Dezvoltarea și extinderea rapidă a aplicațiilor dispozitivelor electronice se datorează îmbunătățirii bazei elementelor, a cărei măsură este dispozitive semiconductoare. Prin urmare, pentru a înțelege procesele de funcționare a dispozitivelor electronice, este necesară cunoașterea dispozitivului și principiul funcționării principalelor tipuri de dispozitive semiconductoare.

Tranzistori

Tranzistorul este un dispozitiv semiconductor conceput pentru a spori, genera și transforma semnalele electrice, precum și comutarea circuitelor electrice.

O caracteristică distinctivă a tranzistorului este capacitatea de a spori tensiunea și curentul - tranzistorul de tensiune care acționează la intrare și curenți conduc la aspectul unei cantități semnificativ mai mari de tensiuni la ieșire și curenți.

Odată cu propagarea schemelor electronice și pulselor digitale, proprietatea principală a tranzistorului este capacitatea sa de a fi în statele deschise și închise sub acțiunea semnalului de control.

Tranzistorul a primit numele de la reducerea a două cuvinte în limba engleză TRAN (re) Sistor este un rezistor controlat. Acest nume nu este o coincidență, deoarece sub acțiunea tensiunii de intrare aplicată tranzistorului, rezistența dintre clemele sale de ieșire poate fi reglată în limite foarte largi.

Tranzistorul vă permite să reglați curentul în lanț de la zero la valoarea maximă.

Clasificarea tranzistoarelor:

Conform principiului acțiunii: câmpul (unipolar), bipolar, combinat.

Prin semnificația puterii de dezlănțuire: mici, medii și mari.

Prin valoarea frecvenței limită: frecvența joasă, medie-, mare și super-rapid.

Prin valoarea tensiunii de operare: tensiune scăzută și înaltă.

Scopul funcțional: universal, amplificarea, cheia etc.

Conform execuției constructive: inaproprietate și în cazul, cu concluzii rigide și flexibile.

În funcție de funcțiile efectuate, tranzistoarele pot funcționa în trei moduri:

1) Modul activ - utilizat pentru a îmbunătăți semnalele electrice în dispozitivele analogice. Rezistența tranzistorului variază de la zero la valoarea maximă - spun că tranzistorul "se deschide" sau "este subfed".

2) Modul de saturație - Rezistența tranzistorului tinde la zero. În acest caz, tranzistorul este echivalent cu un contact de releu închis.

3) Modul de tăiat - tranzistorul este închis și are o rezistență ridicată, adică Este echivalentă cu un contact deschis al releului.

Modurile de saturație și decuplare sunt utilizate în circuite digitale, puls și comutatoare.

Tranzistor bipolar. - Acesta este un dispozitiv semiconductor cu două tranziții p-n și trei concluzii care asigură creșterea puterii de semnale electrice.

În tranzistoarele bipolare, curentul se datorează mișcării transportatorilor de încărcare a două tipuri: electroni și găuri, care determină numele acestora.

În schemele de tranzistori, este permis să descrie, atât în \u200b\u200bcerc, cât și fără ea (figura 3). Săgeata indică direcția de curgere a curentului din tranzistor.

Figura 3 - Desemnarea grafică a tranzistoarelor N-P - N (A) și P-N-P (B)

Baza tranzistorului este o placă semiconductoare, în care trei secțiuni sunt formate cu un tip de conducere alternativ - electronic și gaură. În funcție de alternarea straturilor, se disting două tipuri de structură a tranzistoarelor: N-P - N (fig.3, a) și p - N-P (fig.3, b).

Emițătorul (E) - un strat, care este sursa purtătorilor de încărcare (electroni sau găuri) și crearea unui curent de instrument;

Colectorul (k) - primirea transportatorilor de încărcare care primesc de la emițător;

Baza (B) este stratul de mijloc, care controlează tranzistorul curent.

Când tranzistorul este pornit într-un circuit electric, este activat unul dintre electrozii săi (sursa semnalului alternativ de intrare este activată), cealaltă este ieșirea (încărcătura este pornită), cel de-al treilea electrod este comun în raport cu intrare și ieșire. În cele mai multe cazuri, se utilizează un circuit cu un emițător comun (fig.4). O tensiune nu este mai mare de 1 V tensiune la colector mai mult de 1 în, de exemplu +5 V, +12 V, +24 V și altele asemenea.

Figura 4 - Scheme de incluziune ale unui tranzistor bipolar cu un emițător comun

Curentul colectorului apare numai când fluxul curent curge (UBE este determinat). Cu atât mai mult IB, cu atât mai mult IK. IB este măsurat în unități de ma, iar curentul colector este în zeci și sute de ma, adică. Ibik. Prin urmare, atunci când amplitudinea variabilă este supusă semnalului variabil, micul IB se va schimba și va schimba proporțional IK mare. Când circuitul colectorului de rezistență la încărcare este pornit, un semnal care se repetă pe forma unei intrări, dar o amplitudine mai mare va fi eliberată pe ea, adică Semnal armat.

Parametrii maxime admisibili ai tranzistoarelor includ în primul rând: puterea maximă admisă disipată pe colectorul RK.mach, tensiunea dintre colector și emițătorul din Uke.MAH, curentul de colector curent.

Pentru a mări parametrii limită, se produc ansambluri de tranzistor, care pot de până la câteva sute paralele cu tranzistoarele conectate închise într-un singur caz.

Tranzistoarele bipolare sunt acum utilizate mai rar și mai rar, în special în tehnicile de putere impuls. Locul lor este ocupat tranzistori de câmp MOSFET și tranzistoare combinate IGBTExistă avantaje fără îndoială în acest domeniu de electronică.

În tranzistoarele de teren, curentul este determinat de mișcarea purtătorilor de un singur semn (electroni sau găuri). Spre deosebire de bipolar, curentul tranzistorului este controlat de un câmp electric care modifică secțiunea transversală a canalului conductiv.

Deoarece nu există flux curent în lanțul de intrare, atunci consumul de energie din acest lanț este aproape egal cu zero, ceea ce este, fără îndoială, avantajul tranzistorului de câmp.

Un tranzistor constructiv constă dintr-un canal de tip N-sau P, la capetele cărora sunt situate zone: sursă, emitând purtători de încărcare și scurgere, primind suporturi media. Electrodul care servește la reglarea secțiunii transversale a canalului este numit declanșator.

Tranzistor cu efect de câmp - Acesta este un dispozitiv semiconductor care reglează curentul în lanț prin schimbarea secțiunii transversale a canalului conductiv.

Distingerea tranzistorilor de câmp cu un obturator în p-n formă Tranziție și cu un declanșator izolat.

Tranzistorii de câmp cu un obturator izolat între canalul semiconductor și declanșatorul metalic sunt un strat izolator de tranzistori dielectric - TIR (metalo-dielectric - semiconductor), un caz special - oxid de siliciu - tranzistoare MOS.

Tranzistorul TIR cu canalul încorporat are o conductivitate inițială, care, în absența unui semnal de intrare (Uby \u003d 0), este de aproximativ jumătate din maxim. În tranzistoarele MDP cu un canal indus la o tensiune de curentul de ieșire Uby \u003d 0, lipsește, IC \u003d 0, deoarece canalul conductiv nu este inițial.

Tranzistorii MDP cu un canal indus, numit și tranzistoare Mosfet. Folosit în principal ca elemente cheie, cum ar fi sursele de putere pulsată.

Elementele cheie ale tranzistorilor TIR au o serie de avantaje: circuitul de semnal nu este legat de sursa de expunere de control, circuitul de comandă nu consumă curent, posedă conductivitate bidirecțională. Tranzistorii de teren, spre deosebire de bipolar, nu se tem de supraîncălzirea.

Pentru detalii despre tranzistors, vezi aici:

Tiristorii

Thyristorul este un dispozitiv semiconductor care funcționează în două stări stabile - conductivitate scăzută (închisă tiristor) și conductivitate ridicată (tiristor deschis). Constructiv, tiristorul are trei sau mai multe tranziții P-N și trei ieșiri.

În plus față de anod și catod, a treia concluzie (electrod) este prevăzută în designul tiristorului (electrod), care se numește Gestionare.

Thyristorul este proiectat pentru comutarea fără contact (ON și OFF) Circuite electrice. Caracterizată prin viteză mare și capacitatea de a comuta curenții o valoare foarte semnificativă (până la 1000 a). Treptat deplasat cu tranzistoare de comutare.

Figura 5 - Denumirea grafică a tiristoarelor condiționate

Distors (două-electrote) - Pe lângă diodele de redresor obișnuite au un anod și catod. Cu o creștere a tensiunii directe la o anumită valoare a UA \u003d UAB, distororatul se deschide.

Tiristorii (trinistori - trei-electrod) - au un electrod suplimentar de control; UVKL modifică curentul de control care curge prin electrodul de comandă.

Pentru a transfera un tiristor într-o stare închisă, este necesar să se depună o tensiune opusă (- pe anod + la catod) sau să reducă curentul direct sub valoarea numită curent de deducere al OWORD.

Blocat de tiristor - Poate fi tradus în starea închisă de hrănire a impulsului de control al polarității inverse.

Tiristorii: principiul funcționării, modelelor, tipurilor și metodelor de includere

Symistoare (tiristoare simetrice)- Conduceți un curent în ambele direcții.

Tiristorii sunt utilizați ca comutatoare fără contact și redresoare controlate în dispozitivele de automatizare și convertizori. curent electric. În circuitele curenților variabili și de impulsuri, este posibil să se schimbe timpul starea deschisă a tiristorului și, prin urmare, timpul de curgere prin încărcătură. Acest lucru vă permite să ajustați alimentarea alocată în sarcină.

Utilizare: În zona de fabricare a dispozitivelor semiconductoare, prin lipirea fluxului de aer în aer fără utilizarea mediilor de protecție, acesta poate fi utilizat la asamblarea diodelor Schottki și a tranzistoarelor bipolare prin lipirea cristalelor semiconductoare pentru a conduce soldații de plumb pe bază de plumb. REZUMATUL INVENȚIEI: Metoda de asamblare a dispozitivelor semiconductoare este aceea că, pe baza cazului, se introduce un element de filtrare și aliere pe care este plasat lipirea de lipire și cristal, iar caseta cu dispozitivele asamblate este încărcată în Cuptor de hidrogen transportoare la o temperatură de lipire de 370 ° C. Nou în metodă este că cristalele semiconductoare cu o rotație pe partea colectorului sunt fixate într-o poziție inversată în celulele fraierului de vid și combinate cu locurile de contact ale cazurilor de instrumente și se efectuează încălzirea la temperatura de lipit Pulsul pulsului de aer prin electrozii în formă de V care sunt fixate rigid în suport este conectat în mod eficient unul cu celălalt și sunt amplasate diferit deasupra fiecărui cristal și, la momentul topirii lipitorului, fraierul de vid cu cristale este expus la ultrasunete oscilațiile în direcția paralelă cu cusătura lipită, în timp ce presiunea asupra fiecărui cristal este efectuată în greutate corpul și a suportului cu electrozi. Rezultatul tehnic al invenției este de a crește fiabilitatea dispozitivelor semiconductoare prin reducerea temperaturii de încălzire prin lipirea suprafeței cristalului cu structuri, îmbunătățind umezirea suprafețelor sudate, îmbunătățind performanța operațiunilor de asamblare datorate lipirii grupului de lipire a cristalelor la carcase. 2 il.

