Способ соединения полупроводниковых пластин в стопу для изготовления высоковольтных диодов

 

Изобретение относится к производству полупроводниковых высоковольтных диодов , применяемых, например, в блоках строчной развертки цветных телевизоров. Цель изобретения - получение монолитного , тонкого и равномерного по толщине слоя припоя в паяном соединении без пустот vr воздушных пузырей. При соединении полупроводниковых пластин в стопу для изготовления высоковольтных диодов собранные в стопу полупроводниковые пластины собирают в стопу по 26 штук, погружают в флюс для пропитки и вертикально загружают по три стопы одновременно между сжимающими обкладками приспособления . Зазор между обкладками приспособления и стопой составляет 1,75 мм

С01О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 5 В 23 К 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4379365/27 (22) 10.12.87 (46) 30.03.91. Бюл, (ч . 12 (72) В.В.Баронин, А.Т.Хмелев Е.M.Ãîíîíîâ, Г,Э.Фальков и О.M.Øìèòêèí (53) 621.791.3 (088.8) (56) Заявка Японии (ч . 52-35595, кл. Н 01 L 21/02, 1972. (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН В СТОПУ ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ДИОДОВ (57) Изобретение относится к производству полупроводниковых высоковольтных диодов, применяемых, например, в блоках строчной развертки цветных телевизоров.

Цель изобретения — получение монолитного, тонкого и равномерного по толщине слоя припоя в паяном соединении без пустот и воздушных пузырей. При соединении полупроводниковых пластин в стопу для изготовления высоковольтных диодов собранные в стопу полупроводниковые пластины собирают в стопу по 26 штук, погруИзобретение относится к производству полупроводниковых высоковольтных диодов, применяемых, например, в блоках строчной развертки цветных телевизоров.

Цель изобретения — получение монолитного, тонкого и равномерного по толщине слоя припоя в паяном соединении без пустот и воздушных пузырей.

На фиг.1 изображены стопы,; на фиг.2 — приспособление для пайки стоп; на фиг.3 — график скорости погружения стоп в ванну с расплавленным припоем; на фиг.4— схема сжатия стоп в приспособлении; на

„. Ж, „1637965 А1 жают в флюс для пропитки и вертикально загружают по три стопы одновременно между сжимающими обкладками приспособления. Зазор между обкладками приспособления и стопой составляет 1,75 мм (0,25 от толщины стопы, смочен ной фл юсом). Собранный пакет погружают в ванну с расплавленным свинцом (380-400 C) под воздействием колебаний с амплитудой (0,04 — 0,08) мм и частотой 25 Гц. После полного погружения стопы сжимают в приспособлении и полупроводниковым пластинам сообщают возвратно-поступательные движения по плоскостям их соприкосновения.

Угол наклона стоп составляет 15-20, перемещения повторяют 20 — 25 раз. Затем пакет со стопами извлекают из ванны, удаляют излишки припоя и охлаждают. Качество паяных соединений определяют при разреэке стоп на заготовки. Способ обеспечивает равномерный и минимальный по толщине слой припоя без пустот и воздушных пузырей, дает воэможность одновременной пайки нескольких стоп при резке стоп на отдельные столбики. 5 ил. фиг.5 — схема перемещения полупроводниковых пластин в стопах при реализации способа.

Способ реализуется следующим образом.

Стопы 1 (К1 и К вЂ” линии реза стопы на блоки арматуры) высоковольтного диода 2, состоящего иэ полупроводниковых пластин

3, соединяемых припоем 4, помещаются между сжимающими обкладками 5 с зазором, составляющим 0,25-0,3 от толщины стопы 1, смоченной флюсом. Зазор обеспечивается трафаретом 6. Направляющие оси

1637965

15

7 сжимающих обкладок 5 под действием пружин 8 удерживают собранный пакет и являются ограничителями для полупроводниковых пластин 4, от смещения по диаметру при погружении в расплавленный 5 припой. Крайние сжимающие обкладки 5 удерживаются штоками 9 под действием пружин 10, Затем собранный пакет погружают вертикально в ванну с расплавленным припоем под воздействием вибрации. После полного погружения (уровень припоя над верхними торцами не менее 10 — 15 мм) стопы сжимают обкладками с усилием 0,8 кг/см, после чего производят наклон стоп на угол 15 — 20 в обе стороны попеременно, что приводит к перемещению полупроводниковых пластин относительно друг-друга.

Наклоны стоп производят путем возвратнопоступательных движений направляющих осей.

