ნახევარგამტარული მოწყობილობების კლასიფიკაცია და მათი გამოყენება ენერგიის გადამყვანებსა და ინფორმაციის გადაცემაში. ნახევარგამტარული მოწყობილობის კორპუსი ზედაპირზე დასამონტაჟებლად ნახევარგამტარული მოწყობილობების და მიკროსქემების სამონტაჟო მახასიათებლები

ინსტალაციის დროს ნახევარგამტარული მოწყობილობების დაზიანების თავიდან ასაცილებლად, აუცილებელია მათი ტერმინალების სტაციონარული კორპუსის მახლობლად. ამისათვის მოხარეთ სადენები კორპუსიდან მინიმუმ 3...5 მმ მანძილზე და შეასრულეთ შედუღება დაბალი ტემპერატურის POS-61 შედუღებით მოწყობილობის კორპუსიდან მინიმუმ 5 მმ მანძილზე, რაც უზრუნველყოფს სითბოს მოცილებას შორის სხეული და შედუღების წერტილი. თუ შედუღების წერტილიდან კორპუსამდე მანძილი არის 8...10 მმ ან მეტი, ეს შეიძლება გაკეთდეს დამატებითი გამათბობელის გარეშე (2...3 წმ-ში).

ხელახალი შედუღება ინსტალაციის დროს და ცალკეული ნაწილების ჩანაცვლება სქემებში ნახევარგამტარული მოწყობილობებით უნდა განხორციელდეს გამორთული დენით დამიწებული წვერით შედუღების რკინის გამოყენებით. ტრანზისტორი ძაბვის ქვეშ მყოფ წრედთან შეერთებისას ჯერ უნდა დააკავშიროთ ბაზა, შემდეგ ემიტერი და შემდეგ კოლექტორი. ტრანზისტორის გათიშვა წრედიდან ძაბვის მოხსნის გარეშე ხორციელდება საპირისპირო მიზნით.

უზრუნველსაყოფად ნორმალური ოპერაციანახევარგამტარული მოწყობილობები სრული სიმძლავრით საჭიროებს დამატებით სითბოს ნიჟარების გამოყენებას. გამათბობლად გამოიყენება წითელი სპილენძის ან ალუმინისგან დამზადებული ფარფლიანი რადიატორები, რომლებიც თავსდება მოწყობილობებზე. მუშაობის ფართო ტემპერატურული დიაპაზონის მქონე სქემების დაპროექტებისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული, რომ ტემპერატურის მატებასთან ერთად არა მხოლოდ დასაშვები ძალამრავალი სახის ნახევარგამტარული მოწყობილობების გაფანტვა, მაგრამ ასევე დასაშვები ძაბვები და გადასვლები.

ნახევარგამტარული მოწყობილობების მუშაობა უნდა განხორციელდეს მხოლოდ საჭირო სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონში, ხოლო ფარდობითი ტენიანობა უნდა იყოს 98% -მდე 40 ° C ტემპერატურაზე; ატმოსფერული წნევა - 6,7 10 2-დან 3 10 5 Pa-მდე; ვიბრაცია 7,5 გ-მდე აჩქარებით 10...600 ჰც სიხშირის დიაპაზონში; განმეორებითი ზემოქმედება 75 გ-მდე აჩქარებით; წრფივი აჩქარებები მდე 25გრ.

ზემოაღნიშნული პარამეტრების გაზრდა ან შემცირება უარყოფითად მოქმედებს ნახევარგამტარული მოწყობილობების მუშაობაზე. ამრიგად, სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონის ცვლილება იწვევს ნახევარგამტარული კრისტალების გახეთქვას და მოწყობილობების ელექტრული მახასიათებლების ცვლილებას. გარდა ამისა, მაღალი ტემპერატურის გავლენის ქვეშ ხდება დამცავი ფენების გაშრობა და დეფორმაცია, გაზების გამოყოფა და შედუღების დნობა. მაღალი ტენიანობა ხელს უწყობს კორპუსების და ტერმინალების კოროზიას ელექტროლიზის გამო. დაბალი წნევა იწვევს ავარიის ძაბვის შემცირებას და სითბოს გადაცემის გაუარესებას. ზემოქმედებისა და ვიბრაციის აჩქარების ცვლილებები იწვევს მექანიკურ სტრესს და დაღლილობას სტრუქტურულ ელემენტებში, აგრეთვე მექანიკურ დაზიანებას (სადენების განცალკევებამდე) და ა.შ.

ვიბრაციისა და აჩქარების ზემოქმედებისგან თავის დასაცავად, ნახევარგამტარული მოწყობილობების მქონე სტრუქტურას უნდა ჰქონდეს შოკის შთანთქმა, ხოლო ტენიანობის წინააღმდეგობის გასაუმჯობესებლად იგი უნდა იყოს დაფარული დამცავი ლაქით.

მიკროსქემების და ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობა და დალუქვა მოიცავს 3 ძირითად ოპერაციას: კრისტალის მიმაგრება შეფუთვის ფუძესთან, მილების შეერთება და კრისტალის დაცვა გარე გარემოსგან. ელექტრული პარამეტრების სტაბილურობა და საბოლოო პროდუქტის საიმედოობა დამოკიდებულია შეკრების ოპერაციების ხარისხზე. გარდა ამისა, შეკრების მეთოდის არჩევანი გავლენას ახდენს პროდუქტის მთლიან ღირებულებაზე.

ბროლის დამაგრება საქმის ძირზე

ძირითადი მოთხოვნები შეფუთვის ფუძეზე ნახევარგამტარული კრისტალის მიმაგრებისას არის კავშირის მაღალი საიმედოობა, მექანიკური სიმტკიცე და, ზოგიერთ შემთხვევაში, კრისტალიდან სუბსტრატზე სითბოს გადაცემის მაღალი დონე. კავშირის ოპერაცია ხორციელდება შედუღების ან წებოს გამოყენებით.

კრისტალების სამონტაჟო წებოები შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: ელექტროგამტარ და დიელექტრიკულად. ადჰეზივები შედგება წებოვანი შემკვრელისა და შემავსებლისგან. ელექტრული და თბოგამტარობის უზრუნველსაყოფად, ჩვეულებრივ, ვერცხლს უმატებენ წებოვანს ფხვნილის ან ფანტელის სახით. სითბოს გამტარი დიელექტრიკული ადჰეზივების შესაქმნელად გამოიყენება მინის ან კერამიკული ფხვნილები, როგორც შემავსებელი.

შედუღება ხორციელდება გამტარი მინის ან ლითონის სამაგრების გამოყენებით.

შუშის სამაგრები არის მასალები, რომლებიც შედგება ლითონის ოქსიდებისგან. მათ აქვთ კარგი ადჰეზია კერამიკის, ოქსიდების, ნახევარგამტარული მასალების, ლითონების ფართო სპექტრთან და ხასიათდებიან მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობით.

ლითონის სამაგრებით შედუღება ხორციელდება კრისტალსა და სუბსტრატს შორის მოცემული ფორმისა და ზომის (წინასწარი ფორმების) ნიმუშების ან ბალიშების გამოყენებით. მასობრივ წარმოებაში, სპეციალიზებული შედუღების პასტა გამოიყენება კრისტალების დასამონტაჟებლად.

დამაკავშირებელი მილები

ბროლის მილების შეფუთვის ფუძესთან შეერთების პროცესი ხორციელდება მავთულის, ლენტის ან ხისტი მილების გამოყენებით ბურთების ან სხივების სახით.

მავთულის მონტაჟი ხორციელდება თერმოკომპრესიით, ელექტრო კონტაქტით ან ულტრაბგერითი შედუღებით ოქროს, ალუმინის ან სპილენძის მავთულის/ლენტების გამოყენებით.

უსადენო ინსტალაცია ხორციელდება "ინვერსიული კრისტალის" ტექნოლოგიით (Flip-Chip). მეტალიზაციის პროცესში ჩიპზე წარმოიქმნება მყარი კონტაქტები სხივების ან შედუღების ბურთულების სახით.

შედუღების გამოყენებამდე ბროლის ზედაპირი პასივირებულია. ლითოგრაფიისა და ატრაკის შემდეგ ბროლის საკონტაქტო ბალიშები დამატებით მეტალიზდება. ეს ოპერაცია ტარდება ბარიერის ფენის შესაქმნელად, დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად და დატენიანებისა და ადჰეზიის გასაუმჯობესებლად. ამის შემდეგ კეთდება დასკვნები.

სხივები ან ბურთები წარმოიქმნება ელექტროლიტური ან ვაკუუმური დეპონირების, მზა მიკროსფეროებით შევსების ან ტრაფარეტული ბეჭდვით. კრისტალი ჩამოყალიბებული ტყვიებით არის გადაბრუნებული და დამონტაჟებული სუბსტრატზე.

