PL53510B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VI.1OT 53510 KL 21 g, 11/02 MKP UKD HOli^OO Wspóltwórcy wynalazku: Anna Bielawska, rfigr inz. Jan Buczynski, inz.Edmund Goldowski, TadeuszWójcik Wlasciciel patentu: Fabryka Pólprzewodników „Tewa", Warszawa (Pol¬ ska) Szablon do zgrzewania zlacz stopowych p-n elementów pólprzewodnikowych (Przedmiotem wynalazku jest szablon do otrzy¬ mywania zlacz stopowych p-n lub p-n-p ele¬ mentów pólprzewodnikowych. Masowa produkcja tych elementów, diod i tranzystorów, a szczegól¬ nie elementów mocy, wykonywanych technika sto¬ powa napotyka niejednokrotnie na powazne trud¬ nosci w zakresie sposobu uzyskania prawidlo¬ wych zlacz.Trudnosci te dotycza przede wszystkim procesu zwilzania i równomiernosci wtapiania elektrody wykonanej najczesciej dla tego typu zlacz z indu, lub stopów zlozonych z indu i niewielkich ilosci innych metali.Przy bezposrednim umieszczeniu ksztaltki elek¬ trody na powierzchni plytki pólprzewodnikowej i wtopieniu elektrody w plytke materialu pólprze- Nwodnikowego w piecu w temperaturze okolo 6O0°C w atmosferze ochronnej, mozna niejednokrotnie stwierdzic w zlaczu obszary zle zwilzpne, co przy¬ kladowo pokazane jest w przekroju na fig. 1.Dla porównania na fig. 2 pokazane jest zlacze p-n wykonane prawidlowo.Omówione wyzej nieprawidlowosci w zwilzaniu spowodowane sa miedzy innymi tym, ze plytki pólprzewodnikowe oraz ksztaltki elektrod posia¬ daja na swej powierzchni obok nieuniknionej war¬ stwy tlenków, takze pewne ilosci zaadsorbowa- nych gazów oraz pary wodnej.W wyniku tych faktów, w czasie narastania temperatury w piecu substancje te gwaltownie 10 15 30 desorbuja i utrudniaja w ten sposób wzajemne zwilzanie obszarów w miejscu powstajacych zlacz.Elementy pólprzewodnikowe wykonane z takich wadliwych zlacz charakteryzuja sie z reguly zly¬ mi parametrami elektrycznymi, szczególnie w od¬ niesieniu do napiec wstecznych, pradów zerowych oraz wyjatkowa niestabilnoscia tych parametrów w czasie pracy. W swietle tych faktów, najko¬ rzystniejsza metoda otrzymywania zlacz stopo¬ wych, jest bezposrednie zetkniecie sie materialu pólprzewodnikowego z materialem elektrody w temperaturze podwyzszonej po calkowitym za¬ konczeniu procesu desorbcji zanieczyszczen po¬ wierzchniowych. • Zagadnienie to zostalo rozwiazane w jednej z mozliwych wersji w postaci urzadzenia opisanego w patencie NRF Nr 975 772. Urzadzenie to sklada sie z grzejnika i rury kwarcowej z atmosfera ochronna, w której umieszczone sa plytki z ma¬ terialu pólprzewodnikowego. W rure te wtopione jest kopilara, z której pod cisnieniem dozowany jest w stanie stopionym material elektrody. Urza¬ dzenie to posiada jednak szereg wad jak mala wydajnosc, mozliwosc swobodnego rozplywania sie materialu elektrody na powierzchni plytki pól¬ przewodnikowej, co w efekcie spowoduje rózne wymiary zlacz, koniecznosc manipulacji z zew¬ natrz w celu przesuwania plytek materialu pól¬ przewodnikowego wzgledem otworu kapilary, oraz koniecznosc dokladnej stabilizacji temperatury 5351053510 3 i cisnienia w kapilarze, co ma bezposredni wplyw na powtarzalnosc ilosci dozowanego materialu elektrody.