Способ контроля и управления процессом пайки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЯО А 1 56 4 В 23 К МИТЕТТНРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ 2(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УПРА НИЯ ПРОЦЕССОМ ПАЙКИ (57) Изобретение относится к импу пайке деталей, в частности к способам роля процесса пайки полупроводни приборов. Цель изобретения - повь качества и автоматизация процесса полупроводниковых приборов. Способ Еьснои контковых шение пайки вклюИзобретение относится к импульсной пайке деталей и к способам контроля процесса пайки полупроводниковых приборов.Целью изобретения является повышение качества и автоматизация процесса пайки.Способ реализуется следующим образом, На предварительно собранную и механически сжатую систему кристалл - навеска припоя - тра верза подают последов ател ьность импульсов нагревающего тока, а в фиксированные моменты времени, задержанные относительно задних фронтов импульсов нагревающего тока, измеряют скорость остывания припаиваемого кристалла. Нагрев системы прекращают при уменьшении скорости остывания припаиваемого кристалла.Охлаждение кристалла после окончания каждого импульса нагреваюшего тока определяют, в основном, процессом отвода тепла от кристалла через тепловое сопротивление припоя в прилежащий участок траверзы и процессом отвода тепла от этого участка ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ чает укладку в приспособление выводов (основания), навески припоя и паяемого кристалла, их механическое сжатие и пропускание через них последовательности импульсов нагревающего тока, измерение скорости охлаждения кристалла в фиксированные моменты времени, задержанные относительно задних фронтов нагреваюшнх импульсов, и прекращение нагрева после снижения скорости остывания до заданной величины. Скорость остывания кристалла может быть определена по изменению напряжения на р - и-переходе припаиваемого кристалла при пропускании через него в промежутках между импульсами нагреваошего тока прямого измерительного тока.1 ил. траверзь 1 через технологическую рамку в окружающую среду. При этом тепловая постоянная системы кристалл - припой- -траверза, определяемая произведением тепло- емкости кристалла С,с на тепловое сопротивление кристалл траверза Я,г,л, оказывается много меньше, чем тепловая постоянная системы траверза - окружающая среда.Таким образом, переходная тепловая характеристика охлаждения кристалла складывается из сравнительно быстрой компоненты охлаждения кристалла до температуры, близкой к температуре прилежащего участка траверзы, и медленной компоненты охлаждения этого участка траверзы.В процессе расплавления припоя под действием механического сжатия происходит значительное улучшение теплового контакта между кристаллом и траверзой, и, следовательно, уменьшение теплового сопротивлеН И я Ялристллл 1 тртвср ллНа чертеже приведены графики, иллюстрирующие влияние теплового сопротивления. Абросимоваес КоррПодиретениям и открьаушская набатент, г/.Ужгор СостТехрТираго комитетМосква, Жльский ком Редактор О. ГоловаяЗаказ 5360/13ВНИИПИ Государственн113035,Производственно-изда ктор Т. Малецсноетиям при ГКНТ СССд. 4/5од, ул. Гагарина, 101 кристалл в травер на характер процесса охлаждения кристалла во времени, где 1 - кривая изменения температуры участка траверзы, на котором осуществляется пайка к 1 исталла; 2 - 4 - кривые изменения темп ратуры кристалла при тепловом сопротивл нии кристалл - траверза Якр трв 1, Якр трв 2, Й Р.трвз, соответственно (Йкр трв 1)Якр.трв 2) Якр-трвз),Уменьшение теплового сопротивления кристалл-траверза, свидетельствующее о происшедшей пайке, может быть зарегистр 1 ровано по уменьшению скорости измененя во времени температуры кристалла в м 1 оменты времени, задержанные относительф заднего фронта нагреваюшего импульса н время т. Выбор момента т зависит от конк етного диапазона изменения Якристалл траверза т плоемкости кристалла и тепловой постояни й системы траверза - окружающая среда.Длительность паузы между импульсами нагреваюшего тока и задержку момента измерения скорости изменения температуры кристалла целесообразно выбирать в пределах, определяющих диапазоном изменения т пловой постоянной времени кристалл - т аверза, что обеспечивает максимальное зменение скорости охлаждения кристаллапроцессе его припайки вследствие уменьения теплового сопротивления кристалл - т 1 раверза,Длительность импульсов нагревающего Мока целесообразно выбирать большей, чем Максимальное значение тепловой постоянной Кристаллтраверза, но меньшей, чем теплоь 1 ая постоянная траверза - окружающая Цреда.Для измерения скорости остывания струк 1 уры может быть использован тот или иной 1 ермоцувсФвительный параметр. Так, если 1 а припаиваемых кристаллах имеется диодная структура, то в качестве термочувствительного параметра наиболее целесообразно 1 использовать прямое падение напряжения гемпературы. Для этого необходимо в промежутках между импульсами нагреваюшего тока подавать на припаиваемый диод прямой (измерительный) ток величиной от нескольких единиц до нескольких десятков милли ампер,Например, при пайке кристаллов диодных мостов типа КД 906 амплитуду импульсов нагреваюшего тока устанавливают равной 2 А, длительность - 20 мс. В паузах между импульсами нагревающего тока длительностью 5 мс подают измерительный ток 20 мА. Регистрация значений производной прямого падения напряжения на р - л-переходе припаиваемого кристалла по времени осуществляется в моменты времени, соот.15 ветству 10 шие концу паузы между импульсами нагреваюшего тока. Время пайки 0,5 - 0,8 с в зависимости от геометрических размеров и формы прилежащего участка траверзы.Использование предлагаемого способаобеспечивает исключение возможности перегрева кристалла в процессе пайки сверх температуры, необходимой для осуществления пайки, чем снижается риск повреждения кристаллов, Кроме того, за счет прекраше ния нагрева только после осуществленияпроцесса пайки повышается надежность паяного соединения, повышаются производительность и процент выхода годных изделий. Способ контроля и управления процессомпайки, включающий пропускание через спаиваемые изделия последовательности импульсов нагревающего тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и автоматизации процесса пайки, в качестве контролируемого параметра берут скорость остывания зоны пайки, измеряемую в фиксируемые моменты времени, задержанные относительно задних фронтов нагревающих импульсов, 40 и прекращают пайку после снижения скорости остывания до заданной величины.