходит раздробление крупнозер контактную площадку печатных плат и иск нистой поверхности золотого покрытия до 1 0 лючить ее отслоение. мелкозернистой, что позволяет стабилизи Кроме того, обработка ионами печатных ровать и уменьшить абсолютные значения плат позволяет восстановить утраченную в режимов микросварки, снизить вероятность результате длительного хранения способтермоудара контактной площ адки и ее от ность к сварке. слоения, повысить надежность ГИС, е 15 Анализировались также результаты меДостижение полирующ его эффекта пос ле ханических испытаний на отрыв паяных соионной обработки основывается на за - едине ни й, выпо лне нн ых на кон так тн ых висимости коэ ффициен та распыления от угла площ адках плат, изготовленных по известпадения ионов на поверхность проводника , ному и предлагаемому способу. Паяные солокальные участки которых (выступы, 20 единения медного провода Ф 0,05 мм на впадины) расположены под различными уг- контактные площадки ПП припоем ПОС -61 лами по отношению к ионному пучку . На выполняли электрическим паяльником в поверхности преимущ ественно распыляются следующем режиме: выступы, поскольку угол падения на них ионов - температура жала паяльника стержня соответствует максимальному коэф25 - 2 5 0 ± 1 0 ° С фициенту распыления. - время пайки - от 1 до 3 сек. Примеры реализации способа. - флюс - ФКТ. После формирования проводящ его рисунка Механические испытания на отрыв прос контактными площ адями на диэлектр ич еск о й водили на установке контроля прочности под ложке и н ан ес ен ия 3 0 микросварки и монтажа 12 МП 0, 05/110. гальванического покрытия на элементы ри сунка Результаты испытаний показывают, что по стандартной технологии проводи-* ла с ь применение ионной обработки увеличивает и о н н а я о бр а бо тк а н а у с та н о вк е механическую прочность паяных соедине вакуумного напыления УВН-71 П-3, дорабоний. танной под ионное травление, с использова- 35 Был проведен металлографический анани ем ис точн ика и он ов ИИ -4- 01 5 и блока лиз паяных соединений по методу плоского питания БП-94, при следующ их режимах: шлифа на микроскопе ММР-2Р. В паяных 1. Ускоряющ ее напряжен ие - (2 ±0,1) соединениях,выполненных на платах , изгокэВ; товленных по известному методу, обнаружеРабочий газ - аргон; 40 ны поры, которые расположены как в объеме Ток соленоида - (1,5±0,2) А; припоя, так и на границе припой-контактПло тн о с ть и о нн о го то к а - 2, 0 - 2, 5 ная площ адка платы. Поры с ферической 2 мА/см ; формы в паяном соединении появляются Давление аргона в рабочей камере - при наличии на паяемой поверхности орга1 (0,5-0,8)-10" Па; 45 нических загрязнений. Скорость вращ ения карусели -50об/мин; В паяном соединении на платах , изгоВремя обработки - (5±0,5) мин. товленных с ионной обработкой, поры отсут2. Ускоряющ ее напряжение-( 3 ±0,1) В; ствуют, Рабочий газ - аргон 80%, кислород 20%; Следовательно, ионная обработка удаляТок соленоида - (1,5 ± 0,2) А; 50 ет органические загрязнения и, как следствие, П ло тн о с ть и о н н о г о то к а - 1, 5 - 2 , 0 улучшает механические характеристики пая2 мА/см ; ных соединений. Давление рабочего газа в камере - (0,5-0,8) х Энергия ионов предопределяет характер 1 хЮ" Па; их взаимодействия с рисунком, а интенсивСк о р ос ть в р ащ е н и я к а рус е ли - 5 0 5 5 ность этого взаимодействия определяется об/мин; плотностью ионного тока (или удельной плотВремя обработки - (3 ± 0,5) мин. ностью потока частиц). Микросварка навесных радиоэлементов к контактным площ адкам выполнялась на ЧІИІ 15581 При энергии ионов меньше 0,1 кэВ коэффициент распыления очень мал и резко увелич ивается вре мя ионной обработки. Применение ионов с энергией более 5,0 кэВ, в связи с уменьшением коэффициента рас- 5 пыления, энергетически не эффективно, так как основная доля энергии ионов выделяется в материале в виде теплоты. Необходимую интенсивность взаимодействия или скорость протекания процесса, вре мя обра ботки уста навливают в зависимости от конкретных условий обработки - энергии ионов и физических ограничений, таких как термостойкость основы ПП, условий теплоотвода, в диапазоне 3*12 мин. Так как в системах ионно-плазменного Плотность ионного тока ограничивается 10 травления нельзя независимо регулировать низкой термостойкостью и высоким теплоионный ток и давление рабочего газа, повым сопротивлением основы ГИС, которая не следнее зависит от применяемой системы выде рж ивае т те мпера туру выше 423-473°К. ионно-плаэменного травления, ее конструк15 тивных характеристик и лежит в пределах 3 В зависимости от способа охлаждения 10' -10 Па, являясь в значительной мере подложки значения критической плотности субъективным параметром. Поэтому в предложенном способе давление рабочего газа мо щности ле жа т в диа паз оне 0, 05-1,0 2 Вт/см , это соответствует плотности ионнодолжно быть таким, чтобы обеспечить ука2 го тока до 5,0 мА/см . занные выше пределы плотности ионного 20 тока. Упорядник Замовлення 4191 Техред М.Моргентал Коректор О.Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101