Invenția se referă la fabricarea dispozitivelor semiconductoare de către airbag în aer fără utilizarea mediilor de protecție. Poate fi utilizat la asamblarea diodelor Schottky și a tranzistoarelor bipolare prin lipirea cristalelor semiconductoare pentru a conduce soldații pe bază de plumb. Există diferite modalități de lipire a cristalelor semiconductoare la caz. Există o metodă de asamblare a tranzistoarelor puternice prin metoda casetei, de-a lungul căreia piciorul protano este plasat pe ghidajele din casetă, iar lipirea este situată între cristal și corp, iar lipirea este plasată în cuptorul transportorului cu Reducerea mediului fără utilizarea de fluxuri. Caseta oferă o orientare precisă a cristalului față de picioarele dispozitivului și elimină offsetul în timpul procesului de lipit. Dezavantajul metodei cunoscute este o complexitate destul de mare a fabricării dispozitivelor semiconductoare. În plus, prezența filmelor de oxid pe suprafețele combinate înrăutățește fluxul de umectare și capilare de lipire în spațiul de legătură. Există o metodă de lipire a dispozitivelor microstatice prin lipite de temperatură scăzută fără utilizarea de fluxuri, în care suprafețele sudate sunt pre-acoperite cu metale sau aliaje cu un punct de topire aproape de punctul de topire al lipitorului, dar deasupra acesteia La momentul topirii lipirii, unul dintre piesele de lipit raportează oscilații cu frecvență joasă. Principalul dezavantaj al acestei metode este performanța scăzută a acestei operațiuni de asamblare, deoarece Lipirea este discretă. Cel mai apropiat lucru față de metoda revendicată pentru esența tehnică este metoda de asamblare a dispozitivelor semiconductoare, care constă în faptul că, pe baza cazului, elementul de filtrare și aliere este plasat pe care este plasat lipirea de lipire și cristal. Dezavantajul acestei metode este complexitatea ridicată a operațiunilor de asamblare și un procent scăzut de instrumente de ieșire. În plus, această metodă nu oferă o orientare preliminară și fixarea cristalului în raport cu corpul, rezultând o întoarcere și trecerea cristalului înainte de începerea procesului de lipit. Mai mult, atunci când este nevoie de lipire, este necesară o temperatură ridicată de încălzire, ceea ce face anumite cerințe pentru cristal. Trebuie remarcat faptul că trebuie remarcat prezența neplăcilor în cusătura lipit, ceea ce contribuie la o creștere a rezistenței termice și electrice a contactului cristalului semiconductor cu carcasa. Prin urmare, această metodă de asamblare a dispozitivelor semiconductoare este scăzută (sau ineficientă), în special atunci când se lipsește cristale semiconductoare la carcasele electronicii de putere. Sarcina ca soluția declarată să fie îndreptată este creșterea fiabilității dispozitivelor semiconductoare prin reducerea temperaturii de încălzire atunci când suprafața de cristal este lipită cu structurile, îmbunătățind umectarea suprafețelor lipite, îmbunătățind performanța operațiunilor de asamblare datorate lipirii grupului de lipire a grupului cristalele la carcase. Această sarcină se realizează în faptul că, în metoda de asamblare a dispozitivelor semiconductoare, care concluzionează că, pe baza corpului, se introduce un element de filtrare și aliere pe care este plasat lipirea de lipire și cristal și caseta cu Dispozitivele asamblate sunt încărcate în cuptorul de hidrogen transportor la o temperatură de lipit 370 o C, pentru a crește fiabilitatea dispozitivelor semiconductoare prin reducerea temperaturii de încălzire prin lipirea suprafeței cristalelor cu structuri, îmbunătățind umezirea suprafețelor lipite și îmbunătățirea Performanța operațiunilor de asamblare datorate lipirii de grupare a cristalelor la carcase, cristalele semiconductoare cu o rotație pe partea colectorului sunt fixate în poziția inversată în cupele de aspirație în vid și combinate cu plăcuțele de contact și încălzirea la temperatura de lipit este transportată Pe pulsul pulsului de aer prin electrozi în formă de V care sunt fixate rigid în suport, conectate electric reciproc și diferențiate sunt conectate. Cada de deasupra fiecărui cristal și, la momentul topirii lipitorului, un aspirat cu cristale este expus la oscilații cu ultrasunete în direcția paralelă cu cusătura lipită, în timp ce presiunea asupra fiecărui cristal este realizată în greutate corpul instrumentului și suportul cu electrozi. Analiza comparabilă cu prototipul arată că metoda inventivă diferă de cea cunoscută în modul în care, pentru a crește fiabilitatea dispozitivelor semiconductoare prin reducerea temperaturii de încălzire atunci când suprafața cristalului este lipită cu structuri, îmbunătățind umezirea suprafețelor lipite și Îmbunătățirea performanței operațiunilor de asamblare datorită lipirii de grupări a cristalelor la incinte cristalele semiconductoare cu o rotație pe partea colectorului sunt fixate într-o poziție inversată în celulele fraierului de vid și combinate cu plăcuțele de contact ale carcasei și încălzirea la temperatura de lipit se efectuează pe impulsul pulsului de aer prin electrozii în formă de V care sunt fixate rigid în suport, conectate electric unul la celălalt. și sunt situate diferențiate pe fiecare cristal și la momentul topirii lipitorului, a Sucker cu cristale este expus la oscilații cu ultrasunete în direcția paralelă cu cusătura lipită, în timp ce presiunea asupra fiecărui cristal Machine Masa dispozitivului și a suportului cu electrozii. Astfel, metoda inventivă de asamblare a dispozitivelor semiconductoare corespunde criteriului de "noutate". Compararea metodei propuse cu alte metode cunoscute din stadiul tehnicii, de asemenea, nu a permis identificarea semnelor inhibate în partea distinctă a formulei. Invenția este ilustrată de desenele pe care sunt descrise schematic: în fig. 1 - Schema de asamblare și cristalele semiconductoare de lipit la carcase, vedere laterală; FIG. 2 - Fragmentul de asamblare și lipire a unui cristal în carcasă, vedere laterală. Metoda de asamblare a dispozitivelor semiconductoare (fig.1 și 2) este implementată conform unei scheme care conține baza 1 conectată la o pompă de vid. Bazat pe Cupa de aspirație cu vid 2, din celulele care sunt fixate de cristalele semiconductoare de suprafață ascendente 3 cu un lipit 4 pe o suprafață lipită. Pe cristale, carcasele instrumentului sunt plasate 5. Electrozii în formă de V 6 sunt fixați rigid în suportul 7, conectați electric unul la altul și sunt diferențiate pe fiecare cristal. Pentru încălzirea uniformă a întregii zone de cristal, dimensiunile zonei de operare a electrodului trebuie să fie de 0,6-1,0 mm mai mult decât fiecare dintre laturile cristalului. Încălzirea carcasei, cristalul și lipirea la temperatura garniturii se efectuează datorită căldurii eliberate de platforma de lucru a electrodului în formă de V atunci când este trecut pulsul curent. Pentru a distruge filmele de oxid și activarea suprafețelor combinate ale cristalului și a carcasei în momentul consolidării lipitorului de cristal 3 prin aspiratorul 2 și baza 1 este expusă la oscilațiile cu ultrasunete în direcția paralelă cu cusătura umană Hubul cu ultrasunete 8. Presiunea pe fiecare cristal este realizată în masă a carcasei și a suportului electrodului.. Un exemplu de asamblare a dispozitivelor semiconductoare poate fi ansamblul diodelor Schottky. Următoarele filme sunt aplicate secvențial pe suprafața colectorului cristalului semiconductor în compoziția tehnologiei bine cunoscute: aluminiu - 0,2 pM, titan - 0,2-0,4 pm, nichel - 0,4 pm și pentru lipire - lipire, cum ar fi PSR2 , 5 40-60 microni groși. Apoi placa de semiconductoare este separată în cristale. Plăcuța metalică constând din 10 carcase de tip 220 5 este acoperită în conformitate cu tehnologia binecunoscută cu grosimea de nichel galvanic 6 microni. Procesul de asamblare a diodelor Schottky este după cum urmează: Cristalele 3 Suprafața colectorului sunt fixate în celulele de aspirație în vid 2, o pompă de vid este aprinsă și datorită presiunii presiunii cristalelor sunt presate pe pereții Sucker de vid; Placa cu carcase de instrumente 5 este plasată pe cristale; Suportul 7 cu electrozii 6 este combinat cu tampoane de contact în locurile de lipire cu cristalele 3. Când suportul 7 cu electrozii 6 apasă placa din carcasa 5 la cristale 3. Prin electrozii conectați electric secvențial unul cu celălalt, este trecut pulsul curent. Căldura de la platforma de lucru a electrodului este transmisă la carcase și cristale suplimentare, încălzind lipirea la temperatura de lipit. În acest moment, cristalele sunt expuse la oscilațiile cu ultrasunete în direcția paralelă cu cusătura lipit de la concentratorul ultrasonic 8. Acest lucru ajută la distrugerea filmelor de oxid și îmbunătățirea umezitei confidențialității suprafețelor combinate ale cristalului și carcasei. Prin timpul predeterminat, curentul este oprit și după cristalizarea lipitorului, se formează o conexiune de lipire de înaltă calitate. Forța compresivă a cristalului la corpul de gaz este setată la masa carcasei și a suportului cu electrozii. Deoarece cristalul este încălzit la un lipitor pulsat, suprafața colectorului este încălzită la temperatura de lipit, iar suprafața opusă a cristalului cu structurile are temperatura de încălzire este semnificativ mai mică decât colectorul. Acest factor contribuie la îmbunătățirea fiabilității dispozitivelor semiconductoare. Astfel, utilizarea metodei propuse de asamblare a dispozitivelor semiconductoare oferă următoarele avantaje în comparație cu metodele existente. 1. Fiabilitatea dispozitivelor semiconductoare crește prin reducerea temperaturii de încălzire atunci când suprafața cristalului este lipită cu structuri. 2. Îmbunătățește umezirea lipiciului suprafețelor conectate. 3. Performanța operațiunilor de asamblare crește datorită lipirii grupului de cristale la incinte. Surse de informații 1. Asamblarea tranzistoarelor puternice prin metoda casetei: Vorobyevsky, V.V. Zenin, A. I. Shevtsov, M.M. IPatova // echipamente electronice. Ser. 7. Tehnologia, organizarea producției și a echipamentelor. - 1979.- vol. 4.- P. 29-32. 2. lipirea dispozitivelor microstatice de lipit cu temperatură scăzută fără utilizarea fluxurilor / v.I. Bale, F.N. CROCHMALI, E.M. Lyubimov, n.g. Oschova // tehnologie electronică. Ser.7. Electronică Overtime - 1982.- Vol. 5 (341).-P. 40. 3. Yakovlev G.a. Materiale de lipit soldați pe bază de plumb: Prezentare generală. - M.: CNII "Electronică". Ser. 7. Tehnologia, organizarea producției și a echipamentelor. Vol. 9 (556), 1978, p. 58 (prototip).

Revendicare

Metoda de asamblare a dispozitivelor semiconductoare, care constă în faptul că pe baza carcasei, elementul de filtrare și aliere este plasat pe care este plasat lipirea de lipire și cristal, iar caseta cu dispozitivele asamblate este încărcată în Cuptor de hidrogen transportoare la o temperatură de lipire de 370 ° C, caracterizată prin aceea că cristalele semiconductoare cu rotația de pe partea colectorului, este fixată într-o poziție inversată în celulele fraierului de vid și combinate cu plăcuțele de contact ale carcasei instrumentului, iar încălzirea la temperatura de lipit este efectuată pe pulsul de puls de aer prin electrozii în formă de V care sunt fixate rigid în suport, conectate electric unul față de celălalt și sunt conectați unul la altul. Este diferită de fiecare diferențial de cristal și La momentul topirii lipitorului, ceața de aspirație în vid cu cristale este expusă oscilațiilor cu ultrasunete în direcția paralelă cu cusătura lipită, în timp ce presiunea pe fiecare cristal este efectuată în greutate corpul dispozitivului și a brațului cu electrozi .

