Кремниевый высоковольтный сильноточный диод и способ его изготовления

 

Использование: конструирование и изготовление полупроводниковых приборов Сущность изобретения: кремниевый высовольтный сильноточный диод содержит полупроводниковый кристалл с верхним и нижним компенсаторами, размещенный на основании металлического корпуса, выполненного с диаметрально расположенными в его стенках пазами, в первом из которых размещен эмиттерный вывод, соединенный с верхним компенсатором, а во втором - коллекторный вывод, соединенный с корпусом сваркой, при этом эмиттерный вывод изолирован от стенок и дна первого паза компаундом, и защитное кольцо, при этом компзунд в зоне эмиттерного вывода сформирован в виде двух выступов, расположенных на защитном кольце 2 ил С/ С

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) s Н 01 (23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ ЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 1r32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694006/21 (22) 22.05.89 (46) 15.07.92, Бюл. М 26 (71) Особое конструкторское бюро при Ташкентском заводе электронной техники им.

В,И.Ленина (72) А.Ф.Муратов, Л.М,Нерсесян, Г.К.Эшчанов и Н.И.Джус (53) 621.382 (088,8) (56) Конструкторская документация

Ц23.506.097,СБ, ОКБ при Ташкентском заводе электронной техники, 988.

Технологический процесс СА0.346,901, ОКБ при Ташкентском заводе электронной техники, 1988, (54) КРЕМНИЕВЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ

СИЛЬНОТОЧНЫЙ ДИОД И СПОСОБ ЕГО

ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при конструировании и изготовлении полупроводниковых приборов.

Цель изобретения — повышение надежности и выхода годных диодов. о

На фиг, 1 схематически изображен кремниевый высоковольтный сильноточный диод; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Кремниевый высоковольтный сильноточный диод содержит полупроводниковый кристалл 1 с верхним 2 и нижним 3 компенсаторами, размещенный нэ основании 4 металлического корпуса, выполненного с диаметрально расположенными в его стенке пазами 5 и 6, в первом 5 из которых размещен эмиттерный вывод 7, соединенный с верхним омпенсатором 2, а во втором 6 — коллекторный вывод 8, соединенный с корпусом сваркой. При этом эмиттерный вывод 7 изолирован от стенок и дна первого

» Ж 1748205 А1 (57) Использование: конструирование и изготовление полупроводниковых приборов.

Сущность изобретения: кремниевый высовольтный сильноточный диод содержит полупроводниковый кристалл с верхним и нижним компенсаторами, размещенный на основании металлического корпуса, выполненного с диаметрально расположенными в

его стенках пазами, в первом из которых размещен эмиттерный вывод, соединенный с верхним компенсатором, à во втором— коллекторный вывод, соединенный с корпусом сваркой, при этом эмиттерный вывод изолирован от стенок и дна первого паза компаундом, и защитное кольцо, при этом компаунд в зоне эмиттерного вывода сформирован в виде двух выступов, расположенных нэ защитном кольце, 2 ил. паза 5 компаундом 9, Диод содержит также защитное кольцо 10, Компаунд 9 в зоне эмиттерного вывода 7 сформирован в виде двух фиксирующих выступов, расположен- . ных на защитном кольце.

Экспериментально установлено. что компаунд между боковой поверхностью эмиттерного вывода и стенкой паза толщиной 1,2 — 1,8 мм обеспечивает стойкость к пробивному напряжению до 1000 В, Уменьшен:;е толщины менее 1,2 мм приводит к пробою компаунда напряжением 1000 В, а увеличение. толщины более 1,8 мм вызывает недопустимый рост габаритных размеров диода.

Диод работает следующим образом.

Переменный ток поступает на эмиттер, преобразуется р-и переходом полупроводникового кристалла и через коллектор снимается потребителем тока.

1748205

20

40

55

Диод данной конструкции обеспечивает прохождение тока s прямом направлении до 20 А и выдерживает обратное напря>кение до 1000 В при быстродействии

50-150 нс.

