SU1697991A1 - Method of laser soldering of semiconductor device lead to a metallized dielectric substrate - Google Patents
Method of laser soldering of semiconductor device lead to a metallized dielectric substrate Download PDFInfo
- Publication number
- SU1697991A1 SU1697991A1 SU894709420A SU4709420A SU1697991A1 SU 1697991 A1 SU1697991 A1 SU 1697991A1 SU 894709420 A SU894709420 A SU 894709420A SU 4709420 A SU4709420 A SU 4709420A SU 1697991 A1 SU1697991 A1 SU 1697991A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- groove
- output
- laser beam
- soldering
- diameter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к пайке, в частности к способам лазерной пайки вывода полупроводникового прибора к металлизированному диэлектрическому основанию. Цель изобретени - повышение качества и прочности па ного соединени . В выводе полупроводникового прибора создают углубление в виде паза, ширина которого у основани равна диаметру лазерного луча Угол между кромками скоса паза выбирают в диапазоне от а + 35° до а + 55°, где а - угол сходимости лазерного луча Толщину стенки дна паза выбирают в диапазоне 1 /4- - 1/3 диаметра вывода Толщина верхнего сло припо на металлизации диэлектрического основани должна быть не менее 12 мкм, а длительность импульса лазерного излучени должна быть не менее 2,5 мс. Способ пайки увеличивает процент выхода годных изделий, повышает производительность труда за счет сокращени времени прогревани зоны пайки 1 табл , 2 илThe invention relates to soldering, in particular, to methods of laser soldering the output of a semiconductor device to a metallized dielectric base. The purpose of the invention is to improve the quality and strength of the solder joint. In the output of a semiconductor device, a groove is created in the form of a groove, the width of which at the base is equal to the diameter of the laser beam. to a + 55 °, where a is the angle of convergence of the laser beam. The wall thickness of the bottom of the groove is chosen in the range of 1 / 4- - 1/3 of the output diameter. The thickness of the top layer of the dielectric base should be at least 12 microns, and the pulse duration laser radiation should be at least 2.5 ms. The soldering method increases the percentage of yield of products, increases labor productivity by reducing the heating time of the soldering zone. 1 table, 2 sludge
Description
Изобретение относитс к пайке, в частности k способу лазерной пайки вывода полупроводникового прибора к диэлектрическому металлизированному основанию.The invention relates to soldering, in particular k, a method of laser soldering the output of a semiconductor device to a dielectric metallized base.
Целью изобретени вл етс повышение качества и прочности па ного соединени .The aim of the invention is to improve the quality and strength of the solder joint.
Лазерна пайка вывода полупроводникового прибора к металлизированному диэлектрическому основанию осуществл етс дефокусированным лазерным лучом, за счет создани в выводе полупроводникового прибора углублени в виде паза, ширина которого у основани равна диаметру лазерного луча, направленного в углубление. Угол между кромками скоса паза выбирают в диапазоне от а+35 до а+55°, где а-угол сходимости лазерного луча, толщину стенки дна паза выбирают в диапазоне 1/4 - 1/3 диаметра вывода, прич ем толщина верхнего сло припо на металлизации диэлектрического основани не менее 12 мкм, а длительность импульса лазерного излучени не менее 2,5 мс..The laser soldering of the output of a semiconductor device to a metallized dielectric base is carried out by a defocused laser beam, by creating a groove in the output of the semiconductor device in the form of a groove whose width at the base is equal to the diameter of the laser beam directed into the recess. The angle between the edges of the groove bevel is chosen in the range from a + 35 to a + 55 °, where a is the angle of convergence of the laser beam, the wall thickness of the bottom of the groove is chosen in the range of 1/4 - 1/3 of the output diameter, and the thickness of the upper layer is soldered metallization of the dielectric base is not less than 12 microns, and the laser pulse duration is not less than 2.5 ms.
В зависимости от длины па ного шва, диаметра дефокусированного лазерного луча и шага расположени п тен нагревани вывода нагревание вывода провод т в нескольких точках, в которые направлен лазерный луч.Depending on the length of the weld seam, the diameter of the defocused laser beam, and the pitch of the location of the heating spot of the output, the heating of the output is carried out at several points where the laser beam is directed.
Количество точек дл образовани па ного шва определ ют из соотношени The number of points for the formation of a solder joint is determined from the ratio
п к4--1. ап к4--1. but
где п - количество точек, шт.,where n is the number of points, pieces
I - длина па ного шва, мм,I is the length of the foot weld, mm,
d - диаметр дефокусированного лазерного луча, мм;d is the diameter of the defocused laser beam, mm;
ч Чh h
ЧH
К - коэффициент перемещени зон нагревани .K - coefficient of movement of the heating zones.
