CZ6388U1 - Výkonová polovodičová součástka s tvrdým spojem - Google Patents

Description

Výkonová polovodičová součástka s tvrdým spojem

Oblast techniky

Technické řešení se týká výkonové polovodičové součástky s tzv. tvrdým spojem, zejména vhodného pokovení kluzných ploch při dilataci dílů součástky za provozu.

Dosavadní stav techniky

Výkonová polovodičová součástka s tvrdým spojem je složena z křemíkové desky spojené slitinou na bázi hliníku s wolframovou nebo molybdenovou dilatační elektrodou, která chrání křemíkovou desku před mechanickým poškozením a zajišťuje dobré tepelné a elektrické vlastnosti součástky. K druhé straně křemíkové desky je kluzně uložena molybdenová distanční elektroda a celý systém je rovněž kluzně uložen mezi elektrodami hermeticky uzavřeného pouzdra. Při spojení křemíkové desky s dilatační elektrodou, které se provádí při teplotách 600° až 750 °C, dochází k bimetalickému jevu, který se projevuje prohnutím soustavy křemík-elektroda. Uvedené prohnutí se velmi negativně projevuje při dilataci dílů součástky za provozu a pro potlačení těchto jevů je nutno vytvořit na kluzných plochách vhodné pokovení. U součástek se zlatým katodovým kontaktem je mezi horní měděnou poniklovanou elektrodou pouzdra s polovodičovým systémem kluzně uložena molybdenová dilatační elektroda oboustranně poniklovaná. Polovodičový systém je tvořen křemíkovou deskou tvrdě napájenou na jednu stranu molybdenové nebo wolframové dilatační elektrody, jejíž druhá strana je opatřena zlatým kontaktem. Druhá strana křemíkové desky je rovněž opatřena zlatým kontaktem. Celý polovodičový systém kluzně dosedá na dolní poniklovanou měděnou elektrodu pouzdra. U součástek s hliníkovým katodovým kontaktem je mezi horní měděnou poniklovanou elektrodou pouzdra s polovodičovým systémem kluzně uložena molybdenová dilatační elektroda, na straně k elektrodě pouzdra pozlacená a na straně ke křemíkové desce poniklovaná. Polovodičový systém je tvořen křemíkovou deskou tvrdě napájenou na jednu stranu molybdenové nebo wolframové dilatační elektrody, jejíž druhá strana je opatřená zlatým kontaktem, který kluzně dosedá na dolní poniklovanou měděnou elektrodu pouzdra. Druhá strana desky je opatřena hliníkovým kontaktem. Používání zlata jako kluzné plochy při dilatačním pnutí zajišťuje dobré vlastnosti jako odolnost a dobrý kontakt zlaté vrstvy. Značnou nevýhodou je však vysoká cena a náročná technologie nanášení.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje výkonová polovodičová součástka s tvrdým spojem, jejíž podstata spočívá v tom, že druhá strana dilatační elektrody je opatřena vrstvou stříbra a druhá strana polovodičové desky je opatřena kontaktem tvořeným vrstvou kovu ze skupiny stříbra Ag, hliníku AI a titanu Ti. Dále je mezi pokovenou polovodičovou desku a poniklovanou měděnou elektrodu kluzně uložena dilatační molybdenová vrstva s drsností povrchu 0,1 až 0,4 μιη. Výhodou tohoto řešení je jednodušší technologie nanášení, neboť zlatou vrstvu nutno napařovat, kdežto stříbrný kontakt je vytvářen galvanickým pokovením. Významná je rovněž úspora zlata. Náklady na vytvoření stříbrného kontaktu

-1CZ 6388 Ul představují vzhledem k jeho tloušťce cca 25 % nákladů na zlatý kontakt.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude dále osvětleno na výkrese, na kterém znázorněno uložení jednotlivých částí součástky včetně nanesených vrstev

Příklady provedeni

Výkonová polovodičová součástka s tvrdým spojem je schematicky znázorněna na výkresu. Polovodičový systém 1 je kluzně uložen mezi měděné poniklované elektrody 2 a 3. Polovodičový systém 1 je tvořen polovodičovou deskou 4., která je z jedné strany tvrdě napájena vrstvou 5 slitiny na bázi hliníku na první stranu dilatační elektrody 6 z molybdenu nebo křemíku. Druhá strana dilatační elektrody 6 je opatřena vrstvou 7 stříbra a druhá strana polovodičové desky 4 je opatřena kontaktem tvořeným vrstvou £ kovu ze skupiny stříbro Ag, hliník AI, titan Ti a mezi pokovenou polovodičovou desku 4 a poniklovanou měděnou elektrodu 2 pouzdra je kluzně uložena molybdenová elektroda 9 s drsností povrchu 0,1 až 0,4 μιη.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je možno uplatnit při výrobě výkonových polovodičových součástek, u nichž je křemíková elektroda s alespoň jedním PN přechodem připojena k dilatační elektrodě slitinou na bázi hliníku.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Výkonová polovodičová součástka s tvrdým spojem, obsahující mezi dvěma poniklovanými měděnými elektrodami kluzně uložený polovodičový systém tvořený polovodičovou deskou s alespoň jedním PN přechodem, z jedné strany tvrdě napájenou slitinou na bázi hliníku na první stranu dilatační elektrody z molybdenu nebo křemíku, vyznačující se tím, že druhá strana dilatační elektrody (6) je opatřena vrstvou (7) stříbra a druhá strana polovodičové desky (4) je opatřena kontaktem tvořeným vrstvou (8) kovu ze skupiny stříbro Ag, hliník AI, titan Ti.
2. 2. Výkonová polovodičová součástka podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi pokovenou polovodičovou desku (4) a poniklovanou měděnou elektrodu (2) pouzdra je kluzně uložena molybdenová elektroda (9) s drsností povrchu 0,1 až 0,4 μπι.