ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПАЙКИ КРЕМНИЕВЫХ КРИСТАЛЛОВ МОЩНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ В ИХ КОРПУСА

The aim of this work is to find out the possibility to reduce the laboriousness and cost of high−power silicon transistors manufacturing with retention of their low thermal resistance. To this end we carried out experimental research of replacement soldering silicon chips in the housing transistors of Au—Si solder for lead−silver solder and some other solders. This will reduce the consumption of gold and increase the productivity of the high−power transistors silicon chips installation due to the collective technology application. At the same time it was found that different treatments of the reverse side of the silicon wafer and their thinning influence the thermal resistance. To improve the quality of soldering we used preliminary metallization of the reverse side of the silicon wafer — Ti—Ni coating. We performed experimental evaluation of the influence of the outer layer materials of the housings and the back side metallization of the chips. When one utilizes soldering silicon chips with lead−silver solder, the housing with a nickel outer layer has the advantage, rather than the gold−plated one, as far as the resulting thermal resistance was lower and the absence of gold made the technology cheaper. We obtained a thermal resistance of 0.6 K/W for a chip area of 24 mm2.Качество монтажа кристаллов транзисторов в их корпусах характеризуется тепловым сопротивлением собранного транзистора. Достижение низкого значения теплового сопротивления особенно важно для мощных кремниевых транзисторов. Существует несколько способов монтажа кристаллов мощных кремниевых транзисторов в корпуса приборов с помощью пайки, в частности, эвтектикой золото—кремний, свинцовым припоем ПСр−2,5 или бессвинцовыми припоями, например сплавом золото—олово. Рассмотрена возможность сокращения трудоемкости и стоимости изготовления кремниевых транзисторов при сохранении низкого теплового сопротивления. Проведено экспериментальное исследование замены пайки кристаллов эвтектикой золото—кремний пайкой главным образом преформой из припоя ПСр−2,5, а также некоторыми паяльными пастами. Это дает экономию золота и увеличение производительности операции монтажа кристаллов за счет использования групповой технологии пайки. Одновременно исследовано влияние на значение теплового сопротивления способа обработки обратной стороны кристаллов и их утонения. Для повышения качества пайки применена предварительная металлизация обратной стороны кремниевой пластины покрытием Ti—Ni, что значительно облегчило процесс пайки. Экспериментальная работа по переходу на пайку свинцово−серебряными припоями проведена на кристаллах мощного серийного транзистора КТ−866, монтируемых в корпуса КТ−57. При площади кристалла 24 мм2 тепловое сопротивление транзистора с утоненным кристаллом составило примерно 0,6 К/Вт, что ниже значения для серийно выпускаемых транзисторов. Значение теплового сопротивления транзистора с не утоненным кристаллом составило примерно 0,8 К/Вт, что ниже предельно допустимого для данного прибора значения 1,0 К/Вт