RU1774396C - Способ приклеивани полупроводниковых материалов - Google Patents

Abstract

Использование: приборостроение, электронна  промышленность. Сущность изобретени : совмещают соедин емые поверхности до зазора, величина которого выбрана не меньшей длины волны исполь зуемого ультрафиолетового излучени  к которому чувствительна фотоинициирующа  система фотополимеризующей композиции , а при облучении ориентируют поток излучени  вдоль зазора.

Description

Изобретение относитс  к способам склеивани  и может быть использовано в приборостроении, в электронной и радиотехнической промышленности, в частности при изготовлении фотоприемников, при склеивании оптических волноводов на основе полупроводниковых материалов.

Целью изобретени   йл етс  расширение класса соедин емых материалов за рчет обеспечени  возможности соединени  непрозрачных дл  ультрафиолетового (УФ) излучени  материалов.

Сущность способа заключаетс  в том, что воздействуют УФ-излучением не через прозрачный дл  УФ-излучени  материал, т.е. не перпендикул рно клеевому слою, а с торца соедин емых полупроводниковых пластин в клеевой зазор между ними, т.е. вдоль клеевого сло .

Установлено следующее. Так как все полупроводниковые материалы имеют высокие коэффициенты показател  преломлени , то зазор между склеиваемыми поверхност ми обладает свойствами оптического волновода, по которому почти без

потерь распростран етс  УФ-излучение (небольшие потери обусловлены поглощением поверхностью полупроводникового материала, которое тем меньше, чем выше качество обработки поверхности). В результате воздействи  УФ-излучени  на фото- инициирующую систему композиции образуютс  свободные радикалы, которые присоедин ютс  по двойным св з м к молекулам валентноненасыщенных соединений композиции, вызыва  цепную реакцию радиальной полимеризации. Таким образом, обеспечиваетс  склеивание непрозрачных дл  УФ-излучени  материалов. При толщине клеевого сло  менее значени  длины волны пика поглощени  фотоинициирующей системой композиции УФ-излученио не проходит в зазор между склеиваемыми пластинами и, следовательно, полимеризации клеевого состава не происходит.

Следует также отметить, что адгезионна  прочность склеивани  данным способом выше, чем в известном способе, прин том за прототип. Предположительно это можно объ снить тем, что приклеивавfe

VJ -vj

OJ

о о

а  поверхность полупроводникового матеиала под воздействием УФ-излучени  акивируетс  и может становитс  оптическим енсибилизатором и участвовать в переное энергии, тем самым способству  развиию цепной реакции радикальной полимеризации как на поверхности полупроводника , так и в объеме кле щей компо-- зиции.

Кроме того, в случае УФ-облучени  поупроводниковых материалов, особенно п- ипа проводимости, нар ду с радикальной полимеризацией параллельно может протекать реакци  полимеризации ионного типа, в итоге может иметь место механизм ионно- радикальной полимеризации. Кроме того, под действием УФ-излучени  в полупроводнике может увеличиватьс  количество и энерги  электронов в зоне проводимости, при этом должен понижатьс  потенциальный барьер на поверхности полупроводника , что может способствовать туннелированию электронов из обогащенной зоны проводимости, которые участвуют в переносе зар да и также способствуют цепной реакции полимеризации как на поверхности полупроводника, так и в объеме кле .

Пример. Дл  осуществлени  способа были использованы пластины из полупроводниковых материалов InSb (толщиной 0,6 мм), GaAs (толщиной 0,7 мм), Si (толщиной 0,4 мм), GdxHgi-xTe (толщиной 0,8 мм), склеиваемые с подложками из высокоомного германи  толщиной 0,5 мм. Дл  получени  сравнительных данных указанные пластины из полупроводниковых материалов склеивали с подложками из сапфира по способу, прин тому за прототип.

В качестве источника УФ-излучени  примен ли ртутно-кварцевую лампу высокого давлени  ДРТ-1000.

В качестве фотополимеризующейс  композиции использовали анаэробные герметики УГ-3 (ТУ 6-01-1211-79), АН-260 (ТУ 6-01-2-712-88), АН-117 ВМ (ТУ 6-02-30-89), клей УФ-отверждени  Квант-401 (ТУ 6-01- 2-731-84) и композицию УФ-отверждени  марки ЭАК, содержащую 100 вес.ч. эпокси- акриловой смолы на основе эпоксидной смолы ЭД-20 и 4 вес.ч. изобутилового эфира бензоина в качестве фотоинициирующей системы.

Режимы облучени  были традиционные дл  композиций УФ-отверждени : интенсивность УФ-излучени  (0,3± 0,05) 10 Вт/м2, врем  облучени  5-15 мин.

Дл  определени  адгезионной прочности все склеенные пары приклеивали высокопрочным эпоксидным клеем холодного отверждени  марки ХСКД ОСО.029.000 ИУ к металлическим грибкам. Адгезионную прочность определ ли на разрывной машине РМ-05.

Композицию УФ-отверждени  наносили на поверхности соедин емых пластин, совмещали, помещали в зажимное устройство , создавали давление 0,05 МПа (дл  CdxHgi-xTe - 0,02 МПа) и воздействовали

УФ-излучением в направлении клеевого шва.

Всего осуществлено было 15 склеек предлагаемым способом и столько же способом , прин тым за прототип.

Данные по склейкам и результатам их испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы, данный способ позвол ет склеить полупроводниковые материалы , не прозрачные дл  УФ-излучени ,

с использованием фотополимеризующихс  композиций с получением адгезионнопроч- ного соединени . Полупроводниковый материал CdxHgi-xTe из-за своей низкой механической прочности отрываетс  не по

границе склеивани , а по объему, т.е. раньше , чем происходит адгезионное разрушение .

Использование изобретени  позвол ет расширить класс материалов, склеиваемых

Claims (1)

1. фотополимеризующимис  композици ми. Формула изобретени  Способ приклеивани  полупроводниковых материалов, включающий нанесение фотополимеризующейс  композиции с фотоинициирующей системой на соедин емые поверхности, совмещение соедин емых поверхностей , сжатие детали и облучение ультрафиолетовым излучением композиции до ее полимеризации, отличающийс  тем,

   что, с целью расширени  класса соедин емых материалов за счет обеспечени  возможности соединени  непрозрачных дл  ультрафиолетового излучени  материалов, совмещение соедин емых поверхностей

   осуществл ют до зазора, размер которого выбран не меньше длины волны используемого излучени , к которому чувствительна фотоинициирующа  система, а при облучении ориентируют поток ультрафиолетового

   излучени  вдоль зазора,

   римечзние- в предлагаемом способе облучение проводили вдоль клеевого «та (а торец пластин): а способе-прототипе облучение проводили через сапфировую подложку

   склеиваемых