Способ соединения кристалла с выводом полупроводникового прибора Советский патент 1991 года по МПК H01L21/50 

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов и может быть использовано при соединении кристалла с выводом полупроводникового прибора.

Цель изобретения - увеличение выхода годных и повышение качества паяных соединений.

Способ осуществляют следующим образом.

Полупроводниковый кристалл размещают на выводе и нагревают место соединения подачей серии разогревающих импульсов прямого тока, причем в паузах между разогревающими импульсами подают измерительные импульсы, измеряют прямое падение напряжения на p-n-переходе, определяют его изменение ДЦ. в процессе разогрева и продолжают подачу разогревающих импульсов до того момента, пока изменение падения напряжения на р-п-пере- ходе A(/,yt равно значению, выбранному из выражения |ДЈ/Д - , где AU. - значение порогового напряжения, соответствующее температуре пайки (мВ), и проводят пайку.

Пайка кристаллов к выводу ведется при одинаковой заранее заданной температуре, соответствующей технологическим условиям плавного и полного расплавления припоя, независимо от сопротивления p-n-перехода и контактов кристалла с арматурой. Такой температурный режим достигается тем, что через паяемое соединение в прямом направлении относительно p-n-перехода пропускается последовательность чередующихся импульсов от стабилизированных источников разогревающего и измерительного токов (при этом измерительный ток выбирается достаточно малым, из условия неразогрева кристалла этим током).

При протекании через паяемое соединение импульсов измерительного тока производится измерение изменения падения напряжения (AUyi ) на p-n-переходе до тех пор, пока в процессе разогрева последнего значение AU, не достигнет заранее заданной

о

GO О5 О J

СО

величины, пропорциональной требуемой температуре из условия проведения качественной пайки. Эта температура поддерживается в течение интервала времени полного расплавления припоя. Таким образом, в качестве датчика температуры используется сам паяемый p-n-переход, а в качестве термочувствительного параметра - прямое падение Lfy, при протекании через него измерительного тока. Зависимость U в функции от температуры при заданном измерительном токе можно или предварительно снять экспериментально для заданного типа полупроводниковых материалов, или взять из справочной литературы, исходя из приведенного в ней значения температурного коэффициента напряжения (ТКН), указывающего на сколько милливольт изменится Unfi, ПРИ изменении температуры р-п- перехода на один градус (например, для кремниевых полупроводников значение ТКН равно 1,8-2,2мВ/град).

При AUJi импульсы разогревающего тока поступают на паяемое соединение, а при JAfy/yi, -ALJytl 0 на паяемое соединение поступают только импульсы измерительного тока, таким образом, ведется контроль за температурой, а разогрева нет. Подогрев паяемого соединения до заданной температуры осуществляется до того момента, пока изменение падения напряжения на p-n-переходе равно значению, выбранному из выражения

()

и, таким образом, не закончится общее время, отведенное на пайку.

Способ предусматривает возможность управления скоростью нарастания температуры и точностью ее поддержания, которые определяются амплитудой, длительностью и частотой импульсов разогревающего тока.

Таким образом, пайка, независимо от сопротивления паяемых кристаллов, всегда ведется при заранее заданной температуре, соответствующей оптимальным условиям качественной пайки.

Пример. Кремниевый кристалл размещают на металлическом облуженном выводе и на полупроводниковый кристалл подают серию импульсов от генераторов измерительного и разогревающего токов. Первый импульс измерительного тока фиксирует в амплитудном детекторе с памятью величину прямого падения напряжения на разогретом кристалле. Измеритель амплитуды оги- бащей импульсов измерительного тока (детектор) отслеживает изменение прямого падения напряжения на кристалле при протекании через него импульсов от генера0

тора измерительного тока. Вычитающее устройство вычисляет разность между напряжением с детектора с памятью и напряжением с измерителя амплитуды огибающей.

Эта разность является изменением падения напряжения на кристалле в процессе разогрева. Она используется в качестве термочувствительного параметра и предварительно проградуирована в градусах температуры. При достижении этого значения от источника опорного напряжения (что соответствует заранее заданному приращению температуры) нулевой сигнал с устройства сравнения запирает схему совпадения, запрещая поступление импульсов от генератора разогревающих импульсов. Схема переходит в режим поддержания температуры. При остывании структуры (кристалла и вывода) на выходе устройства сравнения вновь появляется сигнал и паяемая структура вновь подогреется до заданной температуры, заданная температура поддерживается, пока не исчезнет сигнал на выходе ждущего мультивибратора, задающего общий интервал времени разогрева паяемой структуры до заданной температурь и ее поддержания.

5 Предлагаемый способ позволяет увеличить выход годных полупроводниковых приборов за счет уменьшения числа всплесков припоя, и уменьшения загрязнения р-п- перехода, выходящего на боковую поверхность кристалла при пайке и гаранти0 ровать сохранность кристалла при пайке и воспроизводимость качества паяемых соединений.

Формула изобретения

5 Способ соединения кристалла с выводом полупроводникового прибора, включающий размещение полупроводникового кристалла с р-п-переходом на выходе, нагрев места соединения подачей серии разогревающих им0 пульсов прямого тока и пайку, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода годных и повышения качества паяных соединений, в паузах между разогревающими импульсами подают измерительные импульсы, измеряют прямое падение напряжения на

5 р-п-переходе, определяют его изменение AUty. в процессе разогрева и продолжают подачу разогревающих импульсов до того момента, пока изменение падения напряжения на p-n-переходе A(//yt равно значению, выбранному из выражения

0

/

i ,

где Д Un

значение порогового напряжения, соответствующее темпера- ре пайки, мВ.

Изобретение относится к производству полупроводниковых приборов и может быть использовано при соединении кристалла с выводом полупроводникового прибора. Цель изобретения - увеличение выхода годных и повышение качествах паяных соединений. Сущность способа заключается в том, что полупроводниковый кристалл размещают на выводе и нагревают место соединения подачей серии разогревающих импульсов прямого тока. В паузах между разогревающими импульсами подают измерительные импульсы, продолжают подачу разогревающих импульсов до того момента, пока разность измеренного и заданного значений прямого падения напряжения положительна, и проводят пайку. Предлагаемый способ позволяет улучшить воспроизводимость качества паяных соединений. to