Ministerul Științei și Educației

Rezumat pe subiect:

Aplicarea dispozitivelor semiconductoare

Efectuat:

student 10-în clasă

Generalitatea Generală de mijloc

Școala №94.

Gladkov Evgeny.

Verificat:

Olga Petrovna.

kcharkov, 2004.

Dispozitive semiconductoare - diverse modele, tehnologii de fabricație și dispozitive electronice funcționale bazate pe utilizarea proprietăților semiconductoare. Dispozitivele semiconductoare includ, de asemenea, chipsuri semiconductoare, care sunt noduri funcționale finite monolitice (amplificator, declanșator, set de elemente), toate componentele care sunt fabricate într-un singur proces tehnologic.

Semiconductorii - substanțe a căror conductivitate electronică are o valoare intermediară între conductorii de conductivitate și dielectrice. Semiconductorii includ un grup extins de substanțe naturale și sintetice de diferite naturi chimice, solide și lichide, cu diferite mecanisme de conductivitate. Cele mai promițătoare semiconductoare din tehnicile moderne sunt așa-numitele semiconductori electronici, a cărei conductivitate se datorează mișcării electronilor. Cu toate acestea, spre deosebire de conductorii metalici, concentrația electronilor liberi în semiconductori este foarte mică și crește cu o creștere a temperaturii, ceea ce explică conductivitatea redusă și dependența specifică de rezistivitate și temperatură: dacă conductorii metalici cresc rezistența electrică, aceasta crește semiconductorii. Creșterea concentrației electronilor liberi cu o creștere a temperaturii se datorează faptului că, cu o creștere a intensității oscilațiilor termice ale atomilor semiconductori, o cantitate tot mai mare de electroni este ruptă de cochilii exteriori ai acestor atomi și este capabilă să treceți prin volumul semiconductorului. În transferul energiei electrice prin semiconductori, în plus față de electronii liberi, au participat locurile eliberate de electroni transferate la starea liberă de electroni - așa-numitele găuri.

Prin urmare, electronii și găurile libere sunt numite purtători ai unei încărcături electrice, iar gaura este atribuită unei încărcături pozitive egală cu încărcătura electronică. Într-un semiconductor ideal, formarea de electroni și găuri libere apare simultan, perechi și, prin urmare, concentrația de electroni și găuri sunt aceleași. Introducerea anumitor impurități într-un semiconductor poate duce la o creștere a concentrației purtătorilor de un semn și poate crește conductivitatea. Acest lucru se întâmplă, cu condiția ca mantaua exterioară a atomilor de impuritatească să fie un electron (impurități ale donatorilor) sau un electron mai mic (impurități acceptor) decât la atomii semiconductorului sursă. În primul caz, atomii de impurități (donatori) dau cu ușurință un electron în exces, iar în cel de-al doilea (acceptor) - iau electronul lipsă de la atomii semiconductori, creând o gaură. Pentru cele mai frecvente semiconductoare (siliciu și Germania), care sunt de patruhounds elemente chimiceDonatorii servesc cu cinci substanțe (fosfor, arsenic, antimoniu), iar acceptatorii sunt trivalenți (bor, aluminiu, indiu). În funcție de tipul predominant de purtători, semiconductorii de impurități sunt împărțiți în electronic (semiconductori de tip P) și o gaură (tip P).

Dependența de electronică a semiconductorului din diferite influențe externe este baza unei varietăți de dispozitive tehnice. Astfel, scăderea rezistenței este utilizată în termistors, o scădere a rezistenței atunci când este iluminată - în fotorezistori. Apariția EMF la trecerea curentului printr-un semiconductor, plasată într-un câmp magnetic (efect hall) este utilizată pentru a măsura câmpurile magnetice, puterea etc. Semiconductorii eshomogeni (cu contactele diferitelor semiconductori), precum și contactele diferitelor semiconductori și semiconductori cu metale, posedă proprietăți deosebit de valoroase. Efectele care apar în astfel de sisteme sunt manifestate cel mai puternic în tranzițiile cu gaura de electroni (p-tranziție). Utilizarea tranzițiilor R-P subliniază acțiunea multor dispozitive semiconductoare: tranzistor, diode semiconductoare, fotocell semiconductor, generator termoelectric, bateria solară.

Anii '60 constituie epoca echipamentelor semiconductoare și electronice în sine. Electronica este introdusă în toate ramurile științei, tehnologiei și economiei naționale. Ca un complex de științe, electronica este strâns legată de radiofizică, radar, navigație radio, radio astronomie, metodorologie radio, spectroscopie radio, echipamente electronice de calcul și control, control radio la distanță, în moduri, electronice cuantice.

În această perioadă a continuat îmbunătățirea suplimentară a dispozitivelor electrovacuumului. Se acordă multă atenție îmbunătățirii forței, fiabilității, durabilității. Au fost dezvoltate lămpi cu degetul și superminațiura, ceea ce a făcut posibilă reducerea dimensiunilor setărilor, care au un număr mare de radiolmpuri.

Lucrările intensive au continuat în domeniul fizicii corpului solid și teoria semiconductorilor, au fost elaborate metode de obținere a cristalelor cu semiconductori, metodele de curățare a acestora și de administrare a impurităților. Școala sovietică a Academicianului A.F.IOFFE a reprezentat o mare contribuție la dezvoltarea fizicii semiconductoare.

Dispozitive semiconductoare rapid și larg răspândite în anii '70 în toate domeniile economiei naționale. În 1926, a fost propus un redresor curent variabil semiconductor de la cupru zakis. Mai târziu, au apărut redresoarele din seleniu și de cupru de sulf. Dezvoltarea rapidă a inginerilor radio (în special radar) în timpul celui de-al doilea război mondial a dat un nou impuls cercetării în domeniul semiconductorilor. Punctul de redresoare ale curenților alternativi cu microunde pe bază de siliciu și Germania au fost dezvoltate, iar diodele de plan Gean au apărut mai târziu. În 1948, oamenii de știință americani Bardin și Brattein au creat un triode spot Germania (tranzistor) potrivit pentru consolidarea și generarea oscilațiilor electrice. Mai târziu a fost proiectat triodul de siliciu la fața locului. La începutul anilor 1970, tranzistorii punctului au fost practic aplicați, iar tipul principal de tranzistor a fost avionul, realizat pentru prima dată în 1951. Până la sfârșitul anului 1952, au fost un tetrod cu frecvență înaltă, un tranzistor de câmp și alte tipuri de dispozitive semiconductoare propus. În 1953, a fost dezvoltat un tranzistor de drift. Acești ani, noile procese tehnologice de prelucrare a materialelor semiconductoare, metodele de fabricație au fost dezvoltate și studiate pe scară largă. p-N-tranziții și dispozitive semiconductoare. La începutul anilor '70, cu excepția tranzistoarelor de plan avion și de siliciu, alte dispozitive care utilizează proprietățile materialelor semiconductoare sunt răspândite: dispozitive de comutare cu patru straturi, fotodiode și fotottransoriști, varicate, termistors etc.

Dezvoltarea și îmbunătățirea dispozitivelor semiconductoare se caracterizează printr-o creștere a frecvențelor de operare și o creștere a puterii admise. Primele tranzistoare au avut capacități limitate (limitează frecvențele de lucru ale ordinului sute de kilohertz și puterea de împrăștiere de aproximativ 100-200 MW) și pot efectua numai anumite funcții ale lămpilor electronice. Pentru aceeași gamă de frecvențe, tranzistoarele au fost create cu putere în zeci de wați. Mai târziu, au fost create tranzistoare, capabile să lucreze la frecvențe de până la 5 MHz și să risipească puterea de aproximativ 5 W și deja în 1972 de eșantioane de tranzistori au fost create pe frecvențele de funcționare de 20-70 MHz cu capacități de dispersie care ajung la 100 W și Mai Mult. Tranzistorii cu putere redusă (până la 0,5 - 0,7 wați) pot funcționa la frecvențe mai mari de 500 MHz. Mai târziu, au apărut tranzistoare care operează la frecvențe de aproximativ 1000 MHz. În același timp, a fost efectuată lucrări pentru a extinde gama de temperaturi de funcționare. Tranzistoarele realizate pe baza Germaniei au temperaturile de funcționare inițial nu mai mari de +55 ¸ 70 ° C și pe baza siliciului - nu mai mare de +100 ¸ 120 ° C. Crearea eșantioanelor ulterioare de tranzistori pe arsenid de galiu au fost operabile la temperaturi de până la +250 ° C, iar frecvențele lor de operare au crescut în cele din urmă la 1000 MHz. Există tranzistoare de carbură care funcționează la temperaturi de până la 350 ° C. Tranzistoarele și diodele semiconductoare În mulți indicatori din anii '70 au depășit lămpile electronice și, eventual, s-au dovedit a fi complet în afara regiunilor electronice. În electronica integrată, structurile TIR sunt utilizate pe scară largă pentru a crea tranzistori și pe baza diferitelor chipsuri integrate.

În fața designerilor de sisteme electronice complexe, există zeci de mii de componente active și pasive, există sarcini de reducere a dimensiunilor, greutăților, energiei consumate și costului dispozitivelor electronice, îmbunătățirea performanței acestora și, cel mai important, realizând o fiabilitate ridicată de lucru. Aceste sarcini rezolvă cu succes microelectronica - direcția de electronică, acoperind o gamă largă de probleme și metode legate de proiectarea și fabricarea echipamentelor electronice în execuția microminiaturică datorită excluderii complete sau parțiale a componentelor discrete.

Tendința principală de microminiatură este "integrarea" circuitelor electronice, adică Dorința de fabricare simultană a unui număr mare de elemente și noduri de circuite electronice, interconectate inextricabil. Prin urmare, microelectronica integrală a fost cea mai eficientă din diferite zone de microelectronică, care este una dintre principalele direcții ale tehnologiei electronice moderne. Circuitele integrate ultra-ridicate sunt acum utilizate pe scară largă, au construit toate echipamentele electronice moderne, în special computerele etc.

Durata de viață a triododilor semiconductori și economia lor este de multe ori mai mare decât lămpile electronice. Datorită faptului că tranzistoarele au fost utilizate pe scară largă în microelectronică - televiziune, video, audio, echipamente radio și, desigur, în computere. Înlocuiesc lămpile electronice în multe lanțuri electrice Echipamente științifice, industriale și de uz casnic.

Dispozitive semiconductoare, informații despre care sunt date în director, sunt aparate generale. Aceștia pot lucra într-o varietate de condiții și moduri caracteristice diferitelor clase de echipamente radioelectronice de utilizare largă, industrială și specială.

Cerințele tehnice generale pentru instrumentele destinate echipamentelor hardware sunt conținute în general condiții tehnice (OTE) pe aceste dispozitive. Normele specifice privind valorile parametrilor electrici și cerințele specifice pentru acest tip de instrumente sunt supuse unor condiții tehnice private (CTO) și GOST către dispozitivele.