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wszyst¬ kich wyzej opisanych wad przy zachowaniu samej zasady, polegajacej na fakcie zetkniecia sie ma¬ terialu elektrody z materialem pólprzewodniko¬ wym w temperaturze podwyzszonej, po zakoncze¬ niu procesu desorpcji zanieczyszczen powierz¬ chniowych.Wedlug wynalazku cel ten zostal osiagniety przez umieszczenie w szablonie grafitowych wkla¬ dek, których gniazda ksztaltek elektrody i gniaz¬ da formujace obszar zlacza oddzielone sa przelo¬ towym otworem o przekroju mniejszym od prze¬ kroju obu gniazd lub od przekroju gniazda ksztaltki elektrody. Szablon wedlug wynalazku przedstawiony jest w przekroju na fig. 3. Sklada sie on z metalowego korpusu 1 z gniazdem 2 przeznaczonym do umieszczenia plytki materialu pólprzewodnikowego, i z grafitowej wkladki 3, w której wykonano gniazdo 4 do umieszczenia ksztaltki elektrody, oraz przelotowy otwór 5, przez który przeplywa material elektrody po stopieniu oraz gniazdo 6 formujace obszar zlacza.Ilosc gniazd 2 w korpusie 1 szablonu oraz gra¬ fitowych wkladek 3, moze byc dowolna i zalezy jedynie od dlugosci strefy grzejnej pieca.Wymiary gniazd otworu przelotowego oraz wza¬ jemny stosunek tych rozmiarów uwarunkowany jest wielkoscia produkowanego zlacza. W przy¬ padkach bardzo duzych zlacz nalezy zastosowac odmiane szablonu przedstawiona w przekroju i w rzucie z góry na fig. 4. Sklada sie ona z metalo- 10 15 20 25 30 wego korpusu 1 z gniazdem 2 przeznaczonym do umieszczenia plytki materialu pólprzewodnikowe¬ go i z grafitowej wkladki 3, w której wykonane jest wiele gniazd 4 do umieszczenia wielu ksztal¬ tek jednej elektrody, wielu przelotowych otwo¬ rów 5, oraz jednego gniazda 6 formujacego ob¬ szar zlacza.Proces wytwarzania zlacz elementów pólprze¬ wodnikowych w szablonach wedlug wynalazku po¬ lega na umieszczeniu plytki materialu pólprze¬ wodnikowego w gniezdzie 2 korpusu szablonu oraz ksztaltki elektrody w gniezdzie 4 wkladki grafi¬ towej. Tak zaladowany szablon umieszcza sie w strefie grzejnej pieca, którego wnetrze wypelnio¬ ne jest atmosfera gazu ochronnego na przyklad wodoru. W chwili kiedy szablon, wraz z umiesz¬ czonymi w nim elementami, osiagnie temperature równa temperaturze topnienia materialu elektro¬ dy, nastepuje przeplyw tego materialu pod wply¬ wem sily grawitacji z gniazda 4 wkladki elektro¬ dy przez przelotowy otwór 5 do gniazda 6 for¬ mujacego obszar zlacza. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Szablon do zgrzewania zlacz stopowych p-n elementów pólprzewodnikowych skladajacy sie z korpusu oraz grafitowych wkladek znamienny tym, ze w wkladkach grafitowych, gniazda (4) ksztaltek elektrody i gniazda (6) formujace ob¬ szar zlacza oddzielone sa przelotowym otworem (5) którego przekrój jest mniejszy od przekroju obu gniazd, lub od przekroju gniazda (4) ksztaltki elektrody. fi'9.i Fig.2KI. 21 g,11/02 53510 MKP H 01 1 «&3KI. 21 g, 11/02 33519 MKP H 01 1 A-A Fig. 4 WDA-1. Zam. 533/67. Naklad 410 egz. PL