FR2674465A1 - Procede pour souder deux pieces, notamment un composant electrique, et/ou une plaquette semi-conducteur. - Google Patents

Procede pour souder deux pieces, notamment un composant electrique, et/ou une plaquette semi-conducteur. Download PDF

Info

Publication number
FR2674465A1
FR2674465A1 FR9200211A FR9200211A FR2674465A1 FR 2674465 A1 FR2674465 A1 FR 2674465A1 FR 9200211 A FR9200211 A FR 9200211A FR 9200211 A FR9200211 A FR 9200211A FR 2674465 A1 FR2674465 A1 FR 2674465A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
piece
welding
parts
weld
notch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9200211A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2674465B1 (fr
Inventor
Goebel Herbert
Riedinger Franz
Biallas Vesna
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of FR2674465A1 publication Critical patent/FR2674465A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2674465B1 publication Critical patent/FR2674465B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29101—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/3201—Structure
    • H01L2224/32012—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad
    • H01L2224/32014—Structure relative to the bonding area, e.g. bond pad the layer connector being smaller than the bonding area, e.g. bond pad
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/83101—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus as prepeg comprising a layer connector, e.g. provided in an insulating plate member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0102—Calcium [Ca]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0105—Tin [Sn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01058—Cerium [Ce]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

a) Procédé pour souder deux pièces notamment un composant électrique, et/ou une plaquette semiconducteur. b) procédé caractérisé en ce que la cavité est réalisée sous la forme d'un chemin fermé (11), notamment d'une encoche circulaire (10), et en ce que plusieurs encoches (10) réalisées concentriquement les unes par rapport aux autres. c) l'invention concerne un procédé pour souder deux pièces, notamment un composant électrique, et/ou une plaquette semi-conducteur

