Устройство для создания давленияпри диффузионной cbapke

Устройство для создания давленияпри диффузионной cbapke

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресттубпнк

<»848217 (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (51)М. 1(л. (22) Заявлено04.10.79 (21) 2826518/25-27. с присоединением заявки,%

В 23 К 20/00

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет ло делам изобретений н открытий

Опубликовано 23.07.81 Бюллетень М27

Дата опубликования описания 23.07.81 (53) УДК 621.791. . 66.03 (088.8) (.72) Авторы изобретения

А. B. Межов, В. В. Петрович, В. H. Тихонюк, М. Ю. Филатов и В. А. Фомичев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ДАВЛЕНИЯ

ПРИ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКЕ

Изобретение относится к диффузионной сварке, в. частности к устройствам для создания давления при сварке полупроводниковых приборов.

Известно устройство для создания давления при диффузионной сварке, содержащее механизм сжатия, прижимную плиту с рабочим пуансоном, основание и пластичную прокладку, располагаемую между пуансоном и свариваемыми деталями (Ц.

Недостатком данного устройства явля- ется то, что оно не обеспечивает стабильного давления, а следовательно, и качества сварного соединения.

Бель изобретения - повышение качестI5 ва сварного соединения путем обеспечения стабильности давлечия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для создания давления при диффузионной сварке, содержащем

?О механизм сжатия, прижимную плиту с рабочим пуансоном, основание и пластичную прокладку, располагаемую между пуансоном и свариваемыми деталями, механизм

2 сжатия снабжен штифтом и регулировочным винтом, установленным в его пуансс не на расстоянии, не превышающем т;лщины пластичной прокладки, а основание. выполнено с центральным отверстием с пазами в стенке для соединения с механизмом сжатия, причем основание и прижимная плита соединены болтами.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, разрез, на фиг, 2 — поворот прижимной плиты для загрузки деталей," на фиг. 3 — начальная фаза сварки кристалла, на фиг. 4 — конечная фаза сварки кристалла СВЧ вЂ” диода на поверхность теплоотвода.

Устройство для монтажа полупроводниковых кристаллов (фиг. 1) содержит основание 1, механизм сжатия 2, который для крепления его с основанием снабжен шттфтом 3, входящим в пазы, выполненные в стенке центрального отверстия

4 основания 1, подвижную каретку 5, имеющую фигурное углубление 6 для размещения в нем деталей и винт 7 для извле84821 чения деталей после сварки, рабочий пуансон 8, упирающийся в прижимную плиту

9, два фиксирующих болта 10 с зажимными гайками 11 ° Механизм сжатия 2 содержит пуансон 12 в виде цилиндра, имеющий продольное окно 13, через которое проходит штифт 3, регулировочный винт 14, пружину 15, сжимаемую винтом 16, крышку 17 и гайку 18, фиксирующую положение винта 16. !О

Верхняя часть устройства (фиг. 2) состоит из основания 1 каретки 5 и прижимной плиты 9, повернутой относитель° но правого фиксирующего болта 10 за счет прорези 19. 15

° Исходное положение теплоотвода 20, свариваемой детали состоит из кристалла

21 и подложки 22, затцитной шайбы 23, пластичной прокладки "4 и пуансона 8 перед диффузионной сваркой.

Сборка и работа устройства происходит следующим образом, В отв ерс тия осн ов ания 1 вс тавляют два фиксирующих болта 10, по которым, как по направляющим, посредством соосцтх с ними отверстий вплотную к основанию устанавливают каретку 5, а к ней, в

:вою очередь прижимную плиту. 9. Прижимная плита 9 имеет сквозную прорезь

19 с радиусом дуги, равным расстоянию между осями фиксирующих винтов 10. Посредством этой прорези прижимная планка поворачивается относительно оси одного из болтов 10 на угол 45, после чего в посадочное углубление 6, выполненное на верхней плоскости каретки 5 помещают свариваемые детали. Сверху на защитную шайбу 23 укладывают пла"..тттную прокладку 24, а на нее устанавливают рабочий пуансон 8 . Установку пуансона производят 40 так, что после обратного поворота прижимной петиты 9 верхняя часть пуансона входит в углубление, расположенное на ее нижней плоскости. После этого на резьбовые концы фиксирующих болтов 10 на45 винчивают гайки 11 до плотного прижатия их к прижимной плите 9. В этом состоянии осутцествляют жесткую фиксацию исходного положения теплоотвода, 20, кристалла 21, защитной шайбы 23, пластичной 50 прокладки 24 и пуансона 8 относительно друт gp а °