კრისტალის დაცვა გარემოს გავლენისგან

ნახევარგამტარული მოწყობილობის მახასიათებლები დიდწილად განისაზღვრება მისი ზედაპირის მდგომარეობით. გარე გარემო მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ზედაპირის ხარისხზე და, შესაბამისად, მოწყობილობის პარამეტრების სტაბილურობაზე. ეს ეფექტი იცვლება ექსპლუატაციის დროს, ამიტომ ძალიან მნიშვნელოვანია მოწყობილობის ზედაპირის დაცვა მისი საიმედოობისა და მომსახურების ვადის გასაზრდელად.

ნახევარგამტარული ბროლის დაცვა გარე გარემოს გავლენისგან ხორციელდება მიკროსქემებისა და ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის ბოლო ეტაპზე.

დალუქვა შეიძლება განხორციელდეს კორპუსის გამოყენებით ან ღია ჩარჩოს დიზაინში.

საბინაო დალუქვა ხორციელდება საბინაო საფარის მიმაგრებით მის ბაზაზე შედუღების ან შედუღების გამოყენებით. ლითონის, მეტალო-მინის და კერამიკული კორპუსები უზრუნველყოფენ ვაკუუმ-მჭიდროდ დალუქვას.

საფარი, საქმის ტიპებიდან გამომდინარე, შეიძლება შედუღდეს შუშის, ლითონის წებოთი ან წებოთი. თითოეულ ამ მასალას აქვს თავისი უპირატესობები და შეირჩევა გადაჭრილი ამოცანების მიხედვით.

ნახევარგამტარული კრისტალების გარე გავლენისგან შეუფუთავი დაცვისთვის გამოიყენება პლასტმასი და სპეციალური ჩამოსხმის ნაერთები, რომლებიც შეიძლება იყოს რბილი ან მყარი პოლიმერიზაციის შემდეგ, გამოყენებული ამოცანებისა და მასალების მიხედვით.

თანამედროვე ინდუსტრია გთავაზობთ კრისტალების თხევადი ნაერთებით შევსების ორ ვარიანტს:

1. შევსება საშუალო სიბლანტის ნაერთით (glob-top, Blob-top)
2. ჩარჩოს შექმნა მაღალი სიბლანტის ნაერთისგან და კრისტალის შევსება დაბალი სიბლანტის ნაერთით (Dam-and-Fill).

თხევადი ნაერთების მთავარი უპირატესობა კრისტალური დალუქვის სხვა მეთოდებთან შედარებით არის დოზირების სისტემის მოქნილობა, რომელიც საშუალებას იძლევა გამოიყენოთ იგივე მასალები და აღჭურვილობა. სხვადასხვა სახისდა კრისტალების ზომები.

პოლიმერული წებოები გამოირჩევა შემკვრელის ტიპისა და შემავსებლის მასალის ტიპის მიხედვით.

შესაკრავი მასალა

ორგანული პოლიმერები, რომლებიც გამოიყენება წებოვანებად, შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად კატეგორიად: თერმოელექტროები და თერმოპლასტიკები. ყველა მათგანი ორგანული მასალაა, მაგრამ

მნიშვნელოვნად განსხვავდება ქიმიური და ფიზიკური თვისებებით.

თერმოსელებში, როდესაც თბება, პოლიმერული ჯაჭვები შეუქცევად ჯვარედინი კავშირშია მყარ სამგანზომილებიან ქსელში. ამ შემთხვევაში წარმოქმნილი ობლიგაციები შესაძლებელს ხდის მასალის მაღალი წებოვანი უნარის მიღებას, მაგრამ ამავდროულად შენარჩუნების უნარი შეზღუდულია.

თერმოპლასტიკური პოლიმერები არ კურნავს. ისინი ინარჩუნებენ დარბილების და დნობის უნარს გაცხელებისას, ქმნიან ძლიერ ელასტიურ კავშირებს. ეს თვისება საშუალებას აძლევს თერმოპლასტიკების გამოყენებას აპლიკაციებში, სადაც საჭიროა შენარჩუნება. თერმოპლასტიკური პლასტმასის წებოვანი უნარი უფრო დაბალია, ვიდრე თერმორეტების, მაგრამ უმეტეს შემთხვევაში ეს სავსებით საკმარისია.

შემკვრელის მესამე ტიპი არის თერმოპლასტიკისა და თერმოსელების ნარევი, კომბინირებული

ორი ტიპის მასალის უპირატესობები. მათი პოლიმერული შემადგენლობა არის თერმოპლასტიკური და თერმოპლასტიკური სტრუქტურების ურთიერთშეღწევადი ქსელი, რაც მათ საშუალებას აძლევს გამოიყენონ მაღალი სიმტკიცის შესაკეთებელი სახსრების შესაქმნელად შედარებით დაბალ ტემპერატურაზე (150 o C - 200 o C).

თითოეულ სისტემას აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. თერმოპლასტიკური პასტების გამოყენების ერთ-ერთი შეზღუდვა არის გამხსნელის ნელი მოცილება ხელახალი გადინების პროცესში. ადრე კომპონენტების შეერთება თერმოპლასტიკური მასალების გამოყენებით მოითხოვდა პასტის წასმას (სიბრტყის შენარჩუნებას), გაშრობას გამხსნელის მოსაშორებლად და შემდეგ ჩიპის დამონტაჟებას სუბსტრატზე. ამ პროცესმა აღმოფხვრა წებოვან მასალაში სიცარიელეების წარმოქმნა, მაგრამ გაზარდა ღირებულება და გაართულა ამ ტექნოლოგიის გამოყენება მასობრივ წარმოებაში.

თანამედროვე თერმოპლასტიკური პასტები გამხსნელის ძალიან სწრაფად აორთქლების უნარია. ეს თვისება საშუალებას აძლევს მათ გამოიყენონ დოზირება სტანდარტული აღჭურვილობის გამოყენებით და კრისტალი დამონტაჟდეს ჯერ არ გამხმარ პასტაზე. ამას მოჰყვება სწრაფი დაბალტემპერატურული გათბობის საფეხური, რომლის დროსაც გამხსნელი ამოღებულია და ხელახალი გადინების შემდეგ იქმნება წებოვანი ბმები.

დიდი ხნის განმავლობაში არსებობდა სირთულეები თერმოპლასტიკისა და თერმოსელების საფუძველზე მაღალი თერმოგამტარი ადჰეზივების შექმნისას. ეს პოლიმერები არ იძლეოდა პასტაში თერმოგამტარი შემავსებლის შემცველობის გაზრდის საშუალებას, რადგან კარგი ადჰეზია მოითხოვდა შემკვრელის მაღალ დონეს (60-75%). შედარებისთვის: არაორგანულ მასალებში შემკვრელის წილი შეიძლება შემცირდეს 15-20%-მდე. თანამედროვე პოლიმერულ ადჰეზივებს (Diemat DM4130, DM4030, DM6030) ეს ნაკლი არ გააჩნიათ და თბოგამტარი შემავსებლის შემცველობა 80-90%-ს აღწევს.

შემავსებელი

შემავსებლის ტიპი, ფორმა, ზომა და რაოდენობა დიდ როლს თამაშობს თერმულად და ელექტროგამტარ წებოვანი მასალის შექმნაში. ვერცხლი (Ag) გამოიყენება როგორც შემავსებელი, როგორც ქიმიურად მდგრადი მასალა უმაღლესი თბოგამტარობის კოეფიციენტით. თანამედროვე პასტები შეიცავს

ვერცხლი ფხვნილის სახით (მიკროსფეროები) და ფანტელები (სასწორები). ნაწილაკების ზუსტი შემადგენლობა, რაოდენობა და ზომა ექსპერიმენტულად შერჩეულია თითოეული მწარმოებლის მიერ და დიდწილად განსაზღვრავს მასალების თერმულ, ელექტროგამტარ და წებოვან თვისებებს. აპლიკაციებში, სადაც საჭიროა დიელექტრიკი თბოგამტარი თვისებებით, კერამიკული ფხვნილი გამოიყენება როგორც შემავსებელი.

ელექტროგამტარი წებოს არჩევისას გაითვალისწინეთ შემდეგი ფაქტორები:

• გამოყენებული წებოს ან შედუღების თერმული და ელექტრული გამტარობა
• დასაშვები ტექნოლოგიური ინსტალაციის ტემპერატურა
• შემდგომი ტექნოლოგიური ოპერაციების ტემპერატურა
• კავშირის მექანიკური სიმტკიცე
• ინსტალაციის პროცესის ავტომატიზაცია
• შენარჩუნებაუნარიანობა
• სამონტაჟო ოპერაციის ღირებულება

გარდა ამისა, ინსტალაციისთვის წებოს არჩევისას ყურადღება უნდა მიაქციოთ პოლიმერის ელასტიურ მოდულს, შემაერთებელი კომპონენტების თერმული გაფართოების კოეფიციენტის ფართობსა და განსხვავებას, აგრეთვე წებოვანი ნაკერის სისქეს. რაც უფრო დაბალია ელასტიურობის მოდული (რაც უფრო რბილია მასალა), მით უფრო დიდია კომპონენტების ფართობი და მით მეტია სხვაობა შეერთებულ კომპონენტთა CTE-ში და მით უფრო თხელია წებოვანი ნაკერი დასაშვები. მაღალი დრეკადობის მოდული ზღუდავს წებოვანი სახსრის მინიმალურ სისქეს და დასაკავშირებელი კომპონენტების ზომებს დიდი თერმომექანიკური სტრესის შესაძლებლობის გამო.

