Заполнение (бэкфилл) — это технологический операция в производстве герметичных гибридных интегральных схем (ГИС) и микросборок, заключающаяся в замещении атмосферного воздуха внутри корпуса осушенным инертным газом перед окончательной герметизацией. Основная цель — создание инертной внутренней среды для предотвращения окисления металлизаций, коррозии и образования конденсата, что существенно влияет на долговременную надёжность компонентов.
Технология и контроль процесса
Процесс выполняется в герметичных камерах (газовых боксах) с контролируемой атмосферой. После размещения кристалла (chip) и выполнения межсоединений (wire bonding, термокомпрессионная сварка) открытый корпус помещается в камеру. Из её объёма откачивается воздух, после чего заполняется инертным газом, обычно азотом (N₂) высокой чистоты (не ниже 99,99% по ГОСТ 9293) или аргоном (по ГОСТ 10157). Непосредственно после заполнения выполняется герметизация корпуса — пайка, сварка или приклейка крышки в инертной среде.
Контроль качества атмосферы внутри корпуса осуществляется методом остаточного газового анализа (Residual Gas Analysis, RGA). Отечественные требования к герметичности и внутренней атмосфере полупроводниковых и гибридных приборов устанавливает ГОСТ Р 57439-2017 «Приборы полупроводниковые. Методы контроля и испытаний». Допустимое содержание остаточных газов (кислорода, водяного пара) нормируется в зависимости от класса надёжности изделия.
Применение и стандартизация
Процесс заполнения инертным газом является обязательным при производстве гибридных схем и ответственных микросборок для военной, аэрокосмической, медицинской и телекоммуникационной аппаратуры, где предъявляются повышенные требования к сроку службы и стойкости к внешним воздействиям. В Российской Федерации общие требования к электрическим соединениям и методам испытаний гибридных интегральных схем определяет ГОСТ Р 52944-2008. Международные аналоги процесса описаны в стандартах MIL-PRF-38534 и IEC 60749 (полупроводниковые приборы — механические и климатические методы испытаний).
Источники: Требования к инертным газам установлены ГОСТ 9293 (азот газообразный) и ГОСТ 10157 (аргон). Методы испытаний и контроля герметичных изделий регламентированы ГОСТ Р 57439-2017 и ГОСТ Р 52944-2008. Общая терминология соответствует ГОСТ Р 53386-2009 (МЭК 60050-541). Международные аспекты отражены в IEC 60749 и IPC-T-50.