Fiabilitatea ridicată a echipamentelor radio-electronice pe dispozitivele semiconductoare poate fi furnizată numai dacă luați în considerare proiectarea, fabricarea și funcționarea următoarelor caracteristici ale instrumentelor:

• împrăștierea valorilor parametrilor, dependența lor de modul și condițiile de muncă;
• modificări ale valorilor parametrilor în timpul depozitării sau a muncii;
• nevoia de îndepărtare a căldurii sau carcase de instrumente;
• necesitatea de a furniza rezerve pentru încărcături electrice, mecanice și alte sarcini pe instrumentele din echipamentele electronice radio;
• necesitatea de a lua măsuri pentru a asigura absența aparatelor în timpul instalării și asamblării echipamentelor radioelectronice.

Valorile parametrilor instrumentelor de același tip nu sunt aceleași, ci se află într-un interval. Acest interval este limitat la valori minime sau maxime specificate în director. Unii parametri au o limitare bilaterală a valorilor. Caracteristicile Voltampear date în cartea de referință, dependențele parametrilor din modul și temperatura sunt medii pentru numărul mare de instanțe de acest tip de instrumente. Aceste dependențe pot fi utilizate la alegerea unui tip de dispozitiv pentru această schemă și un calcul aproximativ.

Majoritatea parametrilor dispozitivelor semiconductoare variază semnificativ în funcție de modul de funcționare și de temperatură. De exemplu, timpul de recuperare al rezistenței inverse a diodelor de impuls depinde de valoarea curentului direct, de tensiunea de comutare și rezistență la sarcină; Pierderea conversiei și coeficientul de zgomot al diodelor cu microunde depind de nivelul sursei de alimentare. Variază semnificativ în intervalul de temperatură specificat în specificațiile tehnice, curentul invers al diodei. Directorul oferă valorile parametrilor garantate la modurile optime sau limită corespunzătoare.

Aplicarea și funcționarea dispozitivelor trebuie efectuate în conformitate cu cerințele TU și standarde - manuale de utilizare. La proiectarea echipamentelor radio-electronice, este necesar să se străduiască să se asigure performanța sa în intervale eventuale de modificări ale celor mai importanți parametri ai instrumentelor. Variația parametrilor instrumentelor și modificarea valorilor lor de timp în proiectarea echipamentului este luată în considerare prin metodele calculate sau experimental, de exemplu, prin testarea limită.

Timpul în care dispozitivele semiconductoare pot funcționa în echipamentul (durata de viață a acestora), documentația de reglementare și tehnică aproape nelimitată pentru furnizarea de instrumente (GOST. Tu), de regulă, garantează dezvoltarea minimă de cel puțin 15.000 de ore. Și în modurile ușoare Operațiunea de funcționare este de până la 30.000 de ore. Cu toate acestea, teoria și experimentele arată că, după 50 - 70 de mii de ore de creștere a intensității defecțiunilor nu este respectată. Cu toate acestea, în timpul smulgerii și muncii, pot apărea modificări ale valorilor parametrilor instrumentului. În copiile individuale, aceste modificări se dovedesc a fi atât de semnificative încât echipamentul nu reușește. Pentru a controla nivelul de fiabilitate a dispozitivelor fabricate, astfel de indicatori sunt utilizați ca o resursă procentuală gamma, procentaj gamma, funcționare minimă (operație de garanție), intensitatea eșecurilor cu teste speciale pe termen scurt în modul forțat. Normele pentru acești indicatori sunt instalate în instrumente.

Pentru a calcula fiabilitatea echipamentelor radioelectronice, trebuie să utilizați indicatori cantitativi de fiabilitate stabiliți prin efectuarea de teste speciale, prelucrarea unei cantități mari de date statistice privind diverse teste și "funcționarea instrumentelor într-o varietate de echipamente.

Se stabilește experimental că intensitatea (probabilitatea) defecțiunilor instrumentului crește cu o creștere a temperaturii de funcționare a tranzițiilor, a tensiunii pe electrozi și a curentului. Datorită creșterii temperaturii, accelerați (SCH practic eșecuri de toate tipurile: circuite scurte, stânci și modificări semnificative ale parametrilor. Creșterea tensiunii accelerează semnificativ dispozitivele pentru instrumentele cu structuri TIR și tranziții de joasă tensiune. Creșterea curentului duce în principal la distrugerea accelerată a compușilor de contact și a pieselor de metalizare curente pe cristale.

Dependența aproximativă a intensității defecțiunilor din sarcină este:

În cazul în care λ (t p, max, u max, i max) intensitatea defecțiunilor la sarcină maximă (poate fi preluată din rezultatele testelor pe termen scurt din modul forțat). Valoarea de aproximativ 6000 K.

Pentru a îmbunătăți fiabilitatea instrumentelor din echipament, este necesar să se reducă, în principal temperatura de tranziții și cristale, precum și tensiunile și curenții de funcționare, care ar trebui să fie semnificativ mai mici decât maximul admisibil. Se recomandă instalarea de tensiuni și curenți (putere) la 0,5-0,7 valori limită (maxim). Funcționarea dispozitivelor semiconductoare la o temperatură, tensiune sau curent egal cu valoarea limită este interzisă. Chiar și un mod scurt (pulsat) care depășește modul maxim admisibil în timpul funcționării nu este permis. Prin urmare, este necesar să se ia măsuri pentru a proteja dispozitivele de suprasarcină electrică care rezultă din procese tranzitorii (când porniți și dezactivați hardware-ul, când modificați modul de funcționare a acestuia, conectarea încărcărilor, modificări aleatorii în tensiunea de alimentare).

Modurile operaționale ale dispozitivelor trebuie monitorizate luând în considerare posibilele combinații adverse ale condițiilor de funcționare ale echipamentului (creșterea temperaturii ambiante, presiunea redusă a mediului etc.).

Dacă valoarea de curent sau tensiunea necesară depășește valoarea maximă permisă pentru a da o valoare, se recomandă utilizarea unui instrument mai puternic sau de înaltă tensiune, iar în cazul diodelor, se recomandă conexiunea lor paralelă sau serială. Cu un compus paralel, este necesar să se alinieze curenții prin diode folosind rezistențe cu o rezistență mică, incluse în serie cu fiecare diodă. Cu o întoarcere secvențială a diodelor, tensiunile inverse sunt aliniate la rezistențe sau condensatori de șunt. Rezistențele recomandate și rezervoarele de șunt sunt, de obicei, indicate în cea a diodelor. Între secvențial sau paralel cu instrumentele, ar trebui să existe o bună conexiune termică (de exemplu, toate dispozitivele sunt instalate pe un radiator). În caz contrar, distribuția încărcăturii între dispozitivele va fi instabilă.

Când sunt expuși la diverși factori (temperatura, umiditatea, substanța chimică și alte influențe) parametrii, caracteristicile și unele proprietăți ale dispozitivelor semiconductoare pot varia. Pentru a proteja structurile dispozitivelor semiconductoare de influențele externe, este servită carcasa instrumentului. Carcasele de dispozitive puternice oferă simultan condițiile necesare de îndepărtare a căldurii, iar carcasa instrumentului cu microunde este o conexiune optimă a electrozilor instrumentelor cu schema. Ar trebui să se țină cont de faptul că carcasele instrumentului au limitări privind senzația de etanșeitate și rezistența la coroziune, astfel încât atunci când acționează instrumentele în condiții de umiditate ridicată, se recomandă să le acoperiți cu lacuri speciale (de exemplu, tipul de UR-231 sau EP- 730).

Asigurarea eliminării căldurii de la dispozitivele semiconductoare este una și; Principalele sarcini în proiectarea echipamentelor radio-electronice. Este necesar să se adere la principiul scăderii maxime posibile a temperaturii tranzițiilor și a carcasei instrumentului. Pentru răcirea diodelor puternice sau tirisoarelor, radiatoarele radiatorului care funcționează în condiții de convecție naturală sau suflare forțată, precum și elemente structurale ale nodurilor și blocurilor de echipamente, având o suprafață suficientă sau o radiană bună. Dispozitivele de fixare la radiator trebuie să furnizeze un contact de caz-în-aer. Dacă corpul dispozitivului trebuie izolat, atunci pentru a reduce rezistența generală a căldurii, este mai bine să izolați radiatorul din carcasa hardware decât o diodă sau un tiristor de la radiator.

Îndepărtarea căldurii este îmbunătățită de localizarea verticală a suprafețelor active ale radiatorului, deoarece este mai bine condițiile de convecție. Dimensiunile estimate ale radiatoarelor radiatorului sub formă de plăci orientate vertical de aluminiu (pătrat sau dreptunghiular) în funcție de puterea disipată de ele, pot fi determinate, dar formula

unde s este zona de o parte a plăcii, vezi 2; P este disiparea puterii în dispozitiv, W. Plăcile de până la 25 cm2 pot avea o grosime de 1-2 mm, cu o suprafață de 25 până la 100 cm2 2-3 mm. Peste 100 cm2 - 3 - 4 mm.

Atunci când plăcile de turnare cu dispozitive semiconductoare Compuși, plante de spumă, penorezină, este necesar să se țină seama de modificarea rezistenței termice între cazul dispozitivului și mediul înconjurător, precum și posibilitatea creșterii încălzirii suplimentare a instrumentelor de la schema situată în apropierea elementelor cu o generație mare de căldură. Temperatura la turnare nu trebuie să depășească temperatura maximă a corpului instrumentului specificat în acest sens. Atunci când se toarnă, încărcăturile mecanice nu ar trebui să apară la concluziile care încalcă holistica 1 a izolatoarelor de sticlă sau a carcasei instrumentului.

În procesul de pregătire și instalare a dispozitivelor semiconductoare, influențele mecanice și climatice asupra lor nu trebuie să depășească valorile specificate în acest sens.

Când Richtovka, concluziile de turnare și circumcizie, secțiunea de ieșire din apropierea cazului trebuie fixată. Pentru ca eforturile dirijoare, îndoirea sau întinderea. Echipamentele și dispozitivele de fixare pentru formarea concluziilor trebuie să fie legate subterane. Distanța de la carcasa instrumentului înainte de îndoirea ieșirii trebuie să fie de cel puțin 2 mm. Radiusul de îndoire cu diametrul ieșirii la 0,5 mm trebuie să fie de cel puțin 0,5 mm, cu un diametru de 0,6-1 mm - cel puțin 1 mm. Cu un diametru mai mare de 1 mm - nr. 1,5 mm.

Solderii utilizați pentru dispozitivele de lipit de aparate ar trebui să fie joase de tensiune. Distanța de la carcasă sau izolator la locul mezzani sau lipitorul de ieșire trebuie să fie de cel puțin 3 mm. Pentru a îndepărta căldura secțiunii de ieșire între carcasă și platoul este fixat cu pensete cu bureți roșii de cupru. Stingul fierului de lipit trebuie să fie întemeiat în siguranță. Dacă temperatura de lipire nu depășește 533 + 5 k, iar timpul de lipit nu este mai mare de 3 s. Puteți produce o lipire fără radiator sau metodă de grup (val, imersie în lipire etc.).

Purificarea plăcilor de circuite imprimate de la Flux este produsă prin lichide. care nu afectează acoperirea, etichetarea sau materialul corporal (de exemplu, un amestec de benzină alcoolică).

În procesul de instalare, transport, depozitare a aparatelor cu microunde, este necesar să se asigure protecția electricității statice. Pentru logo, toate echipamentele de măsurare, testare, montaj și unelte sunt în siguranță pentru? Yezhoyu: Pentru îndepărtarea încărcării din corpul operatorului, se utilizează brățări sau inele. Îmbrăcăminte antistatică, pantofi, mese de la locul de muncă sunt utilizate.

