RU2614202C1 - Cassette for fusing elements of semiconductor power diodes - Google Patents
Cassette for fusing elements of semiconductor power diodes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614202C1 RU2614202C1 RU2015153928A RU2015153928A RU2614202C1 RU 2614202 C1 RU2614202 C1 RU 2614202C1 RU 2015153928 A RU2015153928 A RU 2015153928A RU 2015153928 A RU2015153928 A RU 2015153928A RU 2614202 C1 RU2614202 C1 RU 2614202C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- ceramic rods
- elements
- cavity
- equal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
Abstract
Description
Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано при сплавлении элементов силовых полупроводниковых приборов.The invention relates to the field of power electronics and can be used in the fusion of elements of power semiconductor devices.
Известна конструкция кассеты (Коутный Й., Кудлак Я., Микушек Я. Технология серийного производства транзисторов и полупроводниковых диодов. Перевод с чешского Пшениснова В.Н. М., Энергия, 1968, с. 217), состоящей из трех частей. В нижней части выполняется полость, в которую последовательно закладываются термокомпенсатор, выполненный из ковара или молибдена, припойная прокладка и пластина кремния. После этого на нижнюю часть накладывается средняя часть конструкции, в сквозное отверстие которой помещается алюминиевый цилиндрик, формирующий контакт к диоду. Для устранения выпадения цилиндрика на среднюю часть конструкции кассеты накладывают верхнюю часть, имеющую форму пластины, а в сечении - прямоугольника.Known design of the cassette (Koutny J., Kudlak Y., Mikushek Y. Technology for serial production of transistors and semiconductor diodes. Translation from Czech Pshenisnova VN M., Energy, 1968, p. 217), consisting of three parts. In the lower part there is a cavity in which a thermal compensator made of Kovar or molybdenum, a solder pad and a silicon plate are successively laid. After that, the middle part of the structure is superimposed on the lower part, into the through hole of which an aluminum cylinder is placed, which forms a contact to the diode. To eliminate the loss of the cylinder, the upper part, having the shape of a plate, and in the cross section, a rectangle, are applied to the middle part of the cartridge design.
К недостаткам данной кассеты следует отнести: сложность конструкции, требующей постоянной сборки и разборки в процессе эксплуатации; герметизацию элементов полупроводникового диода тремя частями конструкции кассеты, затрудняющую выход паров легкоиспаряющихся материалов, что повышает вероятность выброса элементов из полости, следовательно, требует дополнительных элементов конструкции, устраняющих этот недостаток; затрудненный выход паров загрязнений адсорбируемых поверхностями элементов конструкции полупроводникового диода, приводящий к их осаждению на поверхностях полости и сквозного отверстия средней части. Поэтому при использовании подобной конструкции необходимо вводить в технологический процесс дополнительную операцию очистки этих поверхностей.The disadvantages of this cartridge include: the complexity of the design, requiring constant assembly and disassembly during operation; sealing the elements of the semiconductor diode with three parts of the cassette design, which impedes the escape of vapors of easily evaporating materials, which increases the probability of ejection of elements from the cavity, therefore, requires additional structural elements to eliminate this drawback; the difficult exit of pollution vapors of the structural elements of the semiconductor diode adsorbed by the surfaces, leading to their deposition on the surfaces of the cavity and the through hole of the middle part. Therefore, when using such a design, it is necessary to introduce an additional operation of cleaning these surfaces into the technological process.
Известна конструкция кассеты (Коутный Й., Кудлак Я., Микушек Я. Технология серийного производства транзисторов и полупроводниковых диодов. Перевод с чешского Пшениснова В.Н. М., Энергия, 1968, с. 52), в которой предусмотрен элемент, прижимающий своим весом в направлении сверху вниз элементы полупроводникового диода. Это устраняет возможность смещения элементов полупроводникового диода и улучшает смачиваемость поверхностей диода и термокомпенсатора припоем.Known design of the cassette (Koutny J., Kudlak Y., Mikushek J. Technology for serial production of transistors and semiconductor diodes. Translation from Czech Pshenisnova VN M., Energia, 1968, p. 52), in which there is an element that presses its semiconductor diode weight from top to bottom. This eliminates the possibility of bias elements of the semiconductor diode and improves the wettability of the surfaces of the diode and thermal compensator solder.