Description

i "Procédé pour souder deux pièces, notamment un
composant électrique, et/ou une plaquette semi-
conducteur" Etat de la technique La présente invention concerne un procédé pour souder une première pièce, notamment un composant électrique à une seconde pièce, notamment un composant électrique, une pièce de forme de soudage étant placée entre les composants et par pressage contre les bords, elle est fixée dans au moins une cavité de l'un des composants pour éviter un glissement transversal, puis on procède au soudage, de préférence dans un four à souder. Les composants électriques ou électroniques comme par exemple les plaquettes de semi-conducteur, sont soudés dans le boîtier pour assurer le contact électrique, permettre l'évacuation de la chaleur et être protégés contre les accidents Dans une réalisation connue d'une diode de puissance, on fixe par exemple la plaquette de silicium entre deux pièces en cuivre de forme cylindrique, en procédant par soudage Dans ce cas, on place une rondelle de soudure sur un cylindre en cuivre, puis par dessus, on place la plaquette (chip) et enfin une seconde rondelle de soudure sur l'autre cylindre en cuivre Les deux pièces cylindriques en cuivre ont chaque fois une cavité centrale dans laquelle, les anneaux de soudure déformables relativement facilement, sont maintenus après une légère application pour éviter tout décalage ce qui se fait par la pénétration des bords de la cavité dans la soudure molle Pendant la mise en place des pièces (cylindre en cuivre avec une rondelle de soudure/chip/cylindre de cuivre avec une rondelle de soudure), puis le soudage consécutif dans un four à passage, on maintient les pièces dans un magasin (perçage réalisé dans un organe de support) Cela est nécessaire car les pièces sont transportées sur des bandes transporteuses au cours des fabrications évoquées ci-dessus Pour arriver à des débits de fabrication importants, les bandes transporteuses sont soumises à des accélérations importantes entre les postes de travail En l'absence de magasin, il y
aurait des décalages entre les différentes pièces.
En particulier, dans les composants semi-
conducteurs évoqués ci-dessus (par exemple une diode de puissance), on utilise des chips de grande surface (supérieure à 10 mm 2) pour réduire les pertes de puissance pendant le fonctionnement et permettre une bonne évacuation de la chaleur Or, il faut pour assurer une bonne évacuation de la chaleur, former des couches de soudure minces (l'épaisseur de la couche de soudure doit se situer entre environ 20 x 10-6 m et x 10-6-) Si au cours du soudage, il se produit des cavités dans la couche de soudure, cela détériore la conduction thermique, de sorte que l'on recherche une soudure ne présentant pratiquement pas de telles cavités Les moyens à mettre en oeuvre pour cela sont considérables Les surfaces des chips sont recouvertes de couches de métal particulièrement résistant à l'oxydation (or, argent) Les pièces de raccordement (par exemple les pièces en cuivre, cylindriques évoquées ci-dessus) sont nettoyées de manière particulière Le montage se fait dans une salle blanche Le soudage se fait dans des fours à moufle sous une atmosphère réductrice de gaz extrêmement pur
(H 2 ou N 2/H 2)-
Malgré la mise en oeuvre de tels moyens, on
observe des cavités dans les couches de soudure.
Celles-ci sont provoquées par des inclusions d'air entre la pièce formée de soudure et la pièce de raccordement correspondant Une source de telles enclaves d'air est la fixation de la pièce de forme de
soudure sur la pièce de raccordement (composants).
Cette fixation de la pièce de forme de soudure est néanmoins nécessaire avant le soudage pour éviter le déplacement déjà évoqué entre la pièce de raccordement, le chip et/ou la pièce de forme de soudure L'utilisation évoquée ci-dessus de stockage, pour aligner les pièces les unes par rapport aux autres, n'est pas suffisante, car la pièce de forme de soudure n'est pas guidée (alignée) par le magasin, à cause de sa petitesse Comme d'une part, on veut réaliser des couches de soudure minces et que d'autre part, à cause de la déformation facile de la soudure molle, les pièces de forme de soudure de faible épaisseur ne peuvent pas être travaillées automatiquement, il est nécessaire d'avoir une pièce de forme de soudure plus épaisse avant soudure, que l'épaisseur de la couche de soudure qui se forme ultérieurement Pour cette raison, la dimension (diamètre) de cette pièce de forme de soudure avant soudage, est plus petite que la dimension/diamètre des pièces à souder Pour l'alignement des pièces les unes par rapport aux autres, la dimension du perçage du magasin correspond au diamètre des pièces Pour les raisons évoquées ci-dessus, la pièce de forme de soudure a un diamètre plus faible, ce qui ne permet pas de l'aligner à partir de la paroi du perçage Il est ainsi nécessaire à cause de l'aboutement décrit ci-dessus avant le soudage, de fixer la pièce de forme de soudure sur l'une des pièces pour éviter tout glissement latéral Si un tel glissement se produisait, cela aboutirait à des couches de soudure de qualité plus mauvaise en forme de coin entre les pièces Après l'opération d'aboutement, les pièces de forme de soudure sont fixées de manière centrée sur la
surface de soudage des pièces à relier.
Il est connu selon le document US-A-
3 860 949, de réaliser des encoches droites, parallèles, juxtaposées sur des surfaces à souder de composants Cela sert à améliorer le soudage; toutefois, le document ci-dessus ne suggère nullement d'utiliser de telles encoches en même temps pour
accrocher les pièces de forme de soudage.
Jusqu'à présent, pour accrocher la pièce de forme de soudure sur la pièce, on réalise un perçage central (cavité) pour que lors de la réunion, les bords du perçage puissent pénétrer dans la pièce de forme de soudure, malléable Il s'est avéré que le risque de formation de grandes cavités est considérable. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que la cavité est réalisée sous la forme d'un chemin fermé, notamment d'une encoche circulaire et offre vis-à-vis de cela l'avantage d'une fixation certaine entre la pièce et la pièce de forme de soudure et après le soudage, le risque de formation de cavités est extrêmement faible La formation de cavités ne peut être totalement exclue; elle est néanmoins très fortement réduite et si cavités il y a, elles sont très petites et sont pratiquement négligeables Pour arriver à ce résultat, la cavité est réalisée sous la forme d'une encoche ayant un tracé fermé, notamment circulaire L'encoche peut ainsi correspondre à un anneau de cercle, un anneau ovale ou un anneau à tracé irrégulier, mais néanmoins fermé Il est préférable de choisir une encoche de
forme circulaire.