П р и M е р. Изготавливают высоковольтные диоды типа КЦ117. Никелированные полупроводниковые пластины с р-и-переходами 42 — 43 мм собирают в стопу по 26 штук каждая, погружают во флюс для пропитки и вертикально загружают по три стопы одновременно между сжимающими обкладками приспособления, зазор между обкладками и стопой составляет.1,75 мм, Зазор 1,75 (0,25 мм от толщины стопы, смоченной флюсом) принят для разного количества полупроводниковых пластин в стопе, где критерием служит условие исключения распадания собранной стопы в процессе погружения в припой на отдельные группы, Толщина стопы из 26 полупроводниковых пластин в среднем составляет 6,54 мм. Толщина пластин после пропитки флюсом

6,93 мм, зазор между плоскостями полупроводниковых пластин составил 0,015 мм.

Собранный пакет со стопами погружают в ванну с расплавленным свинцом при . 380-400 С под воздействием колебаний с амплитудой 0,04-0,08 мм и частотой 25 Гц.

Скорость погружения выдерживают в соответствии с графиком, представленным на фиг.3.

Пакет со стопами погружают s ванну так, чтобы над верхними торцами стоп был уровень припоя не менее 10 — 15 мм. После полного погружения стопы сжимают сжимающими обкладками под действием поужин приспособления с усилием 0,8 кг/см и за счет возвратно-поступательных движений направляющих осей сжимающих обкладок навстречу друг другу и наоборот и роиз водят наклон стоп на угол, равный 15-20 в ту и другую сторону, что приводит. к перемещению полупроводниковых пластин по плоскостям их соприкосновения (фиг.4).

Уменьшение наклона стоп (меньше 15>) не позволяет получить качественную пайку, увеличение угла наклона стоп (больше 20 ) увеличивает время процесса. "Притирка" плоскостей друг к другу удаляет излишки припоя и мелкие воздушные пузыри, а также позволяет выпрямлять полупроводниковые пластины, имеющие сферичность, Перемещение производится не менее 20 — 25 раз. Затем сжатый пакет со стопами извлекают иэ ванны и встряхиванием удаляют излишки припоя с периферийной части стоп и деталей приспособления. Охлаждают струей воздуха до застывания свинца и разгружают стопы. Качество паяных соединений определяют после разрезки стоп в первом направлении на заготовки, толщина которых 1,2 мм, Пустоты и воздушные пузыри в паяных соединениях отсутствуют, толщина припоя в соединениях находится в пределах от 0,003 до 0,012 мм. В контрольных заготовках с 12 полупроводниковыми пластинами в стопе во всех паяных соединениях наблюдают пустоты и пузыри значительных размеров, толщина паяного соединения составляет 0,010 — 0,26 и более миллиметров, В данном способе соединения после резки заготовки во 2-ом направлении, т.е. при получении столбиков с размером (1,2х1,2) мм брака по распадению столбиков не наблюдается, брак также отсутствует на всех последующих операциях.

Исследован практически весь диапазон полупроводниковых . пластин, используемых для высоковольтных диодов по диаметру от

30 до 50 мм, при толщине от 0,2 до 0,35 мм, с количеством пластин в стопе от 10 до 30 штук.

Во всех случаях использование данного способа позволяет получить хорошее качество паяных соединений, Использование данного способа соединения полупроводниковх пластин в стопу для изготовления высоковольтных диодов обеспечивает равномерный и минимальный по толщине слой припоя без пустот и воздушных пузырей, дает возможность надежного соединения большего количества полупроводниковых пластин в стопе без потери механической прочности, одновременной пайки нескольких стоп, повышает теплопроводность, что важно для рассеивания тепла при предельно допустимых режимах высоковольтных диодов, снижает возможность возникновения дефектов при резке стоп на отдельные столбики.

Формула изобретения

Способ соединения полупроводниковых пластин в стопу для изготовления высо1637965

Фиг.1

Риг.2 ковольтных диодов, включающий сборку полупроводниковых пластин в стопу, пропитку ее жидким флюсом, погружение в ванну с расплавленным припоем и сжатие стопы, . отличающийся тем, что. с целью получения монолитного, тонкого и равномерного по толщине слоя припоя в паяном соединении беэ пустот и воздушных пузырей, сжатые полупроводниковые пластины перемещают одна относительно другой с

5 наклоном их на угол 15-20 и воздействуют колебаниями вибрацией.

ozs ал ozo zo !zs zoo ps zo zzs go zzo go gzs go Зт """, Фиг Я т

1637965

Составитель Л. Абросимова

Техред М.Моргентэл Корректор М. Муска

Редактор И. Сегляник

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 891 Тираж 529 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5