СПОСОБ СБОРКИ ФОТОПРИЕМНИКОВ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИДОВ СВИНЦА Российский патент 2007 года по МПК H01L31/18 

Использование. Способ сборки фотоприемников

Сущность изобретения. Способ сборки элементов конструкции одноэлементных фоторезистивных фотоприемных устройств на основе поликристаллических пленок из сульфида и селенида свинца, где для герметизации и сборки узлов конструкции применяется полимерный экспресс клей-герметик на основе полиуретанов, модифицированных кремнийорганическими соединениями и содержащими кремний-органический триол фенильный формулы, приведенной в описании, отвердитель - органический диизоцианат (толуилендиизоцианат) и катализатор реакции полимеризации - диэтилдикаприлат олова при следующем соотношении компонентов:

Кремнийорганический триол - 100 м.ч.

Толуилендиизоцианат - 45-55 м.ч.

Диэтилдикаприлат олова - 0,25-0,35 м.ч.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и, в частности, фотоприемников в корпусном и бескорпусном исполнении, предназначенных для обнаружения, измерения и селекции ИК-излучения в области спектра от 1 до 5 мкм, используемых в оптико-электронной, медицинской и фотоэлектронной аппаратуре спецназначения и гражданского применения. Изобретение может быть использовано для прецизионной, мгновенной склейки узлов конструкции фотоприемников на основе фоторезисторов из халькогенидов свинца и других видов полупроводниковых соединений для герметизации фоточувствительных элементов с одновременной приклейкой оптических деталей, склейки оптических блоков в т.н. многоцветных фотоприемниках (на основе комбинаций полупроводников), приклейки термодатчиков и фиксации фоточувствительных элементов на посадочных местах (держателях) изделия. Возможно также применение изобретения для склейки стекла, кварца, стекла с металлом и полимерными пластиками в приборостроении, электронной промышленности и ряде других областей.

В оптико-электронной промышленности для сборки конструкции фотоприемников на основе различных полупроводниковых структур (CdHgTe, InSb, InSn, PbS, PbSe) и проведения всего комплекса клеевых операций применяются полимерные клеи на полиорганосилоксануретановой основе. Их применение отражено в технологической документации на изделия: БУТИ 432.233.004; БУТИ 434.125.039; БУТИ 434.125.037; БУТИ 434.125.027; БУТИ 434.125.003; БУТИ 434.125.005; БУТИ 434.125.038

Но применяемые полимерные клеи, обладая комплексом необходимых оптических, герметизирующих и конструкционных свойств, имеют существенный недостаток, проявляющийся в длительном (24-48 ч) режиме отверждения при умеренной температуре, что в значительной степени удлиняет технологический цикл сборки и требует в ряде случаев использования специальных приспособлений для фиксации склеиваемых деталей, и в конечном итоге сказывается на количестве и себестоимости выпускаемых изделий.

Задачей изобретения является создание способа сборки узлов конструкции фотоприемников с применением быстроотверждающегося экспресс полимерного клея, позволяющего проводить весь комплекс клеевых операций в сжатые технологические сроки и без специальных приспособлений для фиксации склеиваемых деталей, за счет почти мгновенного (10-15 мин) отверждения клея при комнатной температуре.

Поставленная задача достигается тем, что для выполнения основных клеевых операций сборки фотоприемников (герметизации фоточувствительных элементов, приклейки к ним оптики, склейки оптических блоков, фиксации и приклейки фоточувствительных элементов на посадочные элементы конструкции) применяется полимерный клей герметик на полиорганосилоксануретановой основе следующего состава:

Кремнийорганический триол (ТСФ) формулы

С₆Н₅,Si[O-Si(СН₃)₂-CH₂O(CH₂)₂ОН]₃

Органический толуилендиизоцианат (ТДИ) формулы

И катализатор отверждения - диэтилдикаприлат олова (ДЭДКО) формулы

(С₂Н₅)₂Sn[ОСО(СН₂)₆]₂

при следующем соотношении компонентов, м.ч.:

Триол ТСФ 100ТДИ 45-55ДЭДКО 0,25-0,35

Получение полиоргансилоксануретана проходит через стадию трехмерного изоцианатного полиприсоединения с образованием полимера с сетчатой структурой. Реакция идет без выделения побочных продуктов с получением прозрачной твердой массы.

Предлагаемый трехкомпонентный клеевой состав готовят следующим образом: катализатор ДЭДКО вводят в большую (до 100 г) партию триода ТСФ и хранят эту смесь в осушенной атмосфере. Для приготовления клея необходимое количество триола с заранее введенным ДЭДКО смешивают с отвердителем ТДИ в соответствующем соотношении и полученную реакционную массу вакуумируют при температуре 18-20°С и остаточном давлении 1-2 мм рт. ст. в течение 3-5 минут. После вакуумирования смесь представляет собой густую эластичную прозрачную массу с жизнеспособностью 5-10 минут. Полного отверждения при нормальной температуре клеевая масса достигает за 15-20 минут.

Отвержденный клей имеет твердую прозрачную структуру, высокую адгезионную прочность при склейке оптических материалов между собой и с металлами, оптическую прозрачность в видимой и ИК-области спектра 1-5 мкм.

Разработанный состав, как герметик, может наносится непосредственно на поверхность различных фоточувствительных структур, не оказывая отрицательного влияния на фотоэлектрические параметры фоторезисторов и обеспечивая их стабильность при длительной эксплуатации.

В таблице приведены примеры клеевых составов и свойства вариантов клеевых композиций.

Полученные материалы, не уступая известным полимерным клеям по своим оптическим, конструкционным и герметизирующим свойствам, в значительной степени превосходят их по технологическим параметрам.

Изобретение относится к технологии изготовления фотоприемников и фотоприемных устройств для обнаружения и селекции ИК-излучения в области спектра 1-5 мкм. Технический результат изобретения: усовершенствование технологии изготовления за счет снижения длительности клея. Сущность: способ сборки разноэлементных фотоприемников ИК-излучения на основе фоторезисторов из халькогенидов свинца заключается в том, что для выполнения клеевой сборки основных элементов конструкции фотоприемников применяется экспресс полимерный клей-герметик на основе полиорганосилоксануретанов с ускоренным режимом отверждения за счет введения в состав из кремнийорганического триода и органического диизоцианата (толуилендиизоцианата) катализатора реакции полимеризации - диэтилдикаприлата олова. 1 табл.

Способ сборки разноэлементных фотоприемников ИК-излучения на основе фоторезисторов из халькогенидов свинца, заключающийся в том, что для выполнения клеевой сборки основных элементов конструкции фотоприемников: склейки фоточувствительных элементов с оптикой, склейки оптических блоков, фиксации фоточувствительных элементов на посадочных элементах конструкции, а также для их герметизации применяется экспресс-полимерный клей-герметик на основе полиорганосилоксануретанов с ускоренным режимом отверждения за счет введения в состав из кремнийорганического триода и органического диизоцианата (толуилендиизоцианата) катализатора реакции полимеризации - диэтилдикаприлата олова при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Триол кремнийорганический 100

Толуилендиизоцианат 45-55

Диэтилдикаприлат олова 0,25-0,35