Установка для диффузионной сварки

(50 4 В 23 К 20 26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ ФУЗ ИОН нию аст- вар- мокой, про- ширеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИФ НОЙ СВАРКИ(57) Изобретение относится к оборудова для сварки давлением с подогревом, в ч ности к установкам для диффузионной с ки полупроводников с диэлектриками, и жет быть использовано в радиотехничес электронной и приборостроительной мышленности. Цель изобретения - рас,ЯО 1391839 А 1 ние номенклатуры свариваемых деталей. Установка содержит пакетное устройство, состоящее из верхней, средней и нижней плит, изолированных одна от другой, рабочий стол, выполненный в виде направляющих, изолированных от корпуса нагревателя, контактные защелки, нажимные узлы с токо- подводящими штоками, кассеты с гнездами для соединяемых деталей. Применение средней плиты с центрирующими отверстиями, сменной кассеты и сменных контактов делает устройство унифицированным. Наличие изоляции между плитами и контактных защелок на верхней и средней плитах позволяет легко менять полярность и схему годачи высокого напряжения на соединяемые детали, подводить две электрические цепи и получать за один цикл качественные соединения типа диэлектрик - полупроводник - диэлектрик, полупроводник - диэлектрик полупроводник. 5 ил.1Изобретение относится к оборудованию для сварки давлением с подогревом, в частности к установкам для диффузионной сварки полупроводников с диэлектриками, и может быть использовано в радиотехнической, электронной и приборостроительной промышленностии.Цель изобретения - расширение номенклатуры свариваемых деталей.На фиг. 1 показана схема предлагаемой ,установки; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - схема подачи высокого напряжения на свариваемые детали без использования средней плиты; на фиг, 4 - то же, с использованием средней плиты в качестве центрирующего элемента; на фиг, 5 - то же, ,с использованием средней плиты.Установка содержит пакетное устройство состоящее из верхней плиты 1, средней плиты 2 с центрирующими отверстиями и ниж,ней плиты 3, изолированных одна от другойвысокотемпературными изоляторами 4.Верхняя плита 1 снабжена нажимными токоподводящими штоками, состоящими из направляющих стаканов 5, штоков 6, пру,жин 7, регулировочных гаек 8, которые через сменные контакты 9 передают сварочное ,давление и высокое напряжение на свариваемые детали 10, Средняя плита 2 имеет гцентрирующие отверстия, в которые вставлены сменные центрирующие втулки 11 и 12 из изолятора (в другом варианте (фиг. 1, 5) из металла и изолятора), служащие для изолированного центрирования полупровод,никовых элементов относительно диэлектрика, Нижняя плита 3 снабжена сменной кассетой 13 с гнездами для свариваемых деталей 10. На плитах 1, 2 размещены контактные защелки, состоящие из шпилек 14, пружин 15 и гаек 16, 17.Пакетное устройство установлено на ,стол 18, выполненный в виде направляющих, изолированных изоляторами 19 от корпуса нагревателя 20. Устройство закрыто крышкой 21. Для подвода высокого напряжения служат шины 22, 23 и 24, изолированные от корпуса нагревателя изоляторами 25. Нагревательные элементы 26 экранированы тепловыми экранами (не показаны),Введение в пакетное устройство изоляторов между плитами позволяет использовать устройство для соединения полупроводников с диэлектриками при подаче на них высокого напряжения.Введение в устройство изолированной средней плиты 2 с центрирующими отверстиями позволяет подводить к соединяемым деталям две независимые цепи высокого напряжения, а следовательно, осуществлять одновременное центрированное соединение многослойных и сложных сборок, что расширяет номенклатуру соединяемых деталей,Размещение на верхней и средней плитахнезависимых контактных защелок позволяет осуществлять подачу высокого напряжения от токоподводящих шин к свариваемым де 5 О 15 20 25 30 35 40 50 55 2талям, позволяет менять полярность и схему электрических цепей высокого напряжения поворотом пакетного устройства на 180.Размещение в средней плите 2 сменных центрирующих втулок 11, 12, сменных контактов 9, а также сменная кассета 13 позволяют быстро перестраивать устройство на сварку различных деталей, сохраняя точное центрирование соединяемых деталей с одновременной электроизоляцией их от оснастки и друг от друга.Установка работает следующим образом.В пакетном устройстве в зависимости от типа соединяемых деталей меняют сменную кассету 13, втулки 11, 12 и контакты 9. Соединяемые детали 10 устанавливают в пакетное устройство и накрывают верхней плитой 1, имеющей индивидуально регулируемые системы давления, штоки 6, которые одновременно служат тоководами, Сборку пакетного устройства осуществляют на монтажном столе вне устройства,Собранное пакетное устройство фиксируют барашковыми гайками. При помощи граммометра, используя отверстия в штоках 6, гайками 8 регулируют давление на соединяемые детали. Собранное пакетное устройство устанавливают на стол 18 электрического нагревателя 20 так, чтобы высоковольтная шина 24 вошла в контакт с защелками 14, установленными на плитах 1 или 2 в зависимости от необходимой полярности и схемы электрической цепи. Высоковольтная шина 23 подведена к столу 18, изолированному от корпуса нагревателя 20. Для равномерного нагрева пакетного устройства нагреватели 26 закрывают тепловыми экранами, В центре пакетного устройства выполнен канал между плитами 2 и 3 для прохода термопары от терморегулятора (не показаны). При необходимости подключают высоковольтную шину 22, нагреватель закрывают крышкой 21 и включают нагрев.