Устройство для термокомпрессионной сварки

-111 У.499072 Союз Советских Социалистических Ресоублик.04,73 (21)1930589/25-2 пением заявк исоедт Государствеиныи комитет Совета Мииистров СССР(088,8) ень2 01.76, Бюл бликован делам изобретеии и открытий Дата опублик ия 06.04,ния о 2) Авторы изобретеш 1) ЗаявительР, Б. Рудзит, Э. Г. Москв Рижский ордена Трудового и(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМ Изобретение относится к области термокомпрессионной сварки металлических выводов с полупроводниковыми кристаллами,Известно устройство для термокомпрессионной сварки, содержащее механизм давленияс Ч-образным электродом и установленный наосновании стол для сварки.Недостатком известного устройства является низкое качество сварки алюминиевого вывода толщиной не менее 0,5 мм с кристалломкремния.Г 1 овышение качества сварки обеспечиваетсяза счет того, что в предлагаемом устройствестол выполнен наклонным и установлен с возможностью регулирования угла наклона, Кроме того, стол связан с основанием регулируемой пружиной.Это позволяет направить давление под углом к поверхности свариваемого контакта иобеспечить растекание деформируемого объема в плоскости контакта, преимущественно водном направлении, т, е. увеличить относительный сдвиг и этим повысить прочность соединения.На чертеже схемати ски изображено предлагаемое устройство,Устройство содержит основание 1 с расположенным на нем столом 2, на котором установлен полупроводниковый кристалл 3, сварочная головка 4 с Ъ-образным электродом 5,1 н, М. А, Калейс и В. Е. АтаушКрасного Знамени политехническийститут МПРЕССИОННОЙ СВАРКИ прижимающим привариваемый металлический вывод 6 к полупроводниковому кристаллу 3 с определенным усилием, создаваемым с помощью механизма давления. Стол 2 выполнен наклонным, для чего смонтирован на основании 1 при помощи шарнира 7, Угол наклона стола 2 можно изменять с помощью регулировочных винтов 8, 9, которые упираются в стол. Выполнение стола 2 наклонным имеет преимущество по сравнению с выполнением под углом торцевой части электрода 5, так как упрощается и облегчается подбор оптимального угла и сокращается количество сменных электродов с разными углами торца. Сварочная головка 4 с 7-образным нагреваемым электродом 5 закреплена на одном конце двуплечего рычага 10, который смонтирован на шарнире 11 на стойке 12. На дру гом конце рычага 10 закреплен груз 13, который уравновешивает противоположный конец и позволяет с помощью регулируемой пружины 14 создать малое прижимное давление электродом 5 на вывод 6. На рычаге 10 закреплен выступ 15, который взаимодействует с собачкой 16, управляемой от электромагнита 17. Сварочное давление создается с помощью регулируемой пружины 18, которая свя. зана одним концом со стойкой 19, а другим концом с двуплечим рычагом 20, смонтированным на шарнире 21. Рычаг 20 снабжен выступом 22, который взаимодействует с собачкой 23, управляемой от электромагнита 24, и регулируемым винтом 25, передающим давление пружины 18 на рычаг 10 через амортизатор 26. В исходном положении перед сваркой рычаги 10 и 20 взведены так, что выступы 15 и 22 опираются на собачки 16 и 23. При этом между инструментом 5 и выводом 6, а также между винтом 25 и амортизатором 26 должен быть маленький зазор. Основание 1 перемещается с помощью винта 27 по кронштейну 28, перемещаемому винтом 29 по стойке 30. Такая конструкция позволяет подвести под электрод 5 любой участок кремниевого кристалла 3 при любом угле наклона стола 2. Шарнир 7 расположен с одной стороны стола 2, который связан с основанием 1 регулируемой пружиной.Работает устройство следующим образом.Полупроводниковый кристалл (кремний) 3 закладывается в гнездо стола 2, который установлен под определенным углом, отрегулированным с помощью винтов 8 и 9, Металлический вывод (алюминиевая проволока) 6 накладывают на полупроводниковый кристалл 3 и фиксируют в этом положении. Включают электрический ток, который, проходя по Ч-образному электроду 5, выполненному из материала, имеющего сравнительно большое электрическое сопротивление и температурную стойкость (например вольфрама, карбида вольфрама), нагревает перемычку в нижней части электрода. Электрический ток с помощью реле времени подается к электромагниту 17, собачка 16 убирается из-под выступа 15, и рычаг 10 под действием пружины 14 поворачивается на шарнире 11, при этом электрод 5 прижимается к выводу 6 давлением, не вызывающим деформации вывода, а обеспечивающим только надежную теплопередачу от нагретого электрода 5 к свариваемому контакту. 1 огда контакт нагрелся несколько ниже температуры образования эвтетики, с помощью реле времени включается электромагнит 24, убирающий собачку 23 из-под выступа 22, и на нагретый электрод 5 прикладывается деформируюшее давление от пружины8, которое благодаря наклонному столу 2 направлено под углом к поверхности свариваемого контакта. В результате, осуществляется качественная термокомпрессионная сварка металлического вывода 6 с полупроводниковым кристаллом 3. Качество сварки алюмини евого вывода с полупроводниковым кристаллом улучшается, если выступ стола 2 прижат к винту 9 с помощью пружины, а между столом 2 и винтом 8 имеется зазор. Пружина 31 отрегулирована так, что стол 2 с гнездом, О несущим кристалл кремния 3, поворачивается вокруг оси шарнира 7 под действием усилия, создаваемого Ч-образным нагреваемым электродом 5, прижимающим к кристаллу кремния 3 алюминиевый провод б.5 Винт 8 отрегулирован таким образом, чтобы в исходном положении между ним и столом 2 имелся определенный зазор, который ликвидируется при повороте стола 2. В конце процесса стол 2 опирается на винт 8.20 Поворот стола 2 на шарнире 7 при сжатиисвариваемых деталей 3 и 6 нагретым электродом 5 способствует проскальзыванию электрода 5 относительно свариваемого контакта, в результате чего увеличивается относитель пый сдвиг и растекание деформируемого объсма в плоскости контакта, преимущественно в одном направлении, а качество приварки металлического вывода б к полупроводниковому кристаллу повышается, Электрический 30 ток отключается с помощью реле времени,11 осле сварки рычаги 10 и 20 взводятся в исходное положение, а сваренная пара вывод - кристалл удаляется из гнезда столика 2.Формула изобретения1. Устройство для термокомпрессионной 40 сварки, содержащее механизм давления сЪ-образным электродом и установленный на основании стол для сварки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества сварки, стол выполнен наклонным и установ лен с возможностью регулирования угла наклона,2, Устройство по п, 1, отличающеесятем, что стол связан с основанием регулируемой пружиной.499072 Редактор Л лов Изд. Уо 1019 Тираж 1177 И Государственноо комитета Совета Министров С по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45