პოლიმერული წებოების გამოყენების შესახებ გადაწყვეტილების მიღებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ ამ მასალების ზოგიერთი ტექნოლოგიური თავისებურება და დაკავშირებული კომპონენტები, კერძოდ:

• კვარცხლბეკის (ან კომპონენტის) სიგრძეგანსაზღვრავს დატვირთვას წებოვან სახსარზე სისტემის გაგრილების შემდეგ. შედუღების დროს ბროლი და სუბსტრატი ფართოვდება მათი CTE-ის შესაბამისად. კრისტალებისთვის დიდი ზომისგამოყენებული უნდა იყოს რბილი (დაბალი მოდულის) წებოები ან CTE-თან შესატყვისი ჩიპი/სუბსტრატის მასალები. თუ CTE განსხვავება ზედმეტად დიდია ჩიპის მოცემული ზომისთვის, კავშირი შეიძლება გატეხილიყო, რამაც გამოიწვია ჩიპის დაშლა სუბსტრატიდან. თითოეული ტიპის პასტისთვის, მწარმოებელი, როგორც წესი, იძლევა რეკომენდაციებს კრისტალების მაქსიმალურ ზომებზე კრისტალის / სუბსტრატის CTE სხვაობის გარკვეული მნიშვნელობების შესახებ;

• კვარცხლბეკის სიგანე (ან დასაკავშირებელი კომპონენტები)განსაზღვრავს მანძილს, რომელსაც ადჰეზივში შემავალი გამხსნელი გადის წებოვანი ხაზის დატოვებამდე. ამიტომ, კრისტალების ზომაც გასათვალისწინებელია გამხსნელის სათანადო მოცილებისთვის;

• ბროლისა და სუბსტრატის (ან დასაკავშირებელი კომპონენტების) მეტალიზაციაარ არის საჭირო. როგორც წესი, პოლიმერული ადჰეზივები კარგი ადჰეზია აქვთ ბევრ არამეტალიზებულ ზედაპირზე. ზედაპირები უნდა გაიწმინდოს ორგანული დამაბინძურებლებისგან;

• წებოვანი ნაკერის სისქე.ყველა წებოსთვის, რომელიც შეიცავს თბოგამტარ შემავსებელს, არის წებოვანი სახსრების მინიმალური სისქე dx (იხ. სურათი). ზედმეტად თხელ სახსარს არ ექნება საკმარისი დამაკავშირებელი აგენტი, რომ დაფაროს მთელი შემავსებელი და შექმნას ბმა შეერთებულ ზედაპირებთან. გარდა ამისა, მაღალი ელასტიური მოდულის მქონე მასალებისთვის, ნაკერის სისქე შეიძლება შეიზღუდოს სხვადასხვა CTE-ით შეერთებული მასალებისთვის. როგორც წესი, დაბალი ელასტიური მოდულის მქონე წებებისთვის რეკომენდებულია ნაკერის მინიმალური სისქე 20-50 μm, მაღალი ელასტიურობის მოდულის მქონე წებოებისთვის 50-100 μm;

• წებოს სიცოცხლის ხანგრძლივობა კომპონენტის დაყენებამდე.წებოვანი მასალის გამოყენების შემდეგ, პასტის გამხსნელი იწყებს თანდათანობით აორთქლებას. თუ წებო გაშრება, შეერთებული მასალები არ დასველდება და არ შეკრავს. მცირე კომპონენტებისთვის, სადაც ზედაპირის ფართობის თანაფარდობა დაყენებული წებოვანი მოცულობის თანაფარდობა დიდია, გამხსნელი სწრაფად აორთქლდება და კომპონენტის დაყენებამდე გამოყენების შემდეგ დრო უნდა იყოს მინიმუმამდე დაყვანილი. როგორც წესი, სხვადასხვა ადჰეზივების კომპონენტების დამონტაჟებამდე ვადა მერყეობს ათეული წუთიდან რამდენიმე საათამდე;

• სიცოცხლის ხანგრძლივობა წებოვანი თერმულად გამაგრებამდეითვლება კომპონენტის დაყენების მომენტიდან, სანამ მთელი სისტემა ღუმელში არ მოთავსდება. დიდი დაგვიანებით შეიძლება მოხდეს წებოს დაშლა და გავრცელება, რაც უარყოფითად აისახება მასალის ადჰეზიასა და თბოგამტარობაზე. რაც უფრო მცირეა კომპონენტის ზომა და გამოყენებული წებოს რაოდენობა, მით უფრო სწრაფად შეიძლება გაშრობა. წებოს თერმულ გამაგრებამდე სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ათეული წუთიდან რამდენიმე საათამდე.

მავთულის, ფირების შერჩევა

მავთულის/ლენტის კავშირის საიმედოობა დიდად არის დამოკიდებული მავთულის/ლენტის სწორ არჩევანზე. ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც განსაზღვრავენ კონკრეტული ტიპის მავთულის გამოყენების პირობებს, არის:

საცხოვრებელი ტიპი. დალუქული შიგთავსები იყენებენ მხოლოდ ალუმინს ან სპილენძის მავთულს, რადგან ოქრო და ალუმინი ქმნიან მყიფე ინტერმეტალურ ნაერთებს დალუქვის მაღალ ტემპერატურაზე. თუმცა, დალუქული კორპუსებისთვის გამოიყენება მხოლოდ ოქროს მავთული/ლენტი, რადგან ამ ტიპისკორპუსი არ იძლევა სრულ იზოლაციას ტენისგან, რაც იწვევს ალუმინის და სპილენძის მავთულის კოროზიას.

მავთულის / ლენტის ზომები(დიამეტრი, სიგანე, სისქე) საჭიროა უფრო თხელი გამტარები პატარა ბალიშებით სქემებისთვის. მეორეს მხრივ, რაც უფრო მაღალია დენი, რომელიც მიედინება კავშირის მეშვეობით, მით უფრო დიდი უნდა იყოს გამტარების განივი მონაკვეთი.

დაჭიმვის სიმტკიცე. მავთული/ზოლები ექვემდებარება გარე მექანიკურ სტრესს შემდგომ ეტაპებზე და გამოყენების დროს, ამიტომ რაც უფრო მაღალია დაჭიმვის სიმტკიცე მით უკეთესი.

დრეკადობა. მნიშვნელოვანი მახასიათებელი მავთულის არჩევისას. დრეკადობის ძალიან მაღალი მნიშვნელობები ართულებს მარყუჟის წარმოქმნის კონტროლს მავთულის კავშირის შექმნისას.

კრისტალური დაცვის მეთოდის არჩევა

მიკროსქემების დალუქვა შეიძლება განხორციელდეს კორპუსის გამოყენებით ან ღია ჩარჩოს დიზაინში.

დალუქვის ეტაპზე გამოსაყენებელი ტექნოლოგიისა და მასალების არჩევისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული შემდეგი ფაქტორები:

• საბინაო შებოჭილობის საჭირო დონე
• დასაშვები ტექნოლოგიური დალუქვის ტემპერატურა
• ჩიპის მუშაობის ტემპერატურა
• დაკავშირებული ზედაპირების მეტალიზაციის არსებობა
• ფლუქსის და სპეციალური სამონტაჟო ატმოსფეროს გამოყენების შესაძლებლობა
• დალუქვის პროცესის ავტომატიზაცია
• დალუქვის ოპერაციის ღირებულება

სტატიაში მოცემულია ტექნოლოგიებისა და მასალების მიმოხილვა, რომლებიც გამოიყენება მიკროსქემების წარმოებაში ნახევარგამტარულ ვაფლებზე ქინძისთავების ფორმირებისთვის.

