Устройство для ультразвуковой пайки кристаллов

 

J бнблиотена (gap, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Санов Советских

Севралистических

Республик (») 667346

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 2009.76 (21) 2405112/25-27 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет—

2З K 1/06

В 2З К З/00

Государственный NQNNTcò

ССС P но хслнн нзобрстсннн н открытн1 (53) УДК 621. 791. з (088.8) Опубликовано 150679. Ьоллетень Йо22

Дата опубликования описания 180679 (72) Авторы

ИЗОбрЕтЕНИя В.A. Амнуэль, P.Ë. Савицкий и М.М. Колкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ПАЙКИ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к сборке полупроводниковых приборов, а именно, к устройствам для ультразвуковой эвтектической пайки, и предназначено для присоединения кристаллов" к основаниям корпусов полупроводниковых приборов.

Известно устройство для присоединения полупроводниковых кристаллов к основаниям корпусов, содержащее кор- пус, рабочую головку с инструментом для захвата и присоединения кристаллов, причем с помощью электродвигателя через эксцентрик рабочей головке сэобщают колебательное движение относительно основания корпуса изделйя— в горизонтальной пЛоскости (1). Крис I таллы напаивают на золоченое основание, и эвтектика образуется непосредственно в процессе присоединения кристалла.

Известна также установка для монтажа кристаллов, содержащая механизм подачи корпусов, механизм подачи кристаллов, ультразвуковую сварочную головку с закрепленным на ней инструментом для захвата и присоединения кристаллов и механизм перемещения сварочной головки (2).

Работа установки основана на захвате кристаллов и присоединении их методом эвтектической пайки с наложением ультразвуковых колебаний на кристаллы при установке их на осно- вание корпуса полуйроводниковых при- боров и интегральных микросхем в лен— точном и дискретйом -выполнении .

Недостатком известной установки является некачественная напайка кристаллов на основайия корпусов с тонким покрытием основания, например, золотом, и необходимость дополнительной прокладки между кристаллом и оснбванием, обычно по форме напаиваемого кристалла. Это происходит из-за недостаточного объема эвтектики .

Цель изобретения — повышение качества эвтектической напайки кристаллов на основание корпуса без золотой прокладки.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом:устройстве ультразвуковая сварочная головка дополнительно снабжена механизмом наложения низкочастотных колебаний, выполненным в виде плоской пружины с электромагнитамй, один конец которой закреплен неподвижно, а другой свободен и

7346 4

" "йита 11 упор 14 сцепляется с электро-магнитом 11. После опускания и прижима кристалла 4 к основанию 2 включаются ультразвуковая сварочная головка 5 и электромагниты 8. При этом пружина 7 совершает колебательные

5 движения и воздействует на шатун 9, полэун 10 с электромагнитом 11, соединенным с упором 14, и каретку 12 механизма перемещения 13 сварочной головки 5, что обеспечивает дополнительные, помимо ультразвуковых, колебания низкой частоты и большей амплитуды (например 2-10 Гц; О,3 мм) инструмента 6 в том же направлении.

Частота и амплитуда низкочастотных колебаний регулируются. После присоединения кристалла 4 к основанию 2 отключаются ультразвуковая сварочная головка 5, электромагниты 8, электромагнит 11, и инструмент 6 поднимает20 ся, Затем цикл повторяется. Устройство работает в автоматическом режиме °

Таким образом, изобретение позволяет обеспечить качественную эвтектическую напайку кристаллов различных типов дискретных полупроводниковых приборов и интегральных микросхем на золоченое основание различных типов корпусов без применения дополнительной золотой прокладки.

Формула изобретения

50 . »

3 66 ьзаимодейс:твует с злектройагйи тами, регулируемого упора из магнитного материала, электромагнита, взаимодействующего с упором и шарнирно-соединенного с плоской пружиной.

Введение в устройство механизма наложения Низкочастотных колебаний, соединенного с кареткой механизма перемещений ультразвуковой .сварочной

-головки с закрепленным на ней инструментом, обеспечивает помимо ультразвуковых дополнительные колебания инструмента, причем колебания меха йизма"ниэкочасто1 йые и амплитуда их соизмерима с полем допуска установ= »ки -крйсталла на основание корпуса.

Одновременйое и совмещенное наложе . нйе ультразвуковых и низкочастотных колебаний на инструмент позволяет в период образования эвтектики повысить качество напайки- кристалла на основание корпуса без прокладки за . счет увеличения объема эвтектики, поверхности и скорости смачиваемости при разрушении: окисных пленок контак "тиР х поверхностей.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит механизм 1 подачи корпусов с основанием 2 корпуса, механизм 3 подачи кристаллов с кристаллом 4, ультразвуковую сварочную головку 5 с закрепленным на ней инструментом 6 для захвата и присоединения кристаллов и механизм наложения низкочастотных колебаний, выпол-" ненный в виде пружины 7 c защемленным одним концом. Другой конец пружины расположен между двумя электромагнитами 8, при этом пружина через шатун

9 соединена с ползуном 10, на котором закреплен электромагнит 11, соединенный с кареткой 12 механизма пе- 40 ремещения 13 ультразвуковой сварочной головки 5 через регулируемый упор 14. Упор 15 служит для задания положения инструмента 6 над кристаллом 4. 45

Устройство работает следующим образом.

Механизм перемещения 13 перемещает каретку 12 со сварочной головкой

5, инструментом 6 и регулируемым упором 14 в сторону механизма 3 подачи кристаллов до упора 15, положение которого соответствует положению инструй ента 6 над кристаллом 4. Механизм перемещения 13 после захвата кристалла 4 инструментом 6 переносит крис-талл 4 на основание 2 механизма 1 подачи корпусов до соприкосновения упора 14 с электромагнитом 11, постоянное положение которого определяется жесткостью пружины 7 в нейтральном 60 положении. При включении злектромагУстройство для ультразвуковой пайки кристаллов, содержащее механизм подачи корпусов, механизм подачи кристаллов, ультразвуковую сварочнуюголовку с инструментом для захвата и присоединения кристаллов и механизм ее перемещения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения качества эвтектической напайки кристаллов на основание корпуса беэ золотой прокладки, ультразвуковая сварочная головка снабжена механизмом наложения низкочастотных колебаний, выполненным в виде,плоской пружины с электромагнитами,,один конец которой закреплен неподвижно, а другой установлен с возможностью взаимодействия с эЛектромагнитами, регулируемого упора из магнитного материала, электромагнита, взаимодействующего с упором и шарнирно-соединенного с плоской пружин ой .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3451607, кл. 228-1, 1969.

2. Установка монтажа кристаллов

ЭМ-438А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Я2М2.335.033ТО.

6Г> 7346

В

Составитель И. Ключников

Редактор Е. Яковчик Техред 14,Kелем Корректор В.Синицкая

«й» ММ М -М » Ф:. — - :. Ы %= -. i - -. - = Заказ 3291/10 Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам, изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/-

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4