Устройство для управления процессом пайки полупроводниковых кристаллов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 01) ЕНИЯ ВТОРСНОМ ДЕТЕЛЬСТВ А.Н.Нкристалл-припо нию падения на остоянной системы ующем узле,проирующего узла ается. Качеза счет увеир та я и регистрацииайки. 2 ил,личения достоверн момента завершени ор 7 иб ь 6, компа ия, Блок 8 5, делит8 управлтоит изратора11, кБузла 13 полупро жет быт управления сосератора 9, генимпульсов, ключиндикаторного задающего ге 0 сдвинутыхриггера 12 и едназанов и по использовано вначенных для сбвых приборов,Цель изобрет роводни про- качеения - повыше оборудования чет увеличенидуОщим йство работа одительнос а пайки за разом. При пе тояние "1до гера 12 в с ении тр исходящ сигнал на вхо к ента за 0 ем при подаче а "Пуск", ключ д генератораьсы управления,м 9 (диаграма генератораустройство 2 на его Б ввход 11 замыкается и а блок-сх эпюры, пояс устройства. енератор тво 2, анаустройств выл детекто ока поступают им тупают ГОСУДАРСТ:ЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭ(56) Алехин В.П, и др. Исследованиераспределения температуры при ультразвуковой сварке полупроводников сметаллами.-Физическая и химическаяобработка материалов, 1971, М 4.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПАЙКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к устройствам сборки полупроводниковых приборовЦель изобретеИзобретение относитсядниковой электронике и верности регистрациищения пайки. На фиг, 1 представлеустройства; на фиг. 2няющие принцип действияУстройство содержиттока, контактное устройлоговый дифференциатор4 выборки-хранения, пик 4 В 23 К 3/ОО, 1/12 ния - повышение производительностиоборудования и качества пайки. Устройство содержит генератор тока ианалоговый дифференциатор, подключенные к паяемому контактирующемуузлу, а также устройство выборкихранения, пиковьп детектор, делителькомпаратор и блок управления. Придостижении моМента расплавления припоя, который определяется по отсутствию дальнейшего изменения тепловой основание и уменьше пряжения на контакт цесс нагревания кон импульсами тока пре ство пайки повышает генерируемые генераторо ма 14, фиг, 2), С выход 1 тока через контактноеимпульсы нагревающего то964тока, а индикаторный узел 13 фиксирует завершение процесса пайки.Устройство может бЫть использовано совместно с дополнительным источником нагрева зоны пайки (горячим газом, нагретым инструментом и т.д.) 14545 Длительность паузы между импульсами нагревающего тока и задержку импульса управления устройством выборки-хранения целесообразно выбиратьв пределах, определяемых диапазономизменения тепловой постоянной времени кристалл-основание в процессе припайки кристалла.Длительность импульсов нагревающего тока целесообразно выбирать большей, чем максимальное значение тепловой постоянной кристалл-основание,но меньшей, чем тепловая постояннаяоснование - окружающая среда.Выбор амплитуды импульсов нагревающего тока определяется максимально допустимым для данной полупроводниковой структуры значением тока ипомехозащищенностью устройства.Для припайки кристаллов на траверзы в диодных мостах 2 Д 906 оптимальная длительность импульсов нагревающего тока составляет 20 мс,длительность паузы 5 мс, амплитуда импульсовнагревающего тока 2 А, измерительныйток 10-50 мА, Выбор коэффициента деления делителя определяется диапазоном изменения теплового сопротивления кристалл-основание в процессеприпайки,Использование устройства в составе установки для пайки диодных кристаллов на основании (траверзы) сконтролем сопротивления контактногоперехода обеспечивает надежную регистрацию момента завершения пайки,повышения производительности процессапайки, надежности паяных соединенийи увеличение процента выхода годныхнапаянных кристаллов за счет исключения риска их перегрева в процессепайки. 20 Формула изобретения Устройство для управления процессом пайки полупроводниковых кристаллов, содержащее генератор тока, выход которого соединен с контактирующим узлом, и блок управления с индикаторным узлом, о т л и ч а ю щ е е с я на припаиваемый кристалл. В промежутках между импульсами нагревающего тока на припаиваемый кристалл подается с выхода генератора 1 тока измеритель ный ток (15, фиг. 2). Под воздействием импульсов нагревающего тока температура припаиваемого кристалла увеличивается, что приводит к уменьшению прямого падения напряжения на 10 контактном устройстве 2 (р-п-переходе, 16 на фиг. 2). В интервалах между импульсами нагревающего тока припаиваемый кристалл охлаждается, причем скорость его охлаждения определяется 5 тепловой постоянной системы кристалл" припой-основание и тепловой постоянной системы основание - окружающая среда, Напряжение на выходе аналогового дифференциатора 3 пропорционально скорости изменения прямого падения напряжения на р-и-переходе припаиваемого кристалла и, следовательно, скорости изменения его темпе 25 ратуры (17, фиг, 2). Б процессе нагрева кристалла, при достижении температуры плавления припоя и под действием сжатия, тепловое сопротивление системы кристалл-припой-основание уменьшается, Это приводит к уменьшению разности температур между кристаллом и прилегающим местом основания и уменьшению тепловой постоянной системы кристалл-припой-основание. По этим причинам скорость охлаждения 35 кристалла в промежутках между импульсаминагревающего тока снижается. В свою очередь, это приводит к уменьшению напряжения на выходе аналогового цифференциатора 3 и устройства 4 вы ц борки-хранения На фиг. 2 приведены графики. управляющего напряжения, подаваемого на управляющий вход устройства 4 хранения-выборки (диаграмма18) и напряжения на его выходе (ди 45аграмма 19). Позицией 20 на фиг. 2 показано напряжение на выходе пикового детектора 5, При снижении напряжения на выходе устройства 4 выборкихранения на величину, определяемую коэффициентом передачи делителя 6,срабатывает компаратор 7, Сигнал сего выхода поступает на К-вход триггера 12 и переводит его в состояниеи к 110 , соответствующее завершению про 1 цесса пайкиПри этом отключение ключа 11 прекращает подачу управляющих импульсов 14 на вход генератора14тем, что, с целью повышения производительности оборудования и качества пайки за счет увеличения достовернос"ти регистрации момента завершения пайки, оно дополнительно содержит аналоговый дифференциатор, устройство выборки-хранения, пиковый детектор, компаратор и делитель, при этом блок управления состоит из задающего генератора, генератора сдвинутых импульсов, КБ-триггера, ключа и индикаторного узла, вход которого соединен с выходом КБ-триггера и управляющим входом ключа, кроме того, установочный вход КБ-триггера является входом "Пуск" блока управления, а 54596 6сбросовый вход КБ-триггера соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом устройства выборки-хранения и входом пикового детектора, а второй вход через делитель - с выходом последнего, управляющий вход устройства выборки-хранения через генератор сдвинутых им О пульсов соединен с первым выходомзадающего генератора, второй выход которого через ключ соединен с входом генератора тока, вход устройства выборки-хранения через аналоговый диф ференциатор подключен к выходу .генератора тока,1454596 17 78Составитель В. Грибова Редактор Н. Киштулинец Техред И.Ходанич Корректор В, ГирнякЗаказ 7388/17 Тираж 892 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4 Р 5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4