Способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика холла

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 790039(22) Заявлено 030378 (21) 2587866/26-25с присоединением заявки Нов(51)М. Кл.з Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПАР ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ К ЧУВСТВИТЕЛЬНОМУ ЭЛЕМЕНТУ ДАТЧИКА ХОЛЛА Изобретение относится к изготов- лению полупроводниковых приборов, в частности датчиков Холла, и может быть использовано при креплении пар потенциальных электродов датчиков Холла, применяющихся в современной радиоэлектронике, измерительной техтике, автоматике и телемеханике,В датчиках Холла из-за плохого качества изготовления электродов в большинстве случаев полезному сигналу сопутствуют паразитные сигналы, одним из которых является напряжение неэквипотенциальности, обуслов-. ловленное несимметричным присоединением пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика Холла. Несимметричное расположение пар потенциальных электродов зависит от способа их соединения. Известны различные способы соединения пар потенциальных электродов, среди которых пользуются преимуществом припаивание и сваривание, Посредством припоя электрод к чувствительному элементу датчика Холла присоединяют следующим образом, После симметризадии расположения пар пОтенциальных электродов, присоединяемое место обслуживают припоем, а остатки припоя вокруг электрода удаляют вручнуюс помощью режущих инструментсв. Эта,необходимо, так как в противном случае проявляются шунтируюшне влиянияэтих остатков, снижается чувствительность датчика Холла, повышаются погрешности, а при удалении остатковприпоя часто разрушаются чувствительные элементы датчиков Холла, что непозволяет автоматизировать производство датчиков. Известен способ нанесения точечных контактов на потенциальные стороны чувствительного элемента датчика Холла пропусканием импульса тока через присоединяемые электроды, при котором происходит их приваривание, Этот способ включает приваривание токовых и одного из пар потенциальных электродов, пропускание тока через токовые электроды, симметризацию расположения пар потенциальных электродов перемещением второго не- приваренного электрода по холловской грани пластины, наблюдение за показанием индикатора эквипотенциальных точек и их нахождение, а затем приваривание упомянутого электрода к пластине 1.Однако при сварке второй потенциальный электрод смещается в сторонуот эквипотенциальных точек пластины,в некоторых случаях образуются интерметаллические соединения, микротрещины (при очень тонких размерахпластин, 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 рекрйсталлиэованную зону, зону теплового воздействия и собственно свариваеьые детали,Высокие механические напряжения(склонные создать микротрещины отбыстрой рекристаллизации) и механическая ослабленная эона тепловоговоздействия приводят к ухудшению качества соединения способом сварки,Напряжение неэквипотенциальности,обусловленное смещением потенциальных электродов от эквипотенциальныхточек во время сварки, можно выразить по приближенной формуле(1)где к - сойротивление между смещенными точками в поперечномнаправлении потенциальныхэлектродов Холла;ток управления датчика Холла,Как видно .из формулы (1), величина напряжения неэквипотенциальностизависит от величины управляемого тока 11 и сопротивления г . Сопротивление го в свою очередь изменяетсяпо сложному закону в зависимости оттемпературы и влияния индукции магнитного поля.Известен способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика Холла, основанный на склеивании с помощью токопроводящего клея (2)Однако способ не обеспечивает эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов, так как недостигается точечное крепление электродов и возникает шунтирующий эффекти нелинейные искажения.Цель изобретения - повышение процента выхода годных изделий за счетэквипотенциального крепления парпотенциальных электродов и обеспечения воэможности, автоматизации,Эта цель достигается тем, что перед склеиванием электродов с чувствительным элЕментом производят ихсимметризацию,. а приклеивание производят с помощью магниточувствительного токопроводящего клея под воздействием магнитного поля, силовые линии которого направлены вдоль осипотенциальных электродов,Крепление неприсоединенного потенциального электрода ведется приклеиванием с помощью клея, содержащегоэпоксидную смолу в качестве связующего полимера, отвердитель и электропроводящую магниточувствительнуюкомпоненту в определенной последовательности с прижатием, нагревом ивоздействием магнитного поля по осиприспоединяемых электродов,Процесс крепления состоит из следующих операций: вначале конец присоединяемого электрода после симметризации прямолинейно отводят от чувст 15 вительного элемента датчика, смачивают клеем и снова подводят к чувствительному элементу прямолинейным двидвижением, Повторно проверяют сохранность эквипотенциальности расположеЩ ния потенциальных электродов датчикаХолла, например, как в случае первоначальной симметризации упомянутыхэлектродов, т.