Selon un mode de réalisation particulier, on réalise plusieurs encoches concentriques Cela est particulièrement avantageux si les pièces (par exemple la pièce de raccordement et le chip semi-conducteur) ont une symétrie de rotation Les encoches situées sur des cercles concentriques sont particulièrement intéressantes pour bien accrocher une pièce de forme de soudure en disque Il est en particulier possible d'utiliser les pièces de forme de soudure à structure circulaire Lors du matriçage de pièce de forme de soudure, circulaire ou en disque, du fait de l'encoche circulaire ou des encoches concentriques, on conserve
la symétrie de rotation.
Les surfaces de soudage présentent de préférence une légère convexité vers la pièce de raccordement, et qui présente son point le plus haut au milieu de la surface On évite ainsi légalité centrale Les nervures en elles-mêmes fermées, renforcent l'écoulement régulier symétrique de la pièce de forme de soudure, vers l'extérieur, si bien que l'ensemble du chip est concerné par le point de soudage Par la disposition à symétrie radiale, décrite, on réalise une distribution homogène de la soudure sous le chip Cette répartition régulière est favorisée par les encoches concentriques (nervures circulaires) De plus, le procédé selon l'invention, accroche la pièce de forme de soudure de manière centrée sur la surface de soudage On évite ainsi des positions inclinées relatives des pièces De plus, la réalisation symétrique en rotation des encoches, assure une compensation régulière de la dilatation sous l'effet des contraintes de température alternées, c'est-à-dire que la symétrie en rotation reste conservée. Il est prévu en particulier que l'encoche présente une section triangulaire La profondeur de l'encoche est comprise entre 10 et 60 x 10-6 m, en particulier environ 30 x 10-6 m Le diamètre de l'encoche circulaire est de
préférence égal à 0,5 1,5 mm et notamment 0,9 mm.
Cette dimension s'applique à l'encoche circulaire la plus au centre (du milieu de l'encoche au milieu de l'autre encoche) Si d'autres encoches sont prévues de manière concentrique, elles sont distantes radialement (du milieu d'une encoche au milieu d'une autre encoche) de préférence 0,2 à 0,6 mm et notamment 0,4 mm. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après à l'aide des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre deux pièces de raccordement entre lesquelles se trouvent des pièces de forme de soudure et un chip semi-conducteur, la figure 2 montre le montage à la figure 1 placé dans un magasin d'alignement, la figure 3 est une coupe transversale d'une partie d'une pièce de raccordement, la figure 4 est une vue de dessus correspondant à la
figure 3.
Description de l'exemple de réalisation
La figure 1 montre des détails d'une diode de puissance Il convient de remarquer que l'invention ne se limite pas au soudage des pièces constituant une diode de puissance, mais à n'importe quelles pièces
qu'il faut relier par soudage.
Entre deux pièces de raccordement 1 et 2
cylindriques, nickelées, on place un chip semi-
conducteur 3, notamment un chip de silicium Le chip de silicium peut avoir une forme de carré avec une longueur de côté de 4,5 mm Pour pouvoir souder les pièces de raccordement 1 et 2 au ship semi- conducteur 3, on place des pièces de forme de soudure 4 et 5 respectives entre chaque pièce de raccordement 1, 2 et le ship semi-conducteur 3 Les pièces de forme de soudure 4, 5 sont de préférence des rondelles de soudure 6, 7 en forme de disque Les deux rondelles de soudure 6, 7 ont un diamètre de 1,7 mm et une
épaisseur de 0,6 mm.
Les faces 8, 9 des deux pièces de raccordement tournées vers chacune des rondelles de soudure 6, 7 sont munies de plusieurs encoches 10 concentriques Cela apparaît aux figures 3 et 4 qui montrent seulement une partie de la pièce de raccordement 2 La pièce de raccordement 1 a une structure correspondante et ne sera pas plus
détaillée.
Chaque encoche 10 correspond à un tracé fermé 11 Ce tracé 11 est de préférence circulaire (voir figure 4) Les encoches 10 sont de préférence matricées dans la surface des pièces de raccordement 1, 2 Ce matriçage peut se faire pendant la mise en forme de la pièce sur le même outil ou après la mise
en forme avec un poinçon de matriçage distinct.
Selon la figure 3, la profondeur des encoches est égale à 30 x 10-6 m Le diamètre de l'encoche circulaire 10 de plus petit diamètre est égal à a = 0,9 mm La distance radiale séparant deux encoches concentriques 10 est de l'ordre de b = 0,4 mm De préférence chaque pièce de raccordement 1,
2 comporte six encoches 10 concentriques.
Pour les rondelles de soudure 6, 7, on utilise une soudure ayant en composition 96 % en poids de plomb et 4 % en poids d'étain avec un degré de pureté de 99,99 % Les rondelles de soudure 6, 7 sont placées concentriquement sur les surfaces 8, 9 des pièces de raccordement 1, 2 et sont pressées La pression exercée est de 50 KN/cm 2 qui constitue un optimum Par cette opération de mise bout à bout, les arêtes des encoches 10 s'enfoncent dans la soudure malléable, de sorte que les rondelles de soudure 6, 7
sont bloquées pour éviter tout glissement latéral.
Selon la figure 2, les pièces sont placées dans le perçage 12 d'un magasin 13 La pièce de raccordement 2, inférieure, reçoit la rondelle de
soudure 7 Sur celle-ci on place alors le chip semi-
conducteur 3 Le raccordement supérieur se fait avec la pièce de raccordement 1 sur laquelle se fixe la rondelle de soudure 6 Le diamètre du perçage 12 est choisi pour correspondre au diamètre extérieur des
pièces de raccordement 1, 2 et les coins du chip semi-
conducteur, droits.
Les rondelles de soudure 6, 7, ont un diamètre plus petit que les pièces de raccordement 1, 2 de sorte qutelles ne peuvent être alignées par la paroi du perçage 12 Mais comme du fait de la compression, elles sont fixées sur les encoches 10 des pièces de raccordement 1, 2, elles restent en place même en cas de secousse ou pendant le procédé de
fabrication suivant.
Pour la mise en oeuvre du soudage, on met le magasin 13 dans un four à moufle à passage Il y règne une température de préférence de 380 * C + / 50 C et une atmosphère de gaz de formage de 88 % en volume de
N 2 et 12 % en volume de H 2.
Sous l'action de la chaleur du four à moufle à passage, les pièces de forme de soudure fondent et les encoches circulaires 10 garantissent l'étalement de la soudure de façon symétrique en rotation Lorsque
les pièces (pièces de raccordement 1, ship semi-
conducteur 3, puis pièces de raccordement 2) quittent le four à moufle à passage, elles sont réunies par soudage et au cas o il y aurait des cavités, elles sont en nombre très réduit et de très faible dimension, la dimension des cavités étant limitée par
l'intervalle des encoches 10.
La mise en oeuvre du procédé selon l'invention se traduit par une réduction significative des charges en température des diodes de puissance pour des charges de fonctionnement pour la durée des impulsions Cela ralenti l'augmentation de la résistance thermique sous l'effet de contraintes de température alternées, appliquées à la pièce (couplage
thermique meilleur et plus fiable du ship semi-
conducteur 3 aux pièces de raccordement 1,2 (puits à chaleur)).

