Устройство для управления процессом пайки полупроводниковых кристаллов

Устройство для управления процессом пайки полупроводниковых кристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к устройствам сборки полупроводниковых приборов. Цель изобретения - повьпиение производительности оборудования и качества пайки. Устройство содержит генератор тока и аналоговый дифференциатор, подключенные к паяемому контактирующему узлу, а также устройство выборкихранения, пиковьп детектор, делитель, компаратор и блок управления. При достижении момента расплавления припоя , который определяется по отсутствию дальнейшего изменения тепловой X постоянной системы кристалл-припойоснование и уменьшению падения напряжения на контактирующем узле,процесс нагревания контактирующего узла импульсами тока прекращается. Качество пайки повышается за счет увеличения достоверности регистрации момента завершения пайки. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 454596 А 1

15ц 4 В 23 К 3/ОО, l/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5, делитель 6, компаратор 7 и блок

8 управления. Блок 8 управления состоит из задающего генератора 9, генератора 10 сдвинутых импульсов, ключа

11, RS-триггера 12 и индикаторного узла 13, Устройство работает следующим образом.

При переключении триггера 12 в состояние "1", происходящем при подаче на его S †вход сигнала "Пуск", ключ

ll замыкается и на вход генератора

1 тока поступают импульсы управления, генерируемые генератором 9 (диаграмма 14, фиг. 2). С выхода генератора

1 тока через контактное устройство 2 импульсы нагревающего тока поступают

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4283606/25-27 (22) 13,07 ° 87 (46) 30.01.89. Бюл. Ф 4 (72) В,В. Долгов, А.Н. Рабодзей, Ю.Н. Светличный, В.Н. Гапон и А.Ю. Моторин. (53) 621.791.037(088.8) (56) Алехин В.П, и др. Исследование распределения температуры при ультразвуковой сварке полупроводников с металлами.-Физическая и химическая обработка материалов, 1 971,,М 4. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПАЙКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к устройствам сборки полупроводниковых приборов ° Цель изобретеИзобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть использовано в установках, предназначенных для сборки полупроводниковых приборов. 5

Цель изобретения — повышение производительности оборудования и качества пайки за счет увеличения достоверности регистрации момента завершения пайки. 40

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — эпюры, поясняющие принцип действия устройства.

Устройство содержит генератор 1 тока, контактное устройство 2, аналоговый дифференциатор 3, устройство

4 выборки-хранения, пиковьп» детектор ния — повышение производительности оборудования и качества пайки. Устройство содержит генератор тока и аналоговый дифференциатор, подключенные к паяемому контактирующему узлу, а также устройство выборкихранения, пиковьп» детектор, делитель, компаратор и блок управления. При достижении мощента расплавления припоя, который определяется по отсутствию дальнейшего изменения тепловой постоянной системы кристалл-припойоснование и уменьшению падения напряжения на контактирующем узле,процесс нагревания контактирующего узла импульсами тока прекращается. Качество пайки повышается за счет увеличения достоверности регистрации момента завершения пайки. 2 ил.

14545

ЗО

50 на припаиваемый кристалл. В промежутках между импульсами нагревающего тока на припаиваемый кристалл подается. с выхода генератора 1 тока измеритель- ный ток (15 фиг. 2). Под воздействием импульсов нагревающего тока температура припаиваемого кристалла увеличивается, что приводит к уменьшению прямого падения напряжения на 10 контактном устройстве 2 (р-п-переходе, 16 на фиг. 2). В интервалах между импульсами нагревающего тока припаиваемый кристалл охлаждается, причем скорость его охлаждения определяется 15 тепловой постоянной системы кристалл" припой-основание и тепловой постоянной системы основание — окружающая среда. Напряжение на выходе аналогового дифференциатора 3 пропорцио- 20 нально скорости изменения прямого падения напряжения на р-и-переходе припаиваемого кристалла и, следовательно, скорости изменения его темпе25 ратуры (17, фиг. 2) . В процессе нагрева кристалла, при достижении температуры плавления припоя и под действием сжатия, тепловое сопротивление системы кристалл-припой-основание уменьшается. Это приводит к уменьшению разности температур между кристаллом и прилегающим местом основания и уменьшению тепловой постоянной системы кристалл-припой-основание. По этим причинам скорость охлаждения 35 кристалла в промежутках между импульсами нагревающего тока снижается. В свою очередь, это приводит к уменьшению напряжения на выходе аналогового .цифференциатора 3 и устройства 4 выборки-хранения На фиг. 2 приведены графики. управляющего напряжения, подаваемого на управляющий вход устройства 4 хранения-выборки (диаграмма