Затем приспособление на 5-10 мин помещают в печь для предварительного его прогрева и размягчения пластичной прокладки, после чего к приспособлению через пазы центрального отверстия 4 пристыковывают посредством штифта 3 механизм

7 4 сжатия 2 . При этом торец пуансона 12 механизма сжатия упирается в нижнюю плоскость каретки 5 и производит дожатие пружины 15 до заданной величины давления, предварительная установка которого осуществляется винтом 16. После подсоединения механизма давления к основанию 1 все устройство вновь помещают в нагревательную камеру с заданной температурой, при которой и происходит диффузи он н ая св ар к а д ета л ей.

Прижатие кристалла к теплоотводу осуществляют посредством передачи давления сжатой пружины 15 через пуансон

12 на каретку 5. Поскольку удержание каретки производится только пуансоном

R, давящим на прокладку 24 (фиг..3), то сила давления пружищя 15 соответствует силе давления пуансона на прокладку.

11о мере деформации прокладки 24 карет ка 5 под действием пуансона 12 перемедтается по винтам 10, в результате чего давление на прокладку сохраняется неизменным. В процессе перемецтения рабочего инструмента 1 2 регулировочный винт

14 приближается к штифту 3, и в момент их соприкосновения давления механизма сжатия «а каретку 5 прекращается. Таким образом, установка первоначального зазора б между торном винта 14 и поверхностью штифта 53, не превышающим толщины пластичной прокладки 24, позволяет избежать повреждение внутренней структуры и металлизаиии кристаллов в процессе сварки, и тем самым обеспечить высокое качество крепления к теплоотводу сверхтонких кристаллов с получением значений теплового сопротивления

Рл- 20. C/Вт .

Н устройстве осуществляется монтаж кристаллов со структурой типа меза" кремниевых лавинно-пролетных диодов (ЛПД) на позолоченную ножку аксиального СВЧ-корпуса. В качестве пластичной прокладки используют фторопластовые

1 диски, толщиной 0,3-0,5 мм и диаметром

0,8-1 мм.

Металлизация кристаллов Л!1Д предсTBB èåò собой пластинку золотой фольги квадратной формы с размерами 0,7х0,7мм и толщиной 20 мкм. Предварительный разогрев пластичной прокладки осутцествляется в муфельной печи с температурой

300 320 С, после чего к каретке устройства прикладывают давление порядка

200 кГ/см . 1}p0uecc диффузионной сварки металлизации ЛПД с ножкой корпуса

t0

5 848 л проходит при этой же температуре печи и длится 25-30 мин.

Устройство для сварки полупроводнико» вых кристаллов на теппоотводы позволяет осуществлять высококачественное креп- 5 ление миниатюрных кристаллов к держателям без повреждения их структур с обеспе» чением низких значений теплового сопротивления контакта.

Формула изобретения

Устройство для создания давления прп диффузионной сварке, содержащее механизм 15 сжатия, прижимную плиту с рабочим пуансоном основание и пластичную прокладку, располагаемую между пуансоном и свариваемыми деталями, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного со «дииения путем обеспечения стабильности давления, механизм сжатия снабжен штифтом и регулировочным винтом, установленным в его пуансоне на расстоянии не превышающем толщины пластичной прокладки, а основание выполнено с центральным отверстием с пазами в стенке для соединения с механис МоМ сжатия, причем основание и прижимная плита соединены болтами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.ргос д01И Ебену гоп. СотропепИ, Conference

1",М,new Vora, 1970. р. 380 380

848217 фиг. У

ФигЗ фиг.4

Составитель В. Мельников

Редакт Я, Конч щкая Тех ед Т. Маточка Ко екто Л, Иван

Заказ. 5969/14 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., g. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4