რადიოს კომპონენტების ელექტრული მონტაჟი უნდა უზრუნველყოფდეს აღჭურვილობის, ხელსაწყოების და სისტემების საიმედო მუშაობას ტექნიკურ მახასიათებლებში მითითებულ მექანიკურ და კლიმატურ ზემოქმედების პირობებში. ამ ტიპის REA. ამიტომ, ნახევარგამტარული მოწყობილობების (SD), ინტეგრირებული სქემების (IC) რადიო კომპონენტების დამონტაჟებისას ბეჭდური მიკროსქემის დაფებზე ან აღჭურვილობის შასიზე, უნდა აკმაყოფილებდეს შემდეგი პირობები:

• მძლავრი PCB კორპუსის საიმედო კონტაქტი გამათბობელთან (რადიატორთან) ან შასისთან;
• საჭირო ჰაერის კონვექცია რადიატორებთან და ელემენტებთან, რომლებიც გამოყოფენ დიდი რაოდენობასითბო;
• ნახევარგამტარული ელემენტების ამოღება მიკროსქემის ელემენტებიდან, რომლებიც ასხივებენ სითბოს მნიშვნელოვან რაოდენობას ექსპლუატაციის დროს;
• ექსპლუატაციის დროს მოსახსნელი ელემენტების მახლობლად მდებარე დანადგარების დაცვა მექანიკური დაზიანებისგან;
• PP და IC ელექტრული ინსტალაციის მომზადებისა და განხორციელების პროცესში მათზე მექანიკური და კლიმატური ზემოქმედება არ უნდა აღემატებოდეს ტექნიკურ მახასიათებლებში მითითებულ მნიშვნელობებს;
• PP და IC მილების გასწორების, ფორმირებისა და ჭრის დროს, ტყვიის უბანი კორპუსის მახლობლად უნდა იყოს დაცული ისე, რომ გამტარში არ წარმოიქმნას ღუნვის ან დაჭიმვის ძალები. მოწყობილობები და მოწყობილობები მილების ფორმირებისთვის უნდა იყოს დასაბუთებული;
• მანძილი PCB ან IC კორპუსიდან ტყვიის დახრის დასაწყისამდე უნდა იყოს მინიმუმ 2 მმ, ხოლო 0,5 მმ-მდე ტყვიის დიამეტრის დახრის რადიუსი უნდა იყოს მინიმუმ 0,5 მმ, დიამეტრით 0,6-1. მმ - მინიმუმ 1 მმ, დიამეტრით 1 მმ-ზე მეტი - მინიმუმ 1,5 მმ.

PCB-ების და IC-ების (განსაკუთრებით მიკროტალღური ნახევარგამტარული მოწყობილობების) ინსტალაციის, ტრანსპორტირებისა და შენახვისას აუცილებელია მათი დაცვა სტატიკური ელექტროენერგიის გავლენისგან. ამისათვის ყველა სამონტაჟო მოწყობილობა, ხელსაწყოები, საკონტროლო და საზომი მოწყობილობა საიმედოდ არის დასაბუთებული. მოსაშორებლად სტატიკური ელექტროენერგიაელექტრიკოსის სხეულიდან გამოიყენეთ დამიწების სამაჯურები და სპეციალური ტანსაცმელი.

სითბოს მოსაშორებლად, გამომავალი განყოფილება PCB (ან IC) კორპუსსა და შედუღების წერტილს შორის არის დამაგრებული სპეციალური პინცეტით (გამათბობელი). თუ შედუღების ტემპერატურა არ აღემატება 533 K ± 5 K (270 °C) და შედუღების დრო არ აღემატება 3 წმ-ს, PP (ან IC) მილების შედუღება ხორციელდება გამათბობელის გარეშე ან გამოიყენება ჯგუფური შედუღება. ტალღური შედუღება, ჩაძირვა გამდნარ სამაგრში და ა.შ.) .

ბეჭდური მიკროსქემის დაფების (ან პანელების) გაწმენდა ნაკადის ნარჩენებისგან შედუღების შემდეგ ხორციელდება გამხსნელებით, რომლებიც გავლენას არ ახდენენ PCB (ან IC) კორპუსების მარკირებასა და მასალაზე.

ბეჭდური მიკროსქემის დაფის მეტალიზებულ ხვრელებში ხისტი რადიალური არხებით IC-ების დაყენებისას, შედუღების წერტილებში დაფის ზედაპირის ზემოთ გამომავალი ნაწილი უნდა იყოს 0,5-1,5 მმ. IC-ის ამ გზით დაყენება ხორციელდება მილების ამოჭრის შემდეგ (სურ. 55). დემონტაჟის გასაადვილებლად, რეკომენდირებულია IC-ების დაყენება ბეჭდურ მიკროსქემის დაფებზე მათ კორპუსებს შორის არსებული ხარვეზებით.

ბრინჯი. 55. ხისტი რადიალური IC მილების ფორმირება:
1 - ჩამოსხმული მილები, 2 - მიჰყავს ჩამოსხმამდე

ინტეგრირებული სქემები შეფუთვაში რბილი პლანშეტური მილებით დამონტაჟებულია დაფის ბალიშებზე სამონტაჟო ხვრელების გარეშე. ამ შემთხვევაში მათი მდებარეობა დაფაზე განისაზღვრება საკონტაქტო ბალიშების ფორმის მიხედვით (სურ. 56).

ბრინჯი. 56. ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფაზე ბრტყელი (პლანარი) მილებით IC-ების დაყენება:
1 - საკონტაქტო პანელი გასაღებით, 2 - კორპუსი, 3 - დაფა, 4 - გამომავალი

IC-ების ჩამოსხმის მაგალითები პლანშეტური მილებით ნაჩვენებია ნახ. 57.

ბრინჯი. 57. ბრტყელი (ბრტყელი) IC სადენების ფორმირება დაფაზე დამონტაჟებისას უფსკრული (i), უფსკრულით (ბ)

PP და IC-ის, აგრეთვე ბეჭდური მიკროსქემის დაფებზე დამონტაჟებული რადიოს კომპონენტების დაყენება და დამაგრება უნდა უზრუნველყოფდეს მათზე წვდომას და მათ ჩანაცვლების შესაძლებლობას. IC-ების გასაგრილებლად, ისინი უნდა განთავსდეს ბეჭდური მიკროსქემის დაფებიმათი სხეულის გასწვრივ ჰაერის ნაკადის მოძრაობის გათვალისწინებით.

PCB-ების და მცირე ზომის რადიო კომპონენტების ელექტრული მონტაჟისთვის, ისინი ჯერ მონტაჟდება სამონტაჟო ფიტინგებზე (ფურცლები, ქინძისთავები და ა.შ.) და ტერმინალები მექანიკურად არის დამაგრებული მასზე. საველე შეერთების შესადუღებლად გამოიყენება მჟავე ნაკადი, რომლის ნარჩენები ამოღებულია შედუღების შემდეგ.

რადიოკომპონენტები დამაგრებულია სამონტაჟო ფიტინგებზე ან მექანიკურად საკუთარ ტერმინალებზე, ან დამატებით სამაგრით, სამაგრით, დამჭერით, შემავსებლით, მასტიკით, წებოთი და ა.შ. ამ შემთხვევაში რადიოს კომპონენტები ფიქსირდება ისე, რომ ისინი არ მოძრაობენ. ვიბრაციისა და დარტყმის (რხევის) გამო. რადიო კომპონენტების (რეზისტორები, კონდენსატორები, დიოდები, ტრანზისტორები) დამაგრების რეკომენდებული ტიპები ნაჩვენებია ნახ. 58.

ბრინჯი. 58. რადიოკომპონენტების დაყენება სამონტაჟო მოწყობილობებზე:
a, b - რეზისტორები (კონდენსატორები) ბრტყელი და მრგვალი მილებით, c - კონდენსატორი ETO, d - დიოდები D219, D220, d - მძლავრი დიოდი D202, f - ტრიოდები MP-14, MP-16, g - ძლიერი ტრიოდი P4; 1 - კორპუსი, 2 - ფურცელი, 3 - გამომავალი, 4 - რადიატორი, 5 - მავთული, 6 - საიზოლაციო მილი

რადიოს კომპონენტების ტერმინალების მექანიკური დამაგრება სამონტაჟო ფიტინგებზე ხდება მათი მოღუნვით ან გადახვევით ფიტინგების ირგვლივ და შემდეგ დაჭიმვით. ამ შემთხვევაში, შეკუმშვის დროს ტერმინალის გატეხვა დაუშვებელია. თუ კონტაქტურ ძელს ან ფურცელზე არის ხვრელი, რადიოს კომპონენტის ტყვია მექანიკურად არის დამაგრებული შედუღებამდე, ხვრელში გავლებით და ნახევრად ან სრული შემობრუნებით ფურცლის ან სვეტის გარშემო, რასაც მოჰყვება დაჭიმვა. ჭარბი გამომავალი ამოღებულია გვერდითი საჭრელებით, ხოლო მიმაგრების წერტილი იკვრება ქლიბით.

როგორც წესი, რადიო კომპონენტების დაყენებისა და მათი ტერმინალების დამაგრების მეთოდები მითითებულია პროდუქტის შეკრების ნახაზში.

რადიოს კომპონენტსა და შასის შორის მანძილის შესამცირებლად, მათ კორპუსებზე ან ტერმინალებზე მოთავსებულია საიზოლაციო მილები, რომელთა დიამეტრი უდრის ან ოდნავ ნაკლებია რადიო კომპონენტის დიამეტრზე. ამ შემთხვევაში რადიოს კომპონენტები მოთავსებულია ერთმანეთთან ახლოს ან შასისთან. რადიო კომპონენტების ტერმინალებზე განთავსებული საიზოლაციო მილები გამორიცხავს მოკლე ჩართვების შესაძლებლობას მიმდებარე გამტარ ელემენტებთან.

