Способ получения теплоотвода для полупроводниковых приборов

С лов Советских Соцнапжтическнх Республик(22) Заявлено 020 уу 9 (21) 2789113 ч 8-21 (5)М. Кл. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Н 01 1, 23/34 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Я.Л.Потапенко, Н.А.Паскаль, Ю.М.Ротнер В.А.Преснов и К,Г.Ноздрина Одесский ордена Трудового Красного Знамениуниверситет им, И.И.Мечникоас государственйй(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛООТВОДА ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ 0 Изобретение относится к получению твердотельного элемента, рассеивающего тепловую энергию, выделяющуюся при работе полупроводникового прибора, и может быть использовано в электронике для размещения на нем полупроводниковых приборов, например ЛПД, диодов Ганна инжекционных лазеров и др. Известна конструкция, в которой алмазная частица используется для теплоотвода состоящего из металлического основания с высокой теплопроводностью и сферической частицы 5 алмаза типа 11 а или синтетического алмаза с подобной теплопроводностью. Алмазная частица округляется, затем усекается шлифовкой и полировкой и помещается в медное тело горячим 20 прессованием или при точном высверливании выемки (1).Недостатками данного способа являются сложные операции создания сферы и усечения, шлиФовки и поли ровки для получения плоскости.Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ, включающий размещение кристалла алмаза в металлическом основании, 30 а именно внедрение кубического кристалла алмаза методом прессования 2),Недостатками данного способа являются необходимость использования аЛмазов, только строго кубической формы, возможность создания механических дефектов кристаллов вплоть до разрушения, а также возможность получения деформации медного основания при запрессовке кристалла.Цель изЬбретения - повышение эффективности теплоотвода и исключение механических дефектов. Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу получения теплоотвода для полупроводниковых приборов, включающему размещение кристалла алмаза в металлическом основании, перед размещением кристалла алмаза в металлическом основании в последнем выполняют углубление и заполняют его расплавом материала, теплопроводность которого выше теплопроводности основания, например расплавом серебра.П р и м е р. В медном основании, например, диаметром 3 мм по центру высверливается отверстие диаметром 1,5 мм, глубиной 1,5 мм, и далее фре855793 Формула изобретения Составитель О.СтручеваРедактор Л.Копецкая Техред А. Ач Корректор Л, Иван Заказ 6943/76 Тираж 784 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 эой конус от сверла в медном основании убирается, т.е, образуется цилиицрическое углубление диаметром 1,5 мм и глубиной 1,5 мм. В него помещается навеска серебра, подобранная экспериментально по весуМедное основание с навеской помещается в вакуумную камеру. В вакууме не ниже 10 Торр навеска серебра вплавляется в отверстие медного основанияКристалл алмаза с наибольшим геометрическим размером не более 1,5 мм подвергается химической очистке и металлиэации со всех сторон катодным распылением в среде аргона хромом или титаном толщиной 209-300 А, а затем никелем 800-1000 А, Металлиэи рованный кристалл алмаза помещается в мениск, образованный от вплавления серебра в медное основание, и данная конструкция нагревается в среде аргона. Нагрев можно вести до значи О тельного размягчения серебра,и при нези ачитель ном давлен ии утопить металлизированный кристалл алмаза в медное основание или нагреть до температуры плавления серебра 961 С, но не более 25о980 С, и при незначительном нажатии дать возможность системе охладиться в среде аргона. Аргон предотвращает окисление медного основания и металлов, используемых для металлизации, и способствует получению качественного теплового контакта между алмазом и медным основанием. Серебро по теплопроводности превосходит медь и отлично смачивает все используемые металлы. При удачно подобранной навеске серебра, которая зависит от размера кристалла, медное основание с утопленным металлизированным кристаллом алмаза гальванически покрывается золотом толщиной 1 мкм. Если 4 имеется избыток серебра,тс после вплавления необходимо произвести перед гальваническим покрытием золотом шлифовку, полировку и очистку поверхности.Предлагаемый способ позволяет получать теплоотвод при использовании монокристалла алмаза любой формы. При этом в результате заполнения углубления в медном основании расплавом серебра и вдавливании алмаза в это углубление обеспечивается хороший тепловой контакт алмаза с медным основанием. Кроме того, вдавливание монокристалла алмаза производится при столь небольшом усилии, что исключает разрушение хрупких кристаллов в процессе изготовле ния теплоотвода. 1, Способ получения теплоотвода для полупроводниковых приборов, включающий размещение кристалла алмаза в металлическом основании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности теплоотвода и исключения механических дефектов, перед размещением кристалла алмаза в металлическом основании в последнем выполняют углубление и заполняют его расплавом материала, теплопроводность которого выше теплопроводности основания.2. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что углубление в металлическом основании заполняют расплавом серебра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3.828.848,кл. 165-80, опублик. 1974.2, Расселл, Томсон. Алмазныетеплоотводы для ЛПД, утопленные вмедные основания. - ТИИЭР, р 8т. 60, 1972 (прототип),