Способ контроля и управления процессом пайки

Способ контроля и управления процессом пайки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной пайке деталей , в частности, к способам контроля процесса пайки полупроводниковых приборов. Цель изобретения - повышение качества и автоматизация процесса пайки полупроводниковых приборов. Способ включает укладку в приспособление выводов (основания), навески припоя и паяемого кристалла, их механическое сжатие и пропускание через них последовательности импульсов нагревающего тока, измерение скорости охлаждения кристалла в фиксированные моменты времени, задержанные относительно задних фронтов нагревающих импульсов и прекращение нагрева после снижения скорости остывания до заданной величины. Скорость остывания кристалла может быть определена по изменению напряжения на P - N - переходе припаиваемого кристалла при пропускании через него в промежутках между импульсами нагревающего тока прямого измерительного тока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 23 К 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 ! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4283687/25-27 (22) 13.07.87 (46) 07.09.89. Бюл. № 33 (72) В. В. Долгов, А. Н. Рабодзей, Ю. Н. Светличный, В. Н. Гапон и А. Ю. Моторин (53) 621..791.3 (088.8) (56) Патент США ¹ 3518399, 1970. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПАЙКИ (57) Изобретение относится к импульсной пайке деталей, в частности к способам контроля процесса пайки полупроводниковых приборов. Цель изобретения — повышение качества и автоматизация процесса пайки полупроводниковых приборов. Способ вклюИзобретение относится к импульсной пайке деталей и к способам контроля процесса пайки полупроводниковых приборов.

Целью изобретения является повышение качества и автоматизация процесса пайки.

Способ реализуется следующим образом.

На предварительно собранную и механически сжатую систему кристалл — навеска припоя — траверза подают последовательность импульсов нагревающего тока, а в фиксированные моменты времени, задержанные относительно задних фронтов импульсов нагревающего тока, измеряют скорость остывания припаиваемого кристалла.

Нагрев системы прекращают при уменьшении скорости остывания припаиваемого кристалла.

Охлаждение кристалла после окончания каждого импульса нагревающего тока определяют, в основном, процессом отвода тепла от кристалла через тепловое сопротивление припоя в прилежащий участок траверзы и процессом отвода тепла от этого участка цЛ0„„1505697 А 1

2 чает укладку в приспособление выводов (основания), навески припоя и паяемого кристалла, их механическое сжатие и пропускание через них последовательности импульсов нагреваю цего тока, измерение скорости охлаждения кристалла в фиксированные моменты времени, задержанные относительно задних фронтов нагревающих импульсов, и прекращение нагрева после снижения скорости остывания до заданной величины. Скорость остывания кристалла может быть определена по изменению напряжения на р — и-переходе припаиваемого кристалла при пропускании через него в промежутках между импульсами нагрева|ощего тока прямого измерительного тока.

1 ил. траверзы через технологическую рамку в окружающую среду. При этом тепловая по- 2 стоянная системы кристалл — припой- -тра- > верза, оп редел яем а я и роиз ведением тепло- ф ( емкости кристалла С,с на тепловое collpo- p тивление кристалл-- траверза R,-,», оказывается много меньше, чем тепловая постоянная системы траверза — окружающая среда. О

Таким образом, переходная тепловая харак- Я ) теристика охлаждения кристалла складывается из сравнительно быстрой компоненты охлаждения кристалла до температуры, близкой к температуре прилежащего участка траверзы, и медленной компоненты охлаждения этого участка траверзы.

В процессе распл а влен и я при ноя иод ф действием механического сжатия происходит значительное улучшение теплового контакта между кристаллом н траверзой, и, следовательно, уменьшение теплового сопротивлеН И я Ялристллл1.Ч1ллсj1I I

На чертеже приведены графики, иллюстрирующие влияние теплового сопротивления

1505697

Формула изобретения

Составитель Л. Абросимова

Редактор О. Головая Техред И. Верес Корректор Т. Малец

Заказ 5360/13 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r..Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101 кристалл †травер на характер процесса охлаждения кристалла во времени, где 1— кривая изменения температуры участка трав 1рзы, на котором осуществляется пайка к1 исталла; 2 — 4 — кривые изменения темп ратуры кристалла при тепловом сопротивл нии кристалл — траверза Rap xpsl, Rap.xpa2, R p- р з, соответственно (Rap-трги)Д р-тр 2)

Якр-трвз), Уменьшение теплового сопротивления кристалл-траверза, свидетельствующее о происшедшей пайке, может быть зарегистр 1ровано по уменьшению скорости изменен я во времени температуры кристалла в м1о менты времени, задержанные относител ь«ф заднего фронта нагревающего импульса н время т. Выбор момента т зависит от конк етного диапазона изменения Якристапа.траверза т плоемкости кристалла и тепловой постояни и системы траверза — окружающая среда.

Длительность паузы между импульсами на грева ю щего тока и задержку момента измерен ия скорости изменения температуры кристалла целесообразно выбирать в пределах, определяющих диапазоном изменения т пловой постоянной времени кристалл— т аверза, что обеспечивает максимальное зменение скорости охлаждения кристалла процессе его припайки вследствие уменьения теплового сопротивления кристалл— т1раверза.

Длительность импульсов нагревающего

Мока целесообразно выбирать большей, чем

Максимальное значение тепловой постоянной

Кристалл--траверза, но меньшей, чем теплоь1ая постоянная траверза — окружающая бреда.

Для измерения скорости остывания струк

1уры может быть использован тот или иной

1 ермочувсФвительный параметр. Так, если

1 а припаиваемых кристаллах имеется диодная структура, то в качестве термочувствительного параметра наиболее целесообразно

1использовать прямое падение напряжения гемпературы. Для этого необходимо в промежутках между импульсами нагревающего тока подавать на припаиваемый диод прямой (измерительный) ток величиной от нескольких единиц до нескольких десятков миллиа м пер.

Например, при пайке кристаллов диодных мостов типа КД906 амплитуду импульсов нагревающего тока устанавливают равной 2 А, длительность — 20 мс. В паузах между импульсами нагревающего тока длительностью 5 мс подают измерительный ток

20 мА. Регистрация значений производной прямого падения напряжения на р — n-переходе припаиваемого кристалла по времени осуществляется в моменты времени, соответствующие концу паузы между импульсами нагревающего тока. Время пайки 0,5—

0,8 с в зависимости от геометрических размеров и формы прилежащего участка траверзы.

Использование предлагаемого способа обеспечивает исключение возможности перегрева кристалла в процессе пайки сверх температуры, необходимой для осуществления пайки, чем снижается риск повреждения кристаллов. Кроме того, за счет прекращения нагрева только после осуществления процесса пайки повышается надежность паяного соединения, повышаются производительность и процент выхода годных изделий.

Способ контроля и управления процессом пайки, включающий пропускание через спаиваемые изделия последовательности импульсов нагревающего тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и автоматизации процесса пайки, в качестве контролируемого параметра берут скорость остывания зоны пайки, измеряемую в фиксируемые моменты времени, задержанные относительно задних фронтов нагревающих импульсов, и прекращают пайку после снижения скорости остывания до заданной величины.