სამონტაჟო მილების სიგრძე შედუღების წერტილიდან რადიო კომპონენტის სხეულამდე მოცემულია სპეციფიკაციებში და, როგორც წესი, მითითებულია ნახაზში: დისკრეტული რადიო კომპონენტებისთვის ის უნდა იყოს მინიმუმ 8 მმ, ხოლო PCB-ებისთვის - მინიმუმ 15 მმ. ტყვიის სიგრძე კორპუსიდან რადიო კომპონენტის მოსახვევამდე ასევე მითითებულია ნახაზში: ის უნდა იყოს მინიმუმ 3 მმ. რადიოს კომპონენტების მილები მოხრილია შაბლონის, სამაგრის ან სპეციალური ხელსაწყოს გამოყენებით. უფრო მეტიც, შიდა მოხრის რადიუსი უნდა იყოს არანაკლებ ორჯერ აღემატება ტყვიის დიამეტრს ან სისქეს. ინსტალაციის დროს დაუშვებელია რადიო კომპონენტების ხისტი ტერმინალების (PEV რეზისტენტობა და ა.შ.) მოხრილი.

მოწყობილობის დაყენების ან მორგებისას შერჩეული რადიოს კომპონენტები უნდა იყოს შედუღებული მექანიკური დამაგრების გარეშე მათი მილების მთელ სიგრძეზე. მათი მნიშვნელობების შერჩევისა და მოწყობილობის დარეგულირების შემდეგ, რადიოს კომპონენტები უნდა იყოს შედუღებული საცნობარო წერტილებზე მექანიკურად დამაგრებული ქინძისთავებით.

ელექტრონული მოწყობილობების გამოყენების სფეროების სწრაფი განვითარება და გაფართოება განპირობებულია ელემენტის ბაზის გაუმჯობესებით, რომლის საფუძველია ნახევარგამტარული მოწყობილობები. ამიტომ, ელექტრონული მოწყობილობების ფუნქციონირების გასაგებად, აუცილებელია ვიცოდეთ ნახევარგამტარული მოწყობილობების ძირითადი ტიპების სტრუქტურა და მუშაობის პრინციპი.

ტრანზისტორები

ტრანზისტორი არის ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია ელექტრული სიგნალების გასაძლიერებლად, გენერირებისთვის და გარდაქმნისთვის, ასევე გადართვისთვის. ელექტრული სქემები.

ტრანზისტორის გამორჩეული თვისებაა ძაბვისა და დენის გაძლიერების უნარი - ტრანზისტორის შეყვანაზე მოქმედი ძაბვები და დენები იწვევს მის გამომავალზე მნიშვნელოვნად მაღალი ძაბვისა და დენების გამოჩენას.

ციფრული ელექტრონიკის და იმპულსური სქემების გავრცელებით, ტრანზისტორის მთავარი თვისებაა მისი უნარი იყოს ღია და დახურულ მდგომარეობაში საკონტროლო სიგნალის გავლენის ქვეშ.

ტრანზისტორი მიიღო თავისი სახელი ორი ინგლისური სიტყვის შემოკლებით trans(sfer) (re)sistor - კონტროლირებადი რეზისტორი. ეს სახელი შემთხვევითი არ არის, რადგან ტრანზისტორზე გამოყენებული შეყვანის ძაბვის გავლენის ქვეშ, მის გამომავალ ტერმინალებს შორის წინააღმდეგობა შეიძლება დარეგულირდეს ძალიან ფართო დიაპაზონში.

ტრანზისტორი საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ დენი წრეში ნულიდან მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე.

ტრანზისტორი კლასიფიკაცია:

მოქმედების პრინციპზე დაყრდნობით: საველე (უნიპოლარული), ბიპოლარული, კომბინირებული.

დენის გაფრქვევის მნიშვნელობის მიხედვით: დაბალი, საშუალო და მაღალი.

შეზღუდვის სიხშირის მნიშვნელობის მიხედვით: დაბალი, საშუალო, მაღალი და ულტრა მაღალი სიხშირე.

სამუშაო ძაბვის მიხედვით: დაბალი და მაღალი ძაბვა.

ფუნქციური დანიშნულებით: უნივერსალური, გამაძლიერებელი, გასაღები და ა.შ.

დიზაინის მიხედვით: ჩარჩოს გარეშე და კორპუსიანი დიზაინით, ხისტი და მოქნილი სადენებით.

შესრულებული ფუნქციებიდან გამომდინარე, ტრანზისტორებს შეუძლიათ იმუშაონ სამ რეჟიმში:

1) აქტიური რეჟიმი - გამოიყენება ანალოგურ მოწყობილობებში ელექტრული სიგნალების გასაძლიერებლად. ტრანზისტორის წინააღმდეგობა იცვლება ნულიდან მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე - ამბობენ, რომ ტრანზისტორი "ოდნავ იხსნება" ან "ოდნავ იხურება".

2) გაჯერების რეჟიმი - ტრანზისტორის წინააღმდეგობა ნულისკენ მიისწრაფვის. ამ შემთხვევაში, ტრანზისტორი უდრის დახურულ სარელეო კონტაქტს.

3) გამორთვის რეჟიმი - ტრანზისტორი დახურულია და აქვს მაღალი წინააღმდეგობა, ე.ი. ეს არის ღია სარელეო კონტაქტის ტოლფასი.

გაჯერების და გათიშვის რეჟიმები გამოიყენება ციფრულ, იმპულსურ და გადართვის სქემებში.

ბიპოლარული ტრანზისტორიარის ნახევარგამტარული მოწყობილობა ორი p-n შეერთებით და სამი ტერმინალით, რომელიც უზრუნველყოფს ელექტრული სიგნალების დენის გაძლიერებას.

ბიპოლარულ ტრანზისტორებში დენი გამოწვეულია ორი ტიპის მუხტის მატარებლების მოძრაობით: ელექტრონები და ხვრელები, რაც განსაზღვრავს მათ სახელს.

დიაგრამებზე ტრანზისტორების გამოსახვა შესაძლებელია როგორც წრეში, ასევე მის გარეშე (ნახ. 3). ისარი მიუთითებს ტრანზისტორში დენის დინების მიმართულებაზე.

სურათი 3 - გრაფიკული სიმბოლოები n-p-n ტრანზისტორები(a) და p-n-p (ბ)

ტრანზისტორის საფუძველია ნახევარგამტარული ვაფლი, რომელშიც ჩამოყალიბებულია სამი განყოფილება გამტარობის მონაცვლეობით - ელექტრონული და ხვრელი. ფენების მონაცვლეობიდან გამომდინარე, განასხვავებენ ტრანზისტორი სტრუქტურის ორ ტიპს: n-p-n (ნახ. 3, ა) და p-n-p (ნახ. 3, ბ).

Emitter (E) - ფენა, რომელიც წარმოადგენს მუხტის მატარებლების (ელექტრონების ან ხვრელების) წყაროს და ქმნის მოწყობილობის დენს;

კოლექტორი (K) – ფენა, რომელიც იღებს მუხტის მატარებლებს, რომლებიც მოდიან ემიტერიდან;

ბაზა (B) - შუა ფენა, რომელიც აკონტროლებს ტრანზისტორის დენს.

როდესაც ტრანზისტორი უკავშირდება ელექტრულ წრეს, მისი ერთ-ერთი ელექტროდი არის შესასვლელი (შესვლის ალტერნატიული სიგნალის წყარო ჩართულია), მეორე არის გამომავალი (დატვირთვა ჩართულია), ხოლო მესამე ელექტროდი არის საერთო. შეყვანისა და გამომავალის მიმართ. უმეტეს შემთხვევაში, გამოიყენება საერთო ემიტერის წრე (სურათი 4). ბაზას მიეწოდება არაუმეტეს 1 ვ ძაბვა, კოლექტორს კი 1 ვ-ზე მეტი, მაგალითად +5 ვ, +12 ვ, +24 ვ და ა.შ.

სურათი 4 - კავშირის სქემები ბიპოლარული ტრანზისტორისთვის საერთო ემიტერით

კოლექტორის დენი წარმოიქმნება მხოლოდ მაშინ, როდესაც მიედინება საბაზისო დენი Ib (განისაზღვრება Ube-ით). რაც მეტი იბ, მით მეტი იკ. Ib იზომება mA-ის ერთეულებში, ხოლო კოლექტორის დენი იზომება ათეულობით და ასეულობით mA-ში, ე.ი. IbIk. ამიტომ, როდესაც მცირე ამპლიტუდის ალტერნატიული სიგნალი მიეწოდება ბაზას, შეიცვლება მცირე Ib, ხოლო დიდი Ik შეიცვლება მის პროპორციულად. როდესაც დატვირთვის წინააღმდეგობა უკავშირდება კოლექტორის წრეს, მასზე გამოიყოფა სიგნალი, რომელიც იმეორებს შეყვანის ფორმას, მაგრამ უფრო დიდი ამპლიტუდით, ე.ი. გაძლიერებული სიგნალი.

რიცხვამდე უკიდურესად მისაღები პარამეტრებიტრანზისტორებს უპირველეს ყოვლისა მოიცავს: კოლექტორზე გაფანტული მაქსიმალური დასაშვები სიმძლავრე Pk.max, ძაბვა კოლექტორსა და ემიტერს შორის Uke.max, კოლექტორის დენი Ik.max.

