Полупроводниковый прибор

/1834. Б юл, 9 25овважды ордеамени заво а Трудо- "ЭлектроУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕ(21) 3571800 (22) 0104,8 (46) 07.078 (72) В,П, Ии (71) Саранск вого Красног выпрямитель (53) 621.382 (56) 1. Пате кл. 317-2342. Диоды(54)(57) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР,содержащий плоскую полупроводниковую структуру и соединенные с нейтермокомпенсирующие диски, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности в работе и технологичности конс 1 рукции, по крайнеймере один из термокомпенсирующих дисков выполнен с кольцевым гофром, вогнутость которого обращена к полупроводниковой структуре,1 1102Изобретение относится к конструированию силовых полупроводниковых приборов с паяными контактами и может быть использовано на предприятиях электротехнической промышленности,Важным требованием, предъявляемым к приборам паяной конструкции, является обеспечение качественного соединения полупроводниковой структуры с электродами. От качества шва зависят тепловое сопротивление приборов, устойчивость их к механическим воздействиям и циклическим изменениям температуры, напряжение поверхностного пробоя структуры - параметры, определяющие надежность приборов, Паяный шов должен быть тонким, за счет уменьшения массы припоя снижают уровень механических напряжений, передаваемых на структуру. В объеме его не должно содержаться включений флюса и пузырьков газа, ухудшающих теплопроводность и механическую прочность спая. Во избежание сколов полупро= водниковой структуры и ухудшения вольт-амперной характеристики в процессе травления выпрямительных элементов по контуру шва не должно быть щелей.Известен полупроводниковый прибор с паяными контактами, выпрямительный элемент которого состоит из плоской полупроводниковой шайбы и соединенной с ней мягким припоем металлической подложки, имеющей со стороны полупроводниковой шайбы выпуклую по- З 5 верхность. Выпуклая форма подложки обеспечивает свободный выход газов и флюса из зоны пайки во внешнюю сторону и, как следствие, хорошее качество паяного шва Г 13.Недостаток конструкции в том, что для ее осуществления требуется толстая металлическая подложка. Толщина ее должна быть такой, чтобы при формировании выпуклой поверхности, на 45 пример, путем удаления части матери.апа подложки на сферическом шлифовальнике, обеспечивалась заданная кривизна поверхности и при этом не происходило деформации подложки,О Использование толстой подложки иэ термокомпенсирующего материала в качестве верхнего электрода ведет к снижению ударного тока полупроводниковых приборов.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является полу-, проводниковый прибор, выпрямительный 065 2элемент которого содержит плоскуюполупроводниковую структуру, соединенную мягким припоем с двумя плоскими термокомпенсирующими дискамиразной толщины. Один из них, болеетонкий, изготавливаемый из молибдена,соединен с медным донышком. Последнее заполнено мягким припоем, посердством которого выпрямительный элемент присоединен к, гибкому токовводу 2 3.Недостатками этой конструкции являются невысокая устойчивость приборов к .циклическим изменениям температуры из-эа наплывов припоя вокругтонкого термокомпенсирующего дискаи снижение выхода годных за счет отбраковки выпрямительных элементов,имеющих щели между термокомпенсирующим диском и структурой, Низкое качество паяного шва (наличие наплывов припоя, щелей) вызвано неплоскостностью тонких термокомпенсирующихдисков, коробящихся .в процессе вырубки. Поскольку неплоскостностьдисков различна, а навески припоядозированы, на части приборов имеетместо избыток припоя в виде наплывов, на других - щели вследствие не"достатка его. Степень коробления тонких термокомпенсирующих дисков зависит от материала, из которого ониизготовлены, Сильное коробление некоторых термокомпенсирующих материалов, например ковара, препятствуетиспользованию их для изготовленияплоских электродных дисков, особенно малой толщины.,и большой площади.