Выбранна толщина стенки дна паза в выводе обеспечивает стабилизацию процесса лазерной пайки. В случае увеличени толщины стенки дна паза за пределы 1/3 диаметра вывода дл проведени пайки требуетс больша затрата энергии лазерного луча. Уменьшение толщины стенки менее 1/4 диаметра вывода приводит к нестабильности процесса пайки, Толщина сло припо , покрывающего металлизацию основани , не менее 12 мкм требуетс дл получени хорошего пропаивани места соединени .The selected wall thickness of the bottom of the groove in the output ensures the stabilization of the process of laser soldering. In the case of an increase in the wall thickness of the bottom of the groove beyond 1/3 of the diameter of the outlet, a large expenditure of energy of the laser beam is required for soldering. Reducing the wall thickness to less than 1/4 of the output diameter leads to instability of the soldering process. The thickness of the solder layer covering the base plating is at least 12 microns required to obtain good soldering of the joint.
Длительность импульса лазерного луча составл ет не менее 2,5 мс, определ етс достаточным временем прогревани материалов вывода и металлизации диэлектрического основани дл плавлени и растекани припо и заполнени зазоров припоем. Результаты выполнени лазерной пайки вывода, имеющего различные конструктивные характеристики паза, при определенной толщине покрыти и величине длительности импульса, излучени и характеристики прочности соединени представлены в таблице.The pulse duration of the laser beam is at least 2.5 ms, determined by the sufficient heating time of the output materials and the metallization of the dielectric base for melting and spreading the solder and filling the gaps with solder. The results of laser soldering of the output, which has various structural characteristics of the groove, with a certain thickness of the coating and the magnitude of the pulse duration, radiation and strength characteristics of the connection are presented in the table.
Пример. Осуществл ли пайку лучом лазера медного вывода полупроводииково- го прибора с металлизированными диэлектрическими основани ми. Диаметр медного вывода был равен 400 мкм, а металлизированное основание представл ло собой си- талловую подложку толщиной 500 мкм, на которую были нанесены следующие металлизации в следующей последовательности: слой хрома толщиной 500 А обеспечивает адгезию последующих металлизированных слоев к основанию; слой меди толщиной 8 мкм, выполн ющий функцию электрического проводника, слой никел (2 мкм), обеспечивающий защиту медного сло от окислени и коррозии. Последним слоем был припой толщиной 12 мкм. Этот слой обеспечивает получение па ного соединени . В качестве припо был выбран сплав олово - висмут.Example. Whether the laser beam soldered a copper lead of a semiconducting device with metallized dielectric bases. The diameter of the copper output was 400 µm, and the metallized base was a 500 µm thick metallic substrate, on which the following metallizations were deposited in the following sequence: a chromium layer 500 A thick provides adhesion of the subsequent metallized layers to the base; a copper layer with a thickness of 8 microns, performing the function of an electrical conductor, a layer of nickel (2 microns) providing protection of the copper layer against oxidation and corrosion. The final layer was solder 12 microns thick. This layer provides solder joints. A tin-bismuth alloy was chosen as a solder.
Медный вывод был предварительно отформован и имел следующие конструктив- ные размеры:The copper output was preformed and had the following structural dimensions:
ширина паза (Ь) 0,5 мм; толщина дна паза вывода ( 5i) 100 мкм; толщина сло - припо из сплава олово-висмут (д) 12 мкм;groove width (b) 0.5 mm; bottom groove thickness (5i) 100 microns; the thickness of the layer is solder from an alloy of tin-bismuth (d) 12 μm;
угол скоса кромок паза вывода ( а ) 60°; длина па ного шва (I) 1,5 мм; диаметр медного вывода (da) 0,4 мм, коэффициент шага па ного соединени (К) 1,0.the bevel angle of the edges of the groove output (a) 60 °; the length of the foot weld (I) is 1.5 mm; the diameter of the copper lead (da) is 0.4 mm, the step ratio of the solder joint (K) is 1.0.
Число точек дл образовани па ного соединени определ ли по формуле:The number of points for the formation of a paired compound was determined by the formula:
- 1 2точки- 1 2 points
n K-i--1 1,n K-i - 1 1,
Дл получени сравнительных данных проводилась пайка лучом лазера медного вывода к металлизации диэлектрического основани . Вывод имел различные конструктивные размеры: Ь,д-, а .To obtain comparative data, a copper laser beam was soldered to the metallization of the dielectric base with a laser beam. The output had various structural dimensions: b, d-, a.
На фиг. 1 показано соединение вывода полупроводникового прибора с металлизированной диэлектрической пластиной; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the connection of the output of a semiconductor device with a metallized dielectric plate; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one.
