Припой для пайки кремния с вольфрамом
Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, используемого для пайки кремниевых пластин к вольфрамовым термокомпенсаторам, применяемым в полупроводниковой технике. Цель изобретения - повышение количества выхода годных изделий и снижение величины падения напряжения путем повышения растекаемости припоя. Припой имеет следующий состав, мас.%: кремний 13 - 20, ванадий 0,26 - 1,1, алюминий остальное. Пайка осуществляется в печи при 735-750°С в среде аргона. Припой изготовляется в виде фольги толщиной 0,03 - 0,05 мм, полученной методом прокатки слитков. Он обеспечивает 99 - 100% величину припоя паяного соединения, выхода годных выпрямительных элементов на операциях снятия фаски 98% и травления 84%, при этом величина прямого падения напряжения 1,1 - 1,24 В. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (53)5 В 23 К 35/28
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4396636! 27-27 (22) 15,02,88 (46) 30.06.90. Бюл, М 24 (71) Государственный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов
"Гипроцветметоб работка" (72) А.И.Зенцов, Г,Е.Губин, Л,Б.Злотин, Т.С.Югова, В,Г,Бадаев и Л.M,Ëåðìîíòîâà (53) 621,791,3 (088.8) (56) Заявка Франции N 2517700, кл. В 23 К 35/28, 1981. (54) ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КРЕМНИЯ С
ВОЛЬФРАМОМ (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, используемого для пайки кремниевых пластин к вольфрамовым
Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, используемого для пайки кремниевых пластин с вольфрамовым термокомпенсатором.
Цель изобретения — повышение количества выхода ГОдных иэделий и снижение величины падения напряжения путем повышения растекаемости припоя.
Припой имеет следующий состав, в мас,%:
Кремний 13-20
Ванадий 0,26- 1,1
Алюминий Остальное
При соединении деталей полупроводниковых приборов — кремниевой пластины с вольфрамовым термокомпенсатором, ванадий, вводимый в состав припоя в количестве 0,26 — 1,1%, способствует предотвращению роста частиц кремния в расплаве в процессе сплавления элементов приборов и, следовательно, устранению воэможности,, Д,/„„1574416 А1 термокомпенсаторам, применяемым B полупроводниковой технике, Цель изобретенияповышение количества выхода годных изделий и снижение величины падения напряжения путем повышения растекаемости припоя, Припой имеет следующий состав, мас.%: кремний 13-20, ванадий 0,26-1,1, алюминий остальное. Пайка осуществляется в печи при 735 — 750 С в среде аргона, Припой изготовляется в виде фольги толщиной 0,03 — 0,05 мм, полученной методом прокатки слитков. Он обеспечивает 99-100% величину припоя паяного соединения, выхода годных выпрямительных элементов на операциях снятия фаски 98% и травления
84%, при этом величина прямого падения напряжения 1,1 — 1,24 В. 1 табл. образования лысок, снижающих эксплуатационные свойства готовых изделий. Кроме того, ванадий, вводимый в состав припоя, образует сложные интерметаллидные соединения, облегчающие смачивание поверх. ности вольфрама расплавом припоя.
Введение ванадия в количестве менее
0,26% не обеспечивает наблюдаемого эффекта в максимальных количествах, а введение ванадия более 1,1% приводит к черезмерному увеличению количества интерметаллидных соединений, которые глубоко сплавляются в кремниевые пластины, изменяя тип проводимости контактного слоя кремниевой пластины и ухудшая свойства готовых изделий.
Содержание кремния в припое в количестве 13 — 20% обусловлено необходимостью получения определенной величины зоны, обладающей заданным уровнем электрофизических свойств сплавной зоны кон1574416
13 — 20
0,26 — 1,10
Остальное
П р и и е р, Химический состав припоя, мас;
Величина Выход годных выпряприпоя, мительных элементов на one а иях, Величи прямого падения на пряже ния, В
Кремний Ванадий Алюминий
Снятие фаски
Травление
13,0
17,0
20,0
12,0
21,0
17,4
1.
2.
3.
4.
5.
99-100
100
99-100
65
0,26
0,7
1.,1
0,2
1,2
0,251
86,74
82,3 . 78,9
Ост.
Oct, Ост.
97
98
97
94
94
84
84
81
1,24
1,10
1,18
1,48 t;54
1,36
Составитель г1.Абросимова
Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ
Заказ 1747 Тираж 647 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 такта и определяющей уровень эксплуатационных параметров иэделий полупроводниковой техники, Кроме того, снижение содержания кремния менее 13 или превышение его более 20 g, приводит к изменению жидкотекучести припоя и ухудшению смачиваемости соединяемых поверхностей при условиях сплавления, определяемых уровнем эксплуатационных свойств иэделий, Выпрямительный элемент изготовляют следующим образом.
Перед пайкой проводится сборка выпрямительного элемента, при которой на вольфрамовый термокомпенсатор толщиной 1,0-1,1 мм накладывают припой в виде фольги толщиной 0,03 — 0,05 мм, полученной методом прокатки слитков, а сверху укладывают пластину кремниевой структуры толщиной 240-280 мкм. Затем собранные выпрямительные элементы укладывают в специальные кассеты стопкой по 24 штуки и устанавливают в печь. Пайка осущеетвляется в печи при 735 — 750 С в атмосфере аргона.
Примеры выполнения припоя и свойства паяных соединений даны в таблице.
Процент выхода годного выпрямительных элементов на операциях снятия фаски и травления определяется качеством сплав. ления — растекаемостью припоя по поверхности соединяемых поверхностей, Чем хуже растекаемость, тем выше процент брака при снятии фаски и травлении эа счет сколов кремниевых структур, трещин и растравов, образуемых из-за высоких внутренних напряжений в паяном соединении.
Величина прямого падения напряже5 ния, одна из основных характеристик выпрямительного элемента, также определяется качеством сплавления. Отсутствие непропаев обеспечивает формирование ровного фронта сплавления и
10 стабильность и оптимальную величину прямого падения напряжения.
Как видно из данных таблицы, данный припой обеспечивает полную смачиваемость поверхностей соединяемых деталей
15 (вольфрамового термокомпенсатора с кремниевой пластиной), и тем самым, способствует получению высококачественного паяного соединения сплавного полупроводникового прибора, обладающего высокими
20 эксплуатационными характеристиками и высокой надежностью работы, Формула изобретения
Припой для пайки кремния с вольфра25 мом, содержащий кремний, ванадий и алюминий, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения количества выхода годных изделий и снижения величины падения напряжения путем повышения растекаемости
30 припоя, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас, j,:
Кремний
Ванадий
Алюминий
