DE1514827A1 - Verfahren zur serienmaessigen Herstellung von Halbleiteranordnungen - Google Patents

Verfahren zur serienmaessigen Herstellung von Halbleiteranordnungen

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DE1514827A1 DE19651514827 DE1514827A DE1514827A1 DE 1514827 A1 DE1514827 A1 DE 1514827A1 DE 19651514827 DE19651514827 DE 19651514827 DE 1514827 A DE1514827 A DE 1514827A DE 1514827 A1 DE1514827 A1 DE 1514827A1
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Description

Telefunken Pat entverwer tungs ges ells chaft
m* b.H. ι
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3
Heilbronn, den 22.6.I965 FE/PT-M/N - Hn 25/65
"Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Halbleiteranordnungen"
In der Halbleitertechnik ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf kleine Plättchen oder auf ein Band eine Vielzahl von Transistoren aufgebracht wird. Nach dem Abschneiden vom Band werden diese Transistoren in eine Schaltung eingelötet, wobei das Einlöten dieser Transistoren sehr schwierig ist, da sie keinerlei gesonderte Anschlußleitungen haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Halbleiteranordnungen zu finden, das eine möglichst rationelle und für den Fließbandprozeß geeignete Fertigung von Halbleiteranordnungen erlaubt. Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der bereits mit Elektroden versehene Halbleiterkörper auf eine Sprosse eines leiterförmig ausgebildeten,metallischen Streifens elek-
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trisch leitend aufgesetzt und seine übrigen Elektroden mit benachbarten Sprossen ebenfalls elektrisch leitend verbunden werden,und daß anschließend die die Sprossen verbindenden Holmen abgetrennt werden, derart, daß die Sprossen als Elektrodenzuleitungen verwendbar oder mit gesonderten Elektrodenzuleitungen verbindbar sind.
Die Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf. So kann man aus einem Metallband einen leiterformigen Streifen stanzen, der je nach Zahl der Elektroden für jeden zur Kontaktierung vorgesehenen Halbleiterkörper eine Gruppe eng benachbarter Sprossen aufweist. Dabei können die Streifen beliebig lang sein und so ist es möglich, mit einem Streifen eine Vielzahl von Halbleiteranordnungen zu kontaktieren.
Ferner kann man die die Sprossen verbindenden Holmen so mit Aussparungen versehen, daß die Streifen in geeignet ausgebildeten Vorrichtungen geführt und transportiert werden können. Dadurch ist man in der Lage, mehrere Fertigungsschritte fortlaufend hintereinander zu schalten. Den Holmen kommt noch die Aufgabe zu, den sehr schmalen Kontaktierungssprossen (bis etwa o,2 bis o,3 mm) über mehrere Fertigungsschritte hinweg eine stabile Lage zu verleihen. Sind die Sprossen nur an einer Seite durch einen Steg miteinander verbunden, so ist die Gefahr groß, daß die
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schmalen Sprossen verbogen oder abgerissen werden, und es ergibt sich ein relativ großer Ausfall. Da die Sprossen selbst als Elektrodenzuleitungen, verwendet werden können, ist man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Lage, Halblext eranordnungen mit besonders kleinen Abmessungen, z.B. sogenannte Subminiaturtransistoren, herzustellen·
Die vorgesehene leiterförmige Ausbildung von Kontaktierungs· streifen läßt sich je nach Anwendungszweck breit variieren. Mit solchen Streifen kann man Dioden, Transistoren und integrierte Schaltkreise kontaktieren, wobei nur die Zahl und die Anordnung der Sprossen geändert werden muß.
Bei sehr Weinen Halbleiterkörpern kann mau diese direkt auf eine Sprosse auflöten, bei größeren Ausführungen verbreitert man eine Sprosse an der Stelle, die zur Aufnahme des Halbleiterkörpers vorgesehen ist. Die restlichen Elektroden des Ilalbleiterkörpers werden mit den benachbarten Sprossen mittels dünner Verbindungsdrähte kontaktiert· Wenn auf diese Weise alle Elektroden des Halbleiterkörpers mit den zugehörigen Sprossen verbunden sind, kann man einen Holmen entfernen und die Halbleiterkörper durch Eintauchen der Streifen in einen geeigneten Kunststoff einbetten und aushärten. Anschließend werden die Sprossen mit dem eingebetteten Halbleiterkörper auch vom zweiten
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Holmen abgetrennt,und man kann nun die Halbleiterkörper direkt in Schaltungen einlöten, indem die Sprossen als Elektrodenzuleitungen verwendet werden, oder man lötet bzw. schweißt die Sprossen an die Elektrodenzuleitungen eines Gehäusesockels an, wozu die Sprossen in geeigneter Form abgewinkelt werden müssen.