Diodurile cu microunde trebuie să fie protejate de efectele lanțului electric extern și a câmpurilor electromagnetice. Nu depozitați sau chiar lăsați pe scurt diodele cu microunde fără ambalaje speciale de protecție. Înainte de a instala diode cu microunde în instrument, acesta din urmă trebuie să fie împământat. Intrările și ieșirile Calei cu microunde în unitatea de echipament care nu funcționează sau depozitate utilizând diode cu microunde trebuie blocate de dopuri metalice.

Atunci când echipamentul de operare trebuie luate măsuri, prevenind diodele cu microunde de la supraîncărcarea cu microunde electrică, ceea ce poate fie să conducă la o deteriorare ireversibilă a parametrilor. Fie la completarea diodelor de eșec (Burnout). Pentru a proteja împotriva supraîncărcărilor cu microunde, a descărcărilor rezonante, a mărcilor de ferită, a atenuatorilor de evacuare a gazelor sunt utilizate în echipament.

Ministerul Educației a Federației Ruse

Departamentul: "Ingineria electronică".

Proiect de curs

Asamblarea dispozitivelor semiconductoare și a circuitelor integrate

Efectuat: st-t c. EPA - 32.

Kozacchuk Vitaly Mikhailovich.

Verificat: profesor asociat

Shumarin Viktor PrapoPhevich.

Saratov 2000.

Asamblarea dispozitivelor semiconductoare

Și microcircuite integrate

Caracteristicile procesului de asamblare

Adunarea dispozitivelor semiconductoare și a circuitelor integrate este cea mai consultată și cea mai responsabilă etapă tehnologică în ciclul general de producție. Din calitatea operațiunilor de asamblare, stabilitatea parametrilor electrici și fiabilitatea produselor finite sunt puternic dependente.

Etapa de asamblare începe după finalizarea procesului de prelucrare a plăcilor semiconductoare în funcție de tehnologia plană și separarea lor în elemente individuale (cristale). Aceste cristale pot avea structura cea mai simplă (diodă sau tranzistor) sau includ un cip complex integrat (cu un număr mare de elemente active și pasive) și curge în ansamblul compozițiilor discrete, hibride sau monolitice.

Dificultatea procesului de asamblare este că fiecare clasă de dispozitive discrete și IC are propriile caracteristici de proiectare care necesită operațiuni de asamblare bine definite și regimurile acestora.

Procesul de asamblare include trei operații tehnologice principale: atașarea cristalului la baza cazului; atașarea concluziilor actuale la elementele active și pasive ale cristalului semiconductor la elementele interne ale carcasei; Etanșarea cristalului din mediul extern.

Atașarea cristalului la baza cazului

Adăugarea unui cristal de dispozitiv semiconductor sau a unui IMC la baza carcasei este efectuată utilizând procedee de lipit, precipitații folosind aliaje eutectice și lipire.

Cerința principală pentru funcționarea cu adiție de cristal este crearea unui compus cristal - baza corpului cu rezistență mecanică ridicată, o bună conductivitate electrică și termică.

Lipire- procesul de conectare a două părți diferite, fără a le topi cu ajutorul unei a treia componente numită lipit. Particularitatea procesului de lipit este că lipirea în formarea compusului de lipit este într-o stare lichidă, iar părțile conectate sunt în solid.

Esența procesului de lipit este după cum urmează. Dacă este posibil să se încălzească garniturile de la lipire între detaliile de conectare la întreaga compoziție la punctul de topire al lipitorului, atunci vor apărea următoarele trei procese fizice. În primul rând, lipirea de lipire topită suprafața pieselor conectate. Apoi, în locuri umede apar procese de interacțiune interatomică între lipire și fiecare dintre cele două materiale umezite. Cu umezire, sunt posibile două procese: dizolvarea reciprocă a materialului și a lipirii umezite sau difuzia lor reciprocă. După răcirea compoziției încălzite, lipirea intră într-o stare solidă. În același timp, se formează o conexiune solidă de lipire între materiile prime și lipire.

Procesul de lipit este bine studiat, este simplu și nu necesită echipamente complexe și costisitoare. Cu o ediție serială a echipamentelor electronice, cristalele semiconductoare stropite la bazele incintelor sunt realizate în cuptoarele transportoare cu performanțe ridicate. Lipirea se efectuează în reducerea (hidrogen) sau neutru (azot, argon) mediu. Casetele cu mai multe locuri sunt încărcate în cuptor, ceea ce predetermină bazele cristalelor de corp, de lipire și semiconductori. Când centura transportoare de casetă se deplasează cu părțile conectate, se transmite în mod consecvent încălzirea, temperatura constantă, zona de răcire. Viteza casetei și a modului de temperatură este specificată și reglabilă în funcție de caracteristicile tehnologice și constructive ale unui anumit tip de dispozitiv semiconductor sau IC.

Împreună cu cuptoarele transportorului pentru comutatorul de cristal semiconductor la baza carcasei, sunt utilizate instalații, care au o poziție încălzită individuală, pe care este instalată doar o singură bucată din carcasă și un cristal semiconductor. Când lucrați la o astfel de instalare, operatorul utilizând manipulatorul stabilește cristalul la baza cazului și produce încălzirea pe termen scurt a nodului conectat. Gazul inert este furnizat zonei de încălzire. Această metodă de compuși de piese oferă rezultate bune sub condițiile preliminare ale suprafețelor combinate ale cristalului și baza carcasei.

Procesul de fixare a lipirii de cristal este subdivizat în temperatură scăzută (până la 400 ° C) și la temperaturi ridicate (peste 400 ° C). Outlaturile bazate pe plumb și staniu cu aditivi (până la 2%) Antimoniu sau bismut sunt utilizați ca soldați la temperaturi scăzute. Adăugarea de antimoniu sau de bismut în lipirea plumbului de tablă vă permite să evitați apariția "plăgiului de tablă" în dispozitivele finite și IC în timpul funcționării și depozitării pe termen lung. Solderii de înaltă temperatură se fac pe baza argintului (PSR-45, PSR-72, etc.).

Procesul tehnologic de lipire și calitatea compusului de afectare a părților, puritatea suprafețelor metalice combinate și lipitorul utilizat, compoziția atmosferei fluxului de lucru și prezența fluxurilor au un efect puternic.

Aplicarea mai largă a procesului de lipit constată la asamblarea dispozitivelor semiconductoare discrete (diode, tranzistori, tiristori etc.). Acest lucru se datorează faptului că procesul de lipit face posibilă obținerea unui contact electric și termic bun între cristalul semiconductor și suportul cristalului carcasei, iar zona compusului de contact poate fi destul de mare (pentru dispozitivele de mare putere) .

Locul special Procesul de lipire ocupă când cristalul semiconductor al unei zone mari este fixat pe baza carcasei din cupru. În acest caz, pentru a reduce tensiunile termomecanice care decurg din diferența dintre coeficienții de temperatură ai expansiunii materialelor semiconductoare și a cuprului, molibdenul și molibdenul de termocomathers, care au o zonă egală cu zona de cristal semiconductor și TC l.- Biblioteca la TK l. semiconductor. O astfel de compoziție complexă cu două curse din lipire este utilizată cu succes la asamblarea dispozitivelor semiconductoare de putere medie și mare.

Dezvoltare ulterioară, procesul de lipit primit la asamblarea chipsurilor integrate utilizând tehnologia "cristal inversat". Această tehnologie prevede crearea preliminară pe partea plană a cristalului cu "concluziile mingelor" IC sau "proeminențele de contact", care sunt umflături de cupru acoperite cu un lipit sau un staniu. Un astfel de cristal este așezat pe suprafața substratului sau pe baza carcasei, astfel încât tuberculii să intre în contact cu acesta în anumite secțiuni. Astfel, cristalul se întoarce și partea sa planară prin intermediul Tuberculkului contactează suprafața corpului.

Cu încălzirea pe termen scurt a unei astfel de compoziții, există o legătură puternică a proeminenței de contact ale cristalului semiconductor cu baza carcasei. Trebuie remarcat faptul că acele secțiuni ale corpului Hull cu care contactul "proeminențe" sunt de asemenea facilitate. Prin urmare, la momentul încălzirii, apare un lipitor de bază de carcasă cu o rotație a proeminențelor de contact.

În fig. unu, dar Este prezentată o variantă a adăugării unui cristal IC având proeminențe de contact cu cupru ridicate la substrat. Acest design de concluzie nu este frică de răspândirea de lipit pe substrat. Prezența proeminenței în formă de Mung de înaltă Mung oferă decalajul necesar între cristalul semiconductor și substratul atunci când se mută de lipire. Acest lucru vă permite să atașați cristalul la substrat cu un grad ridicat de precizie.

În fig. unu, în Afișarea ansamblului de cristale având concluziile coloanelor moi de la lipituri pe bază de lipit.

Adăugarea unui astfel de cristal la baza carcasei este realizată prin încălzirea convențională fără presiune suplimentară asupra cristalului. Soldul proiecțiilor de contact în timpul încălzirii și topiturii nu se răspândește pe suprafața zonelor iradiate ale bazei casetei datorită forțelor tensiunii suprafeței. Acest lucru, în plus, oferă un anumit decalaj între cristal și substrat.

Metoda considerată de atașare a cristalelor ICC la baza corpului sau la orice placă face posibilă mecanizarea și automatizarea în mare parte a procesului de asamblare tehnologică.

Extrecționarea aliajelor eutectice. Această metodă de atașare a cristalelor semiconductoare la baza corpului se bazează pe formarea unei zone topite, în care stratul de suprafață de material semiconductor și stratul de bază metalic este dizolvat.

În industrie, două aliaje eutectice a obținut o utilizare largă: aur-silicon (punctul de topire 370 ° C) Sunt germaniu de aur (punctul de topire 356 ° C). Procesul de atașare eutectică a cristalului la baza carcasei are două soiuri. Primul formular se bazează pe utilizarea unei garnituri dintr-un aliaj eutectic, situată între elementele conectate: cristal și carcasă. În această formă a compusului, suprafața de bază ar trebui să aibă o acoperire de aur sub formă de peliculă subțire, iar suprafața cristalului semiconductor nu poate avea o acoperire de aur (pentru siliciu și germaniu) sau să fie acoperită cu un strat subțire de aur (în cazul atașării altor materiale semiconductoare). Atunci când se încălzește o astfel de compoziție la punctul de topire al aliajului eutectic dintre elementele de legătură (cristalul cilindrului), se formează o zonă lichidă. În această zonă lichidă, dizolvarea materialului semiconductor al cristalului (sau a unui strat de aur aplicat pe suprafața cristalului) are loc pe o parte.

După răcirea întregului sistem (baza cazului - cristalul semiconductorului eutectic) apare solidificarea zonei lichide a aliajului eutectic și pe limita aliajului semiconductor-eutectic se formează o soluție solidă. Ca urmare a acestui procedeu, se creează un compus mecanic durabil al materialului semiconductor cu baza carcasei.