18) и напряжения на его выходе (дид 45 аграмма 19) . Позицией 20 на фиг. 2 показано напряжение на выходе пикового детектора 5. При снижении напряжения на выходе устройства 4 выборкихранения на величину, определяемую коэффициентом передачи делителя 6, срабатывает компаратор 7. Сигнал с

его выхода поступает на К-вход триггера 12 и переводит его в состояние

11 11

0, соответствующее завершению про1 1 цесса пайки. -При этом отключение ключа l l прекращает подачу управляющих импульсов 14 на вход генератора 1

96 ф тока, а индикаторный узел 13 фиксирует завершение процесса пайки.

Устройство может бЫть использовано совместно с дополнительным источником нагрева зоны пайки (горячим газом, нагретым инструментом и т.д.) Длительность паузы между импульсами нагревающего тока и задержку импульса управления устройством выборки-хранения целесообразно выбирать в пределах, определяемых диапазоном изменения тепловой постоянной времени кристалл-основание в процессе припайки кристалла.

Длительность импульсов нагревающего тока целесообразно выбирать большей, чем максимальное значение тепловой постоянной кристалл-основание, но меньшей, чем тепловая постоянная основание — окружающая среда.

Выбор амплитуды импульсов нагревающего тока определяется максимально допустимым для данной полупроводННКоВоН структуры значением тока и помехозащищенностью устройства.

Для припайки кристаллов на траверзы в диодных мостах 2Д 906 оптимальная длительность импульсов нагревающего тока составляет 20 мс,длительность паузы 5 мс, амплитуда импульсов нагревающего тока 2А, измерительный ток 10-50 мА. Выбор коэффициента деления делителя определяется диапазоном изменения теплового сопротивления кристалл-основание в процессе припайки.

Использование устройства в составе установки для пайки диодных кристаллов на основании (траверзы) с контролем сопротивления контактного перехода обеспечивает надежную регистрацию момента завершения пайки, повышения производительности процесса пайки, надежности паяных соединений и увеличение процента выхода годных напаянных кристаллов за счет исключения риска их перегрева в процессе пайки.

Формула из об.ретения

Устройство для управления процессом пайки полупроводниковых кристаллов, содержащее генератор тока, выход которого соединен с контактирующим узлом, и блок управления с индикаторным узлом, о т л и ч а ю щ е е с я

14 тем, что, с целью повышения производительности оборудования и качества пайки за счет увеличения достоверности регистрации момента завершения пайки, оно дополнительно содержит аналоговый дифференциатор, устройство выборки-хранения, пиковый детектор, компаратор и делитель, при этом блок управления состоит из задающего генератора, генератора сдвинутых импульсов, RS-триггера, ключа и индикаторного узла, вход которого соединен с выходом RS-триггера и управляющим входом ключа, кроме того, установочный вход RS-триггера является входом "Пуск" блока управления, а

54596 6 сбросовый вход RS-триггера соединен с выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом устройст5 ва выборки-хранения и входом пикового детектора, а второй вход через делитель — с выходом последнего, управляющий вход устройства выборки-хранения через генератор сдвинутых импульсов соединен с первым выходом задающего генератора, второй выход которого через ключ соединен с входом генератора тока, вход устройства выборки-хранения через аналоговый диф15 ференциатор подключен к выходу генератора тока.

1454596

17

78

Составитель В. Грибова

Редактор Н. Киштулинец Техред И,.Ходанич Корректор В. Гирняк

Заказ 7388/17 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35 ° Раушская наб °, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4