Способ контроля качества контактных соединений силовых полупроводниковых приборов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик оо706796

176

° а 3фф .щ,,,„, {51)M. Кл.2 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 310778 (21) 2651217/18-25

С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ йо (23) Приоритет

G 01 R 31/26

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5Ç) УДК 6 2 1, 3 82, .2 (088. 8) Опубликовано 30,12.79, Бюллетень М 48

Дата опубликования описанин30.12,79 (72) Автор изобретения

A.H. Бартанов

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева ( (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА КОНТАКТНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПРИБОРОВ

Изобретение относится,.к электонной и.электротехнической промышленности и может быть использовано при контроле качества силовых полупроводниковых приборов, в частности мощных тиристоров.

Качество и надежность силовых полупроводниковых приборов с сильно выраженной слоисто-плоскостной структурой в значительной степени определяется дефектами контактных соединений (несплошность, неоднородность, неплоскопараллельность и т. д) .

Известны способы контроля качества контактных соединений силовых . полупроводниковых приборов, основанные на измерении динамики изменения термочувствительного параметра — прямого падения напряжения под действием импульсов мощности, подаваемЫх на испытуемый прибор.

Один из известных способов заключается в пропускании через прибор импульса прямого тока с фиксированной амплитудой мощности и длительностью, несколько большей тепловой постоянной кристалла, и определении после его окончания температуры, оисталла с помощью предварительно снятой для дайно»го прибора температурной зависимости прямого падения напряжения от измерительного тока, основанный на предположении, что вследствие малого разброса тепловых характеристик кристалла разброс его температуры для различных приборов будет определяться условиями теплоотвода, которые.в свою очередь

10 зависят от наличия возможных дефектов (1) .

Наиболее близким техническим реШением к изобретению является спо- соб, включающий, как и данный способ, пропускание через испытуемый прибор импульсов прямого тока длительностью большей, чем тепловая постоянная полупроводникового кристалла, по меньшей, .чем тепловая постоянная прибора. Амплитуда импульсов мощности подаваемых на испытуемые приборы, поддерживается постоянной. Нри этом производится измерение и

25 регистрация изменения во времени прямого падения напряжения на испытуемом приборе, измерение скорости изменения этого напряжения и сравнения ее с эталонным значением. По разнице между действительным и эта706796 вольфрам-серебро — через 0,1 с после включения. Длительность паузы между импульсами выбирают из условия вост

Для реализации способа предварительно измеряют величину термочувствительного параметра при одной фиксированной температуре. Затем че- 35 рез прибор пропускают две серии импульсов тока длительностью меньше и больШе теПловой постбянной кристалла соответственно, постепенно увеличивая их амплитуду до тех пор, 4р пока величина термочувствительного параметра, измеряемого каждый раз после окончания очередного импульса тока, не достигнет первоначального значения, и фиксируют при этом амплитуду мощности. При наличии дефектов в области контакта во втором случае (длительность импульса то ка больше тепловой постоянной кристалла) требуется меньшая величина мощности для достижения кристаллом одной и той же температуры по сравнению с бесдефектным прибором. Поэтому большая разность амплитуд мощности, соответствующих различным по длительности импульсам тока, будет 55 соответствовать большей дефехтности контактных соединений. Длительность импульсов тбка выбирают для каждого типа приборов индивидуально, исходя из ориентировочных данных, что дефект 6() в контакте кремний-серебро проявляется на переходной тепловой характеристике через 5-10 c„ à в контакте

-з

ПНИИПИ Заказ 8215 /39 Ти раж -107" Подписное род, ул. Проектная, 4

Филиал ППП Патент, г. Ужго лонным значениями скоростей судят о качестве контактных соединений (2).

Недостатками известных способов является необходимость измерения и регистрацйи изменения вд времени термочувствительного параметра в диапазоне температур.и определения по полученным графическим зависимостям необходимых данных о качестве контактных соединений. Это требует эйачительных затрат времени и снижает точность определения качест-. ва.

Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия, точности и снижение трудоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительно пропуска- . ют серию импульсбв тока длительностью меньшей, чем тепловая постойнная по- лупрдводникового кристалла, постепенно увеличивая в обоих случаях 20 их амплитуду до тех пор, пока ве- личина термочувствительного пара--метра, измеряемого по окончании каждого импулъса, не достигает; зна чения, предварительно йзмеренного 25 при некоторой фиксированной температуре, и по разнице амплитуд моц-, ности, соответствующих импульсам различной длительности, определяют ка- чество контактных cîåäèíéíèé. 30 становления исходной температуры структуры к началу последующего импульса при выбранном способе охлаждения. Предварительное измерение термочувствительного параметра (пря« мого падения напряжения от измерительного тока) осуществляЮт при 125ОС, поскольку это значение температуры принято при измерении классификационных параметров силовых полупроводниковых приборов, способ имеет перед известными следующие преимущества: вследствие исключения необходимости снятия зависимостей термочувствительного параметра во времени и в диапазоне температур и построения графиков этйх зависимостей обладает более высоким быстродействием и менее трудоемок; вследствие исключения промежуточных графических построений и учета в процессе контроля тепловых характеристик собственно полупроводникового кристалла имеет более -высокую точность1 вариация длительностью импульсов тока позволяет производить послойный контроль контактных соединений.

Формула изобретения

Способ контроля качества контактных соединений силовых полупроводниковых приборов, включающий пропускание через испытуемый прибор имйульсов прямого тока длительностью большей, чем тепловая постоянная полупроводникового кристалла, но меньшей, чем тепловая постоянная прибора о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, точности и снижения трудоемкости, дополнительно прдпускают серию импульсов тока длительностью меньшей, чем тепловая постоянная полупроводникового кристалла, пдстепенно увеличивая в обоих случаях их амплитуду до тех пор, пока величина термочувствительного параметра, иэмЕряемого по окднчании каждого импульса, не достигнет значения, предварительно иэме-. ренного при некоторой фиксированной температуре, и по разнице амплитуд мощности, соответствующих импульсам различной длительности, определяют качество контактных соединений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экспрес-информация. Электроника . 1978, вып. 9 15, с. 6.

2, йвторское свидетельство СССР

9 446854, кл, С 01 R 31/26, 1975 (прототип) .