Сущность изобретения заключается в том, что соединяют: пайкой полупроводниковый кристалл (с нижним компенсатором, предварительно размещенным на основании корпуса, и с верхним компенсатором с предварительно приваренным к нему эмиттерным выводом, размещение эмиттерного вывода в пазу, выполненном в стенке корпуса, защиту кристалла силоксановым каучуком, формирование на . кольце центрирующих эмиттерный вывод выступа из полимеризованного эпоксидноГо компа-. унда, ориентируют и устанавливают кольцо, причем при установке кольца размещают выступы между боковыми поверхностями эмиттерного вывода и стенками паза, осуществляют первую заливку эпоксидного компаунда до эмиттерного вывода, первую двухстадийную термообработку, первую стадию которой осуществляют при 80 — 85 С в течение 2 — 5 ч, а вторую стадию — при

120-125 С в течение 4-8 ч; осуществляют дополнительную заливку эпоксидным компаундом до уровня верхнего торца корпуса и дополнительную двухстадийную термообработку при 80 — 85 С в течение 2 — 5 ч и при

120 — 125 С в течение 4 — 5 ч, осуществляют вторую заливку эпоксидного компаунда до верхней площадки кольца и вторую дьухстадийную термообработку, первую стадию которой осуществляют при 80-85 С в течение

2 ч, а вторую при 140-145 С в течение

40-45 ч, при этом после второй термообработки часть кольца со стороны верхней площадки удаляют резанием, Режимы полимеризации (интервалы температуры и длительности) установлены экспериментально по максимальному проценту выхода годных. При изготовлении ди- одов пв данному способу выход годных достигает 85;2 $ (по известному способу

84 / )

Пример. В качестве заливочного .компаунда использован эпоксидный заливочный компаунд марки ЭКМ, Заливка компаунда осуществлялась в три стадии; первая — до эмиттерного вывода; вторая— до уровня верхнего торца корпуса; третья— до верхней площадки кольца,.

Термообработку осуществляют после каждой стадии заливки пои следуюших оежимах: после первой стадии Т = 80" С,:1 =

=4 ч, Т = 120" C, tz =- 4 ч; после второй Т1 ==80 С, t) =- 5 ч, Т = 125 С, tg =- 5 ч; после третьей Т1 =. 80ОC, t> = 2 ч, Т = 140"С, t2 =

==40 ч.

После окончательной полимеризации отрезают верхнюю часть Кольца.

Формула изобретения

1, Кремниевыи высоковольтный сильноточный диод, содержащий полупроводниковый кристалл, с верхним и нижним компенсаторами, размещенный на основании металлического корпуса, выполненного с диаметрально расположенными в его стенке пазами, в первом из которых размещен эмиттерный вывод, соединенный с верхним компенсатором, а во втором— коллекторный вывод, соединенный с корпусом сваркой, при этом эмиттерный вывод изолирован от стенок и дна первого паза компаундом, и защитное кольцо, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности, толщина компаунда между боковой поверхностью эмиттерного вывода и стенкой г:аза выбрана равной 1,2 — 1,8 мм, а компаунд в,зоне эмиттерного вывода сформирован в ниде двух фиксирующих выступов, расположенных на защитном кольце.

2, Способ изготовления кремниевого высоковольтного сильноточного диода, включающий соединение пайкой полупроводникового кристалла с нижним компенсатором, предварительно размещенным на основании корпуса, и с верхним компенсатором, с предварительно приваренным к нему эмиттерным выводом, размещение эмиттерного вывода в пазу, выполненном 8 стенке корпуса, защиту кристалла силоксановым каучуком, ориентацию и установку кольца, первую заливку эпоксидного компаунда до змиттерного вывода. первую двухстадийную термообработку, вторую заливку эпоксидного компаунда до верхней площадки кольца и вторую двухстадийную термообработку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода годных, на кольце перед ориентацией формируют центрирующие эмиттерный вывод выступы из полимеризованного эпоксидного компаунда, при установке кольца размещают выступы между боковыми поверхностями эмиттерного вывода и стенками паза, первую стадию первой термообработки осуществляют при

80 — 85 С, в течение 2 — 5 ч, а вторуа стадию первой термообработки осуществляют при

120-125 С в течение 4-8 ч, после первой термообработки осуществляют дополнительную заливку эпоксидным компаундом до уровня верхнего торца корпуса и дополнительную двухстадийную термообработку при 80 — 85 С в течение 2 — 5 ч и при 120—

125"С в течение 4 — 5 ч, первую стадию второй термообработки осуществляют при

1748205

80-85 С в течение 2 ч, а вторую стадию сле второй термообработки часть кольца со второй термообработки осуществляют при стороны верхней площадки удаляют реза140 — 145 С в течение 40-45 ч, при этом по- нием, Составитель Е, Панов

Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор Э. Слиган

Заказ 2508 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101