Способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика холла

Способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика холла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Рес убпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1>790039 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Звявлеио 030378 (21) 2587866/26-25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 231280 Бюллетень М47

Дата опубликования описания 231280 (51)М. Кл.з

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

Н 01 L 21/60 (53) УДК 621.002 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.А,Ленин и Ц.Ялкапов (7I) Заявитель (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПАР ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ

ЭЛЕКТРОДОВ К ЧУBCTBHTEËÜÍBÌÓ

ЭЛЕМЕНТУ ДАТЧ ИКА ХОЛЛА

Изобретение относитс я к из готов- лению полупроводниковых приборов, в частности датчиков Холла, и может быть использовано при креплении пар потенциальных электродов датчиков

Холла, приме няющихс я в современной радиоэлектронике, измерительной техтике, автоматике и телемеханике.

В датчиках Холла из-за плохого качества изготовления электродов в большинстве случаев полезному сигналу сопутствуют паразитные сигналы, одним из которых является напряжение неэквипотенциальн ости, обуслов-. ловленное несимметричным присоединением пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика

Холла. Несимметричное расположение пар потенциальных электродов з ависит от способа их соединения. Известны различные способы соединения пар потенциальных электродов, среди которых пользуются преимуществом припаивание и сваривание. Посредством припоя электрод к чувствительному элементу датчика Холла присоединяют следующим образом, После симметризадии расположения пар потенциальных электродов, присоединяемое место обслуживают припоем, а ос; атки припоя вокруг электрода удаляют вручную с помощью режущих инструментсв. Эта. необходимо, так как в протиBHQM cJlóчае проявляются шунтирующне влияния этих остатков, снижается чувствительность датчика Холла, повышаются погрешности, а при удалении остатков припоя часто разрушаются чувствительные элементы датчиков Холла, что не позволяет автоматизировать производство датчиков.

Известен способ нанесения точечных контактов на потенциальные стороны чувствительного элемента датчика Холла пропусканием импульса тока через присоединяемые электроды, при котором происходит их приваривание.

Этот способ включает приваривание токовых и одного из пар потенциальных электродов, пропускание тока через токовые электроды, симметризацию расположения пар потенциальных электродов перемещением второго неприваренного электрода по холловской грани пластины, наблюдение за показанием индикатора эквипотенциальных точек и их нахождение, а за30

790039 тем приваривание упомянутого электрода к пластине (1) .

Однако при сварке второй потенциальный электрод смещается в сторону от эквипотенциальных точек пластины, в некоторых случаях образуются интерметаллические соединения, микротрещины (при очень тонких размерах пластин, например,при толщине порядка 10-100 мк).

При сварке происходит расплавление соединяемых деталей на контактных поверхностях. В этом случае сварное соединение состоит из двух равнородных деталей, между которыми имеется рекристаллизованная прослойка.

В таком соединении различают рекрйсталлиэованную зону, зону теплового воздействия и собственно свариваегые детали, Высокие механические напряжения (склонные создать микротрещины от быстрой рекристаллизации) и механическая ослабленная эона теплового воздействия приводят к ухудшению качества соединения способом сварки.

Напряжение неэквипотенциальности, обусловленное смещением потенциальных электродов от эквипотенциальных точек во время сварки, можно выразить по приближенной формуле (1) где к - сойротивление между смещенными точками в поперечном направлении потенциальных электродов Холла; ток управления датчика Хол1 ла.

Как видно .из формулы (1), величина напряжения неэквипотенциальности зависит от величины управляемого тока 11 и сопротивления к . Сопротивление r в свою очередь изменяется по сложному закону в зависимости от температуры и влияния индукции магнитного поля.

Известен способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика Холла, основанный на склеивании с помощью токопроводящего клея (2)„

Однако способ не обеспечивает эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов, так как не достигается точечное крепление электродов и возникает шунтирующий эффект и нелинейные искажения.

Цель изобретения - повышение процента выхода годных изделий за счет эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов и обеспечения воэможности, автоматизации, Эта цель достигается тем, что перед склеиванием электродов с чувствительным элементом производят их симметризацию,. а приклеивание производят с помощью магниточувствительного токопроводящего клея под воздей ствием магнитного поля, силовые линии которого направлены вдоль оси потенциальных электродов.

Крепление неприсоединенного потен. циального электрода ведется приклеиванием с помощью клея, содержащего эпоксидную смолу в качестве связующего полимера, отвердитель и электропроводящую магниточувствительную компоненту в определенной последовательности с прижатием, нагревом и воздействием магнитного поля по оси приспоединяемых электродов.