Al doilea tip de atașare eutectică a cristalului la baza carcasei este de obicei implementată pentru cristalele din siliciu sau din Germania. Spre deosebire de primul tip, garnitura din aliajul eutectic nu este utilizată pentru a atașa cristalul. În acest caz, zona lichidă de topitură eutectică este formată ca urmare a încălzirii compoziției atare a carcasei siliconului (sau a Germaniei). Luați în considerare mai mult acest proces. Dacă pe suprafața bazei corpului având un strat subțire de acoperire de aur, plasarea cristalului de siliciu, având un strat de aur și încălzi întregul sistem la o temperatură cu 40-50 ° C peste temperatura eutecticii de aur-silicon , atunci faza lichidă a compoziției eutectice este formată între elementele conectate. Deoarece procesul de fuziune a unui strat de aur de siliciu este neechilibric, cantitatea de siliciu și aur solubil în zona lichidă va fi determinată pentru a fi determinată prin grosimea stratului de aur, a temperaturii și a timpului procesului de fuziune. Cu fragmente suficient de mari și temperatură constantă, procesul de fuziune a aurului cu siliciu se apropie de echilibru și se caracterizează printr-un volum constant al fazei lichide de aur și siliciu. Prezența unei cantități mari de fază lichidă poate duce la ea de la un cristal de siliciu la periferie. Atunci când solidificarea, eutectica eutectică duce la formarea unor stresuri mecanice suficient de mari și a cochililor în structura cristalului de siliciu, care reduc dramatic forța structurii aliajului și agravării parametrilor electrofizici.

Cu valori minime ale timpului și temperaturii, fuziunea aurului cu siliciu apare uniform în zona de contact a cristalului cu baza carcasei, dar numai la punctele sale individuale.

Ca rezultat, rezistența compusului aliaj scade, rezistența electrică și termică a creșterii contactului și fiabilitatea armăturii obținute scade.

Starea suprafețelor elementelor conectate sursă are un efect semnificativ asupra procesului de fuziune eutectică. Prezența contaminării pe aceste suprafețe duce la o deteriorare a umezitelor de a contacta suprafețele cu faza lichidă și dizolvarea inegală.

Orb- Acesta este procesul de conectare a elementelor între ele, pe baza proprietăților adezive ale unor materiale, care permit obținerea compușilor durabili mecanici între cristalele semiconductoare și bazele carcasei (metal, sticlă sau ceramică). Forța de lipire este determinată de forța adezivului dintre lipici și suprafețele lipite ale elementelor.

Legarea diferitelor elemente ale circuitelor integrate face posibilă conectarea unei mari varietăți de materiale în diferite combinații, simplificarea designului nodului, reducerea masei, reducerea consumului de materiale scumpe, nu pentru a folosi lipite și aliaje eutectice, pentru a simplifica semnificativ procesele tehnologice de asamblare a celor mai complexe dispozitive semiconductoare și IC.

Ca rezultat al lipirii, este posibil să se obțină fitinguri și compoziții complexe cu proprietăți electrice, optice și conductive. Adăugarea de cristale la baza carcasei utilizând procesul de lipire este indispensabilă la asamblarea și montarea elementelor circuitelor hibride, monolitice și optoelectronice.

Atunci când se utilizează cristale de lipire pe baza carcasei, se utilizează diferite tipuri de adezivi: conductori de izolare, conductivi, conductivi și termici. În funcție de activitatea interacțiunii dintre lipici și suprafețe glurabile, se disting se disting s-au distins polar (rășini epoxidice pe bază) și non-polar (polietilenă pe bază pe bază).

Calitatea procesului de lipire depinde în mare măsură nu numai de proprietățile adezivului, ci și de starea suprafețelor elementelor lipite. Pentru a obține un compus solid, este necesar să proceseze cu atenție și să ștergeți suprafețele lipite. Un rol important în procesul de lipire redă temperatura. Astfel, atunci când elementele structurale de lipire care nu sunt supuse operațiunilor tehnologice ulterioare cu temperaturi ridicate, adezivii de întărire la rece pot fi utilizate pe o bază epoxidică. Pentru lipirea cristalelor de siliciu la metal sau baze ceramice de carcase, VK-2 este de obicei utilizat, care este o soluție de rășină silice-organică într-un solvent organic cu azbest fin ca o umplutură activă sau VK-32-200, în care sticla sau cuarț este folosit ca un material de umplutură..

Procesul tehnologic de lipire a cristalelor semiconductoare se efectuează în casete speciale de asamblare, asigurând orientarea dorită a cristalului pe bază și cea necesară a apăsat la bază. Casetele colectate în funcție de materialul adeziv utilizat sunt supuse unei anumite prelucrări termice sau ținute la temperatura camerei.

Grupurile speciale sunt adezivi conductivi electric și optici utilizați pentru a lipi elementele și nodurile Hybrid și Optoelectronic ISS. Adezivii conductivi sunt compoziții bazate pe rășini epoxidice și siliconice, cu adăugarea de pulberi de argint sau nichel. Printre acestea, adezivii de AC-40B, EK-A, EK-B, K-3, ECT și KN-1, care sunt fluide de pastă cu o rezistență electrică specifică de 0,01- 0,001 ohm-cm și temperaturi de funcționare de la -60 la + 150 ° C. Cerințele suplimentare sunt prezentate a aderărilor optice cu privire la valoarea coeficienților de refracție și de lumină. Cele mai răspândite adezive optice ale OK.-72 F, OP-429, OP-430, OP-ZM.

Atașarea concluziilor

În dispozitivele semiconductoare moderne și chips-uri integrale, în care dimensiunea locurilor de contact este mai multe duzini de micrometri, concluzia este una dintre cele mai consumatoare operațiuni tehnologice consumatoare de timp.

În prezent, trei tipuri de sudare sunt utilizate pentru a atașa concluzii la site-urile de contact ale circuitelor integrate: compresia termică, electrocontact și ultrasunete.

Sudarea compresiei termice Vă permite să conectați concluziile electrice cu o grosime de câteva duzini de micrometri la contactele de cristal Ohmic cu un diametru de cel puțin 20-50 pm, iar ieșirea electrică poate fi atașată direct pe suprafața semiconductorului fără o acoperire metalică intermediară după cum urmează . Un fir subțire de aur sau aluminiu este aplicat la cristal și apăsat tija încălzită. După o expunere mică a firului se dovedește a fi adeziv dens cu suprafața cristalului. Aderența apare datorită faptului că, chiar și cu presiuni specifice specifice care acționează asupra unui cristal semiconductor și non-distrugere, presiunea locală în microunde pe suprafață poate fi foarte mare. Aceasta duce la deformarea plastică a proeminențelor, ceea ce contribuie la încălzirea la o temperatură sub eutectică pentru acest metal și semiconductor, care nu determină modificări ale structurii cristalului. Deformarea (pasul) micropodurilor și a microundelor cauzează o aderență puternică și un contact fiabil, datorită forțelor ambreiajului van der Warals, iar legăturile chimice sunt mai susceptibile de a crește temperatura dintre temperaturi. Sudarea termică a compresiei are următoarele avantaje:

a) conexiunea părților are loc fără a topi materialele sudate;

b) Presiunea specifică aplicată cristalului nu duce la daune mecanice material semiconductor;

c) Compușii sunt obținuți fără murdărie, deoarece lipiturile și fluxurile nu utilizează.

Dezavantajele includ performanțe mici ale procesului.

Sudarea de compresie termică poate fi efectuată de compuși ai alamă și mufa. Când sudarea, ieșirea de sârmă electrică, așa cum a fost menționată, este aplicată pe site-ul de contact cu semiconductor de cristal și apăsat instrumentul special pentru ea înainte de apare deformarea ieșirii. Axa ieșirii de sârmă în timpul sudării este paralelă cu planul site-ului de contact. Când sudați, ieșirea de sârmă este sudată pe site-ul de contact. Axa ieșirii de sârmă la locul atașamentului este perpendiculară pe planul site-ului de contact.

Sudarea pectorală oferă un compus puternic al unui cristal semiconductor cu cabluri din metale de aur, aluminiu, argint și alte metale din plastic și sudarea cricului numai cu conductori de aur. Grosimea concluziilor firului poate fi de 15-100 microni.

Conexiunile pot fi atașate atât la cristalele semiconductoare pure, cât și la situsurile de contact acoperite cu un strat de aur sau aluminiu. Când se utilizează suprafețe de cristal pure, rezistența la contact tranzitorii crește și parametrii electrici ai instrumentelor sunt mai slabi.

Elementele care fac obiectul sudării de compresie termică suferă o anumită prelucrare tehnologică. Suprafața cristalului semiconductor, acoperită cu un strat de aur sau aluminiu, este degresată.

Sârmă de aur este recoace la 300-600 ° C timp de 5-20 de minute, în funcție de metoda de conectare a pieselor. Sârma de aluminiu se grăbește într-o soluție saturată de sodă caustică la 80 ° C timp de 1-2 minute, spălată în apă distilată și uscată.

Parametrii principali ai modului de sudare termocompresie sunt presiunea specifică, temperatura de încălzire și timpul de sudură, presiunea specifică este aleasă în funcție de tensiunea admisibilă a compresiei cristalului semiconductor și deformarea admisibilă a materialului de ieșire sudabil. Timpul de sudare este selectat de un mod experimental.

unde d.- sârmă diameter, μm; b.-Chirin Compus, μm.

Presiunea asupra sculei este determinată, pe baza distribuției tensiunilor în stadiul finalizării deformării:

Unde A.-caffephid caracterizarea modificării tensiunilor în procesul de deformare a firului; f.- coeficientul de frecare care caracterizează frecare între scule, fir și substrat; - deformare fără probleme; - determinarea fluidității materialului de sârmă la temperatura de deformare; d.- diametrul firului; D.- diametrul sculei de prindere, egal cu de obicei (2 ÷ 3) d.

Smochin. 2. Nomograma pentru selectarea modurilor de sudare termică:

dar- Sârmă de aur cu folie de aluminiu; B.- Sârmă de aluminiu cu film de aluminiu

În fig. 2 prezintă nomogramele modurilor de sudare a termocompresiei de aur (A) și aluminiu (B) cu plăcuțe de contact din aluminiu. Aceste nomograme fac posibilă selectarea optimă a raportului dintre presiune, temperatură și timp.

Sudarea de compresie termică are destule soiuri care pot fi clasificate prin metoda de încălzire, conform metodei de atașare, pe forma sculei.Prin metoda de încălzire, există o sudură de termocompresie cu încălzire separată a acului, cristalului sau pumnului, precum și cu încălzirea simultană a două dintre aceste elemente. Prin intermediul aderării, sudării de compresie termică poate fi junk și alamă. În forma instrumentului, "ciocul de păsări", "pană", "capilar" și "ac" (fig.14.3).

Când sudați instrumentul "Bip Bip", același dispozitiv servește un fir, îl conectează la locul de contact al circuitului integrat și se rupe automat, fără a le elibera de "cioc". Instrumentul sub forma unei "pene" presează capătul firului la substrat, în timp ce nu este apăsat tot firul, dar numai partea centrală a acestuia. Când sudați cu "Instrumentul Capilar", firul trece prin el. Vârful capilarului servește simultan ca o unealtă care transmite presiunea pe fir. Când sudați un "ac", capătul ieșirii de sârmă este furnizat în zona de sudură cu un mecanism special și se aplică pe tamponul de contact și apoi îl apăsați cu un ac cu un anumit efort.

Smochin. 3. Tipuri de instrumente pentru sudarea termică a compresiei:

dar- "Bifia de pasăre"; B.- "pană"; în- "capilar"; G.- "ac"

Pentru a efectua procesul de sudare de compresie termică utilizată diverse instalațiiPrincipalele noduri sunt: \u200b\u200bo masă de lucru cu o coloană de încălzire sau fără ea, un mecanism de creare a unei presiuni asupra ieșirii conectate, un instrument de lucru, un mecanism de hrănire și de rupere a firului pentru concluzii, mecanismul de depunere a cristalelor sau părți cu un cristal atașat la ele; Mecanismul combinat al elementului combinat, un sistem optic de monitorizare vizuală a procesului de sudare, a surselor de alimentare și a comenzilor. Toate nodurile enumerate pot avea o execuție constructivă diferită, dar principiul dispozitivului lor și natura lucrării efectuate este același.

