Влияние конструктивных и технологических факторов на коррозию металлокерамических корпусов интегральных схем

• Автор: Афонов, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Йошкар-Ола
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Металлокерамические корпуса и технология их изготовления обзор литературы .

1.1. Промышленная технология производства МКК

1.1.1. Характеристики металлокерамических корпусов и применяемых материалов.

1.1.2. Формирование металлокерамических плат корпусов

1.1.3. Формирование металлокерамических оснований.

1.1.4. Физикохимические процессы спекания системы толстопленочная металлизация керамическая подложка

1.1.5. Физикохимические процессы пайки

1.2. Коррозионные процессы в металлокерамических спаях корпусов.

1.2.1. Коррозионные отказы корпусов

1.2.2. Процессы коррозии металлов
1.2.3. Локальные виды электрохимической коррозии.
1.2.4. Коррозия паяных соединений .
1.2.5. Электролитическая миграция материалов металлокерамических спаев корпусов.
1.3. Выводы. Постановка задачи
2. Анализ коррозионных процессов в металлокерамических
спаях корпусов.
2.1. Идентификация причин и механизмов коррозионной деградации спаев
2.2.Анализ условий и факторов коррозии спаев
2.3. Выводы
3. Моделирование процессов спекания в системе толстопленочное покрытие неспеченная керамическая подложка.
3.1. Модель массопереноса .
3.2. Физическая модель спекания системы
3.3. Выводы .
4. Исследование влияния основных конструктивных факторов на коррозионную стойкость металлокерамических спаев корпусов
4.1. Влияние размеров металлизированных площадок па структурнофазовое состояние толстых пленок
4.2. Усадочные характеристики толстопленочных покрытий.
4.3. Влияние толщин толстых пленок на структурнофазовое состояние.
4.4. Пространственные структуры в системе толстопленочное покрытиекерамическая подложка .
4.5. Выводы .
5. Исследование влияния основных технологических факторов на коррозионную стойкость металлокерамических спаев корпусов .
5.1. Влияние параметров сырьевых материалов .
5.1.1. Влияние дисперсности глинозема на коррозионную стойкость спаев корпусов с неподпрсссованной металлизацией
5.1.2. Влияние подпрессовки металлизации спаев
5.1.2. Влияние дисперсности глинозема на коррозионную стой кость корпусов с подпрессованной сырой металлизацией ..
5.1.4. Влияние параметров тугоплавких порошков металлизационных паст
5.2. Влияние режимов спекания .
5.3. Влияние факторов нестабильности тол сто пленочной технологии формирования покрытий на коррозионную стойкость спаев
5.4. Практические рекомендации
5.5. Выводы.
Заключение .
Список использованной литературы


Экспериментально установлены и теоретически обоснованы квази периодические зависимости коррозионной стойкости МКК от основных конструктивных и технологических факторов процесса их производства. Практическая ценность. Исследования проведены на серийно выпускаемых металлокерамических корпусах из керамики ВК2. Из керамики ВК2 изготавливается свыше 0 типов корпусов для интегральных схем. С применением этих корпусов выпускается около 0 серий микросхем, к примеру, серии широкого применения 0, 3, 0, 4, 3, 0, 3, 6, 4, 3, , , и т. Всего насчитывается более тысячи наименований микросхем в металлокерамических корпусах как широкого, так и частного применения. Направленность проведенных в работе исследований обусловлена тем, что как известно 6, конструктивнотехнологические методы повышения надежности являются наиболее радикальными. В соответствии со сказанным, полученные результаты позволяют целенаправленно управлять усадкой и структурнофазовым состоянием толстопленочных покрытий металлокерамических спаев корпусов путем регулирования геометрических параметров, дисперсности основных материалов, режимов спекания. Достоверность результатов. Реализации научнотехнических результатов работы. На основе проведенных исследований выработан ряд технических решений, направленных на повышение коррозионной стойкости корпусов и надежности интегральных микросхем в этих корпусах. Решения являются оригинальными, что подтверждается полученными на них авторскими свидетельствами и патентами ,,8. Апробации работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной научнотехнической конференции Технология ГИС и вопросы их производства Ярославль, , на XII Всесоюзной научнотехнической конференции Неразрушающие физические методы контроля Свердловск, , на Всесоюзной конференции Пути развития электронных средств и задачи высшей школы в подготовке специалистов соответствующей квалификации Ульяновск, , на Всероссийской междисциплинарной научной конференции постоянно действующие Вавиловские чтения Глобализация и проблемы безопасности Росссии в XXI веке ЙошкарОла, . Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в публикации, из них 5 авторских свидетельства и патентов. Личный творческий вклад. Исследованы электрохимические механизмы коррозионной деградации металлокерамических спаев корпусов при дестабилизирующем влиянии внешних и внутренних факторов коррозии 6,,. Исследована зависимость коррозионной стойкости металлокерамических спаев от их структурнофазового состояния. Установлено доминирующее влияние пор и микротрещин в толстопленочной металлизации на снижение коррозионной стойкости спаев 3,4,8. Исследован процесс спекания системы толстопленочная металлизация неспеченная керамическая подложка. Теоретически показано и экспериментально обнаружено, что в процессе спекания системы возникают циклические колебания усадки толстых пленок, обусловленные взаимодействием толстой пленки, подметаллизационного слоя керамики, керамической подложки в процессе спекания. Выработаны физическая и математическая модели эволюции усадки и структурнофазового состояния толстых пленок в процессе спекания, учитывающие сложное взаимодействие толстой пленки, подметаллизационного слоя керамики, керамической подложки 2,7,,. Обнаружены размерные эффекты зависимости структурнофазового состояния и усадок толстых пленок от их исходных геометрических параметров, существенно влияющие на коррозионную стойкость спаев корпусов 9,. Обнаружены пространственные структуры в толстых пленках и керамических подложках. Выработаны качественные модели процессов. Установлено, что в толстых пленках при малых исходных толщинах и наличии градиента этих толщин образуются пространственные структуры, в примыкающих к пленке частях керамики слоистые структуры с разным содержанием стеклофазы. Показано, что структурирование является следствием колебательного характера усадки пленок 7,8,9. Исследовано влияние основных конструктивнотехнологических факторов на коррозионную стойкость металлокерамических спаев корпусов 2,4,5,8,,,. Разработаны практические рекомендации по повышению коррозионной стойкости корпусов на стадии производства.