Claims (9)

R E V E N D I C A T I O N S
1) Procédé pour souder une première pièce, notamment un composant électrique à une seconde pièce, notamment un composant électrique, une pièce de forme de soudure étant placée entre les deux pièces et celle-ci est bloquée contre le glissement latéral par compression au niveau des bords d'au moins une cavité de la pièce, puis l'ensemble est soumis à une opération de soudage, de préférence dans un four à souder, procédé caractérisé en ce que la cavité est réalisée sous la forme d'un chemin fermé ( 11),
notamment d'une encoche circulaire ( 10).
2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par plusieurs encoches ( 10) réalisées
concentriquement les unes par rapport aux autres.
3) Procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'encoche ( 10)
présente une section triangulaire.
4) Procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que l'encoche semi-
circulaire ( 10) est concentrique par rapport à la pièce présentant une symétrie de rotation (pièce de
raccordement 1,2).
) Procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la première pièce est une pièce de raccordement ( 1, 2) et la seconde
pièce est une plaquette semi-conducteur ( 3).
6) Procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la pièce de forme de soudure ( 4, 5) est en forme de rondelles de soudure
( 6, 7), structure en disque.
7) Procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le diamètre des rondelles de soudure ( 6, 7) est inférieur au diamètre de la première et/ou de la seconde pièce (pièces de
raccordement 1, 2; ship semi-conducteur 3).
8) Procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la profondeur (d) de l'encoche ( 10) est comprise entre 10 et 60 x 10-6 m, notamment 30 x 10-6 m.
9) Procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le diamètre (a) de l'encoche circulaire ( 10) est de 0,5 à 1,5 mm,
notamment égale à 0,9 mm.
10) procédé selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que la distance radiale (b) de plusieurs encoches concentriques ( 10) est respectivement comprise entre 0,2 et 0, 6 mm et est
notamment égale à 0,4 mm.
FR9200211A 1991-03-28 1992-01-10 Procede pour souder deux pieces, notamment un composant electrique, et/ou une plaquette semi-conducteur. Expired - Lifetime FR2674465B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4110318A DE4110318C2 (de) 1991-03-28 1991-03-28 Verfahren zum Zusammenlöten zweier Bauteile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2674465A1 true FR2674465A1 (fr) 1992-10-02
FR2674465B1 FR2674465B1 (fr) 1996-04-19

