Способ подготовки к пайке изделий с серебряным покрытием
Патент 2194597
Авторы
Классы МПК
Способ подготовки к пайке изделий с серебряным покрытием
Реферат
Изобретение может быть использовано в микроэлектронике, например, при подготовке медных корпусов транзисторов с серебряным покрытием перед пайкой полупроводниковых кристаллов. С поверхности изделия перед пайкой удаляют сульфидную пленку Ag2S путем отжига в кислороде при 250-350oС в течение 15-45 мин. Способ позволяет упростить технологический процесс, повысить качество очистки поверхности и качество получаемых паяных соединений.
Изобретение относится к области пайки, в частности к подготовке к пайке изделий с серебряным покрытием, которое может быть использовано в микроэлектронике, а также в других областях техники.
Основной трудностью пайки изделий с серебряным покрытием является наличие сульфидной пленки Ag2S на поверхности покрытия. Известен механический метод очистки серебряных покрытий /1/, заключающийся в полировании смесью, состоящей из 40 г мыльной стружки, 60 г карбоната алюминия, 100 г кизельгура, 60 г кремнистого мела и 1 л воды. Недостатками этого метода являются: трудоемкость процесса обработки; необходимость последующей очистки изделий от остатков смеси. Известен способ /2/ защиты серебряных контактов от образования сульфидной пленки Ag2S при хранении их на складе или при очень малых электрических нагрузках путем нанесения пленки золота толщиной более 2,2 мкм. Недостаками данного способа являются использование драгоценного металла и возможность появления коррозии через поры золотого покрытия. Наиболее близким к заявляемому способу является химический метод обработки /1/, заключающийся в растворении пленки Ag2S в растворе следующего состава: 80 г тиомочевины, 10 г серной кислоты и 1 л воды. Основным недостатком данного метода является необходимость промывки и сушки изделий после травления, а также низкое качество обработанной поверхности, особенно в изделиях, имеющих сложную форму. Задачами заявляемого решения являются: упрощение технологического процесса; повышение качества очистки покрытий; повышение качества паяных соединений изделий с серебряным покрытием. Технические результаты достигаются тем, что изделия с серебряным покрытием перед пайкой отжигают в кислороде при 250-350oС в течение 15-45 мин. Примером осуществления способа может служить подготовка корпусов с серебряным покрытием биполярных транзисторов типа КТ 8232 Al перед пайкой полупроводниковых кристаллов. Материал корпуса - медь. Для проведения экспериментальных исследований электроосаждение серебра на медные корпуса проводили в электролите следующего состава, г/л: AgCl - 40; К4[-Fе(СN)6]3Н2О - 200; К2СО3 - 20. В качестве анодов использовались пластины из чистого серебра. Режимы осаждения: Iк= 1-1,5 А/дм2, температура электролита 50oС, время 10 мин. После осаждения серебра корпуса отмывались в дистиллированной воде. Были проведены исследования различных способов подготовки к пайке корпусов с серебряным покрытием. Исследования показали, что наиболее эффективным способом подготовки к пайке оснований корпусов с серебряным покрытием является их отжиг в кислороде при 250-350oС в течение 15-45 мин. Методами электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа установлено, что в процессе отжига корпусов с гальваническим серебряным покрытием в кислороде происходит не только удаление сульфидной пленки Ag2S, но и очистка покрытия от загрязнения. Образующаяся на поверхности серебряного покрытия оксидная пленка Ag2O толщиной обеспечивает необходимое растекание припоев на основе олова и свинца при пайке. С помощью снимков, полученных на растровом электронном микроскопе, проанализирован внешний вид растекания припоя ПСр2,5 по серебряному покрытию при нагреве в водороде при 390oС в течение 3 мин (режимы пайки полупроводниковых кристаллов к корпусам) до и после их отжига в кислороде. Коэффициент растекания К определялся по формуле K= Sp/So, где Sp - площадь, занятая припоем после расплавления и растекания; So - площадь, занятая дозой припоя в исходном состоянии. Исследуемая навеска припоя имеет следующие размеры: диаметр 8 мм и толщину 0,3 мм. Измерения показали, что коэффициент растекания до отжига в кислороде составил К= 1,0, а после отжига К=1,1. Увеличение коэффициента растекания припоя по паяемой поверхности способствует повышению качества паяных соединений. Таким образом, использование предлагаемого способа подготовки к пайке изделий с серебряным покрытием обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: упрощает технологический процесс; повышает качество очистки покрытий; повышает качество паяных соединений изделий с серебряным покрытием. Источники информации 1. Буркат Г.К. Серебрение, золочение, палладирование и родирование. - Л. : Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1984. С. 24. 2. Малышев В.М. Серебро/ В.М. Малышев, Д.В. Румянцев: 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. С. 246.Формула изобретения
Способ подготовки к пайке изделий с серебряным покрытием, заключающийся в удалении с поверхности сульфидной пленки Аg2S, отличающийся тем, что изделия перед пайкой отжигают в кислороде при 250-350oС в течение 15-45 мин.