Nieudane struktury

Celem niedopuszczenia do montażu struktur nieudanych prowadzi się po zakończeniu operacji ?płytkowych” pomiary międzyoperacyjne, tzw. pomiary ostrzowe, w trakcie których struktury nie odpowiadające ustalonym parametrom elektrycznym są znakowane kroplą barwnego tuszu. Operacja selekcji optycznej, prowadzona po podzieleniu płytki na struktury, ma na celu odrzucenie struktur poznakowanych tuszem, a także tych, które uległy w trakcie dzielenia uszkodzeniu mechanicznemu. Oględziny pod większym powiększeniem umożliwiają ponadto eliminację struktur poprawnych wprawdzie pod względem elektrycznym, ale których wadliwe wykonanie geometrii wewnętrznej może być powodem gorszej od wymaganej niezawodności gotowego przyrządu. Od operacji dzielenia wszystkie procesy są już przeprowadzane dla indywidualnych struktur, a więc czas ich wykonania jest odnoszony także do jednej struktury, nie zaś do całych płytek jak poprzednio. Wyjaśnia to tak wysoki udział kosztu robocizny montażu w koszcie całkowitym przyrządu półprzewodnikowego; dochodzi on do 70%. Stąd ? coraz częstsze automatyzowanie lub przynajmniej kompleksowa mechanizacja tych procesów celem zmniejszenia pracochłonności pojedynczego przyrządu. Jednocześnie już wstępna analiza pokazuje, że największa pracochłonność jest związana z procesem łączenia kontaktów na strukturze z wyprowadzeniami obudowy, realizowanym za pomocą mostka z drutu złotego lub aluminiowego o średnicy 15 … 100 |im łączonego na obu końcach . Niezawodność tak wykonywanych połączeń drutowych także nie zawsze jest wystarczająca. Doprowadziło to do opracowania rozwiązań technologicznych opartych na konstrukcjach bezdrutowych, zmniejszających liczbę połączeń oo najmniej dwukrotnie w stosunku do łączenia drutowego, często łączonych w jednym cyklu pracy urządzenia.

Przeczytaj także: Operacje montażowe

Znaczenie operacji montażowych istotnie wzrosło z chwilą rozpoczęcia produkcji germanowych stopowo-dyfuzyjnych tranzystorów wielkiej częstotliwości, lecz prawdziwy ich rozwój rozpoczął się dopiero po całkowitym opanowaniu technologii krzemowych elementów planarnych”. Technologia ta, niezwykle przydatna do produkcji wielkoseryjnej, umożliwiła znaczny jej wzrost w stosunkowo krótkim okresie. Po osiągnięciu dobrej powtarzalności operacji ?płytkowych” wydajność struktur dobrych na płytce znacznie wzrosła, wprowadzane zaś równolegle zmniejszenie tzw. modułu zwiększyło liczbę struktur wykonywanych jednocześnie w jednym procesie, a tym samym koszt jednostkowy struktury obniżył się tak znacznie, iż głównym składnikiem kosztu gotowego elementu stała się jego obudowa oraz robocizna montażu. Musiało to spowodować natychmiastową koncentrację wysiłków w kierunku zmniejszenia kosztu operacji montażowych. Jednocześnie wciąż rosnące wymagania w zakresie trwałości i stabilności przyrządów półprzewodnikowych, przede wszystkim dla zastosowań profesjonalnych, wojskowych lub kosmicznych spowodowały wzrost wymagań w stosunku do montażu i hermetyzacji. Analizy mechanizmów uszkodzeń gotowych przyrządów wykazały, że znaczny procent uszkodzeń może być przypisany tym właśnie operacjom . Na przykład według badań firmy Philco-Ford z 1969 r. finansowanych przez NASA ok. 23% uszkodzeń wynikało z wad połączeń drutowych, ok. 17% z wad lutowania i ok. 4% ze względu na nieszczelność ? stanowiło to więc łącznie ok. 44% uszkodzeń.