Family

ID=6428474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9200211A Expired - Lifetime FR2674465B1 (fr) 1991-03-28 1992-01-10 Procede pour souder deux pieces, notamment un composant electrique, et/ou une plaquette semi-conducteur.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5234865A (fr)
JP (1) JPH05185211A (fr)
DE (1) DE4110318C2 (fr)
FR (1) FR2674465B1 (fr)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4428875C2 (de) * 1994-08-08 1996-10-24 Mannesmann Ag Verfahren zur Herstellung einer hohlen Achse
DE19735247C2 (de) * 1997-08-14 2001-12-20 Winkelmann & Pannhoff Gmbh Verfahren zum Verlöten von Bauteilen und Bauteil zur Durchführung des Verfahrens
US6090643A (en) * 1998-08-17 2000-07-18 Teccor Electronics, L.P. Semiconductor chip-substrate attachment structure
US6805786B2 (en) 2002-09-24 2004-10-19 Northrop Grumman Corporation Precious alloyed metal solder plating process
JP4483275B2 (ja) 2003-02-05 2010-06-16 株式会社デンソー 積層型圧電素子及びその製造方法
FR2936359B1 (fr) * 2008-09-25 2010-10-22 Commissariat Energie Atomique Connexion par emboitement de deux inserts soudes.
DE102009051018A1 (de) * 2009-10-28 2011-05-05 Zwiesel Kristallglas Ag Doppelwandiges Glasgefäß und Verfahren zur Herstellung desselben
JP5480200B2 (ja) 2011-05-18 2014-04-23 株式会社ユタカ技研 流体伝動装置用羽根車の製造方法
CN102856393A (zh) * 2012-10-08 2013-01-02 如皋市易达电子有限责任公司 一种贴片二极管结构
US8984745B2 (en) 2013-01-24 2015-03-24 Andrew Llc Soldered connector and cable interconnection method
CN109321969B (zh) * 2018-11-13 2024-03-12 浙江晶鸿精密机械制造有限公司 一种应用于单晶炉的底部法兰

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2450172A1 (de) * 1974-10-22 1976-04-29 Siemens Ag Halbleiteranordnung
US4192063A (en) * 1975-12-10 1980-03-11 Yoshio Sato Method for manufacturing a base of a semi-conductor device
WO1981000226A1 (fr) * 1979-07-12 1981-02-05 Plansee Metallwerk Procede pour assembler les pieces constituant une anode a rayons x notamment une anode tournante
JPS5832426A (ja) * 1981-08-20 1983-02-25 Seiko Epson Corp インナ−リ−ドボンダ−の集積回路チツプ受台