მაქსიმალური პარამეტრების გასაზრდელად, იწარმოება ტრანზისტორი ასამბლეები, რომელთა რიცხვი შეიძლება აღემატებოდეს რამდენიმე ასეულ პარალელურად დაკავშირებულ ტრანზისტორს, რომლებიც ჩასმულია ერთ კორპუსში.

ბიპოლარული ტრანზისტორები ახლა სულ უფრო ნაკლებად გამოიყენება, განსაკუთრებით გადართვის დენის ტექნოლოგიაში. მათი ადგილი დაიკავა MOSFET ველის ეფექტის ტრანზისტორები და კომბინირებული IGBT ტრანზისტორები, რომლებსაც აქვთ უდავო უპირატესობები ელექტრონიკის ამ სფეროში.

საველე ეფექტის ტრანზისტორებში დენი განისაზღვრება მხოლოდ ერთი ნიშნის მატარებლების მოძრაობით (ელექტრონები ან ხვრელები). ბიპოლარულისგან განსხვავებით, ტრანზისტორი დენი კონტროლდება ელექტრული ველით, რომელიც ცვლის გამტარ არხის კვეთას.

ვინაიდან შეყვანის წრეში დენის ნაკადი არ არის, ამ სქემიდან ენერგიის მოხმარება პრაქტიკულად ნულის ტოლია, რაც უდავოდ არის საველე ეფექტის ტრანზისტორის უპირატესობა.

სტრუქტურულად, ტრანზისტორი შედგება n- ან p ტიპის გამტარ არხისგან, რომლის ბოლოებში არის უბნები: წყარო, რომელიც გამოყოფს მუხტის მატარებლებს და დრენაჟი, რომელიც იღებს მუხტის მატარებლებს. ელექტროდს, რომელიც ემსახურება არხის განივი მონაკვეთის რეგულირებას, ეწოდება კარიბჭე.

საველე ეფექტის ტრანზისტორიარის ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელიც არეგულირებს დენს წრედში გამტარ არხის კვეთის შეცვლით.

არის საველე ეფექტის ტრანზისტორები კარიბჭით p-n ფორმაგარდამავალი და იზოლირებული კარიბჭით.

საველე ეფექტის მქონე ტრანზისტორებს იზოლირებული კარიბჭით აქვთ დიელექტრიკის საიზოლაციო ფენა ნახევარგამტარულ არხსა და ლითონის კარიბჭეს შორის - MOS ტრანზისტორები (ლითონი - დიელექტრიკი - ნახევარგამტარი), სპეციალური შემთხვევა - სილიციუმის ოქსიდი - MOS ტრანზისტორები.

ჩაშენებული არხის მქონე MOS ტრანზისტორს აქვს საწყისი გამტარობა, რომელიც შეყვანის სიგნალის არარსებობის შემთხვევაში (Uzi = 0) არის მაქსიმუმის დაახლოებით ნახევარი. ინდუცირებული არხის მქონე MOS ტრანზისტორებში, Uzi = 0 ძაბვის დროს, არ არის გამომავალი დენი, Ic = 0, რადგან თავდაპირველად არ არის გამტარი არხი.

ინდუცირებული არხის MOS ტრანზისტორებს ასევე უწოდებენ MOSFET ტრანზისტორებს. ისინი ძირითადად გამოიყენება როგორც ძირითადი ელემენტები, მაგალითად ელექტრომომარაგების გადართვისას.

MOS ტრანზისტორების ძირითად ელემენტებს აქვთ მრავალი უპირატესობა: სიგნალის წრე არ არის გალვანურად დაკავშირებული საკონტროლო მოქმედების წყაროსთან, საკონტროლო წრე არ მოიხმარს დენს და მათ აქვთ ორმხრივი გამტარობა. საველე ეფექტის ტრანზისტორებიბიპოლარულისგან განსხვავებით, არ ეშინიათ გადახურების.

წაიკითხეთ მეტი ტრანზისტორების შესახებ აქ:

ტირისტორები

ტირისტორი არის ნახევარგამტარული მოწყობილობა, რომელიც მუშაობს ორ სტაბილურ მდგომარეობაში - დაბალი გამტარობის (ტირისტორი დახურული) და მაღალი გამტარობის (ტირისტორი ღია). სტრუქტურულად, ტირისტორს აქვს სამი ან მეტი p-n შეერთება და სამი გამოსავალი.

ანოდისა და კათოდის გარდა, ტირისტორის დიზაინი უზრუნველყოფს მესამე ტერმინალს (ელექტროდი), რომელსაც ეწოდება საკონტროლო ტერმინალი.

ტირისტორი განკუთვნილია ელექტრული სქემების უკონტაქტო გადართვის (ჩართვა-გამორთვისთვის). ისინი ხასიათდებიან მაღალი სიჩქარით და ძალზე მნიშვნელოვანი სიდიდის დენების გადართვის უნარით (1000 ა-მდე). ისინი თანდათან იცვლება გადართვის ტრანზისტორებით.

სურათი 5 - ტირისტორების ჩვეულებრივი გრაფიკული აღნიშვნა

დინისტორები (ორი ელექტროდი)- ჩვეულებრივი გამსწორებელი დიოდების მსგავსად, მათ აქვთ ანოდი და კათოდი. წინა ძაბვის გაზრდით გარკვეული მნიშვნელობით Ua = Uon, დინიტორი იხსნება.

ტირისტორები (ტირისტორები - სამი ელექტროდი)- აქვს დამატებითი საკონტროლო ელექტროდი; Uon იცვლება კონტროლის დენით, რომელიც მიედინება საკონტროლო ელექტროდში.

ტირისტორის დახურულ მდგომარეობაში გადასაყვანად აუცილებელია საპირისპირო ძაბვის გამოყენება (- ანოდზე, + კათოდზე) ან წინა დენის შემცირება იმ მნიშვნელობის ქვემოთ, რომელსაც ეწოდება დამჭერი დენი Ihold.

ჩამკეტი ტირისტორი- შეიძლება გადავიდეს დახურულ მდგომარეობაში საპირისპირო პოლარობის საკონტროლო პულსის გამოყენებით.

ტირისტორები: მოქმედების პრინციპი, დიზაინი, ტიპები და ჩართვის მეთოდები

ტრიაკები (სიმეტრიული ტირისტორები)- გაატარეთ დენი ორივე მიმართულებით.

ტირისტორები გამოიყენება როგორც უკონტაქტო გადამრთველები და კონტროლირებადი გამსწორებლები ავტომატიზაციის მოწყობილობებში და ელექტრო დენის გადამყვანებში. ალტერნატიული და იმპულსური დენის სქემებში შეგიძლიათ შეცვალოთ ტირისტორის გახსნის დრო და, შესაბამისად, დენი გადის დატვირთვაზე. ეს საშუალებას გაძლევთ დაარეგულიროთ დატვირთვაზე მიწოდებული სიმძლავრე.

გამოყენება: ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოების სფეროში ჰაერში უნაკადური შედუღებით დამცავი გარემოს გამოყენების გარეშე, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას Schottky დიოდების და ბიპოლარული ტრანზისტორების აწყობაში ნახევარგამტარული კრისტალების შედუღებით ტყვიაზე დაფუძნებულ საკინძებზე. გამოგონების არსი: ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის მეთოდი მდგომარეობს იმაში, რომ კორპუსის ფუძეზე მოთავსებულია ფილტრი და შენადნობის ელემენტი, რომელზედაც მოთავსებულია შედუღების ნიმუში და ბროლი, ხოლო კასეტა აწყობილი მოწყობილობებით იტვირთება. წყალბადის კონვეიერის ღუმელი შედუღების ტემპერატურაზე 370°C. მეთოდის ახალია ის, რომ ნახევარგამტარული კრისტალები კოლექტორის მხარეს შედუღებით ფიქსირდება შებრუნებულ მდგომარეობაში ვაკუუმური შეწოვის ჭიქის უჯრედებში და შერწყმულია მოწყობილობის კორპუსების საკონტაქტო ბალიშებთან, ხოლო შედუღების ტემპერატურამდე გათბობა ხორციელდება ჰაერში. დენის პულსით V- ფორმის ელექტროდების მეშვეობით, რომლებიც მყარად არის დამაგრებული ფრჩხილში, ელექტრულად დაკავშირებულია ერთმანეთთან სერიით და განლაგებულია თითოეული ბროლის ზემოთ განსხვავებულად, ხოლო შედუღების დნობის მომენტში ვაკუუმის შეწოვის თასი კრისტალებით ექვემდებარება ულტრაბგერითი ვიბრაციების. შედუღების ნაკერის პარალელურად, ხოლო თითოეულ კრისტალზე ზეწოლას ახდენს მოწყობილობის კორპუსის მასა და სამაგრი ელექტროდებით. გამოგონების ტექნიკური შედეგია ნახევარგამტარული მოწყობილობების საიმედოობის გაზრდა გათბობის ტემპერატურის შემცირებით კრისტალის ზედაპირის კონსტრუქციებით შედუღებისას, შეერთებული ზედაპირების დატენიანების გაუმჯობესება და შეკრების ოპერაციების პროდუქტიულობის გაზრდა ჯგუფური შედუღების გამო. კრისტალები პაკეტებში. 2 ავად.

