153463. lajstromszámú szabadalom • Eljárás elektronikus szerkezeti elemek, különösen félvezetőszerkezeti elemeknek ultrahanggal való kontaktozására
153462 4. a nagy felületű kontaktozás céljára alkalmazott lágyfoirasz megolvadhat, minek folytán technológiai nehézségek adódhatnak. Az összekötés minősége ezenkívül nagymértékben függ az anyag tulajdonságaitól és a felület adottságaitól. Ezen említett hátrányok miatt a vezetékek rögzítésére, mint alumíniumhuzalnak fémfelületre vagy félvezetőfelületre való felerősítésié céljából, az ultnahanghegesztési eljárás alkalmaztató. Általában az ultralhanghegesztés kielégíti azt a követelményt, hogy a hegesztés környezetében a szerkezeti összefüggést ne változtassa meg és az egymással összekötendő testeket ne szenynyezze. A félvezető technológiában mégis különleges követelményeket állítanak. Meghatároz zott félvezető szerkezeti elemeknél mint pl. a konitaktozanidó fémrétegek, elektródákat alkotnak, amelyeik között a legkisebb térközben pnátmenet-ek találhatók. Ha pl. a felgőzölt fémréteg bizonyos meghatározott félvezető szerkezeti eleimieknél vagy pedig a felerősítendő ve^ zetéfc felülete valamilyen oxidréteggel van. bevonva, akkor az ultrahang hegesztési eljárás során a durva oxidréteget a gyors mechanikus rezgésekkel, .amely rezgésiek összeszorító nyo^ mással együtt járnalk — lemorzsolják. A kis oxidrészecskéket szétszórják és ezek az összeköttetés átmeneti ellenállását, valamint a pn-átmenet megkívánt tulajdonságait leronthatják. Az eddig ismertté ' vált ultriaihangihegesztési eljárásoknál olyan urtraihiangrezgéssel működnek, amelyek a mindenko'ri kontaktozás során alkalmazott rezgés^amplitudói állandóak és a kontaktozás hegesztési ideje időkapcsoló tag útján korlátozva van. Ennél a működési módnál a készülék költségráfordítása jelentősen nagy. A találmány szerinti eljárásnál albból indu, lünk ki, hogy elektronikus kapcsolási elemek-, különösen félvezetőelamék ultnahanghegesztés útján való kontaktozását oly módon végezzük, Hogy a készülék költségráfordítása jelentősen csökkenjen és hogy az ultrahangrezgések a kapcsolási elemlekkel szemben támasztott követelményekéit ne rontsák: le. A találmány szerint a kontaiktozást, a kontalktozási eljárás folyamán, nem időiben állandó rezgésampiliituJdójú ultraihangrezgéssel végezzük, hanem olyan ultraihangrezgéssel dolgozunk, amely rezgés amplitúdója a kontafatozási eljárás során időbeli függvényt követ, — pl. eső e függvény szerint változik. A hegesztés szempontjából szükséges statikus szorítóerő valamennyi hegesztés folyamán változatlan marad, azonlbian a mindenkori követelményéknek megfelelően önmagában ismert módon előzetesen meghatározandó. Az utrahangihegesatés^ mint ahogy beigazolódott, a találmány szerinti ultiralhangrezigéseik rezgésamiplitudójániaik időbeli lefutásával szilárd és hibamentes, kis villamos átmenőellenállású összeköttetéseket eredményez, míg a készülék-20 25 30 ráfordítás az isimert működési megoldásokhoz képest lényegesen kisebb. A, találmány szerint ultralhangrezgések rezgésamplitudójánaik időbeli függvénylefutásiára 5 vonatkozó eljárásunk példakénti foganatosításának módját kontaktozási eljárás kapcsán az alábbikban ismertetjük. Az eljárást jobb érthetőség kedvéért blokkvázlat alapján mutatjuk be. A blokkvázlat piezomágneses 1 teljesít-10 mény-rezgéskeltőt, 2 hangcsatoló-rendszert, 3 oszcillátort, 4 teljesítményerősítőt, 5 időkapcsoló^határolót és 6 tárolótagot ábrázol. A vezérlőfeszültséget teljesítményfókozat részére csővel vagy tranzisztorral kialakított osz-15 cillátor szolgáltatja. A szükséges anódfeszültséget a teljesítményfókozat vezérlőeleme ré•» szere a kontaiktozási eljárás kiváltásainak pillanatában kapcsoljuk be. Az eljárás foganatosítására nézve lényeges az ultrahang-teljesítmépy rezgésk'eltőhöz való ultrahang hozzávezet tés. Az energia tárolására kondenzátoirtelep szol- . gál. Az: alkatrészek kontaktozását megelőzően a sorozatgyártásban vagy az egyes kontaktozási eljárások előtt mindég meg kell határozni a szükséges teljesítményt, például a komdenzátortelep szükséges kondenzátorának bekiapcsotlásával. Töltött kondenzátorteleip energiatartalmát — mint ismeretes — kapacitás és töltőtfeszültség változásával lehet megváltoztatni, úgyhogy ezzel a kisütésnél az energia — amelyet végül ultrahang teljesítiményrezgéskeltő alakít át, — változtatható. A rezgés •amplitúdóknak a találmány szerint megkívánt lefutását a kondenzátortielep kisütésének időbeli lefutása határozza meg. A teljes kisütőkör időállandója határozza -meg a kisütés lefutását és ezzel a rezgésamplitudók lefutását is. A kisütökörhöz tartoznak a kondénzátortelep mindenkor bekapcsolt részei, a teljesítményfókozat részei és az ultrahang teljesítményrezgéskeltő. Mivel a teljesítményfokozat és az . ultrahang teljesítményrezgéskeltőjének részei a berendezés állandó részei, a kondenzátortelep mindenkor be'^ kapcsolt részeinek változtatása változtatási lehetőséget nyújt. Ha a kisütési időkapcsolót nem szakítja meg, úgy az exponenciális görbét megközelítő ultrahangrezgés rezgésamplitudólefutás adódik. Másrészt lehetséges pótlólag időkapcso-50 lót alkalmazni, ha a kondenzátorfeszültség exponenciális lefutásának nem kívánjuk a teljes egészét kihasználni. Időkapcsolóként pl. elengedési késleltetővel ellátott relét lehet felhasználni. 55 Jó eredmények adódnak alumíniumhuzal résziére, amelynek átmérője 50-től 200 /Jim között van és amely huzalt szilieium vagy germániumra felpárologtafoitt arany vagy alumíniumrétegre 3-tól 3 kp/imma nyomóerővel és 2-től 60 15 Ws kondenzatortelep-energiával visszük fel. Aranyhuzal esetében, amely 10-től 200 pm átmérőjű, célszerűen felpárologtatott arany vagy alumíniumrétegék esetében kb. 10 kpímm2 nyomóerőt és 5.1I0-2 —20 Ws koindenzátortelepetner-65 giát alkalmazunk. 2
