CH447779A - Procédé de soudure d'une pièce de tungstène contenant de l'or ou de l'argent sur au moins une autre pièce et application de ce procédé - Google Patents

Description

  Procédé de soudure d'une pièce de tungstène contenant de l'or  ou de l'argent sur au     moins    une     autre    pièce et application de ce procédé    La présente invention a pour objet un procédé de  soudure d'une pièce de tungstène contenant de l'or ou  de l'argent sur au moins une autre pièce.  



  Ce procédé est caractérisé par le fait que la pièce  en tungstène contenant l'or ou l'argent est chauffée jus  qu'à la température -de fusion de l'or ou de l'argent, de  façon à provoquer une exsudation limitée de ce métal et  à former ainsi une couche superficielle d'or ou d'argent.  



  L'invention a également pour objet une application  de ce procédé au soudage d'une électrode en tungstène  sur une face d'un dispositif à semi-conducteur.  



  Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs  modes de mise en     aeuvre    du procédé suivant l'inven  tion.  



  Les     fig.    1 à 4 sont des vues en élévation de quatre  pièces de tungstène allié soudées sur un support.  



  Dans le cas de la     fig.    1, la pièce en tungstène allié,  désignée par 1, est soudée, par une de ses faces, sur une  pièce 2 d'un matériau semi-conducteur.  



  Le soudage s'effectue en chauffant la pièce de  tungstène allié jusqu'à la température de fusion de l'or  ou de l'argent contenu dans cette pièce, de façon à pro  voquer une exsudation limitée de ce métal et à former  ainsi une couche superficielle d'or ou d'argent. Le chauf  fage peut s'effectuer en atmosphère contrôlée, par exem  ple en atmosphère réductrice.  



  Le soudage d'une pièce, notamment d'une électrode,  sur un semi-conducteur constitue l'application préférée  de la présente invention.  



  En effet, on sait que les dispositifs à semi-conducteur  s'échauffent par     effet    Joule au cours de leur fonctionne  ment, de sorte que, pour des dispositifs d'une certaine  puissance, il est nécessaire de prévoir l'évacuation des  calories ainsi dégagées. A cet     effet,    le dispositif à semi  conducteur est généralement soudé sur une embase     mo-          tallique    qui sert également d'électrode d'amenée de cou-         rant.    Cette embase est très souvent en cuivre, ce métal  ayant à la fois de bonnes propriétés     thermiques    et élec  triques.

   Lorsque le dispositif à semi-conducteur atteint  certaines dimensions, il est préférable de ne pas le sou  der directement sur l'embase, mais d'interposer entre les  deux pièces une pièce en métal réfractaire, ou     contre-          électrode,    en tungstène ou en molybdène, par exemple.  Le coefficient de dilatation de ces métaux est situé entre  ceux du cuivre et du matériau semi-conducteur du dispo  sitif, de sorte que les contraintes mécaniques auxquelles  le dispositif est soumis lors de son fonctionnement sont  notablement plus faibles que dans le cas où le dispositif  est soudé directement sur l'embase.

   Ce procédé permet  d'obtenir des dispositifs qui présentent d'excellentes ca  ractéristiques mécaniques, notamment si l'on utilise, con  jointement à celui-ci, des soudures   dures   pour souder  le dispositif sur l'embase.  



  Lorsqu'on utilise des contre-électrodes en molybdène  on peut, pour effectuer la soudure du matériau semi  conducteur sur le molybdène, utiliser un métal, tel que  l'or par exemple, qui s'allie, à haute température, au  molybdène.  



  Il est à remarquer qu'on connaît déjà un procédé  permettant, notamment, d'effectuer une telle soudure  molybdène-silicium avec de l'or. Par contre, dans le cas  de contre-électrodes en tungstène, les métaux tels que  l'or, l'argent, habituellement     utilisés    pour souder un  matériau semi-conducteur, ne forment pas d'alliage avec  le tungstène. Il est cependant possible d'obtenir des mé  langes or-tungstène ou argent-tungstène par un procédé  connu tel que, par exemple, la métallurgie des poudres,  dans ce cas, on obtient un mélange de cristaux d'or ou  d'argent avec le tungstène.