Однако, наличие механизма прижима элементов полупроводникового диода не устраняет процесс загрязнения поверхности полости кассеты и, следовательно, также требует введения дополнительной операции очистки поверхности полости от слоя загрязнений.However, the presence of the clamping mechanism of the elements of the semiconductor diode does not eliminate the process of contamination of the surface of the cavity of the cartridge and, therefore, also requires the introduction of an additional operation to clean the surface of the cavity from the pollution layer.
Известна конструкция кассеты (Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов. М., Высшая школа, 1974, с. 106), помещаемая на съемник, выполненная в виде полости в углероде, в которую вставляют нижнюю пробку. В отверстие пробки помещается дозированный цилиндрик сплава для формирования электрода. После этого на поверхность указанной пробки последовательно укладывают кристаллы полупроводникового диода, кольца из базового сплава и кристаллодержатели. Поднимая кассету над съемником, опускают нижнюю пробку, освобождая пространство полости кассеты для помещения в нее верхней пробки. Верхняя пробка имеет сквозное отверстие, через которое загружают электрод полупроводникового диода. При сплавлении полученной структуры происходит выделение паров легколетучих элементов, загрязняющих поверхность полости. В процессе проведения технологического процесса происходит увеличение толщины этого слоя, что препятствует закладке и выемке нижней, верхней пробок и полупроводникового диода из полости кассеты. Поэтому в технологический процесс вводят дополнительную операцию очистки поверхности полости кассеты. Кроме этого рост толщины слоя загрязнений герметизирует элементы в полости кассеты, в результате в рабочем объеме полости увеличивается давление паров легколетучих материалов, последние, прорываясь в локальной области полости во внешнюю среду, способны выбросить нижнюю и верхнюю пробки из полости кассеты. В результате этого при сплавлении образуются бракованные конструкции полупроводниковых диодов.Known design of the cartridge (Kurnosov A.I., Yudin V.V. Production technology of semiconductor devices. M., Higher School, 1974, p. 106), placed on a puller, made in the form of a cavity in carbon, into which the lower tube is inserted. A metered alloy cylinder is placed in the plug hole to form an electrode. After that, crystals of a semiconductor diode, base alloy rings, and crystal holders are successively laid on the surface of the said plug. Raising the cartridge above the puller, lower the lower tube, freeing up the space of the cavity of the cartridge to place the upper tube. The upper plug has a through hole through which the electrode of the semiconductor diode is loaded. During fusion of the obtained structure, vapor of volatile elements polluting the cavity surface is released. In the process, the thickness of this layer increases, which prevents the laying and removal of the lower, upper plugs and semiconductor diode from the cavity of the cartridge. Therefore, an additional operation of cleaning the surface of the cavity of the cartridge is introduced into the technological process. In addition, an increase in the thickness of the pollution layer seals the elements in the cavity of the cartridge, as a result, the vapor pressure of volatile materials increases in the working volume of the cavity, the latter, breaking in the local area of the cavity into the external environment, are able to eject the lower and upper tubes from the cavity of the cartridge. As a result of this, defective semiconductor diode designs are formed during fusion.
Наиболее близкая по технической сущности к предлагаемому изобретению (патент №2555209, МПК H01b 21/67, опубликованный 10.07.2015) кассета, содержащая основание, выполненное из пластины углерода, в объеме которой по образующей элементов полупроводниковых диодов изготавливаются п-образные полости, в которые по легкопрессовой посадке помещаются керамические стержни диаметром 4-7 миллиметров, причем высота полостей в углеродной пластине составляет (1,5-2) диаметра керамических стержней, выступающих над поверхностью углеродной пластины на высоту, превышающую на (10-20)% высоту элементов полупроводниковых диодов, собранных в единую конструкцию.Closest to the technical nature of the present invention (patent No. 2555209, IPC H01b 21/67, published July 10, 2015), a cassette containing a base made of a carbon plate in the volume of which p-shaped cavities are made into generatrices of semiconductor diodes into which ceramic rods with a diameter of 4-7 millimeters are placed along the light-pressure fit, and the height of the cavities in the carbon plate is (1.5-2) the diameter of the ceramic rods protruding above the surface of the carbon plate to a height of moiety in (10-20)% the height of semiconductor diode elements assembled into a unitary structure.
