Способ получения теплоотвода для полупроводниковых приборов

 

С и оз Советских

Социалжтических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

«»855793

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (53)М. Кл з (22) ЗаЯвлено 020779 (21) 2789113 i18-21 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

Н 01 L 23/34

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.0881. Бюллетень Мо 30

Дата опубликования описания 150881 (53) УАК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

Я . Л. Потапенко, Н. A. Паскаль, Ю. М. Ротнер

В.А.Преснов и К.Г.Ноздрина

Одесский ордена Трудового Красного Знамени университет им. И.И.Иечникоза с государственный ! (71) 3а яв и тел ь (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛООТВОДА

ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к получению твердотельного элемента, рассеивающего тепловую энергию, выделяющуюся при работе полупроводникового прибора, и может быть использовано в электронике для размещения на нем полупроводниковых приборов, например ЛПД, диодов Ганна инжекционных лазеров и др.

Известна конструкция, в которой алмазная частица используется для теплоотвода состоящего из металлического основания с высокой теплопроводностью и сферической частицы g5 алмаза типа «Il а или синтетического алмаза с подобной теплопроводностью.

Алмазная частица округляется, затем усекается шлифовкой и полировкой и помещается в медное тело горячим 20 прессованием или при точном высверливании выемки (11.

Недостатками данного способа являются сложные операции создания сферы и усечения, шлифовки и поли- 25 ровки для получения плоскости.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ, включающий размещение кристалла алмаза в металлическом основании, а именно внедрение кубического кристалла алмаза методом прессования (2).

Недостатками данного способа являются необходимость использования аЛмазов, только строго кубической формы, возможность создания механических дефектов кристаллов вплоть до разрушения, а также возможность получения деформации медного основания при запрессовке кристалла.

Цель изЬбретения — повышение эффективности теплоотвода и исключение механических дефектов.

Ук аз ан ная цель достигается тем, что согласно. способу получения теплоотвода для полупроводниковых приборов, включающему размещение кристалла алмаза в металлическом основании, перед размещением кристалла алмаза в металлическом основании в последнем выполняют углубление и заполняют его расплавом материала, теплопроводность которого выше теплопроводности основания, например расплавом серебра.

Пример. В медном основании, например, диаметром 3 мм по центру высверливается отверстие диаметром

1,5 мм, глубиной 1,5 мм, и далее фре855793

Формула изобретения

Составитель О.Стручева

Редактор Л.Копецкая Техред A. Ач Корректор Л. Иван

Заказ 6943/76 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 эой конус от сверла в медном основании убирается, т.е. образуется цилиицрическое углубление диаметром

1,5 мм и глубиной 1,5 мм. В него помещается навеска серебра, подобран ная экспериментально по весу ° Медное основание с навеской помещается в вакуумную камеру. В вакууме не ниже

10 Торр навеска серебра вплавляется в отверстие медного основания °

Кристалл алмаза с наибольшим геомет.рическим размером не более 1,5 мм подвергается химической очистке и металлиэации со всех сторон катодным распылением в среде аргона хромом или титаном толщиной 20Д-300 А, а затем никелем 800-1000 А. Металлиэи- 5 рованный кристалл алмаза помещается в мениск, образованный от вплавления серебра в медное основание, и данная конструкция нагревается в среде аргона. Нагрев можно вести до значи- 2О тельного размягчения серебра,и при нези ачитель ном давлен ии утопить металлизированный кристалл алмаза в медное основание или нагреть до температуры плавления серебра 961 С, но не более 25 о

980 С, и при незначительном нажатии дать возможность системе охладиться в среде аргона. Аргон предотвращает окисление медного основания и металлов, используемых для металлизации, и способствует получению качественного теплового контакта между алмазом и медным основанием. Серебро по теплопроводности превосходит медь и отлично смачивает все используемые металлы. При удачно подобранной навеске серебра, которая зависит от размера кристалла, медное основание с утопленным металлизированным кристаллом алмаза гальванически покрывается золотом толщиной 1 мкм. Если 4 имеется избыток серебра,тс после вплавления необходимо произвести перед гальваническим покрытием золотом шлифовку, полировку и очистку поверхности.

Предлагаемый способ позволяет получать теплоотвод при использовании монокристалла алмаза любой формы. При этом в результате заполнения углубления в медном основании расплавом серебра и вдавливании алмаза в это углубление обеспечивается хороший тепловой контакт алмаза с медным основанием. Кроме того, вдавливание монокристалла алмаза производится при столь небольшом усилии, что исключает разрушение хрупких кристаллов в процессе изготовле ния теплоотвода.

1. Способ получения теплоотвода для полупроводниковых приборов, включающий размещение кристалла алмаза в металлическом основании, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности теплоотвода и исключения механических дефектов, перед размещением кристалла алмаза в металлическом основании в последнем выполняют углубление и заполняют его расплавом материала, теплопроводность которого выше теплопроводности основания.

2. Способ по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что. углубление в металлическом основании заполняют расплавом серебра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3.828.848, кл. 165-80, опублик. 1974.

2. Расселл, Томсон. Алмазные теплоотводы для ЛПД, утопленные в медные основания. - ТИИЭР, р т. 60, 1972 (прототип},.