[实用新型]用于晶闸管辐照加工工艺的卡具

说明书

本实用新型属于利用辐照处理半导体器件、特别是晶闸管的一种辅助装置。

目前普遍采用的晶闸管辐照工艺是不加任何辅助装置，直接将晶闸管暴露在辐照源下，由辐照源对整个晶闸管管芯进行辐照。通过辐照在晶闸管内形成一定数量的晶格缺陷，使少数载流子寿命降低，从而使晶闸管的性能发生以下变化：

（1）断态重复峰值电压和反向重复峰值电压略有上升；

（2）门极触发电流与触发电压增大；

（3）断态不重复平均电流和反向不重复平均电流明显下降；

（4）通态平均压降增大。

其中（1）、（3）条为现有辐照方法的优点，第（3）条可以用来将门极触发电流与电压偏小的加以适当提高。第（4）条则是其缺点。它造成的影响是：

①由于通态正向压降增大而超标，变成废品。

②通态正向压降增大虽不超标，但功耗加大，不仅浪费能源，而且引起晶闸管结温升高，工作不稳定。

③为避免通态正向压降过分增大，只有限制辐照剂量，则其优点不能充分发挥，特别是控制极触发电流和电压，其增加量很难超过原值的10％。

《电力电子技术》1982年第2期由上海整流器厂张增光、姚安康发表的《电子辐照对晶闸管电学参数的影响》一文中，分别给出了辐照剂量与断态重复峰值电压及反向重复峰值电压、断态重复平均电流和反向重复平均电流、门极触发电流与触发电压、通态平均压降这几个参数的关系曲线。从图中可以查出，当控制极触发电流从38mA增加到55mA时，需要辐照剂量为7×10¹³个／cm²，对应于同一剂量正向通态平均压降已从0.6V增大到2.5V，远远超过规定值1.2V成为废品。这就说明了由于存在通态平均压降增大的限制，用一般技术不可能明显的增大门极触发电流。同理，其他优点也不能充分发挥。

本实用新型的任务是提供一种晶闸管辐照加工工艺中的卡具，辐照时，采用它能在正向通态压降基本不变的前提下，方便地增大控制极触发电流和触发电压，同时断态不重复平均电流和反向不重复平均电流明显下降，断态重复峰值电压和反向重复峰值电压略有上升。

为解决上述任务，本实用新型采用的解决方案是：提供一种卡具，卡具的上面有一块面板，该面板能有效地阻挡射线的通过。板上开有孔洞，以便于射线从孔洞中通过。孔洞的数量与一次要辐照的闸管数相同，孔洞的形状、大小与晶闸管的控制极及其附近区域相对应。先将晶闸管装入卡具，再进行辐照。此时由于控制极及附近区域正对着孔洞而受到辐照，并在其内部产生晶格缺陷，其余部分即电流的主要导通部分由于被屏蔽而基本不发生变化，这样就达到了通态正向压降基本不变的目的。在此前提下，就可以根据实际需要来选取辐照剂量，充分发挥辐照工艺加工的优点。

上述面板一般采用铝板或不锈钢板制造，也可以用其他材料制造，但要求材料密度大于0.8g／cm³。其厚度按下列公式选取：

d≥E／8ρ

其中：d为厚度，单位：cm。

E为辐照剂量，单位：Mev。

ρ为密度，单位：g／cm³。

面板上的孔洞形状与控制极的形状相对应，它的边界范围是按以下方式确定的：以控制极为基准，向内扩展0.5cm，向外扩展3.5cm，孔洞的边界线在此区域内选取。

为适应各种控制极不同形状和大小要求，还有一套开有相应孔洞的插件，可根据控制极的具体情况选择合适的插件插入面板的孔洞中。

孔洞中充有空气或其他物质，其厚度与密度的乘积小于其他部分相应值的一半。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1是卡具的主视图，图2是俯视图。卡具是由面板1、底板2、弹性软垫3、橡胶薄层6、铰链7和锁扣8组成。为适应某种园型控制极的需要，面板1上的孔洞5做成园型。橡胶薄层6贴在面板1的下面，弹性软垫3固在底板2的上面，用于夹持晶闸管管芯。面板1和底板2的一边用铰链7连接，另一边用锁扣8连接。弹性软垫3上画有包括直径为26、35、40、52、65、76mm及用户生产的管芯的其他直径的同心园。弹性软垫3、管芯4与孔洞5的关系如图3所示。

为适应有的控制极尺寸较小的需要，还有一套开有相应尺寸孔洞的插件9，如图4所示。可根据控制极的具体情况选择合适的插件插入面板1的孔洞5中。