გამოგონება ეხება ნახევარგამტარული მოწყობილობების დამზადებას ჰაერში უნაკადური შედუღებით დამცავი გარემოს გამოყენების გარეშე. მისი გამოყენება შესაძლებელია Schottky-ის დიოდებისა და ბიპოლარული ტრანზისტორების აწყობაში, ნახევარგამტარული ჩიპების შედუღებით ტყვიაზე დაფუძნებულ შეფუთვებზე. არსებობს სხვადასხვა გზებინახევარგამტარული კრისტალების შედუღება სხეულზე. ცნობილია მაღალი სიმძლავრის ტრანზისტორების აწყობის მეთოდი კასეტის მეთოდით, რომლის დროსაც ტრანზისტორის ფეხი მოთავსებულია კასეტაში არსებულ გიდებზე, ხოლო შედუღების ნიმუში მოთავსებულია კრისტალსა და სხეულს შორის, ხოლო შედუღება ხორციელდება. კონვეიერის ღუმელში შემცირების გარემოში ნაკადების გამოყენების გარეშე. კასეტა უზრუნველყოფს ბროლის ზუსტ ორიენტაციას მოწყობილობის ფეხის მიმართ და ხელს უშლის მის გადაადგილებას შედუღების პროცესში. ამ ცნობილი მეთოდის მინუსი არის ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოების შედარებით მაღალი სირთულე. გარდა ამისა, შეერთებულ ზედაპირებზე ოქსიდის ფენების არსებობა აფერხებს შედუღების დატენიანებას და კაპილარულ ნაკადს სახსარში. ცნობილია მიკროზოლის მოწყობილობების შედუღების მეთოდი დაბალტემპერატურული შედუღებით ნაკადების გამოყენების გარეშე, რომლის დროსაც შედუღებული ზედაპირები წინასწარ დაფარულია ლითონებით ან შენადნობებით, რომელთა დნობის წერტილი ახლოსაა შედუღების წერტილთან, მაგრამ მასზე მაღალი. და იმ მომენტში, როდესაც შედუღება დნება, დაბალი სიხშირის ვიბრაცია გადადის ერთ-ერთ შედუღებულ ნაწილზე. ამ მეთოდის მთავარი მინუსი არის ამ შეკრების ოპერაციის დაბალი პროდუქტიულობა, რადგან შედუღება ხორციელდება დისკრეტულად. ტექნიკური არსით პრეტენზიულ მეთოდთან ყველაზე ახლოს არის ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის მეთოდი, რომელიც მოიცავს კორპუსის ბაზაზე ფილტრისა და შენადნობი ელემენტის განთავსებას, რომელზედაც შემდეგ მოთავსებულია შედუღების ნიმუში და ბროლი. ამ მეთოდის მინუსი არის შეკრების ოპერაციების მაღალი შრომის ინტენსივობა და გამოსაყენებელი მოწყობილობების დაბალი პროცენტი. გარდა ამისა, ამ მეთოდითარ უზრუნველყოფს ბროლის წინასწარ ორიენტაციას და ფიქსაციას სხეულთან მიმართებაში, რის შედეგადაც ბროლის ბრუნვა და გადაადგილება შესაძლებელია შედუღების პროცესის დაწყებამდეც კი. უფრო მეტიც, შედუღებისას აუცილებელია მაღალი ტემპერატურა გათბობა, რომელიც გარკვეულ მოთხოვნებს უყენებს კრისტალს. განსაკუთრებით საყურადღებოა შედუღებულ ნაკერში შეუდუღებელი ხარვეზების არსებობა, რაც ზრდის ნახევარგამტარული ბროლის კორპუსთან შეხების თერმულ და ელექტრულ წინააღმდეგობას. მაშასადამე, ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის ეს მეთოდი დაბალი ეფექტურობაა (ან არაეფექტური), განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ნახევარგამტარული კრისტალები ენერგეტიკული ელექტრონიკის პროდუქტების შეფუთვაზეა შედუღებისას. პრობლემა, რომლისკენაც შემოთავაზებული გადაწყვეტა მიზნად ისახავს ნახევარგამტარული მოწყობილობების საიმედოობის გაზრდას ბროლის ზედაპირის სტრუქტურებთან შედუღებისას გათბობის ტემპერატურის შემცირებით, შედუღებით შესაერთებელი ზედაპირების დასველების გაუმჯობესება და აწყობის ოპერაციების პროდუქტიულობის გაზრდა. პაკეტებზე კრისტალების ჯგუფური შედუღების გამო. ეს ამოცანა მიიღწევა იმით, რომ ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის მეთოდით, რომელიც მოიცავს კორპუსის ბაზაზე ფილტრისა და შენადნობის ელემენტის განთავსებას, რომელზედაც მოთავსებულია შედუღების ნიმუში და ბროლი, და კასეტა აწყობილით. მოწყობილობები იტვირთება კონვეიერის წყალბადის ღუმელში შედუღების ტემპერატურაზე 370 o C, რათა გაიზარდოს ნახევარგამტარული მოწყობილობების საიმედოობა გათბობის ტემპერატურის შემცირებით კრისტალების ზედაპირის სტრუქტურებთან შედუღებისას, შეერთებული ზედაპირების დატენიანების გაუმჯობესებით და გაზრდით. აწყობის ოპერაციების პროდუქტიულობა კრისტალების ჯგუფური შედუღების გამო, ნახევარგამტარული კრისტალები კოლექტორის მხარეს შედუღებით ფიქსირდება უჯრედებში შებრუნებულ მდგომარეობაში და შერწყმულია კორპუსის კონტაქტურ ბალიშებთან და გათბობა შედუღების ტემპერატურამდე. ჰაერში ხორციელდება დენის პულსით V- ფორმის ელექტროდების მეშვეობით, რომლებიც მყარად არის დამაგრებული სამაგრში, ერთმანეთთან სერიულად დაკავშირებული და განლაგებულია ყოველი ბროლის ზემოთ განსხვავებულად, ხოლო შედუღების დნობის მომენტში ვაკუუმი შეწოვის თასი კრისტალებით. ექვემდებარება ულტრაბგერითი ვიბრაციას შედუღების ნაკერის პარალელურად, ხოლო თითოეულ კრისტალზე ზეწოლას ახდენს მოწყობილობის კორპუსის მასა და სამაგრი ელექტროდებით. პროტოტიპთან შედარებითი ანალიზი აჩვენებს, რომ შემოთავაზებული მეთოდი განსხვავდება ცნობილისგან იმით, რომ გაზარდოს ნახევარგამტარული მოწყობილობების საიმედოობა გათბობის ტემპერატურის შემცირებით ბროლის ზედაპირის სტრუქტურებთან შედუღებისას, ზედაპირების დატენიანების გაუმჯობესებით. დაკავშირებულია შედუღებასთან და აწყობის ოპერაციების პროდუქტიულობის გაზრდის გამო კრისტალების ჯგუფური შედუღებით შეფუთვაზე, ნახევარგამტარული კრისტალები კოლექტორის მხარეს შედუღებით ფიქსირდება შებრუნებულ მდგომარეობაში ვაკუუმური შეწოვის ჭიქის უჯრედებში და შერწყმულია კორპუსების კონტაქტურ ბალიშებთან; და შედუღების ტემპერატურამდე გათბობა ხორციელდება ჰაერში მიმდინარე პულსით V- ფორმის ელექტროდების მეშვეობით, რომლებიც მყარად არის დამაგრებული სამაგრში და ელექტრული კავშირშია ერთმანეთთან სერიით და განლაგებულია განსხვავებულად თითოეული ბროლის ზემოთ და შედუღების დნობის მომენტში. კრისტალებით ვაკუუმური შეწოვის თასი ექვემდებარება ულტრაბგერითი ვიბრაციას შედუღებული ნაკერის პარალელურად, ხოლო თითოეულ კრისტალზე ზეწოლას ახდენს მოწყობილობის კორპუსის და სამაგრის მასა ელექტროდებით. ამრიგად, ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის შემოთავაზებული მეთოდი აკმაყოფილებს "სიახლის" კრიტერიუმს. შემოთავაზებული მეთოდის შედარება წინა ხელოვნების სხვა ცნობილ მეთოდებთან ასევე არ გვაძლევს საშუალებას განვსაზღვროთ მათში ფორმულის განმასხვავებელ ნაწილში მოთხოვნილი მახასიათებლები. გამოგონების არსი ილუსტრირებულია ნახაზებით, რომლებზეც სქემატურად გამოსახულია: ნახ. 1 - ნახევარგამტარული კრისტალების შეკრებისა და შედუღების დიაგრამა კორპუსებზე, გვერდითი ხედი; ნახ. 2 - შეკრების ფრაგმენტი და ერთი ბროლის შედუღება კეისზე, გვერდითი ხედი. ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის მეთოდი (ნახ. 1 და 2) ხორციელდება სქემის მიხედვით, რომელიც შეიცავს ვაკუუმურ ტუმბოს მიერთებულ ბაზის 1-ს. ვაკუუმური შეწოვის თასი 2 ფიქსირდება ძირზე, რომლის უჯრედებში ნახევარგამტარული კრისტალები 3 დამაგრებით 4 ფიქსირდება კოლექტორის ზედაპირით ზევით შედუღებულ ზედაპირზე. მოწყობილობების 5 კორპუსები მოთავსებულია კრისტალებზე V- ფორმის ელექტროდებზე 6 მყარად ფიქსირდება სამაგრში 7, ელექტრულად უკავშირდება ერთმანეთს და განლაგებულია განსხვავებულად თითოეული ბროლის ზემოთ. შედუღების დროს ბროლის მთელი ფართობის ერთგვაროვანი გათბობის უზრუნველსაყოფად, ელექტროდის სამუშაო ფართობის ზომები უნდა იყოს 0,6-1,0 მმ-ით მეტი ბროლის თითოეულ მხარეს. სხეულის, ბროლისა და შედუღების გათბობა შედუღების ტემპერატურამდე ხორციელდება V- ფორმის ელექტროდის სამუშაო პლატფორმის მიერ წარმოქმნილი სითბოს გამო, როდესაც მასში მიმდინარე პულსი გადის. ოქსიდის ფილმების განადგურებისა და ბროლისა და სხეულის დაკავშირებული ზედაპირების გასააქტიურებლად შედუღების დნობის მომენტში, კრისტალები 3, ვაკუუმური შეწოვის ჭიქის 2 და ბაზის 1 მეშვეობით, ექვემდებარება ულტრაბგერითი ვიბრაციების პარალელურად. შედუღების ნაკერი ულტრაბგერითი კონცენტრატორიდან 8. თითოეულ კრისტალზე ზეწოლას ახდენს სხეულის მასა და სამაგრი ელექტროდებით. ნახევარგამტარული მოწყობილობის შეკრების მაგალითია შოთკის დიოდების შეკრება. ნახევარგამტარული ბროლის კოლექტორის ზედაპირზე, როგორც ვაფლის ნაწილი ცნობილი ტექნოლოგიათანმიმდევრულად გამოიყენება შემდეგი ფილმები: ალუმინი - 0,2 მიკრონი, ტიტანი - 0,2-0,4 მიკრონი, ნიკელი - 0,4 მიკრონი და შედუღებისთვის - შედუღება, მაგალითად PSr2.5, 40-60 მიკრონი სისქით. შემდეგ ნახევარგამტარული ვაფლი იყოფა კრისტალებად. ლითონის ფირფიტა, რომელიც შედგება 5 ტიპის TO-220-ის 10 ყუთისგან, დაფარულია ცნობილი ტექნოლოგიის გამოყენებით გალვანური ნიკელის სისქით 6 მიკრონი. Schottky დიოდების აწყობის პროცესი შემდეგია: კრისტალები 3 კოლექტორის ზედაპირით მაღლა ფიქსირდება ვაკუუმ შეწოვის ჭიქის უჯრედებში 2, ჩართულია ვაკუუმური ტუმბო და წნევის სხვაობის გამო კრისტალები დაჭერილია კედელზე. ვაკუუმის შეწოვის ჭიქა; კრისტალებზე მოთავსებულია ფირფიტა 5 მოწყობილობების კორპუსებით; სამაგრი 7 ელექტროდებით 6 შერწყმულია კორპუსების კონტაქტურ ბალიშებთან იმ ადგილებში, სადაც ისინი შედუღებულია კრისტალებით 3. შედუღებისას, 7 ელექტროდი 6 აჭერს ფირფიტას მე-5 კორპუსიდან 3 კრისტალებამდე. დენის პულსი გადის ელექტროდები, ერთმანეთთან სერიულად დაკავშირებული ელექტროდებით. ელექტროდის სამუშაო პლატფორმიდან სითბო გადაეცემა სათავსებს და შემდეგ კრისტალებს, აცხელებს შედუღების ტემპერატურას. ამ დროს კრისტალებს ექვემდებარება ულტრაბგერითი ვიბრაციები ულტრაბგერითი კონცენტრატორიდან 8-ის შედუღების ნაკერის პარალელურად. ეს ხელს უწყობს ოქსიდის ფენების განადგურებას და აუმჯობესებს ბროლის შეერთებული ზედაპირების და კორპუსის დატენვას შედუღებით. მეშვეობით განსაზღვრული დროდენი გამორთულია და შედუღების კრისტალიზაციის შემდეგ წარმოიქმნება მაღალი ხარისხის შედუღების სახსარი. ბროლის შეკუმშვის ძალა სხეულზე შედუღების დროს დგინდება კორპუსის მასით და ელექტროდების სამაგრით. ვინაიდან პულსური შედუღების დროს ბროლი თბება სხეულის მეშვეობით, კოლექტორის ზედაპირი თბება შედუღების ტემპერატურამდე, ხოლო სტრუქტურებით ბროლის საპირისპირო ზედაპირს აქვს გათბობის ტემპერატურა მნიშვნელოვნად დაბალი, ვიდრე კოლექტორის ზედაპირი. ეს ფაქტორი ხელს უწყობს ნახევარგამტარული მოწყობილობების საიმედოობის გაზრდას. ამრიგად, ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის შემოთავაზებული მეთოდის გამოყენება უზრუნველყოფს, შედარებით არსებული მეთოდების გამოყენებითშემდეგი უპირატესობები. 1. ნახევარგამტარული მოწყობილობების საიმედოობა იზრდება გათბობის ტემპერატურის შემცირებით ბროლის ზედაპირის სტრუქტურებთან შედუღებისას. 2. უმჯობესდება შეერთებული ზედაპირების შედუღება. 3. აწყობის ოპერაციების პროდუქტიულობა იზრდება კრისტალების ჯგუფური შედუღების გამო. ინფორმაციის წყაროები 1. მაღალი სიმძლავრის ტრანზისტორების აწყობა კასეტის მეთოდით / პ.კ. ვორობიოვსკი, ვ.ვ. ზენინი, ა.ი შევცოვი, მ.მ. იპატოვა//ელექტრონული ტექნოლოგია. სერ. 7. ტექნოლოგია, წარმოების ორგანიზაცია და აღჭურვილობა. - 1979.- გამოცემა. 4.- გვ.29-32. 2. მიკროზოლიანი მოწყობილობების შედუღება დაბალტემპერატურული შედუღებით ნაკადების გამოყენების გარეშე / V.I. ბეილი, ფ.ნ. კროხმალნიკი, ე.მ. ლიუბიმოვი, ნ.გ. ოთმახოვა//ელექტრონული ტექნოლოგია. სერ.7. მიკროტალღური ელექტრონიკა.- 1982.- გამოცემა. 5 (341).- P. 40. 3. იაკოვლევი გ.ა. შედუღების მასალები ტყვიის შემცველობით: მიმოხილვა - მ.: ცენტრალური კვლევითი ინსტიტუტი "ელექტრონიკა". სერ. 7. ტექნოლოგია, წარმოების ორგანიზაცია და აღჭურვილობა. ტ. 9 (556), 1978, გვ. 58 (პროტოტიპი).

