Способ контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых приборов

012161 А СОВЕТСНИХЦИАЛИСТИЧЕСНИХ БЛИН ЯО Р /2 369 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРИЧНОМУ СВИД,ЕТЕЛЬСТВУ О 3. Бюн. % 14нилин, Ю. И. Загоровскиенко, Н. Г. Лотохков(54) (57) СПВА СОЕДИНЕНИ РУИЗИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, включаквций подогрев исследуемого прибора; измерение термочувствий,;тельного параметра, сравнение контролируемого параметра с эталонным значением,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, скелью повыщения быстродействия и точно-,Р сти, подогрев исследуемого прибора осу. ществляют путем периодического изменения температуры внешней цоверсности,корпуса прибора под кристаллом и измеряют разность фж между колебаниями температуры внешней поверхности кор- АЧЕСТ пуса и колебанием величины. термочувст- НСТ- . витеп ного параметоаИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле качества полупроводниковых приборов, в частности интегральных мик- росхем. 5Известен способ контроля качества соединений элементов конструкции голупроводниковых приборов, включающий пропусканпе через испытуемый прибор импульсов прямого тока длительностью большей, чем постоянная полупроводникового кристалла, но.меньшей чем, чем тепловая постоянная прибора. Амплитуда импульсов, подаваемых на прибор, поддерживает сЯ постоянной При этом производится 15 измерение и регистрация изменения во времени температурно-чувствительного параметраа испытуемого прибора, измерение скорости изменения температурна-чувствительного параметра во времени и сравнение ее с, эталоннымзначением 1 .По разнице между действительным и талонным значением скоростей судят О качестве контактных соединений, Данный способ не обеспечивает достаточно высокую точность контроля качества соединений элементов конструкции полупро-, водниковых приборов, так как не учитывает в процессе контроля тепловой характеристики собственно полупроводнико 30 вого кристалла. Кроме того, данный,способ не обеспечивает достаточно высокое быстродействие и имеет высокую трудоемкость вследствие необходимости снятия зависимостей температурно-чувс твительного параметра во времени и в диапазоне. температур и посгроеаия графиков этих зависимостей.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ контроля качества контактных соединений силовых полупроводниковых:приборов, включающий импульсный нагрев приборапутем пропускания через него двух серий импульсов прямого тока, длительностью меньше и больше тепловой постоян ной кристалла соответственно, с постоянным увеличением в обоих случаях их амплитуды до тех пор, пока величина температурно-чувствительного параметра, измеряемого по окончании каждого импульса, не достигнет значения, предварительно измеренного при некоторой фиксированной температуре, и по разнице амплитуд мощности, соответствукащх; различной длительности, определяют качество 55 контактных соединений2.Однако данный способ характеризуется низким быстродействием и высокой 1 10121 61 2трудоемкостью контроля, так как необходкмо предварительное измерение термочувствительного параметра при фиксированной температуре (время операции болеедесяти мин), а также использование двухсерий импульсов, нагревающих полупроводниковый прибор с постепенным наросганием их амплитуды и измерении каждыйраз после окончания очередного импульса термочувствительного параметра.Кроме того, данный способ не обладаетвысокой точностью, имеет место погрешность измерений, связанная с неконтролируемьм Охлаждением кристалла за время измерения термочувствительного параметра (после переключения от греющеготока к измерительному).Целью изобретения является повышение быстродействия и точности контроля.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу контроля качествасоединений элементов конструкции полупроводниковых приборов, включающему подогрев исследуемого прибора, измерение термочувствительного параметра, сравнениеконтролируемого параметра с эталоннымзначением, подогрев исследуемого прибора осуществляют путем периодическогоизменения температуры внешней поверхности корпуса прибора под кристалломи измеряют разность фаэ между колебаниями температуры внешней поверхностьюкорпуса и термочувствительного параметра.На чертеже изображена структурнофункциональная схема устройства, реали:-.зующего указанный способ,Устройство содержит источник 1 измерительного тока, кристалл 2, крышку3 и основание 4 исследуемого полупроводникового прибора, источник 5 нагрева,измеритель 6 разности фаз, решающийблок 7 индикатор 8.Контроль качества соединений конструкции полупроводникового прибора осуществляется следукицим .образом.С помощью источника 5 нагрева периодически изменяют температуру внешнейповерхности основания 4 корпуса прий.ра так, чтобы тепловое пятно полностьюпокрывало кристалл 2. Нагрев поверхности основания производится контактнымили бесконтактным способом. Затем фиксируют изменение термочувствительногопараметра, например, прямого падениянапряжения нар-П переходе при постоянном измерительном токе, создаваемомисточником 1 измерительного токаЗаказ 2754/56 Тираж 708 Поурисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушсхая наб.; д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1012161 4ного параметра является не принципиаль- фаз по сравнению с бездефектным прибоиым) и измеряют разность фаз между ром. Предлагаемый способ позволяет периодическими колебаниями подводимой повысить быстродействие и снизить тру мощности и величины температурно-чув- доемкость контроля качества соединений ствительного параметра с помошью.из-полупроводниковых приборов путем исюпо мерителя 6 разности фаз. чения предварительного измерения термоЗатем сравнивают измеренную величи- чувствительного параметра (ТЧП) при ну разности фаз с эталонным значением некоторой фиксированной температуре.для бездефектного образца при помоши Это достигается тем, что в качестве решающего блока 7. Резулвтат сравне-, 1 ф измеряемой величины выбрана разность ния индицируется йа индикаторе:8. фаз между периодическими колебаниямиНаличие дефектов тела типа раковин, подводимой тепловой мощности и периорасслоений и т. п. уменьшает коэффици- дическими изменениями вщачины ЧЧП, ент теьшературопроводности тела и при- обусловленными изменением температуводит к увеличению разности фаз 1 ры кристалла.колебаний температуры поаярх- Данный способ дает возможность нагре- йодюи тела и температуры точки внутри вать кристалл полупроводнижового прибэтела. Таким образом, некачественное ра до достаточно высокой температуры, соединение элементов конструкции иссле- в пределах, ограниченных липп требовадуемого полупроводникового прибора при р ниями технических условий эксплуатации водит к увеличению измеряемой разности данного прибора.