На фиг. 3 показано использование пакетного устройства при соединении кремниевых мембран с корпусом при необходимости индивидуального центрирования мембран. Положительный потенциал от шины 24 через защелку 14 подают на верхнюю плиту 1, через нее по штоку 6 и контакту 9 на одну из свариваемых деталей 10 - полупроводниковую мембрану. Отрицательный потенциал от шины 23 через стол 18, нижнюю плиту 3 и кассету 13 подают на другую свариваемую деталь 10 - корпус. Втулка 1 из высокотемпературного изолятора служит для центрирования соединяемых деталей и удерживает их от смещения в процессе соединения. Наличие изоляторов 4 в верхней плите 1 позволяет подавать на соединяемые детали напряжение от высоковольтного источника. При такой сборке необходимость в средней плите 2 отпадает и она может быть снята, если габариты свариваемых деталей не вписываются в размеры центрирующих отверстий плиты 2.1391839получении элементов типа полупроводник - диэлектрик в полупроводн необходимо изменить полярность шин, идущих от высоко- а вольтного блока. Применение средней плиты2 с контактной защелкой 14, центрирующими отверстиями и втулками 11, 12 позволяет з значительно расширить номенклатуру свае риваемых деталей, так как обеспечивается е возможность одновременного соединения ь сложных сборок с изолированным центри 10 рованием соединяемых деталей.При достижении необходимой температуры (для пары кремний - стекло - 430+ +15 С) по заданной схеме подают высокое й напряжение 0,2 - 10 кВ от высоковольтногоблока. По истечении 5 - 60 мин отключают й 5 установку. Детали остывают в электриче ском нагревателе, затем извлекается пакетное устройство с готовыми изделиями. Формула изобретения 3На фиг. 4 показан другой вариант пакет ного устройства, Электрическая схема анало гична схеме на фиг. 3, Здесь в устройство введена средняя плита 2, напряжение н которую не подается. Она служит для удоб ства сборки элементов и центрирует свари ваемые детали при помощи втулок 11 и высокотемпературного изолятора. Наличи центрирующих отверстий в плите 2, а такж ее изоляция от плит 1, 3 позволяет проводит одновременное соединение большого коли чества деталей.На фиг. 5 показано использование пакет ного устройства при одновременном соеди ненни двух грузиков к полупроводниково мембране с использованием двух высоко вольтных источников тока. Положительны потенциал от обоих блоков подают шиной 2 на защелку 14 средней плиты 2 и через цент рирующую втулку 12 на одну из соединяемых деталей 10 - полупроводниковую мембрану. Отрицательный потенциал от другого блока через шину 23, стол 18, плиту 3, кассету 13, контакт 9 подают на другую свариваемую деталь 10 - грузик. Отрицательный потенциал от второго источника тока подают на шину 24 и через плиту 1, штоки 6, контакты 9 на третью свариваемую деталь 1 О - грузик.Если режим сварки привариваемых грузиков одинаков, то сварку можно вести от одного источника тока. Для этого пакетное устройство необходимо развернуть на 180. Тогда положительный потенциал от шины 24 через контактную защелку 14 средней плиты 2 по центрирующим втулкам 12 передают на центральную свариваемую деталь 10 - мембрану. Плиты 1 и 3 соединяют перемычкой (не показана) и отрицательный потенциал через шину 23, стол 18, плиты 1, 3, кассету 13, штоки 6, контакты 9 подают на привариваемые грузики. Описанные схемы предусмотрены для соединения типа диэлектрик в полупроводник в диэлек. ПриА- юю 17 ггу к 7 20Установка для диффузионной сварки,содержащая пакетное устройство, состоящее из верхней и нижней плит, электрический нагреватель, рабочий стол, тепповые экраны, изоляторы, токоведущие шины, систему 25 передачи давления а свариваемые детали,выполненную в виде направляющих стаканов, установленных на верхней плите, отличаюиаяся тем, что, с целью расширения номенклатуры свариваемых деталей, пакетное устройство снабжено средней плитой с центрирующими отверстиями и контактными защелками, нижняя плита снабжена кассетой с гнездами для соединяемых деталей, контактные защелки размещены на верхней и средней плитах, верхняя плита выполнена с нажимными токоподводящими штоками, причем плиты изолированы одна от другой, а рабочий стол выполнен в виде направляющих, изолированных от корпуса нагревателя.есоваК П Эрдейи ектор исное НИИПИ Государственного ком113035, Москва, ЖПроизводственно-полиграфичес изобретенииаб., д. 4/5жгорол, ул. П открытий оектна Редактор М. КелемешЗаказ 1792/17 Составитель Т. Олехред И. Вересираж 921тета СССР по леда- 35, Раушскаяое предприятие, г.