Полупроводниковый прибор, изготавливаемый с использованием способа лазерной пайки, изображен на фиг. 1, где лазерный диод 1 устанавливают на медной пластине 2, присоедин ют к металлизированной ситалловой подложке 3 проводниками 4. Медный вывод 5, имеющий паз длиной I, припаивают к пластине 3, вл ющейс металлизированным диэлектрическим основанием . Места непосредственного контакта лазерного луча с дном паза обозначены позицией 7.A semiconductor device manufactured using laser soldering is shown in FIG. 1, where the laser diode 1 is mounted on a copper plate 2, attached to the metallized sitall substrate 3 with conductors 4. A copper lead 5, having a groove of length I, is soldered to the plate 3, which is a metallized dielectric base. Places of direct contact of the laser beam with the bottom of the groove are indicated by the position 7.
На фиг. 2 изображен лазерный луч 6, нагревающий дно паза шириной Ь, причем угол сходимости лазерного луча а, а угол между кромками скоса паза составл ет он причем «1 а + (35 - 55°), толщина стенки дна паза 5i а толщина сло -припо из сплава олово - висмут $2.FIG. 2 shows a laser beam 6, heating the bottom of the groove of width b, the angle of convergence of the laser beam a, and the angle between the edges of the bevel of the groove is 1 1 a + (35 - 55 °), the wall thickness of the bottom of the groove 5i alloy tin - bismuth $ 2.
При выборе режима пайки и конструктивных характеристик паза дл проведени пайки с определенными прочностью и качеством соединени следует руководствоватьс таблицей.When choosing the soldering mode and the structural characteristics of the groove for soldering with a certain strength and quality of the joint, you should follow the table.
Использование изобретени позвол ет повысить процент выхода годных изделий, производительность труда за счет сокращени времени прогревани зоны пайки, кроме того, позвол ет создавать полупроводниковые приборы, допускающие высокие токовые нагрузки.The use of the invention allows to increase the percentage of yield of products, labor productivity by reducing the time of heating of the soldering zone, in addition, allows you to create semiconductor devices that allow high current loads.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894709420A SU1697991A1 (en) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | Method of laser soldering of semiconductor device lead to a metallized dielectric substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894709420A SU1697991A1 (en) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | Method of laser soldering of semiconductor device lead to a metallized dielectric substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1697991A1 true SU1697991A1 (en) | 1991-12-15 |
Family
ID=21456198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894709420A SU1697991A1 (en) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | Method of laser soldering of semiconductor device lead to a metallized dielectric substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1697991A1 (en) |
-
1989
- 1989-06-26 SU SU894709420A patent/SU1697991A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
За вка GB Ns 2143759, кл. В 23 К 15/00, 20.02.1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100758760B1 (en) | Circuit device and manufacturing method of the same | |
US6316737B1 (en) | Making a connection between a component and a circuit board | |
US4531044A (en) | Method of laser soldering | |
CN111261390B (en) | Wound coil component and method for manufacturing wound coil component | |
US4341942A (en) | Method of bonding wires to passivated chip microcircuit conductors | |
US10892671B2 (en) | Electrically conductive copper components and joining processes therefor | |
US3294951A (en) | Micro-soldering | |
EP0117348B1 (en) | Bonding leads to semiconductor devices | |
US4183137A (en) | Method for metalizing holes in insulation material | |
JPH0136254B2 (en) | ||
CN1217248A (en) | Laser welding method | |
US6173887B1 (en) | Method of making electrically conductive contacts on substrates | |
WO2019030254A1 (en) | Method for producing a power module | |
US5306891A (en) | Laser welding process for attaching metal to ceramic substrate | |
EP0945880A2 (en) | Surface-mount coil | |
SU1697991A1 (en) | Method of laser soldering of semiconductor device lead to a metallized dielectric substrate | |
CN1312670A (en) | Formation of metal interconnection structure | |
US3523039A (en) | Transition metal oxide bodies having selectively formed conductive or metallic portions and methods of making same | |
US4303480A (en) | Electroplating of thick film circuitry | |
CA1135871A (en) | Method of bonding wires to passivated chip microcircuit conductors | |
US4344107A (en) | Solid tantalum capacitor with clean riser | |
EP2144284A1 (en) | Method for manufacturing a connecting contact on a semiconductor device for power electronics and electronic component with a connecting contact on a semiconductor device manufactured in this way | |
WO1984002867A1 (en) | Method of laser soldering | |
DE69929766T2 (en) | Method for electrically connecting IGBTs mounted on an IC | |
JP2792650B2 (en) | Method for manufacturing multilayer circuit board |