Astfel, tabelul de lucru al tuturor instalațiilor este utilizat pentru a fixa cristalul sau corpul circuitului integrat într-o anumită poziție. În mod tipic, tabelul de lucru al instalațiilor de compresie termică este înlocuibil, ceea ce permite cristalelor de diferite dimensiuni și forme geometrice. Coloana de încălzire servește la încălzirea cristalelor sau carcasele la temperatura dorită și vă permite să îl ajustezi în intervalul de 50-500 ° C cu precizia de reglare de + 5 ° C. Mecanismul de creare a presiunii este conceput pentru a apăsa ieșirea la locul de contact de cristal și asigură controlul forței de la 0,01 la 5 ore cu o precizie de ± 5%. Instrumentul de lucru este unul dintre principalele noduri ale unității de compresie termică. Este fabricat din aliaje solide ale VK-6M, VK-15 (pentru uneltele "Bear Bek" și "Capilar")

sau din corundul sintetic (pentru "pană" și "ace"). Designul mecanismului de alimentare și separare depinde de tipul de instalare și de forma instrumentului de lucru. Două moduri de separare sunt cele mai distribuite pe scară largă; Pârghie și electromagnetice. Procesul de separare a ieșirii de sârmă după fabricarea unui compus de compresie termică pe cristalul integrat de circuit fără perturbarea forței sale depinde în mare măsură de caracteristicile de proiectare ale mecanismului. Mecanismul de depunere a cristalelor sau al pieselor la locul de sudură este clemele obișnuite sau casetele complexe montate pe masa de lucru a instalației. Cea mai mare productivitate este realizată atunci când se utilizează o casetă cu o panglică de metal, pe care carcasele sau cristalele sunt pre-orientate într-un plan dat și într-o anumită poziție. Mecanismul combinat include, de obicei, manipulatori care vă permit să mutați cristalul înainte de ao combina cu elementele conectate. De obicei, utilizați manipulatori de două tipuri: pârghie și pantografe. Sistemul optic de observare vizuală constă dintr-un microscop binocular sau dintr-un proiector de lupă. În funcție de dimensiunea elementelor atașate, este selectată o creștere a sistemului optic de la 10 la 100 de ori.

Sudarea electro-contact Se utilizează pentru a atașa concluziile metalice la locurile de contact ale circuitelor semiconductoare și integrate. Esența fizică a procesului de sudare electrocontact constă în încălzirea elementelor conectate în secțiunile locale ale aplicării electrozilor. Se încălzesc zonele locale ale elementelor coneabile apar datorită locurilor de contact ale materialului cu electrozii rezistenței electrice maxime la trecerea prin electrozii curentului electric. Parametrii principali ai procesului de sudare electrocontact sunt valoarea curentului de sudură, viteza de creștere a timpului, timpul de expunere actuală pe elementele conectuale și forța de presare a electrozilor la părțile conectate.

În prezent, două metode de sudare electrocontact sunt utilizate pentru a atașa concluzii pentru a contacta site-urile de cristale de circuit integrat: cu o locație unilaterală a doi electrozi și cu o locație unilaterală a unui electrod dual. A doua metodă diferă de prima prin aceea că electrozii de funcționare sunt realizați sub formă de două elemente înclinate separate printr-o garnitură izolantă. La momentul apăsării unui astfel de electrod la concluzia firului și trecerea prin sistemul de curent al electrodului format, este selectată o cantitate mare de căldură în punctul de contact. Presiunea externă în combinație cu încălzirea pieselor la temperatura plasticității sau topirii conduce la un compus solid.

Echipamentele tehnologice pentru conectarea concluziilor prin metoda de sudură electrică include următoarele noduri principale: o masă de lucru, un mecanism de creare a unei presiuni asupra electrodului, un mecanism de alimentare a firului, un instrument de lucru, un mecanism de hrănire a cristalelor sau a carcasei de cristal , un mecanism de combinare a elementelor conectate, un proces de sudare a sistemului de observare vizuală optică, surse de alimentare și control. Tabelul de lucru servește la localizarea cristalelor pe ea sau cristale. Mecanismul de creare a unei presiuni asupra electrodului vă permite să aplicați un efort de 0,1-0,5 N. Principiul funcționării mecanismului de hrănire și segmente ale firului se bazează pe mișcarea firului prin gaura capilară și taie-o cu un cuțit de pârghie. Forma și materialul instrumentului de lucru au un impact deosebit asupra calității și performanței procesului de sudare electrocontact. În mod tipic, partea de lucru a electrozilor electrozilor are forma unei piramide trunchiate și este fabricată din material de înaltă rezistență, bazată pe marca de carbură de tungsten VK-8. Mecanismul de alimentare cu cristal include un set de casete și un mecanism de combinare a sistemului de manipulatoare care permit plasarea cristalului în poziția dorită. Sistemul de supraveghere vizuală optică constă dintr-un microscop sau proiector. O unitate de alimentare și control vă permite să setați modul de operare de sudare și să-l produceți cu o restructurare și ajustare la schimbarea tipului de material de cristal și de ieșire.

Sudarea cu ultrasunete, Folosit pentru a atașa concluzii la site-urile de contact ale dispozitivelor semiconductoare și a circuitelor integrate, are următoarele avantaje: absența încălzirii elementelor conectate, un timp mic de sudare, posibilitatea de sudură a materialelor heterogene și grele. Absența încălzirii face posibilă obținerea conexiunilor fără a topi părțile sudate. Timpul de sudare mic face posibilă îmbunătățirea performanței procesului de asamblare.

Mecanismul pentru formarea compusului dintre concluzie și tamponul de contact la sudarea cu ultrasunete este determinat prin deformarea plasticului, îndepărtarea contaminării, a forțelor de auto-difuzie și tensionare a suprafeței. Procesul de sudare cu ultrasunete este caracterizat de trei parametri de bază: amplitudinea și frecvența oscilațiilor cu ultrasunete, valoarea presiunii aplicate și timpul procesului de sudare. ^ Instalațiile de sudare cu ultrasunete constau din următoarele noduri principale: tabelul de lucru, mecanismul de creare a presiunii, mecanismul de hrănire a firului, dispozitivului de sudare cu ultrasunete și a sistemului optic.

Crystal de etanșare

După ce cristalul semiconductor este focalizat și fixat pe baza corpului și concluziile sunt atașate la locurile sale de contact, acesta trebuie protejat de efectul mediului, adică, creați o cochilie hermetice și durabile mecanice în jurul acestuia. O astfel de cochilie poate fi creată fie prin adăugarea la baza carcasei capacului special (cilindru), care acoperă cristalul semiconductor și îl izolează din mediul extern sau înconjurarea bazei carcasei cu un cristal plastic semiconductor situat pe acesta , care separă și cristalul din mediul extern.

Pentru o conexiune sigilată a bazei carcasei cu un capac sau cilindru (varianta discretă a dispozitivelor semiconductoare), lipirea, electrocontact și sudarea la rece și pentru etanșarea cristalului de pe suportul de umplere, înconjurarea și materialele plastice sunt utilizate pe scară largă.)

Lipire. Soldarea este folosită pentru etanșarea instrumentelor discrete, cât și IC. Cea mai mare utilizare practică a acestui proces a fost găsită la asamblarea și sigilarea carcasei diodelor și a tranzistoarelor. Elementele de design ale corpului includ noduri și blocuri individuale obținute pe baza proceselor de lipit: metal cu metal, metal cu ceramică și metal cu sticlă. Luați în considerare aceste tipuri de lipit.

Metal de lipit cu metal Deja luate în considerare în §2. Prin urmare, aici vom locui numai pe caracteristicile tehnologice care sunt asociate cu obținerea conexiunilor hermetice de lipit.

Elementele principale ale compusului de lipire la etanșarea circuitelor integrate sunt baza carcasei și a capacului. Procesul de conectare a bazei carcasei cu un capac poate fi efectuat fie folosind stratul de lipit, care este situat între baza carcasei și capacul sub formă de inel sau fără stratul de lipire. În al doilea caz, marginea bazei carcasei și capacul este prestabilită de lipitor.

La etanșarea diodelor, tranzistoarelor și tiristorilor, în funcție de designul carcasei, pot apărea mai multe conexiuni sudate. Astfel, lipirea suportului de cristal cu un cilindru și etanșați concluziile superioare ale carcasei tiristorului.

Procesul de lipire în timpul etanșării este prezentat cerințe pentru puritatea părților originale, care sunt pre-curățate, spălarea și uscarea. Procesul de lipire este realizat în vid, un mediu inert sau reducător. Când se utilizează fluxuri, lipirea poate fi efectuată în aer. Ultimul îmbunătățesc foarte mult umezirea și răspândirea lipiciului de-a lungul suprafețelor conectate la piese, iar aceasta este cheia formării cusăturii de lipire ermetice. Pentru rolurile efectuate, fluxurile sunt împărțite în două grupe; Protectoare și active. Fluxurile de protecție Protejați părțile de oxidare în timpul procesului de lipit și activă contribuie la restaurarea oxizilor formați în timpul procesului de lipit. Ca fluxuri protectoare, soluțiile de rosină sunt utilizate cel mai adesea. Fluxurile active sunt clorură de clor și clorură de amoniu. Pentru lipirea utilizării lipitelor POS-40 și POS-60.

Metal ceramică de lipire. În tehnica semiconductorului. Ca și în electrovacuum, utilizarea pe scară largă se găsește ceramică spumantă cu un metal care oferă o etanșare mai fiabilă. Scheme ingraft.

Solderii, care sunt utilizați pentru lipirea metalului cu metal, nu umezi suprafața pieselor ceramice și, prin urmare, nu aruncați cu părți ceramice ale cazurilor de circuit integrat.

Pentru a obține compuși de ceramică cu metal, este pre-metalizată. Metalizarea se efectuează cu ajutorul pastelor aplicate detaliilor ceramice. O bună aderență a stratului metalic cu suprafața ceramicii este realizată prin ignoranță la temperaturi ridicate. La umflarea pastă, solventul este dispărut și particulele de metal sunt conectate ferm la "suprafața piesei ceramice. Grosimea metalului metalului este de obicei mai multe micrometri. Aplicarea și pasta de aprindere poate fi repetată de mai multe ori, în timp ce Grosimea stratului crește și calitatea stratului metalic este îmbunătățită. A primit astfel, ceramica metalizată poate fi lipită de lipici convenționali.

O metodă comună de aplicare a acoperirilor metalice asupra părților incintelor ceramice este sinterizarea unui strat de pastă metalică cu ceramică la temperaturi ridicate. Molibden, tungsten, rhenium, tantal, fier, nichel, mangan, cobalt, crom, argint si cupru cu dimensiuni de cereale in mai multe micrometri sunt folosite ca materii prime. Pentru prepararea pastelor, aceste pulberi sunt diluate în lianți: acetonă, amilacetat, alcool metilic etc.

Soldarea pieselor ceramice metalizate cu metal se desfășoară în mod obișnuit.

Sticlă de lipit cu metal. Sticla nu este lipit cu nici un metal curat, deoarece suprafața netă a metalelor nu este umezită sau slab umezită cu sticlă lichidă.

