Способ изготовления полупроводниковых приборов

 

Изобретение относится к области производства силовых полупроводниковых приборов , в частности к способам изготовления приборов с присоединением контактных элементов пайкой, и позволяет повысить качество приборов и выхода годны.к. После пайки контактных элементов полупровОлТ.никовый кристалл подвергают термообработке при температуре ниже температуры начала плавления наиболее легкоплавкого из применяемых при пайке припоев, но не менее 0,6 ее значения, и длительности в часах не менее величины, определяемой из соотношения 2-10 /Т-обр., где Товртемпература термообработки в °С. После термообработки полупроводниковый кристалл подвергают травлению. Проведение травления после пайки, а также введение промежуточной термообработки позволяют снизить остаточные механические напряжения в спаях и полупроводниковом кристалле, что повышает качество приборов и стабильность их ха рактеристик. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1269930 А1 (51) 4 В 23 1 12 Н 01 L 21 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3865598/25-27 (22) 06.03.85 (46) 15.11.86. Бюл. № 42 (71) Запорожское производственное объединение «Преобразователь» (72) В. Ф. Романовский, А. С. Полухин, Я. И. Павлынив и А. И. Сердюк (53) 621.791.3 (088.8) (56) Electrical Revu, 1975, ч. 196, ¹ 25, р. 799.

Патент CPP № 80316, кл. Н 01 1 21/58, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ (57) Изобретение относится к области производства силовых полупроводниковых приборов, в частности к способам изготовления приборов с присоединением контактных элементов пайкой, и позволяет повысить качество приборов и выхода годных. После пайки контактных элементов полупроводниковый кристалл подвергают термообработке при температуре ниже температуры начала плавления наиболее легкоплавкого из применяемых при пайке припоев, но не менее

0,6 ее значения, и длительности в часах не менее величины, определяемой из соотношения 2 10+ /T Oáð., где Тбр — температура термообработки в С. После термообработки полупроводниковый кристалл подвергают травлению. Проведение травления после пайки, а также введение промежуточной термообработки позволяют снизить остаточные механические напряжения в спаях и полупроводниковом кристалле, что повышает качество приборов и стабильность их хар а ктер и ст и к.

1269930

Формула изобретения

Составитель Ф. Конопелько

Редактор Н. Горват Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 6076/9 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патен1», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к производству силовых полупроводниковых приборов, в частности к способам изготовления приборов с присоединением контактных элементов пайкой, и может быть использовано в электротехнической и электронной промышленности.

Целью изобретения является повышение качества приборов и выхода годных.

Способ осуществляют следующим образом.

Пайку полупроводникового кристалла с контактными элементами производят припоями на основе сплавов олово-свинец или свинца за один или два приема. Затем кристалл с контактными элементами подвергают термообработке при температуре ниже температуры начала плавления наиболее легкоплавкого из применяемых при пайке припоев, но не менее 0,6 ее значения, и длительности в часах не менее величины, определяемой из соотношения 2.10+ /Т овп, где Т р— температура термообработки в С.

После терм ообра ботк и п олуп роводH НКовый кристалл подвергают травлению, производят контроль параметров прибора., нанесение защитного покрытия и герметизацию прибора.

Проведение травления после пайки, а также введение промежуточной термообработки позволяют снизить остаточные механические напряжения в спаях и полупроводниковом кристалле, что повышает качество приборов и стабильность их характеристик.

Пример. !1олупроводниковый кремниевый кристалл с тиристорной структурой в нем паяют с основанием корпуса и выводами (арматура тиристора) в водородной конвейерной печи одновременно — за один температурно-временной цикл. Все паяные швы выполняют припоем одного и того же состава (марки ПОС 2, температура полного расплавления которого близка к 320 С.

Г1айку ведут при 400+ 110 С. Полученную 40 паяную арматуру подвергают щелочному травлению в кипящей КОН с целью очистки поверхности фаски на кристалле. В ходе операции травления контролируют электрические параметры и вольтамперные характеристики, по которым оценивают годность 45 изделий. Перед операцией травления снимают остаточные механические напряжения в спаях и кристалле дополнительной термической обработкой арматуры при пониженной температуре — ниже 320 С, но не менее 0,6 320= 190 С. Максимальное значение этой температуры ограничивают требованием исключения вторичного расплавления паяных швов при случайном отклонении температуры в большую сторону, а также окисления поверхности деталей при термообработке на воздухе. Минимальное значение — 190 С вЂ” определено из экспериментов как температура, при которой за короткое время обеспечивается повышение выхода годных арматур на операции травления фаски до реально возможного, а также снижение до нуля числа отказов при испытаниях на термоциклостойкость.

При более низких значениях температуры

Тоаг, (ниже 190 C) указанная цель не достигается. Для арматуры тиристора Т122 выбирают Тве.=200 С, так как при более высокой температуре имеет место потускнение покрытий, что недопустимо. Минимальную длительность 1и- термообработки арматур при выбранном значении температуры 200 С вЂ” установили 8 ч.

Когда для пайки нескольких соединений в одном изделии применяют припои различного состава, при выборе оптимальной температуры обработки перед травлением учитывают значение температуры плавления наиболее легкоплавкого из применяемых припоев.

Способ изготовления полупроводниковых приборов, включающий пайку полупроводникового кристалла с контактными элементами, травление напаянного кристалла, контроль параметров прибора, нанесение защитного покрытия и герметизацию прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и выхода годных приборов, травление кристалла производят после пайки контактных элементов, а перед травлением паяный кристалл с контактными элементами подвергают термообработке при температуре ниже температуры начала плавления наиболее легкоплавкого из применяемых при пайке припоев, но не менее

0,6 ее значения, и длительности в часах не менее величины, определяемой из соотношения 2 10+ /Тобр, где Тобр — температура термообработки в С.