Однако применение подобной конструкции кассеты в автоматизированном производстве приводит к необходимости повышения требований к соблюдению строгой соосности элементов диода и устройства, держащего эти элементы, т.к. любое отклонение приводит к взаимодействию этого устройства с торцами керамических стержней, что, безусловно, приведет к их поломке.However, the use of such a cartridge design in automated production leads to the need to increase the requirements for strict alignment of the elements of the diode and the device holding these elements, because any deviation leads to the interaction of this device with the ends of ceramic rods, which, of course, will lead to their breakdown.
В основу изобретения поставлена задача повышения производительности закладки и выемки элементов полупроводниковых диодов и значительного облегчения процесса набора элементов структуры полупроводникового диода как в ручном, так и в автоматизированном режимах.The basis of the invention is the task of increasing the productivity of laying and seizing elements of semiconductor diodes and significantly facilitate the process of recruiting elements of the structure of a semiconductor diode in both manual and automated modes.
Указанная задача достигается тем, что в известном устройстве, содержащем основание, выполненное из пластины углерода, в котором внедрены по окружности керамические стержни, причем внутренний диаметр, проводимый по внутренней образующей керамических стержней равен диаметру термокомпенсатора полупроводникового прибора, согласно изобретению на керамические стержни установлена пластина, в которой соосно керамическим стержням выполнены п-образные полости глубиной 1,5-2,5 диаметра керамических стержней, ограничивающие пространство для вкладывания термокомпенсатора. Причем диаметр этого пространства равен диаметру термокомпенсатора или превышает его на 10%, внутри этого пространства изготавливается п-образная полость такого же диаметра на глубину, равную глубине п-образных полостей, соосных стержням. В потолочной поверхности данной п-образной полости, необходимой для вкладывания термокомпенсатора и элементов полупроводникового диода, выполнено сквозное отверстие конусной формы с диаметром меньшего основания конуса, равного диаметру, проведенному по внутренней образующей керамических стержней, и имеющее наклон боковой поверхности, равный 3-5 градусам.This task is achieved by the fact that in a known device containing a base made of a carbon plate in which ceramic rods are embedded around the circumference, the inner diameter conducted along the inner generatrix of the ceramic rods being equal to the diameter of the temperature compensator of the semiconductor device, according to the invention, a plate is mounted on the ceramic rods, in which p-shaped cavities with a depth of 1.5-2.5 diameters of ceramic rods are made coaxially with the ceramic rods, limiting the space for adyvaniya temperature compensator. Moreover, the diameter of this space is equal to the diameter of the temperature compensator or exceeds it by 10%, inside this space an u-shaped cavity of the same diameter is made to a depth equal to the depth of the u-shaped cavities coaxial to the rods. A through hole of a conical shape with a diameter of a smaller base of the cone equal to the diameter drawn along the inner generatrix of the ceramic rods and having a slope of the side surface of 3-5 degrees is made in the ceiling surface of this p-shaped cavity necessary for inserting the temperature compensator and elements of the semiconductor diode .