Cu toate acestea, dacă suprafața metalică este acoperită cu un strat de oxid, atunci umectarea este îmbunătățită, oxidul este parțial dizolvat în geam și poate apărea un compus ermetic după răcire. Principala dificultate de fabricare a sticlei de metal spa constă în selectarea componentelor din sticlă și metal cu valori suficient de strânse ale coeficienților de dilatare termică în întreaga gamă din punctul de topire din sticlă până la temperatura minimă de lucru a dispozitivului semiconductor. Chiar și o mică diferență în coeficienții de dilatare termică poate duce la formarea de microcracuri și la depresurizarea instrumentului finit.

Pentru executarea unui pahar de lipit cu un metal pentru a produce spide ermetice: selectați componente cu aceiași coeficienți de expansiune termică; Aplicați lipirea sticlei sub formă de suspensie cu o pulbere metalică; Treceți treptat de la metal la geamul principal cu ochelari intermediari; Metalizează suprafața sticlei.

Pentru a obține sticlă spa sigilată cu metal, se utilizează trei metode de încălzire a pieselor sursă: în flacăra arzătorului de gaz, folosind curenți de înaltă frecvență, în cuptoare de bobină sau de silice. În toate cazurile, procesul este efectuat în aer, deoarece prezența unui film de oxid contribuie la procesul de lipit.

Sudarea electro-contact. Acest proces este utilizat pe scară largă pentru etanșarea incintelor semiconductoare și a circuitelor integrate. Se bazează pe anumite părți topite ale pieselor metalice conectate datorită trecerii curentului electric. Esența procesului de sudare electrocontact este că doi electrozi sunt furnizați părților sudate în care este furnizată o anumită tensiune. Deoarece zona electrozilor este semnificativ mai mică decât zona părților sudate, atunci când treceți prin întregul sistem de curent electric în locul contactului părților sudate ", sunt sub electrozi, o cantitate mare de căldură se distinge. Acest lucru se datorează densității ridicate a curentului în volumul mic al materialului părților sudate. Densități mari de curent cald zonele de contact la racularea anumitor zone de materiale sursă.

Cu terminarea funcționării curente, temperatura parcelelor de contact scade, ceea ce implică răcirea zonei topite și recristalizarea acestuia. Zona de recristalizare astfel obținută este combinată cu componente metalice omogene și heterogene combinate ermetic una cu cealaltă.

Forma sudurii depinde de configurația geometrică a electrozilor de operare. Dacă electrozii sunt realizați din tije ascuțite, atunci sudarea este rotită. Dacă electrozii sunt sub formă de tub, atunci cusătura de sudură are o formă de inele. Cu o formă de electrozi, cusătura de sudură are un tip de bandă.

De mare importanță pentru etanșarea de înaltă calitate a incintelor electrice de sudare are materialul din care se fac electrozii de lucru. Materialul electrozilor impune cerințe sporite pentru conductivitatea căldurii și electrice, precum și pentru rezistența mecanică. Pentru a îndeplini aceste cerințe, electrozii sunt realizați prin combinate, din două materiale, dintre care unul are o conductivitate termică ridicată și o altă rezistență mecanică. Electrozii răspândiți au fost larg răspândiți, baza căreia este fabricată din cupru, iar miezul (partea de lucru) este realizată din aliaj de tungsten cu cupru.

Împreună cu combinate, sunt utilizate electrozii din metal sau aliaj omogen. Astfel, pentru sudare, se utilizează electrozi din cupru (M1 și MZ) și bronz (crom 0,4-0,8%, zinc 0,2-0,6%, restul de cupru). Pentru materialele de sudare cu conductivitate electrică ridicată (cupru, argint etc.), sunt utilizate electrozi din tungsten și molibden.

Electrozii trebuie să se potrivească între ele pe suprafețele sudate de lucru. Prezența defectelor pe suprafețele de lucru ale pieselor (riscuri, dents, chiuvete etc.) duce la încălzirea inegală a părților sudate și la formarea unei suduri de scurgere în produsul finit. O atenție deosebită trebuie acordată atașării electrozilor din electrozii, deoarece cu o fixare proastă între ele există o așa-numită rezistență tranzitorie, ceea ce duce la încălzirea suporturilor electrodului. Electrozii trebuie să fie strict coaxiali. Absența electrozilor de electrozi duce la apariția căsătoriei în timpul sudării.

Calitatea de sudură într-o mare măsură depinde de modul electric și temporal selectat. Cu o valoare mică a curentului de sudură, căldura evidențiată este insuficientă pentru încălzirea părților la punctul de topire a metalelor sudate, caz în care se obține așa-numitul "endune al" părților. Cu o valoare mare a curentului de sudură, este eliberată prea multă căldură, care poate să coste nu numai locul de sudură, ci și întreaga parte, care este asociată cu "orientarea" părților și o stropire a metalului.

De mare importanță este timpul curentului de sudare prin electrozi și părți. De îndată ce curentul de sudură este pornit, încălzirea părților sudate începe la punctul de contact și numai straturile de suprafață de metal ajung la punctul de topire. Dacă în acest moment opriți curentul, se va dovedi a fi continuu. Pentru a obține o cusătură durabilă sudată, este necesar să se formeze un kernel topit în zona locală a părților sudate. Supraîncălzirea miezului metalului topit duce la creșterea și stropirea metalului spre exterior. Ca rezultat, cochilii se pot forma, ceea ce reduce dramatic rezistența mecanică și etanșeitatea sudurilor.

Înainte de a efectua procesul de sudare electrocontact, toate părțile din incintele de circuit integrat sunt tratate temeinic (spălarea, degresarea, gravarea, striparea etc.).

Calitatea sudării este controlată de inspecția externă și cu ajutorul secțiunilor transversale ale produselor gătite. Accentul se pune pe rezistența mecanică și etanșeitatea sudurilor.

Sudarea la rece. Metoda de etanșare a sudurii la rece este utilizată pe scară largă în industria electronică. În cazurile în care, la etanșarea părților inițiale ale incintelor, încălzirea lor este nevalidă și este necesară o puritate ridicată a procedeului, se utilizează sudarea cu sudare la rece sub presiune. În plus, sudarea la rece asigură un compus ermetic solid al celor mai frecvent utilizate metale eterogene (cupru, nichel, cowar și oțel).

La dezavantaje aceasta metoda Este necesar să se includă o deformare semnificativă a părților carcaselor de la locul de joncțiune, ceea ce duce la o schimbare semnificativă a formei și la dimensiunile totale ale produselor finite.

Schimbarea diametrului exterior al corpului dispozitivului depinde de grosimea pieselor sudate originale. Schimbarea diametrului exterior al dispozitivului finit după procesul de sudare la rece

unde - grosimea vârfului părții superioare înainte de sudură; - grosimea bilka a părții inferioare înainte de sudură.

De mare importanță pentru procesul de sudare la rece are prezența pe suprafața pieselor combinate de film de oxid. Dacă acest film este plastic și mai moale decât metalul principal, apoi sub presiune se răspândește în toate direcțiile și se culcă, separă astfel suprafețele metalice curate, ca rezultat al căruia sudărea nu apare. Dacă filmul de oxid este mai fragil și mai solid decât metalul acoperit de acesta, apoi sub presiune se pierde, iar crăparea are loc în mod egal pe ambele părți conectate. Poluarea, care a avut loc pe suprafața filmului, se dovedește a fi ambalate pe ambele părți în pachete particulare, ferm sandwiched de-a lungul marginilor. Creșterea în continuare a presiunii duce la o scară de metal pur în zonele periferice. Cea mai mare răspândire are loc în planul mijlociu al cusăturii rezultate, datorită faptului că toate pachetele cu contaminanți sunt deplasați spre exterior, iar suprafețele pure ale metalului, intră în interacțiuni interatomice, sunt conectate ferm unul cu celălalt.

Astfel, fragilitatea și duritatea sunt principalele calități ale unui film de oxid care oferă o conexiune ermetică. Deoarece majoritatea metalelor, grosimea de acoperire a filmelor de oxid nu depășește 10-7 cm, părțile de la astfel de metale sunt scoase sau cromate înainte de sudură. Filmele de nichel și de crom au o duritate suficientă și o fragilitate și, prin urmare, îmbunătățesc semnificativ articulația sudată.

Înainte de a efectua procesul de sudare la rece, toate părțile sunt degresate, spălate și uscate. Pentru a forma o conexiune calitativă a două părți metalice, este necesar să se asigure o deformare suficientă, plasticitate și puritate a părților sudate.

Gradul de deformare LA Când sudarea la rece ar trebui să fie în intervalul de 75-85%:

,

unde 2N.- grosimea picabilă a pieselor sudate; t.-Olchishina sudată.

Puterea îmbinării sudate

unde R.- efortul de rupere; D.- Diametrul imprimării proeminenței proeminenței; N.- grosimea uneia dintre părțile sudate cu cea mai mică dimensiune; - Apărarea rezistenței la tracțiune cu cea mai mică valoare.

Următoarele combinații de materiale sunt recomandate pentru cazurile de sudare la rece: cupru MB cupru MB, cupru MB cupru M1, cupru MB-Oțel 10, aliaj H29K18 (Cowar) -Media MB, Covor Cupru M1.

Presiunea critică necesară pentru deformarea plastică și sudarea la rece, de exemplu, pentru o combinație de cupru de cupru, este de 1,5 * 10 9 N / m2, pentru o combinație de cupru - cowar sunt de 2 x 10 9 N / m2.

Etanșarea plasticului. Etanșarea costisitoare a carcasei din sticlă, metalică, metal-ceramică și metalică este în prezent înlocuită cu succes cu etanșarea din plastic. ) În unele cazuri, crește fiabilitatea instrumentelor și IC, deoarece contactul cristalului semiconductor este eliminat cu mediul de gaz localizat în interiorul carcasei.

Etanșarea din plastic vă permite să izolați în siguranță cristalul de influențele externe și să furnizați o rezistență mecanică și electrică ridicată a structurii. Materialele plastice bazate pe rășini epoxidice, crema-niorganice și poliesterice sunt utilizate pe scară largă pentru etanșarea ISS.

Principalele metode de etanșare sunt umplerea, înconjurarea și criptarea sub presiune. La etanșarea umplerii, se utilizează forme goale în care cristalele semiconductoare sunt plasate cu concluzii externe de lipit. În interiorul formularelor turnate din plastic.

La dispozitivele de etanșare, este nevoie de două (sau mai multe) ieșiri realizate dintr-o panglică sau din material de sârmă, se combină cu o sticlă de sticlă sau din plastic, iar cristalul semiconductor este atașat la una dintre concluzii, iar conductorii de contact electrici sunt atașați la altul (alții ) ieșire. Adunarea astfel obținută este sigilată cu înveliș de plastic.

Cele mai promițătoare prin rezolvarea problemei instrumentelor de asamblare și de etanșare este etanșarea cristalelor cu elemente active pe o bandă metalică cu etanșare ulterioară a plasticului. Avantajul acestei metode de etanșare este posibilitatea de a mecaniza și automatizarea proceselor de asamblare tipuri diferite ESTE. Elementul principal al designului carcasei din plastic este o bandă metalică. Pentru a selecta un profil de bandă metalic, este necesar să trecem de la dimensiunea cristalelor, caracteristicile termice ale instrumentelor, posibilitatea de a monta dispozitivele finite pe placa de circuit a circuitului electronic, rezistența maximă a liniilor din carcasă, Ușor de design.

Schema tehnologică de etanșare din plastic a dispozitivului include principalele etape ale tehnologiei plană. Cristalele semiconductoare sunt atașate cu elemente active la o acoperită cu panglică metalică, un aliaj de aur eutectic cu siliciu sau lipit obișnuit. Banda metalică este făcută din Kowar, cupru, molibden, oțel, nichel.