CS137144B5

CS137144B5 - Solder for bonding metal or metallized articles

Info

Publication number: CS137144B5
Application number: CS456368A
Authority: CS
Priority date: 1966-11-26
Filing date: 1966-11-26
Publication date: 1989-11-25

Description

Vynález se týká složení pájky pro spojování kovových nebo pokovených předmětů, s různou tepelnou roztažností, která je zvláště výhodná pro pájení polovodičových systémů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a solder composition for joining metallic or metallized objects with different thermal expansion, which is particularly advantageous for soldering semiconductor systems.

Výkonové polovodičové součástky mají polovodičový systém uložený na podložce a celek je uzavřen neprodyšně v pouzdře. Aby se nepřenášely síly vzniklé rozdílným koeficientem tepelné roztažností podložky a polovodiče na polovodičový systém, spojuje se tento s podložkou vhodnou pájkou. Tato pájka má míti buď přibližně stejný koeficient roztažností jako oba spojované díly, nebo má svou plastickou deformací převzíti síly vzniklé různou roztažností mezi elektrodou. polovodičového systému a podložkou. Řeší se to většinou tak, že se použije buď pájek mechanicky tvrdých a různost tepelných dilatací pak musí vyrovnávat! dilatační vložka, na níž je polovodičový systém připájen, nebo se spojení provádí pájkou mechanicky měkkou, která toto vyrovnání provede bez dilatační podložky svou plastickou deformací. Pájky k tomuto účelu používané bývají slitiny olova a stříbra, olova a kadmia, olova a cínu nebo india se stříbrem. Kromě schopnosti vyrovnávat! tepelné a mechanické pnutí musí pájka, které se používá k pájení polovodičových sýsté2 mů, míti předepsaný bod tání, dále dobrou elektrickou a tepelnou vodivost a musí dobře smáčeti spojované plochy.Power semiconductor components have a semiconductor system mounted on a support and the assembly is sealed in a housing. In order not to transmit the forces generated by the different thermal expansion coefficient of the substrate and the semiconductor to the semiconductor system, this is connected to the substrate by a suitable solder. The solder should either have approximately the same expansion coefficient as the two parts to be joined, or its plastic deformation should assume the forces resulting from the different expansion between the electrode. semiconductor system and washer. It is usually solved by using either mechanically hard solders and the thermal dilatation must equalize! a dilatation insert on which the semiconductor system is soldered, or the connection is made by a mechanically soft solder, which performs this alignment without a dilatation mat by its plastic deformation. Solders used for this purpose are lead-silver alloys, lead-cadmium, lead-tin or silver-indium. In addition to the ability to balance! The thermal and mechanical stresses of the solder used to solder semiconductor systems must have a prescribed melting point, good electrical and thermal conductivity, and must well wet the bonded surfaces.

Nevýhodou těchto uvedených opatření je, že v prvém případě dilatační vložka zvyšuje elektrický i tepelný odpor, ve druhém případě pak nejsou uvedené pájky dostatečně měkké, takže se jimi nedosáhne vyhovujícího vyrovnání dilatací.The disadvantage of these measures is that in the first case the expansion insert increases both the electrical and thermal resistance, in the second case the solders are not sufficiently soft to achieve a satisfactory expansion compensation.

Oběma těmto nevýhodám stávajících-pájek lze předejít pájkou dle vynálezu. Předmětem vynálezu je pájka pro spojování kovových nebo pokovených dílů nestejné tepelné roztažnosti, zvláště polovodičových materiálů, s kovovou podložkou, vyznačená tím, že. sestává z 45—99 % olova, 1—20 % zinku a zbytek indium.Both of these disadvantages of existing solders can be avoided by the solder of the invention. The subject of the invention is a solder for joining metal or metallized parts of unequal thermal expansion, in particular semiconductor materials, to a metal substrate, characterized in that:. it consists of 45-99% lead, 1-20% zinc and the rest indium.

Pájka podle vynálezu dobře smáčí pájené plochy, vyrovnává pnutí mezi spojenými díly, vzniklá mechanickým zpracováním, nebo pnutí vzniklá různou tepelnou dilatací spojovaných dílů lépe, než je tomu u polovodičových systémů připájených pomocí dilatační vložky. Polovodičové systémy pájené touto pájkou mají nízký tepelný i elektrický odpor. Bod tání pájky se dá poměrem složek voliti od 150 do 325° C.The solder according to the invention wettably wettens the brazed surfaces, compensates for stresses between the bonded parts due to mechanical processing, or stresses caused by different thermal dilatations of bonded parts better than with semiconductor systems soldered with expansion pads. Semiconductor systems soldered by this solder have low thermal and electrical resistance. The melting point of the solder can be selected from 150 to 325 ° C by the ratio of the components.

Dále bude popsáno praktické použití pájky podle vynálezu. Např. pro pájení polovodičového systému přímo na patku tran137144 zistoruneba dipdy se hodí pájka obsahující 80 % olova,-19 % India a 1 %, žínku. Z pájky se vy válců je fólie tloušťky 50 μΐη, z níž se pák vyrážejí výseky potřebného tvaru a, v -velikosti. Tento výsek pájky se uloží na pat- ₅ku a na něj se přilqží polovodičový systém ‘ určený k připájení. Takto připravená sestava se zahřeje na 300° C a nechá zchladnouti.The practical use of the solder according to the invention will now be described. E.g. For soldering a semiconductor system directly to the foot of tran137144 zistoruneba dipdy, a solder containing 80% lead, -19% India and 1% washcloth is suitable. The solder of the roll is a film of 50 μ ,η thickness, from which the punches punch cuts of the necessary shape and size. This segment solder is deposited on Patten to ₅ and it is přilqží semiconductor system 'designed to be soldered. The thus prepared assembly is heated to 300 ° C and allowed to cool.

Po zchladnutí zůstává mechanicky pevný a dilatačně odolný spoj, který nadto vykazuje nízký .elektrický i tepelný odpor.After cooling, a mechanically strong and dilatation-resistant joint remains, which in addition has a low electrical and thermal resistance.

Použití pájky podle vynálezu není omezeno jen na polovodičové součástky, ale pájky . může být použito i jinde, kde je třeba spojlti dva kovové předměty, přičemž spoj má vyrovnávat! pnutí vzniklá mechanickým namáháním nebo vlivem jejich různé tepelné dilatace. í<The use of the solder according to the invention is not limited to semiconductor components, but to solders. it can also be used elsewhere where two metal objects need to be joined together, the joint being aligned! stresses due to mechanical stress or due to their different thermal dilatations. í <

Claims

A solder for joining metal or metallized objects of unequal thermal expansion, in particular semiconductor materials, to a metal backing, characterized in that it consists of 45-90% lead, 1-20% zinc and the rest indium.