   Les contre-électrodes en     ar-          gent-tungstène    ou en or-tungstène présentent des caracté  ristiques mécaniques et électriques particulièrement avan  tageuses pour les dispositifs de puissance à semi-con  ducteurs.      Cependant, les proportions d'argent ou d'or sont gé  néralement faibles, et la soudure de telles     contre-électro-          des    sur un matériau semi-conducteur, ou sur une em  base métallique, même avec interposition d'une feuille  d'or ou d'argent, ou à base d'or ou d'argent, reste déli  cate, ce qui n'est pas le cas avec le présent procédé.  



  Dans le cas de la     fig.    2, la pièce de tungstène allié 1  est soudée, par une de ses faces, sur un support 3 fait  d'un matériau métallique.  



  Le métal du support 3 pourra être quelconque, éven  tuellement du tungstène.  



  Dans le cas de la     fig.    3, une pièce en tungstène allié  est soudée, par une de ses faces, sur une pièce 2 d'un  matériau semi-conducteur et, par sa face opposée, sur  une pièce 3 d'un matériau métallique.  



  Ainsi, la forme d'exécution de la     fig.    3 est une com  binaison de celles des     fig.    1 et 2. Cette application est  particulièrement intéressante puisqu'elle permet, par l'in  terposition de la pièce de tungstène allié, de rendre soli  daires l'une de l'autre une pastille de matériau semi  conducteur et une embase métallique. Les deux soudures  peuvent être effectuées successivement, dans un ordre  quelconque.  



  Enfin, dans la forme d'exécution de la     fig.    4, une  pièce 1 de tungstène allié est soudée sur un support 4,  qui pourra être quelconque, métallique ou en un maté  riau semi-conducteur, avec interposition d'une feuille  métallique intercalaire 5.  



  Dans ce cas, après avoir intercalé la feuille métalli  que 5 entre la pièce 1 et le support 4, on porte l'ensem  ble à la température nécessaire pour que se produise un  alliage entre l'or ou l'argent de la pièce de tungstène allié  et la feuille métallique. Celle-ci pourra être du même  métal que celui contenu dans la pièce en tungstène allié  ou consister en un alliage à base de ce métal. La feuille  métallique pourra également être dopée par un élément  des catégories III ou V de la classification     périodique.     



  Dans le cas où la pièce 4 est en un matériau semi  conducteur, la présence de la feuille métallique interca  laire évite la formation d'une couche d'arrêt dans le ma  tériau semi-conducteur, réalisant ainsi une jonction du  type p n dans le matériau, selon le choix de l'élément de  dopage.    Il est à remarquer que le présent procédé peut être  utilisé pour souder plusieurs pièces ou contre-électrodes  de tungstène allié sur un même élément semi-conduc  teur.  



  De même, l'élément semi-conducteur pourra être  quelconque, par exemple consister en une diode de re  dressement, en un thyristor ou en un thyratron solide,  ou encore en un dispositif symétrique.

Claims (1)

1. REVENDICATION I. Procédé de soudure d'une pièce de tungstène con tenant de l'or ou de l'argent sur au moins une autre pièce, caractérisé par le fait que la pièce en tungstène contenant l'or ou l'argent est chauffée jusqu'à la tempé rature de fusion de l'or ou de l'argent, de façon à pro voquer une exsudation limitée de ce métal et à former ainsi une couche superficielle d'or ou d'argent. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait que le chauffage est effectué en atmosphère con trôlée. 2. Procédé selon la revendication I et la sous-reven- dication 1, caractérisé par le fait que le chauffage est effectué en atmosphère réductrice. 3.

   Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'une feuille intermédiaire en métal de soudage est disposée entre la pièce en tungstène et l'autre pièce. 4. Procédé selon la revendication I et la sous-reven- dication 3, caractérisé par le fait que le métal constituant la feuille intermédiaire est un alliage à base du métal contenu dans la pièce en tungstène. 5. Procédé selon la revendication I et la sous-reven- dication 3, caractérisé par le fait que la feuille intermé diaire de métal est dopée avec un élément des catégo ries III ou V de la classification périodique.

   REVENDICATION II Application du procédé selon la revendication I au soudage d'une électrode en tungstène sur une face d'un dispositif à semi-conducteur.