377

go do platformy montażowej. Cechami charakterystycznymi tych połączeń są bardzo małe wymiary i masowość produkcji. Odróżnia się tu (rys. 13.12) lutowanie struktur do podłoża, zgrzewanie drutów złotych lub aluminiowych do półprzewodnika, lutowanie (hermetyzacja) półprzewodnika w obwodzie oraz lutowanie elementów półprzewodnikowych w procesie zautomatyzowanego mikromontażu. Przed wykonaniem drutowego połączenia, na elemencie półprzewodnikowym nanosi się przewodzącą warstwę metaliczną. Również hermetyzacja elementów półprzewodnikowych w obudowach wymaga odpowiedniego przygotowania - naniesienia warstw metalicznych na powierzchnie lutowane. Lutowanie struktur półprzewodnikowych do podłoży może odbywać się bez uprzedniego przygotowania elementu półprzewodnikowego. Wykorzystuje się tu zdolność do łatwego powstania niskotopliwego stopu eutektycznego Si-Au (temperatura 640 K) przy czym złoto jest wykorzystywane z podłoża montażowego.

1

Rys. 13.12. Schemat układu scalonego w obudowie ceramicznej z uwidocznionymi połączeniami metalu z układem scalonym: 1 - połączenie drutowe układu scalonego z ażurem metalowym, 2 - układ scalony lutowany z podłożem ceramicznym, 3 - hermetycznie lutowana pokrywa metalowa do obudowy ceramicznej, 4 - hermetyczne połączenie dwóch części obudowy ceramicznej z ażurem przez spoiwo szklane, 5 - obudowa ceramiczna, 6 - ażur (wyprowadzenie metaliczne), 7 - układ scalony

(krzem), 8 - pokrywa metalowa

13.9.1 Materiały używane do spajania

Do łączenia elementów półprzewodnikowych z wyprowadzeniami elektrycznymi używa się najczęściej drutów złotych, aluminiowych lub też ich stopów (Au-Ag, Au-Pd, Au-Pt, Al-Si, Al-Mg).

Druty złote stosuje się zazwyczaj w termokompresyjnym procesie spajania dlatego ważna jest znajomość wpływu temperatury na wytrzymałość na rozerwanie i wydłużenie. Najczęściej druty mają średnicę 25 pm. Druty wykonane z czystego Al, ze względu na małą wytrzymałość, produkuje się zwykle o średnicach większych niż 100 pm. Dla podwyższenia wytrzymałości drutów o mniejszych średnicach domieszkuje się je krzemem (0,5+1%) lub Mn (1+2,5%). Do połączeń ultradźwiękowych najczęściej uży-

377