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 - схема устройства кассеты для сплавления элементов конструкции полупроводниковых диодов;in FIG. 1 is a diagram of a cartridge device for fusing structural elements of semiconductor diodes;
на фиг. 2 - вид сверху на устройство кассеты для сплавления элементов конструкции полупроводниковых диодов;in FIG. 2 is a plan view of a cassette device for fusing structural elements of semiconductor diodes;
на фиг. 3 - разрез углеродной пластины 3.in FIG. 3 - section of a
Кассета для сплавления элементов конструкции полупроводниковых диодов содержит углеродную пластину 1, керамические стержни 2, углеродную пластину 3, термокомпенсатор 4, припойную прокладку 5, полупроводниковый диод 6, припойную прокладку 7, токовывод 8.The cassette for fusing structural elements of semiconductor diodes contains a
Устройство осуществляется следующим образом. Вдоль окружности, равной или больше на 10% диаметра термокомпенсатора, располагаются п-образные полости 9 глубиной 1,5-2,5 диаметра керамических стержней 2. Выполнение глубины п-образной полости 9 менее 1,5 диаметра керамических стержней приводит к их ненадежному закреплению из-за пластических свойств углерода и скола частиц приповерхностного слоя углерода в области взаимодействия поверхностей углерода и керамики. В процессе эксплуатации, т.е. при наборе и выемке элементов полупроводникового диода, происходит механическое воздействие на керамические стержни, приводящие к их расшатыванию и выпадению из полости. Данное явление приводит к смещению элементов полупроводникового диода и появлению конструкционного брака в серии сплавляемых элементов. Изготовление полостей 9 глубиной более 2,5 диаметров керамических стержней приводит к нецелесообразному увеличению толщины углеродной пластины 3 и ее веса, что затрудняет ее эксплуатацию в технологическом процессе сплавления элементов полупроводниковых диодов и увеличивает стоимость кассеты.The device is as follows. U-shaped
Внутри пространства, ограниченного диаметром внутренней образующей п-образных полостей 9, изготавливается п-образная полость 10, равная им по глубине и имеющая диаметр, равный диаметру термокомпенсатора или превышающий его на 10%. В первом случае происходит полная центровка элементов полупроводникового диода в процессе сплавления. Аналогичные требования выполняются и в случае увеличения диаметра в пределах 10%. Однако увеличение диаметра более чем на 10% приводит к ощутимому смещению элементов полупроводникового диода и появлению брака. В потолочной поверхности данной полости 10 изготавливается сквозное конусной формы отверстие 11 (фиг. 3) с диаметром основания, равным диаметру, проведенному по внутренней образующей керамических стержней, и имеющее наклон боковой поверхности, равный α=3-5 градусам. Изготовление наклона боковой поверхности конусного отверстия α менее 3 градусов приводит к необоснованному увеличению требований к точности помещения элементов диода в кассету, т.е. затрудняет перевод этой операции в автоматический режим, а следовательно, приводит к удорожанию технологического процесса без увеличения его качества. С другой стороны увеличение наклона боковой поверхности сквозного отверстия α более 5 градусов создает условия смещения элементов прибора относительно оси симметрии в процессе их падения на дно кассеты. При сплавлении это смещение нарушает конструкцию прибора, существенно ухудшая его характеристики.Inside the space limited by the diameter of the inner generatrix of the p-
Размер диаметра сквозного отверстия в области поверхности потолка п-образной полости 10 равен внутреннему диаметру, проведенному по образующей керамических стержней, т.к. если он будет больше, то в области границы взаимодействия поверхности пластины и торцов керамических стержней за счет последних образуется выступ, который будет сбивать элементы полупроводникового прибора, нарушая структуру расположения элементов его конструкции. С другой стороны уменьшение этого диаметра приводит к задержке процесса осаждения элементов структуры полупроводникового прибора на дно кассеты и нарушению механизма их набора в кассету. Кроме этого элементы, взаимодействуя с уступом, изменяют траекторию своего падения на дно кассеты, что приводит к браку при производстве полупроводниковых приборов.The diameter of the through hole in the region of the ceiling surface of the