е, через токопроводящие электроды пропускают ток, ак выходным концам потенциальныхэлектродов подключают индикатор(например, гальванометр) для наблюдения за отсутствием напряжения неэквипотенциальности при отсутствиивоздействующего на датчик Холла магнитного поля. Если наблюдается смещение потенциальных электродов отэквипотенциальных точек по показанию индикатора, то необходимо ихсимметрировать, После этого присоединяемый электрод прижимают с некоторой силой к чувствительному элементу датчика Холла с одновременным нагреванием и воздействуют магнитнымполем, силовые линии которого направ 40 лены вдоль потенциальных электродовдатчика.Прижатие присоединяемых деталейи воздействие на них направленныммагнитным полем используют для создания неоднородности электропроводности клеевой пленки под электродом ивокруг него, Поскольку электродыизготовляют из металлов, а чувствительный элемент датчиков Холла изполупроводниковых материалов, тосклеиваемые детали подвергают сжатиюв пределах допускаемых напряженийдля материала, выбранного в качествечувствительного элемента датчика.Использование эпоксидной смолыв качестве связующего полимера связано с тем, что она имеет хорошуюадгезию к различным материалам какв жидком, так и в отвержденном состояниях, К тому же клеевые пленки60 на основе эпоксидной смолы в качестве связующего полимера обладают высокой механической прочностью, которая имеет существенное значение для1 датчиков Холла. Электропроводящая65 1 магниточувствительная компонента790039 Формула изобретения 20 25 30 35 40 Составитель Е,ХвощеваРедактор И,Черный Техред М. Петко Корректор С.Цомак Заказ 10124 Тираж 844 Подпис н ое ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж,Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4 клея служит для обеспечения необходимой электропроводности клеевой пленки для присоединяемых деталей датчика Холла. Клеи со свойством большойэлектропроводности могут быть изготовлены на основе других полимеров,например, группы алкилов взамен эпоксидной смолы, применяемой в качествесвязующего полимера. Эти клен могутсодержать 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, электропроводящую компоненту,напРимеР, посеребренный никелевыйпорошок,При приклеивании электродов кчувствительному элементу датчика Холла последние можно нагревать приблиозительно до 80 С, применять механическое давление до 4-5 кг/см .Контактное сопротивление присоединяемого потенциального электродак чувствительному элементу датчикаХолла приблизительно определяетсяпо формуле Нк 1 С а (2)где б - удельное поверхностное сопротивление клеевой пленки,равное 0,0001-0,001 см смуа - радиус поверхности склеивания, который соответствуетрадиусу приклеиваемого электрода, практически равный0,01-0,04 см,Тогда В = 0,1-1,0 Ом, который намного меньше сопротивления самогодатчика, для которого сопротивлениеравно 1-5 Ом с размерами 6 х 4 х 0,06 мм яз 1 Я;, 1 А и вполне приемлемо,исходя из условий их нагрева,Таким образом, изготовляется несколько датчиков одновременно, т.е.предлагаемый способ позволяет автоматизировать процесс изготовлениядатчиков Холла и не требует сложнойаппаратуры при их производстве,упростить процесс изготовления какширокоизвестных четырехэлектродных,так и многоэлектродных датчиков Холла, изготовлять их с одной парой илинесколькими парами потенциаЛьных,электродов, расположенных на соответствующих эквипотенциальных точках 5 достичь значительный технико-экономический эффект. Способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительномуэлементу датчика Холла, основанныйна склеивании с помощью токопроводящего клея, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения процента выхода годных изделий за счет эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов и обеспечение возможности автоматизации процесса, перед склеиванием электродовс чувствительным элементом производят их симметризацию, а приклеивание их производят с помощью магниточувствительного токопроводящего клеяпод воздействием магнитного поля,силовые линии которого направленывдоль оси потенциальных электродов,Источники информации,принятые во внимание при экспертиз1, Кобус А.И, и др. Датчики Холлаи магниторезисторы. М 1971, с,116,2, Патент Японии У 43-23827,кл. 60 00, 1968,