Процесс крепления состоит из следующих операций: вначале конец присоединяемогo электрода после симметризации прямолинейно отводят от чувст15 вительного элемента датчика, смачивают клеем и снова подводят к чувствительному элементу прямолинейным двидвижением. Повторно проверяют сохранность эквипотенциальности расположеЩ ния потенциальных электродов датчика

Холла, например, как в случае первоначальной симметризации упомянутых электродов, т.е. через токопроводящие электроды пропускают ток, а к выходным концам потенциальных электродов подключают индикатор (например, гальванометр) для наблюдения за отсутствием напряжения неэквипотенциальности при отсутствии воздействующего на датчик Холла магнитного поля. Если наблюдается смещение потенциальных электродов от эквипотенциальных точек по показанию индикатора, то необходимо их симметрировать. После этого присоединяемый электрод прижимают с некоторой силой к чувствительному элементу датчика Холла с одновременным нагреванием и воздействуют магнитным полем, силовые линии которого направ40 лены вдоль потенциальных электродов датчика.

Прижатие присоединяемых деталей и воздействие на них направленным магнитным полем используют для создания неоднородности электропроводности клеевой пленки под электродом и вокруг него. Поскольку электроды изготовляют из металлов, а чувствительный элемент датчиков Холла из полупроводниковых материалов, то склеиваемые детали подвергают сжатию в пределах допускаемых напряжений для материала, выбранного в качестве чувствительного элемента датчика.

Использование эпоксидной смолы в качестве связующего полимера связано с тем, что она имеет хорошую адгезию к различным материалам как в жидком, так и в отвержденном состояниях, К тому же клеевые пленки

60 на основе эпоксидной смолы в качестве связующего полимера обладают высокой механической прочностью, которая имеет существенное значение дггя

1датчиков Холла. Электропроводящая

Я 1магниточувствительная компонента

790039

Формула изобретения

25

40

Составитель Е.Хвощева

Редактор И,Черный Техред M. Петко Корректор С. Цомак

Заказ 10124 Тираж 844 Подпис н ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4 клея служит для обеспечения необходимой электропроводности клеевой пленки для присоединяемых деталей датчика Холла. Клеи со свойством большой электропроводности могут быть изготовлены на основе других полимеров, например, группы алкилов взамен эпоксидной смолы, применяемой в качестве связующего полимера. Эти клен могут содержать различные растворители.

При этом для каждого клея учитываются их специфические качества:электропроводность, механическая прочность, устойчивость к влаге, температуре и т.д. В зависимости от назначения датчиков Холла может применяться, например, клей, содержащий эпоксиную смолу, отвердитель, например, полизтиленполиамин или диэтилентриамин, электропроводящую компоненту, например, посеребренный никелевый порошок.

При приклеивании электродов к чувствительному элементу датчика Холла последние можно нагревать приблио зительно до 80 С, применять механическое давление до 4-5 кг/cM .

Контактное сопротивление присоединяемого потенциального электрода к чувствительному элементу датчика

Холла приблизительно определяется по формуле

R к ГС . а (2) где 0 — удельное поверхностное сопротивление клеевой пленки, равное 0,0001-0,001 см см; а — радиус поверхности склеивания, который соответствует радиусу приклеиваемого электрода, практически равный

0,01-0,04 см.

Тогда Н = О, 1-1, 0 Ом, который намного меньше сопротивления самого датчика, для которого сопротивление равно 1-5 Ом с размерами 6х4х0, 06 мм яз I„Sy:, I A и вполне приемлемо, исходя из условий их нагрева, Таким образом, изготовляется несколько датчиков одновременно, т.е. предлагаемый способ позволяет автоматизировать процесс изготовления датчиков Холла и не требует сложной аппаратуры при их производстве, упростить процесс изготовления как широкоизвестных четырехэлектродных, так и многоэлектродных датчиков Холла, изготовлять их с одной парой или несколькими парами потенциальных ,электродов, расположенных на соответf5 ствующих эквипотенциальных точках

Г достичь значительный технико-экономический эффект.

Способ крепления пар потенциальных электродов к чувствительному элементу датчика Холла, основанный на склеивании с помощью токопроводящего клея, отличающийся тем, что, с целью повышения процента выхода годных изделий за счет эквипотенциального крепления пар потенциальных электродов и обеспечение возможности автоматизации процесса, перед склеиванием электродов с чувствительным элементом производят их симметризацию, а приклеивание их производят с помощью магниточувствительного токопроводящего клея под воздействием магнитного поля, силовые линии которого направлены вдоль оси потенциальных электродов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1. Кобус A.И. и др. Датчики Холла и магниторезисторы. М,, 1971, с,116.

2. Патент Японии 9 43-23827, кл. 60 DO 1968,