При использовании предлагаемого устройства набор элементов полупроводниковых приборов значительно упрощается, не препятствуя его автоматизации. Кроме этого предлагаемое устройство полностью исключает взаимодействие керамических стержней с технологической оснасткой, что увеличивает их долгодействие.When using the proposed device, the set of elements of semiconductor devices is greatly simplified, without hindering its automation. In addition, the proposed device completely eliminates the interaction of ceramic rods with technological equipment, which increases their long-term effect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153928A RU2614202C1 (en) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Cassette for fusing elements of semiconductor power diodes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015153928A RU2614202C1 (en) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Cassette for fusing elements of semiconductor power diodes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2614202C1 true RU2614202C1 (en) | 2017-03-23 |
Family
ID=58453052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015153928A RU2614202C1 (en) | 2015-12-15 | 2015-12-15 | Cassette for fusing elements of semiconductor power diodes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614202C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6076585A (en) * | 1998-03-02 | 2000-06-20 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device and apparatus therefor |
RU2432637C1 (en) * | 2010-07-22 | 2011-10-27 | Игорь Иванович Зайцев | Cassette for diffusion treatment of semiconductor wafers |
US20130126917A1 (en) * | 2011-05-17 | 2013-05-23 | Mcmaster University | Light emitting diodes and substrates |
RU145241U1 (en) * | 2014-05-27 | 2014-09-10 | Зао "Группа Кремний Эл" | CARTRIDGE FOR POSTIMPLANT ANNEALING OF SILICON CARBIDE LAYERS |
RU2555209C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Cassette for fusing elements of power semiconductor diodes |
-
2015
- 2015-12-15 RU RU2015153928A patent/RU2614202C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6076585A (en) * | 1998-03-02 | 2000-06-20 | Motorola, Inc. | Method of manufacturing a semiconductor device and apparatus therefor |
RU2432637C1 (en) * | 2010-07-22 | 2011-10-27 | Игорь Иванович Зайцев | Cassette for diffusion treatment of semiconductor wafers |
US20130126917A1 (en) * | 2011-05-17 | 2013-05-23 | Mcmaster University | Light emitting diodes and substrates |
RU2555209C1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Cassette for fusing elements of power semiconductor diodes |
RU145241U1 (en) * | 2014-05-27 | 2014-09-10 | Зао "Группа Кремний Эл" | CARTRIDGE FOR POSTIMPLANT ANNEALING OF SILICON CARBIDE LAYERS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102501916B1 (en) | wafer retainer | |
US10497600B2 (en) | Electrostatic chuck | |
RU2614202C1 (en) | Cassette for fusing elements of semiconductor power diodes | |
KR102594267B1 (en) | Manufacturing method of optical fiber | |
CN102965726A (en) | Insulation structure applied to sapphire single crystal growth by adopting kyropoulos method | |
TWI715602B (en) | Substrate carrier | |
Zhou et al. | Effect of Ag powder and glass frit in Ag paste on front contract of silicon solar cells | |
RU2551662C2 (en) | Sealing of plasma crucible | |
CN203373445U (en) | Gradient-adjusted-axial-temperature heat insulation structure applied to Kyropoulos-method sapphire monocrystal growth | |
ECSP22039359A (en) | MANUFACTURE OF CARBON FIBERS WITH HIGH MECHANICAL PROPERTIES | |
CN104051211A (en) | Ion optical system of high-temperature high-energy ion implanter | |
RU2555209C1 (en) | Cassette for fusing elements of power semiconductor diodes | |
KR20180043002A (en) | Ashes minutes for manufacture of crystalline panels | |
KR102513742B1 (en) | Substrate etching apparatus | |
CN106191785A (en) | Crucible, evaporation coating device and deposition system | |
US10923383B2 (en) | Electrostatic chuck | |
CN108395075B (en) | Forming material pipe for inhibiting volatilization of glass components and forming method | |
KR101626505B1 (en) | Lamp for rapid thermal processing | |
US20150068252A1 (en) | Optical fiber drawing apparatus having simple structure and optical fiber drawing method using the same | |
CN103811332B (en) | A kind of lower electrode base station and dry etching equipment of dry etching equipment | |
KR20160114059A (en) | reactor filament assembly with enhanced misalignment tolerance | |
US20140154463A1 (en) | Substrate structure and manufacturing method thereof | |
WO2017061122A1 (en) | Heat treatment vessel for single-crystal silicon carbide substrate and etching method | |
KR102483355B1 (en) | Laser keyhole welding structure and laser keyhole welding method of aluminum materials | |
KR101853678B1 (en) | Upper heat insulation structure for sapphire growth device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171216 |