СПОСОБ СБОРКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО МОСТА Российский патент 1997 года по МПК H01L25/10 

Изобретение относится к области технологии изготовления п/п приборов, в частности к способам сборки выпрямительных мостов.

Известен способ по [1] который характеризуется тем, что четыре металлических токовода, концы которых образуют выступающие из пластмассового корпуса внешние выводы, размещают в специальном кондукторе, в котором к тоководам с помощью точечной сварки присоединяют дискретные п/п диоды.

Недостатком способа по [1] является его большая трудоемкость, связанная с использованием дискретных диодов.

Наиболее близким к заявляемому является способ сборки п/п приборов по [2] согласно которому п/п элемент крепится на металлической рамке и соединяется с соседними зубцами электрически с помощью проволочной разводки и механически с помощью полимера.

Прототип обладает следующими недостатками:
1) электрическое и механическое соединение соседних электродов осуществляется разными элементами конструкции, что требует различных технологических процессов и оборудования;
2) при использовании этого способа не предусмотрены термокомпенсационные меры, исключающие негативное влияние находящихся в контакте материалов с разными коэффициентами линейного расширения;
3) проведение технологического процесса герметизации после разрубки металлической рамки существенно снижает возможности механизации сборки.

Техническим результатом заявляемого способа является создание технологии, поддающейся автоматизации, обеспечивающей массовое производство п/п выпрямительных мостов, а также снижение их массогабаритных показателей.

Технический результат достигается за счет того, что на двух тоководах металлической рамки-носителя располагают по паре п/п элементов, с помощью двух специально спрофилированных ламелей электрически и механически попарно жестко соединяют их между собой и, соответственно, первую пару с одним, а вторую с другим свободным от п/п элементов тоководами; рамку-носитель со стороны внутpенней части тоководов удаляют до герметизации, а со стороны внешней части тоководов после герметизации.

Снижение массогабаритных показателей заявляемого моста достигается за счет использования в нем п/п элементов, а не дискретных корпусированных диодов.

Заявляемое техническое решение обеспечивает способность конструкции (за счет увеличения ее жесткости) сохранять неизменными геометрические размеры на всех стадиях технологического цикла в условиях массового производства.

На фиг. 1-4 представлена последовательная схема технологического маршрута изготовления п/п выпрямительного моста, где:
1 рамка-носитель;
1a активные тоководы;
1б пассивные тоководы;
1в жесткая связь со стороны внутренней части тоководов;
1г жесткая связь со стороны внешней части тоководов;
2 п/п элементы;
3 специально спрофилированные ламели;
Из металлической ленты, например, медной, фиг. 1, штамповкой вырубается рамка-носитель 1, на которой с шагом "t" размещены "кадры" формируемых выпрямительных мостов.

В каждом "кадре" с шагом "t₁" расположены жестко связанные друг с другом активные 1а и пассивные 1б тоководы. За счет жестких связей 1в и 1г расстояния между активными 1а и пассивными 1б токотводами остаются неизменными в процессе изготовления моста.

Затем, см. фиг. 2, в едином технологическом процессе посредством водородной или вакуумной пайки производится присоединение п/п элементов 2 к активным токоотводам 1а и специально спрофилированных ламелей 3 к п/п элементам 2 и пассивным токоотводам 1б. Жесткость конструкции рамки-носителя 1 и ламелей 3 позволяет пайку механизировать.

После этого п/п элементы 2, прилегающие к ним части тоководов и ламели 3 защищаются специальным компаундом, например компаундом 159-190, обеспечивающим механическую и электрическую защиту выпрямительного моста при последующих операциях и эксплуатации.

Неизменность геометрической формы конструкции позволяет проводить операцию защиты компаундом высокопроизводительным групповым капельным способом.

После сушки защитного покрытия, по линии А-А (см. фиг. 3) производится отделение жесткой связи 1в, чем достигается электрическая развязка активных 1а и пассивных 1б тоководов при дальнейшей сборке. В то же время наличие жестко связанных с п/п элементами 2 и токоотводами 1б ламелей 3 обеспечивают неизменность расстояния между пассивными 1б и активными 1а тоководами, что позволяет осуществить групповую герметизацию (см. фиг. 4) на высокопроизводительном оборудовании методом трансферного прессования.

Кроме того, наличие жесткой связи 1г c учетом сохраняющейся жесткости всей системы позволяет значительно увеличить плотность упаковки корпусов 4 на рамке-носителе 1 по сравнению с ранее известными способами сборки.

Заключительной операцией является удаление жесткой связи 1г по Б-Б.

Заявляемое техническое решение позволяет организовать производство целой серии выпрямительных мостов на прямой ток от 50 мA по 5 А и обратное напряжение от 50 до 800 В в современных плоских пластмассовых корпусах. В соответствии с проведенными расчетами окупаемость затрат на организацию такого производства произойдет в течение первого года эксплуатации изобретения за счет следующих факторов:
1) низкая стоимость разработки и изготовления штампов, пресс-форм и другой оснастки, обусловленная простотой геометрических форм изготавливаемой конструкции;
2) низкая трудоемкость технологического процесса сборки за счет высокого уровня автоматизации и механизации.

Таким образом, экономическая эффективность изобретения определяется следующим:
1) пониженной трудоемкостью сборки: четыре пайки вместо восьми при использовании дискретных элементов;
2) уменьшение массогабаритных показателей выпрямительного моста, изготовленного по заявляемому способу (объем такого моста в 1,5-2 раза меньше объема моста, выполненного на дискретных корпусированных диодах).

3) повышение надежности изделий по заявляемому способу в сравнении с выпрямительной схемой, собранной на дискретных диодах.

Сущность изобретения: на двух тоководах металлической рамки-носителя 1 располагают по паре полупроводниковых элементов 2, с помощью двух специально спрофилированных ламелей 3 электрически и механически попарно жестко соединяют их между собой и, соответственно, первую пару - с одним, а вторую - с другим свободным от полупроводниковых элементов тоководами; со стороны корпуса моста жесткую связь удаляют до герметизации, а связь со стороны выводов моста - после герметизации. 4 ил.

Способ сборки полупроводникового выпрямительного моста, включающий формовку ламелей, монтаж полупроводниковых элементов на тоководах рамки-носителя с помощью ламелей, защиту и герметизацию полупроводниковых элементов и удаление наружных частей рамки-носителя, отличающийся тем, что при формовке ламелей последние выполняют профилированными, так что контактные поверхности ламелей располагаются в параллельных плоскостях, отстоящих одна от другой на суммарную толщину полупроводникового элемента и слоя припоя, после чего на двух тоководах располагают по паре полупроводниковых элементов и соединяют их с помощью ламелей с соответствующими соседними тоководами, при этом наружную часть рамки-носителя со стороны корпуса моста удаляют до герметизации, а со стороны выводов моста после герметизации.