RU2003207C1 - Способ изготовлени гибридной интегральной схемы - Google Patents

Description

В результате погружени  кристаллов МС в эвтектический расплав образуетс  прочное соединение этих элементов между собой и со сплавом, чем достигаетс  высока  механическа  прочность многокри- стальной структуры и надежность ГИС (гибридна  интегральна  схема). При погружении кристаллов МС в расплав происходит плотное заполнение зазоров между кристаллами , и на стыках кристалл-металл мик- рорельеф высокого качества за счет приплавлени  кристаллов, что также повышает надежность устройства.

Кристаллы, смонтированные на подложке в застывшем расплаве, наход тс  в одинаковых услови х дл  отвода тепла при работе в теплонапр женном режиме. Предлагаемый способ позвол ет компоновать микросхемы с максимальной плотностью, когда зазор между кристаллами сравним с их толщиной - 0,4 мм, причем кристаллы могут быть любой формы и толщины.

На фиг.1 изображено устройство, по сн ющее операцию подготовки промежуточного носител  к установке кристаллов МС; на фиг.2 - устройство дл  установки кристаллов МС на промежуточный носитель с вакуумной фиксацией; на фиг.З - нанесение и нагревание промежуточного сло  подложки и погружение кристаллов на носителе в проводниковый слой.

На фиг.4 - гибридна  интегральна  схема .

Устройства содержат вакуумный захват, включающий промежуточный носитель 1 с отверсти ми 2, и реперными знаками 3, кварцевое стекло 4, вакуумную рамку 5, штуцера 6 и 7. Вибролоток 8 с кристаллами 9 МС, координатно-монтажный штырь 10, на- гревате ь-етол 11, промежуточный слой подложки в виде капли сплава 12, керамический слой подложки, в виде монтажного основани  13.

Промежуточный носитель 1 с отверсти ми 2 и реперными знаками 3, кварцевое стекло4 устанавливают на вакуумную рамку 5 и укрепл ют при помощи откачки воздуха через вакуумный штуцер 6.

Реперные знаки 3 соответствуют контактным площадкам на лицевой грани кри- сталлов 9 МС и топологии трассировки ГИС. Затем кристаллы 9 МС помещают на вибро-  оток 8 и поочередно подают на координатно-монтажный штырь 10, который может перемещатьс  по ос м X, Y, и вокруг своей оси. Совмещают контактные площадки на кристалле 9 МС с реперными знаками 3 на промежуточном носителе 1 перемещением координатно-монтажного штыр  10 с кристаллом 9 МС в нужном направлении. Этот

процесс контролируют визуально через прозрачный промежуточный носитель 1 и кварцевое стекло 4.

Устанавливают кристаллы 9 МС на промежуточном носителе 1 с помощью вакуумной фиксации, откачива  воздух через штуцер 7, так устанавливают все кристаллы 9 МС на промежуточный носитель 1.

На нагревателе-столе 11 устанавливают монтажное основание 13 с каплей 12 сплава . В качестве сплава используют сплав At- Ge эвтектического состава (Т.пл. - 424°С) или51-Аи(Т.пл. -370°С).

Нагревание производ т при температуре 435-440° до полного расплавлени  ме таллического сплава.

Погружают кристаллы 9 МС, укрепленные на промежуточном носителе 1, в расплавленный промежуточный слой.

Чтобы избежать резкого изменени  температуры расплава при погружении промежуточного носител  1 с кристаллами 9 МС (вс  эта конструкци  обладает большой теплоемкостью ), его предварительно нагревают .

На поверхность промежуточного носител  1. соприкасающуюс  с промежуточным проводниковым слоем, наход щимс  в расплавленном состо нии, нанос т слой углерода , который не смачиваетс  эвтектическим расплавом.

Подают на нагреватель-стол 11 вибрацию . Вибраци  необходима дл  разрыва окисной пленки на расплаве и качественного заполнени  зазоров между кристаллами 9МС.

Визуально контролируют плотность заполнени  зазоров проводниковым слоем. Охлаждают подложку с кристаллами 9 МС путем отключени  нагрева от нагревател - стола 11.

Отдел ют промежуточный носитель 1 от кристаллов 9 МС.

Затем на ровной безрельефной поверхности подложки с кристаллами 9 МС формируют элементы многослойной коммутации по планарной технологии.

Таким образом, в предлагаемом способе точна  установка кристаллов 9 МС в соответствии с топологией трассировки коммутации предполагает последующее качественное соединение выводов кристаллов 9 МС с многослойной коммутацией гибридной интегральной схемы, помимо этого, достигаетс  высока  механическа  прочность устройства, предлагаемый способ позвол  ет получить п анарную поверхность дл  нанесени  рисунка многослойной коммутации, на границе раздела кристалл- металл образуетс  прочное бездефектное

моноструктурное соединение; способ позвол ет примен ть кристаллы любой толщи- ны и размера, и компоновать их с максимальной плотностью, так, что рассто ние между кристаллами сопоставимо с их толщиной 0,4 мм.

(56) Патент США № 4766670, кл. Н 05 К 3/34, 1988.

Патент Великобритании Мг 1426539, кл. 5 Н01 L27/.12, 1974.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБРИДНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ, включающий нанесение промежуточного сло  на подложку, нагрев подложки и промежуточного сло , погружение кристалла в проме- жуточный слой, охлаждение подложки и промежуточного сло , формирование мно

   гоуровневой коммутации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности, промежуточный слой нанос т на слой из сплава Af - Ge или SI - AI, а нагрев осуществл ют до расплавлени  сплава, при этом кристаллы перед погружением в расплав размещают в одной плоскости с помощью вакуумного захвата и погружают в расплав одновременно.

   I

   /,

   «

   Я

   S

   I

   Г

   n

   I

   Y//Ј////Y//S//(

   /////////f////

   Фиг Л