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2646995A (en) * 1948-09-10 1953-07-28 Roland J Thompson Brazed joint with backing ring
US3593412A (en) * 1969-07-22 1971-07-20 Motorola Inc Bonding system for semiconductor device
US3860949A (en) * 1973-09-12 1975-01-14 Rca Corp Semiconductor mounting devices made by soldering flat surfaces to each other
DE2556749A1 (de) * 1975-12-17 1977-06-23 Bbc Brown Boveri & Cie Leistungshalbleiterbauelement in scheibenzellenbauweise
US4074420A (en) * 1976-08-05 1978-02-21 Raychem Corporation Method and apparatus for the assembly of jacketed electronic devices
JPS59113648A (ja) * 1982-12-20 1984-06-30 Hitachi Ltd 樹脂モ−ルド型半導体装置
DE3442537A1 (de) * 1984-11-22 1986-05-22 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Verfahren zum blasenfreien verbinden eines grossflaechigen halbleiter-bauelements mit einem als substrat dienenden bauteil mittels loeten
IN168174B (fr) * 1986-04-22 1991-02-16 Siemens Ag
JPH0647188B2 (ja) * 1986-10-31 1994-06-22 日本原子力研究所 黒鉛と金属材料との接合材及び接合方法
JPH03128168A (ja) * 1989-10-11 1991-05-31 Showa Alum Corp 金属材のろう付方法
JP2528718B2 (ja) * 1989-11-30 1996-08-28 いすゞ自動車株式会社 セラミックスと金属の接合方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2450172A1 (de) * 1974-10-22 1976-04-29 Siemens Ag Halbleiteranordnung
US4192063A (en) * 1975-12-10 1980-03-11 Yoshio Sato Method for manufacturing a base of a semi-conductor device
WO1981000226A1 (fr) * 1979-07-12 1981-02-05 Plansee Metallwerk Procede pour assembler les pieces constituant une anode a rayons x notamment une anode tournante
JPS5832426A (ja) * 1981-08-20 1983-02-25 Seiko Epson Corp インナ−リ−ドボンダ−の集積回路チツプ受台

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 111 (E-175)14 Mai 1983 & JP-A-58 032 426 ( SUWA SEIKOSHA K.K. ) 25 Février 1983 *

Also Published As

Publication number Publication date
US5234865A (en) 1993-08-10
FR2674465B1 (fr) 1996-04-19
JPH05185211A (ja) 1993-07-27
DE4110318C2 (de) 2001-10-11
DE4110318A1 (de) 1992-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2674465A1 (fr) Procede pour souder deux pieces, notamment un composant electrique, et/ou une plaquette semi-conducteur.
FR2532219A1 (fr) Procede de brasage pour la fabrication de boitiers plats, et boitiers plats pour composants electroniques
EP1041625A1 (fr) Composant électrique ou électronique encapsulé de maniere étanche et procédé pour sa réalisation
CN103493190A (zh) 接合结构体
CA2290802C (fr) Composant electronique de puissance comportant des moyens de refroidissement
FR2524708A1 (fr) Dispositif pour le refroidissement d'elements a semi-conducteurs
FR2983638A1 (fr) Procede de formation d'un circuit integre
FR2998710A1 (fr) Procede ameliore de realisation d'une structure pour l'assemblage de dispositifs microelectroniques
FR2960340A1 (fr) Procede de realisation d'un support de substrat
FR2631755A1 (fr) Procede pour la realisation d'un circuit magnetique de stator de machines electriques rotatives ou d'un circuit magnetique de transformateurs, et circuit magnetique ainsi obtenu
FR2746148A1 (fr) Piece composite
EP1557358B1 (fr) Dispositif actionneur à commande thermique
FR3055166A1 (fr) Procede de connection intercomposants a densite optimisee
EP0698194B1 (fr) Ensemble de fixation pour un tube et son procede de fabrication
FR2556916A1 (fr) Procede pour fabriquer un substrat de circuit electronique presentant une ou plusieurs ouvertures traversantes
FR2678432A1 (fr) Procede de liaison entre une ceramique supraconductrice a haute temperature critique et un conducteur supraconducteur a base de niobium-titane.
WO2001008459A1 (fr) Assemblage electronique comportant une semelle formant drain thermique
FR2800203A1 (fr) Disque de contact pour plaques conductrices de barres de bus
FR2653594A1 (fr) Boitier a traversees pour courant eleve et son procede de fabrication.
EP1675168A2 (fr) Procédé et dispositif de positionnement de billes de connexion pour circuits intégrés
KR20020037746A (ko) 마찰 끼워맞춤식 타겟 조립체
EP0251950B1 (fr) Dispositif d'étanchéité pour assemblage à faces planes parallèles et joints d'étanchéité correspondants
EP0997931A1 (fr) Procédé de réalisation d'un mur d'isolation dans un substrat semiconducteur
EP1407169B1 (fr) Dispositif vis-ecrou a billes
FR2754388A1 (fr) Module de dispositif a semiconducteur muni de perles ecrasables sur des connexions afin de faciliter le moulage