Способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика холла Советский патент 1980 года по МПК H01L21/60 

тем приваривание упомянутого электрода к пластине 1..

Однако при сварке второй потенциальный электрод смещается в сторону от эквипотенциальных точек пластины, в некоторых случаях образуются интерметаллические соединения,микротрещины (при очень тонких размерах пластин,например,при толщине порядка 10-100 мк) .

При сварке происходит расплавление соединяемых деталей на контактных поверхностях, в этом случае сварное соединение состоит из двух равнородных деталей, между которыми имеется рекристаллизованная прослойка. В таком соединении различают рекрйсталлизованную зону, зону теплового воздействия и собственно свариваемые детали.

Высокие механические напряжения (склонные создать микротрещины от быстрой рекристаллизации) и механическая ослабленная зона теплового воздействия приводят к ухудшению качества соединения способом сварки,

Напрялсение неэквипотенциальности, обусловленное смещением потенциальных электродов от эквипотенциальных точек во время сварки, можно выразить по приближенной формуле

(1)

и

о 1

Г,

нэк,

сопротивление между смещенгде г„ ными точками в поперечном направлении потенциальных электродов Холла; ток управления датчика Хол1 . ла.

Как видно .из формулы (1), величина напряжения неэквипотенциальности зависит от величины управляемого тока и сопротивления г. Сопротивление TO в свою очередь изменяется по сложному закону в зависимости от температуры и влияния индукции магнитного поля.

Известен способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика Холла, основанный на склеивании с помощью токопроводящего клея 2.

способ не обеспечивает эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов, так как не достигается точечное крепление электродов и возникает шунтирующий эффект и нелинейные искажения.

Цель изобретения - повышение процента выхода годных изделий за счет эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов и обеспечения возможности автоматизации.

Эта цель достигается тем, что перед склеиванием электродов с чувствительным элементом производят их симметризацию,. а приклеивание производят с помощью магниточувствительного токопроводящего клея под воздей ствием магнитного поля, силовые лиНИИ которого направлены вдоль оси потенциальных электродов,

Крепление неприсоединенного потенциального электрода ведется приклеиванием с помощью клея, содержащего эпоксидную смолу в качестве связующего полимера, отвердитель и электропроводящую магниточувствительную компоненту в определенной последовательности с прижатием, нагревом и воздействием магнитного поля по оси приспоединяемых электродов.

Процесс крепления состоит из следующих операций: вначале конец присоединяемого электрода после симметризации прямолинейно отводят от чувствительного элемента датчика, смачивают клеем и снова подводят к чувствительному элементу прямолинейным двдвижением. Повторно проверяют сохранность эквипотенциальности расположения Потенциальных электродов датчика Холла, например, как в случае первоначальной симметризации упомянутых электродов, т.е. через токопроводящие электроды пропускают ток, а к выходным концам потенциальных электродов подключают индикатор (например, гальванометр) для наблюдения за отсутствием напряжения неэквипотенциальности при отсутствии воздействующего на датчик Холла магнитного поля. Если наблюдается смещение потенциальных электродов от эквипотенциальных точек по показанию индикатора, то необходимо их симметрировать. После этого присоединяемый электрод прижимают с некоторой силой к чувствительному элементу датчика Холла с одновременным нагреванием и воздействуют магнитным полем, силовые линии которого направлены вдоль потенциальных электродов датчика.

Прижатие присоединяемых деталей и воздействие на них направленным магнитным полем используют для создания неоднородности электропроводности клеевой пленки под электродом и вокруг него, Поскольку электроды изготовляют из металлов, а чувствительный элемент датчиков Холла из полупроводниковых материалов, то склеиваемые детали подвергают сжатию в пределах допускаемых напряжений для материала, выбранного в качестве чувствительного элемента датчика.

Использование эпоксидной смолы в качестве связующего полимера связано с тем, что она имеет хорошую адгезию к различным материалам как в жидком, так и в отвержденном состояниях. К тому же клеевые пленки на основе эпоксидной смолы в качестве связующего полимера обладгиот высокой механической прочностью, которая имеет существенное значение дпя датчиков Холла. Электропроводящая магнлточувствительная компонента

клея служит для обеспечения необходимой электропроводности клеевой пленки для присоединяемых деталей датчика Холла. Клеи со свойством большой электропроводности могут быть изготовлены на основе других полимеров, например, группы алкилов взамен эпоксидной смолы, применяемой в качестве связующего полимера. Эти клеи могут содержать различные растворители. При этом для каждого клея учитываются их специфические качества:электропроводность, механическая прочность, устойчивость к влаге, температуре и т.д. В зависимости от назначения датчиков Холла может применяться, например, клей, содержащий эпоксиную смолу, отвердитель, например, полиэтиленполиамин или диэтилентриамин, электрепроводящую компоненту, например, посеребренный никелевый порошок.

При приклеивании электродов к чувствительному элементу датчика Холла последние можно нагревать приблизительно до , применять механическое давление до 4-5 кг/см .

Контактное сопротивление присоединяемого потенциального электрода к чувствительному элементу датчика Холла приблизительно определяется по формуле

О-

к

(2)

где (У - удельное поверхностное сопротивление клеевой пленки, равное 0,0001-0,001 см-см; а - радиус поверхности склеивания, который соответствует радиусу приклеиваемого электрода, практически равный 0,01-0,04 см.

Тогда ,1-1,0 Ом, который намного меньше сопротивления самого датчика, для которого сопротивление равно 1-5 Ом с размерами 6x4x0,06 мм

из I(|St):, вполне приемлемо, исходя из условий ИХ:нагрева.

Таким образом, изготовляется несколько датчиков одновременно, т.е. предлагаемый способ позволяет автоматизировать процесс изготовления датчиков Холла и не требует сложной аппаратуры при их производстве, упростить процесс изготовления как широкоизвестных четырехэлектродных, так и многоэлектродных датчиков Холла, изготовлять их с одной парой или несколькими парами потенциальных .электродов,расположенных на соответствующих эквипотенциальных точках, достичь значительный технико-экономический эффект.

Формула изобретения

Способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика Холла, основанн ай на склеивании с помощью токопроводящего клея, отличающийс я тем, что, с целью повышения процента выхода годных изделий за счет эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов и обеспечение возможности автоматизации процесс а, перед склеиванием электродов с чувствительным элементом производят их симметризацию, а приклеивание их производят с помощью магниточувствительного токопронодящего клея под воздействием магнитного поля, силовые линии которого направлены вдоль оси потенциальных электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиза

1.Кобус А.И. и др. Датчики Холла и магниторезисторы. М,, 1У71, с.116.

2.Патент Японии NP 43-23827, кл. 60 DO, 1968.