გამოგონების ფორმულა

ნახევარგამტარული მოწყობილობების აწყობის მეთოდი, რომელიც მოიცავს კორპუსის ფუძეზე ფილტრისა და შენადნობი ელემენტის განთავსებას, რომელზედაც მოთავსებულია შედუღების ნიმუში და ბროლი, ხოლო კასეტა აწყობილი მოწყობილობებით იტვირთება კონვეიერის წყალბადის ღუმელში. შედუღების ტემპერატურა 370°C, ხასიათდება იმით, რომ ნახევარგამტარული კრისტალები კოლექტორის მხარეს შედუღებით ფიქსირდება შებრუნებულ მდგომარეობაში ვაკუუმ-შეწოვის ჭიქის უჯრედებში და შერწყმულია მოწყობილობის კორპუსის კონტაქტურ ბალიშებთან და გათბობა შედუღების ტემპერატურამდე. ჰაერში ხორციელდება დენის იმპულსით V- ფორმის ელექტროდების მეშვეობით, რომლებიც მყარად არის დამაგრებული სამაგრში, ერთმანეთთან სერიულად დაკავშირებული ელექტრონულად და განლაგებულია თითოეული ბროლის ზემოთ განსხვავებულად, ხოლო შედუღების დნობის მომენტში, ვაკუუმური შეწოვის ჭიქა. კრისტალებით ექვემდებარება ულტრაბგერითი ვიბრაციას შედუღების ნაკერის პარალელურად, ხოლო თითოეულ კრისტალზე ზეწოლას ახდენს მოწყობილობის კორპუსის და სამაგრის მასა ელექტროდებით.