СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК ВЫВОДНЫХ РАМОК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ Советский патент 1994 года по МПК H01L21/48 

Изобретение относится к способу производства изделий электронной техники, преимущественно выводных рамок мощных полупроводниковых приборов.

Целью изобретения является экономия материалов и снижение трудоемкости.

Способ реализуется следующим образом.

На материале выводы в виде ленты устанавливают параллельно кромке одну или с требуемым зазором несколько полос из материала теплоотвода, наматывают собранный таким образом пакет на оправку, выполненную из материала с высоким коэффициентом технического расширения, на полученный рулон дополнительно наматывают ленту из материала с более низким, чем у оправки, коэффициентом термического расширения и нагревают рулон до температуры сварки Т = 0,8 Т_пл., обрезают кромки полученной профильной ленты симметрично теплоотводу и прокатывают ленту в валках с калибром с обжатием 20-50% .

Использование способа полностью исключает потери материала теплоотвода, в обрезь уходит лишь кромка выводной части.

Процесс соединения материалов выводов и теплоотвода осуществляется путем диффузионной сварки, что расширяет диапазон обеспечения требуемых геометрических размеров и физико-механических свойств рамки.

Так, выводные рамки, например, мощных транзисторов типа КТ-28, КТ-43 и др. должны состоять из теплоотвода, выполненного из материала с низким электрическим сопротивлением толщиной порядка 1 мм и более, а выводная часть - из материала с высокой прочностью толщиной 0,4-0,6 мм. Получение качественного соединения таких материалов толщиной более 1 мм совместной холодной прокаткой практически невозможно. Кроме того, холодным плакированием можно получить лишь соединения материалов, имеющих высокую пластичность и выдерживающих разовую прокатку с обжатием более 50-60% . При диффузионной сварке происходит лишь деформация микровыступов контактных поверхностей и материал практически не упрочняется.

Подготовка контактных поверхностей лент производится вращающимися проволочными щетками. Процесс диффузионной сварки проводится в садочных отжиговых печах в водороде или других восстановительных или нейтральных средах. В процессе нагрева рулона, подготовленного вышеприведенным образом, развиваются радиальные давления, превышающие предел текучести металла при температуре сварки, что обеспечивает высокое качество соединения.

После диффузионной сварки производится симметричная относительно теплоотвода обрезка кромок выводной части, например, на дисковых ножах, в которых изготовлен калибр, соответствующий профилю теплоотвода. Это позволяет точно фиксировать материал в процессе резки, обеспечивая высокую точность симметрии кромок выводной части относительно теплоотвода также обеспечивает и надежную качественную прокатку материала.

Уровень требуемых для качественной штамповки механических свойств достигается последующей холодной прокаткой материала в валках с калибром с обжатием 20-50% . Для большинства материалов выводов, например, сплавов на основе меди, легированных хромом и цирконием, прокатка с таким обжатием позволяет примерно вдвое увеличить твердость материалов после диффузионной сварки.

П р и м е р 1. Были изготовлены заготовки выводной рамки мощного транзистора типа КТ-28: теплоотвод из бронзы БрХ (медь-хром), выводная часть - из БpХЦр (медь-хром-цирконий). Размер заготовок: для теплоотвода - 1,2х28 мм, для выводной части - 0,5 х 80 мм. Заготовки отжигали при 450^oC 1 ч и защищали вращающимися проволочными щетками. Узкую ленту накладывали по центру широкой и собранный таким образом пакет наматывали на оправку из нержавеющей стали диаметром 210 мм. Затем наматывали 20 витков молибденовой технологической ленты толщиной 100 мкм.

Оправку с пакетом термообрабатывали в водороде в течение 3 ч при 850^oC. Затем кромки выводной части готовой ленты обрезали на дисковых ножах, имеющих калибр размером 28,5х1 мм, на требуемую ширину 68 мм. Прокатку вели в валках с калибром за один проход с обжатием 30% до получения теплоотвода размером 0,9х28 мм и выводной части 0,4-68 мм. После прокатки твердость ленты составила HV 130 кг/мм², электропроводность выводной части 1,9 ˙10⁸ Ом˙ м, теплоотвода 1,8 ˙10⁸ Ом ˙м. Расслоений ленты при штамповке рамок не наблюдалось.

2. Изготавливали ленточные профильные заготовки мощного кремниевого транзистора типа КТ-43.

Размер заготовок теплоотвода из меди МОб-2х38 мм, выводной части из сплава БрХ1ЦР 0,5х85 мм. После термообработки при 400^oC и времени выдержки 1 ч контактные поверхности лент обрабатывали вращающимися проволочными щетками. На материале выводов симметрично кромкам размещали материал теплоотвода, на нем устанавливали технологическую ленту из ковара размером 0,3х50 мм с покрытием интерметаллидом NiAl₃, препятствующую сварке с соседними витками, и наматывали полученный пакет на оправку из нержавеющей стали диаметром 400 мм. На сформированный рулон дополнительно наматывали ленту из ковара с покрытием NiAl₃ (30 витков). Термообработку рулона с оправкой проводили в водородной печи ОКБ-8085 при 800^oC с выдержкой 3 ч. После размотки рулона кромки профильной ленты бронза-медь обрезали симметрично теплоотводу на ширину 78 мм и прокатывали на четырехвалковом стане с калибром и обжатием 20% .

При изготовлении заготовок рамок транзисторов потерь материала теплоотвода нет, лента обрезается только по кромке выводной части.

В способе снижается трудоемкость за счет отказа от фрезирования части теплоотвода. (56) Патент США N 4404264, кл. H 01 L 21/48, 1983.

Использование: производство выводных рамок для мощных полупроводниковых приборов. Сущность изобретения: на материал выводов в виде ленты устанавливают параллельно кромке одну или с требуемым зазором несколько лент из материала теплоотвода и прокладку, наматывают собранный таким образом пакет на оправку, выполненную из материала с высоким коэффициентом термического расширения. На полученный рулон дополнительно наматывают ленту из материала с более низким чем у оправки коэффициентом термического расширения и нагревают рулон до температуры сварки. Обрезают кромки полученной профильной ленты симметрично теплоотводу и прокатывают ленту в валках с калибром.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК ВЫВОДНЫХ РАМОК ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, включающий соединение ленточных материалов выводов и теплоотвода, резку и штамповку, отличающийся тем, что, с целью экономии материалов и снижения трудоемкости, на ленточном материале выводов размещают одну или несколько полос ленточного материала теплоотвода и прокладку, предотвращающую сварку, наматывают полученную слоистую структуру на оправку, выполненную из жаропрочного материала с высоким температурным коэффициентом линейного расширения, на сформированный рулон наматывают металлическую ленту из материала с низким температурным коэффициентом линейного расширения и нагревают рулон с оправкой в защитной среде до температуры, равной 0,8 величины, совпадающей с меньшей из температур плавления материалов выводов и теплоотвода, проводят резку кромок выводной части симметрично ленточному теплоотводу, и прокатку в валках с калибром.