Цель изобретения - повышение надежности в работе и технологичностиконструкции.Поставленная цель достигается тем,что в полупроводниковом приборе,содержащем плоскую полупроводниковуюструктуру и соединенные с ней термокомпенсирующие диски, по крайней мере один иэ термокомпенсирующих дисковвыполнен с кольцевым гофром, вогну"тость которого обращена к полупроводниковой структуре,Посредством гофры точно выдерживают заданную форму контактной поверхности тонкого термокомпенсирующего диска, обеспечивают действие.капиллярного эффекта в процессе пайки выпрямительных элементов и засчет этого получают тонкий паянЬЙшов без объемных и краевых дефектов,Высокое качество паяного шва гаран3 11020тирует повышенную надежность полупроводниковых приборов и уменьшениетехнологического брака. Для изготовления термокомпенсирующего диска сгофрой можно использовать сильнокоробящийся материал, например тонкую коваровую ленту более дешевую именее дефицитную по сравнению с молибденом и вольфрамом, и эа счетэтого снизить себестоимость приборов.1 ОЕсли углубление в центральной частидиска, образованное гофрой, заполнить припоем, то отпадает необходимость в донышке, так как кольцеваягофра препятствует растеканию припоя, сохраняя его в объеме, достаточном для присоединения гибкого токоввода. Исключение .донышка упрощает конструкцию прибора, способствует снижению его себестоимости, 20На фиг. 1-3 представлены схемывыпрямительного элемента в разрезе,в котором тонкий термокомпенсирующий диск с кольцевой гофрой имеетплоскую .контактную поверхность 15(фиг. 1), слегка выгнут (фиг, 2), занолнен припоем в центральном углублении, образованном гофрой (фиг. 3).Схемы включают тонкий термокомпенсирующий диск 1 с гофрой, кольце- З 0вую гофру 2, полупроводниковую структуру 3, нижний термокомпенсирующийдиск 4, припой 5, донышко 6.Устройство работает следующим об"разом.35Прй вырубке термокомпенсирующегодиска 1 из коробящегося материала,например тонкой коваровой ленты,одновременно на нем штампуют кольцевую гофру 2. За счет гофры перераспределяются внутренние упругие напряжения в периферийной области диска,исключается коробление, обеспечивается заданная штампом форма дискаплоская (фиг. 1) или слегка выгну 65 4тая (фиг 2). При соединении с полупроводниковой структурой 3 плоскийтермокомпенсирующнй диск плотно прилегает к ее поверхности, а диск,имеющий небольшую кривизну контактнойповерхности, образует равномерный повсему контуру контролируемый зазор.В процессе пайки детали устройстванагреваются и находящийся между полупроводниковой структурой 3 и термокомпенсирующим дисками 1 и 4 припой 5 расплавляется., Вследствие хорошего прилегания плоского термокомпенсирующего диска 1 к .структуре 3в пространстве между этими деталямиобразуется однородный по толщине паяный шов без краевых щелей. В этомслучае, когда края диска 1 приподняты над структурой 3, имеющийся. зазор не только исключает условия дляобразования щелей, но и обеспечивает свободный выход газов и флюсаиз объема расплавленного припоя наружу. В устройстве целенаправленоиспользуется рельеф,.создаваемыйкольцевой гофрой. Вогнутая сторонагорфры, обращенная к структуре, образует замкнутую кольцевую полость,посредством которой обеспечиваетсядействие капиллярного эффекта в процессе пайки, Под действием капиллярных сил избыток припоя вытягивается вкольцевую полость, в результате чего и образуется тонкий паяный шов,Выпуклая сторона гофры образует углубление в центральной части термокомпенсирующего диска, которое, если его заполнить припоем, может бытьиспользовано вместо донышка. Преимуществами предлагаемого полупроводникового прибора являются повышенная надежность, более высокий по сравнению с прототипом выход годных приборов и меньшая себестоимость,1102065 Фьъ 3Составитель С, ДудкинПапп Техред.С.Мигунова . Корректор О, Тиг дакто Закаэ 4786/45 5 иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул.,Проектная, 4 Тираж 783 ВНИИПИ Государ по делам изо 13035, Москва, ЖПодписноетвенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб., д, 4