Способ управления процессом тепловойобработки

Способ управления процессом тепловойобработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

Союз Советскик

Социалистически к

Респубпик ц841861 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 11.09,78 (21) 2660776/25-27 (51)М. Кл.

В 23 К 11/24

Ф с присоединением заявки J4 (23) Приоритет

Гееудврстеенвй кемитет

СССР по делам изобретения н открытий

Опубликовано 30.06 ° 81, Бюллетень М 24 (53) УДК 621 ° 791 ° .357(088.8) Дата опубликования описания 07.07.8 1 (71) Заквителй электросварки им. Е. О. Патона и Киевский ордена Трнйна государственный университет им. Т. Г, Иевченко (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТЕПЛОВОЙ

ОБРАБОТКИ

Изобретение относится к технологии производства полупроводниковых приборов и может быть использовано при электроконтактной пайке полупроводниковых диодов.

Известны способы пайки и контакт5 ной сварки, при которых момент образования жидкой фазы определяют путем регистрации механических перемещений электродов или щупов во время плавления припоя 111.

t0

Известен такжеметод регистрации, основанный на изменении сопротивления металлов при фазовых переходах 12).

Известен метод, основанный на регистрации скачка напряжения на сварочньм контактах 31.

Однако известные способы характеризуются сложностью механического оборудования, инерционностью его срабатывания или сложностью электронных схем и относительной ненадежностью регистрации плавления, связанной с

2 малыми уровнями (порядка десятков ми-. кроом регистрируемого сигнала).

Известен также способ управления процессом тепловой обработки, преимущественно микросварки, при котором осуществляют измерение одного из параметров режима с последующим регулированием мощности, выделяемой в зоне соединения, заключающийся в том, что измеряют контактную разность потенциалов между соединяемыми элементами вычисляют ее производную и по величи-, не полученных данных производят регулирование мощности и дополнительной длительности процесса сварки «4) .

Недостатки этого способа заключают ся в низком уровне регистрируемого сигнала (микроомы) и в,сложности электронного оборудования. Низкий уровень сигнала обуславливает высокую помехочувствительность, что снижает надежность управления процессом микросварки в помещениях с высоким .уровнем помех.

3 84

Цель изобретения — повьппение нацежнбсти регулирования и одновременно помехоустойчивости процесса пайки.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве измеряемого параметра используют падение напряжения в прямом направлении на полупроводниковом кристалле, as качестве регулирующего параметра - изменение знака производной по времени указанного падения напряжения.

Прохождение электрического тока через полупроводниковый кристалл вызывает нагрев последнего. Каждой температуре соответствует определенное для данного полупроводникового кристалла падение напряжения в прямом направлении. Во время плавления припоя резко увеличивается площадь контакта кристалла с выводом, что вызывает интенсивный отбор тепла от кристалла в выводы.

Температура кристалла (наиболее нагретой детали сборки) кратковременно .снижается, что приводит к изменению знака производной по вре-. мени прямого падения напряжения.

Мойент изменения знака производной может быть выделен: из общего сигнала и использован для регулирования тока нагрева (напряжения источника тока нагрева) .

Уровни сигнала при измерении прямого падения напряжения на полупроводниковом кристалле составляют

l десятки и сотни милливольт (на тричетыре порядка больше, чем в аналогах). Такой сигнал легче выделить, а это повышает помехоустойчивость "

1 схемы и надежность регулирования, процесса, упрощается регистрирующее оборудование.

На фиг. 1 представлена блок-схема, реализующая предлагаемый способ управления процессом электроконтактной пайки полупроводниковых диодов; на фиг,, 2, — эпюры напряжений в контрольных точках.

Нагреваемая сборка (полупроводниковый кристалл с припаиваемыми металлическими выводами) подключается к выходу схемы и нагружается выпрямленным электрическим током через трансформатор l и выпрямители 2 и 3 на время, задаваемое мультивибратором 4, который включается кнопкой

"Пуск" 5. В точку 6 выхода от отдельного источника тока через сопротивление 7 подключено постоянное на50

Формула изобретения

Способ управления процессом тепловой обработки, преимущественно электроконтактной пайки полупроводниковых дйодов, при котором измеряют одни из параметров режима, вычисляют его производную и по полученным данным регулируют мощность, выделяемую в зоне соединения, отличающийся

1861 ф пряжение, обеспечивающее протекание измерительного тока через полупроводниковый кристалл (в приведенной схеме 0=12,6 В, 2„-, „ 1 мА). Диаграмма напряжений в точке 6 приведена на фиг. 2. Усиленный и ограниченный по уровню сигнал (точка 8) поступает на вход электронного ключа 9, с выхода которого снимается сигнал, 10 пропорциональный величине измеряемого падения напряжения на полупроводниковом кристалле и синхронизированный с частотой пйтающей сети (точка 10). Этот сигнал заряжает кон15 денсатор ll (точка 12)> дифференцируется цепочкой 13 и 14. Продифференцированный сигнал (точка 15) подается на триггер 16, устанавливаемый в одно из состояний положительными

20 импульсами и перебрасываемый в другое состояние отрицательными (входы

17 и 18). Переброс триггера 16 отключает мультивибратор 4. Точка 19 показывает изменение напряжения на выходе .

25 триггера 16, точки 20 и 21 †. изменение напряжения на входе мультивибратора 4, точка 22 — изменение напряжения на выходе мультивибратора 4, Пример. Способ испытан при

50 первой напайке диодов типов КД-105, КД-209, Одновременно с током нагрева(8А) в прямом направлении пропуска ют измерительный ток (1 мА), Падение напряжения в прямом направлении при

35 комнаткой температуре кристалла составляет 0,4-0,43 В, При температуре плавления припоя (183 С)прямое падение напряжения составляет около 0,1 В.

Охлаждение структуры в момент плавлеЕ0 ния вызывает рост прямого падения напряжения до 0,18-0,2 В. Момент изме-, нения знака производной по времени . падения напряжения фиксируется при помощи дифференциальной цепочки, 45 сигнал которой используется для от- ключения тока нагрева с задержкойО,lc.

О

r5

Ф

Р

Фд г1

5 84186 тем, что, с целью повышения надежности регулирования и одновременно помехоустойчивости процесса пайки, в качестве измеряемого параметра используютпадеиие напряжения в прямом направлении на полупроводниковом кристалле а в качестве регулирующего па-. раметра используют изменение знака производной по времени указанного падения напряжения, 10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 б !, Аксельрод Ф. А, и др. Контактная сварка. М., Профтехиздат, 1962, с. 317-319.

2, Авторское свидетельство СССР

460141, кл. В 23 К ll/10, 22.01.73.

3. Авторское свидетельство СССР

519300, кл. В 23 К 11/24, 24.02.73.

4, Авторское свидетельство СССР

592544, кл. В 23 К 11/24, 01.08.76.

ВНИИПИ . Заказ 4948/13

,Тирах 1148 Подписное

;Филиал ЙШ ПатентП, г. Ужгород, ул.Проектная,4