Bei besonders kleinen und leichten Halbleiterkörpern kann die Sprossentechnik auch noch in anderer Weise sinnvoll angewendet werden. Dabei trennt man eine Sprosse auf und lötet den Halbleiterkörper auf den einen durch die Trennung entstandenen Sprossenteil. Der andere Sprossenteil der aufgetrennten Sprosse wird durch einen dünnen Draht mit einer Elektrode des Halbleiterkörpers elektrisch leitend verbunden. So reicht zum Kontaktieren einer Diode bereits eine Sprosse aus, während zur Kontaktierung eines Transistors noch eine zweite Sprosse notwendig ist, mit der die dritte Elektrode des Transistors elektrisch leitend verbunden wird. Nach dem Kontaktieren werden die Streifen so zerteilt, daß jeweils ein Teil den Halbleiterkörper mit seinen Kontaktierungssprossen umfaßt. Ein solches Teil wird nun erfindungsgemäß auf die Elektrodenzuleitungen eines Gehäusesockels gesetzt,und die kontaktierten Sprossen werden mit den zugehörigen Elektrodenzuleitungen verlötet. Anschließend trennt man die die Sprossen verbindenden Hol-
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menteil· ab.
Als weiterer Vorteil sei noch angeführt, daß beim Kontaktieren an die einzelnen Kontaktzonen kein schädliches Potential angelegt wird« da alle Kontaktzonen über die , Holmen kurzgeschlossen sind.
Die Erfindung soll anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Figur 1 zeigt einen leiterförmig ausgebildeten Streifen, der zur Aufnahme und Kontaktierung einer Vielzahl von Transistoren vorgesehen ist. Die Streifen bestehen vorzugsweise aus solchen metallischen Stoffen, die ähnliche Ausdehnungskoeffizienten wie das Halbleitermaterial aufweisen, beispielsweise Molybdän, Nickel, Kovar (Nickel-Eis en-Kobalt -Legierung) . Die als Holmen bezeichneten Seitenstege la und Ib sind mit Löchern 2 versehen, die zum Traneport und zur Führung des Streifens dienen. Die Sprosse k ist an der Stelle verbreitert, die zur Aufnahme des Transistorkörpers dient. Die Sprossen 3 und 5 dienen zur Kontaktierung der beiden übrigen Transistorelektroden. Nach dem Ausstanzen werden die Streifen vergoldet. Figur 2 zeigt, daß zum sperrschichtfreien Kontaktieren auf das verbreiterte Stück der Sprosse 4 eine Gold-Antimon-Folie
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mit Hilfe der Schweißelektrode l6 und der Unterlage 17 aufgeschweißt wird. In Figur 3 wird das'Element 7, in diesem Fall ein Planartransistor, mit seiner Kollektorzone auf die Sprosse 4 aufgelötet. Mit einer Kontaktierungsvorrichtung, einem sogenannten "Bonder1· 8 (Figur 4), wird der Emitter 9 und die Basis Io mittels dünner Draht· mit den Sprossen 3 und 5 einerseits und den Elektroden andererseits elektrisch leitend verbunden.
Figur 5 zeigt das Abtrennen des Holmen Ib. Der restliche Streifen wird nun an der Seite, an der der Holmen Ib abgetrennt worden ist, so in Gießharz eingetaucht, daß die Transistoren und die Elektrodenkontaktierungsstellen fest von diesem Kunststoff 11 umschlossen werden. Es schließt sich ein Vorhärtprozeß an und nach einem Io-stündigen Aushärtprozeß bei etwa 12o C können die Transistoren auch vom zweiten Holmen la freigeschnitten werden. Dabei geht man vorteilhaft so vor, daß man, wie Figur 6 zeigt, zunächst zwei Sprossen pro Transistor vom Holmen abtrennt. In diesem Zustand lassen sich vorteilhaft die jeweils vorgeschriebenen Messungen der elektrischen Werte durchführen, denn der Holmen bildet auf diese Weise für eine Elektrode aller zu kontrollierenden Transistoren einen gemeinsamen Anschluß. Der sich ergebende Ausfall kann sofort vom Holmen abgetrennt oder gekennzeichnet werden. Der Streifen
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wird nun zerteilt und jeweils ein ein Transist or element enthaltendes Teil wird, wie Figur 7 zeigt, auf einen Gehäusesockel aufgesetzt· Der Streifenrest l4 wird abgeschnitten, die Emitter- und Kollektorsprosse um 9o abgebogen und alle drei Sprossen werden an die zugehörigen Elektrodaazuleitungen 13 eines Gehäusesockels 12 angeschweißt. Nach dem Verschließen des Systems mit einer Kappe, wobei das Gehäuse gleichfalls mit flüssigem Kunststoff gefüllt werden kann, ist der Fertigungsprozeß des Transistors nach dem eventuell erforderlichen Aushärtprozeß des Gehäusefüllstoffes abgeschlossen. Man kann aber auch auf das Einbringen der Transistoren in herkömmliche Gehäuse verzichten und die Bauelemente nach dem Abtrennen des Holmen la in Figur 6 als fertige Hiulr..! jt ransistoren verwenden. Dabei dienen die Sprossen als gut laltt;nde Elektrodenzuleitungen und das den Transistorkristall umgebende ausgehärtete Gießharz bildet einen ausreichenden Schutz des emfpindlichen Halblexterbauelements.
Die Figuren 8 bis Io zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel. Wiederum liegt in Figur 8 ein leiterförmig ausgebildeter, metallischer und oberflächenvergoldeter Streifen vor, mit den Holmen la und Ib und den darin für Führungszwecke vorgesehenen Aussparungen 2. Der Streifen dient auch hier zum Kontaktieren von Planartransistoren,
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wobei zur Kontaktierung von jeweils einem Translator nur zwei Sprossen notwendig sind· In aufeinanderfolgenden Stanzprozessen wird zunächst der.Streifen mit den Sprossen ausgestanzt· Dann wird jede zweite Sprosse 4 in die Teile 4a und 4b aufgetrennt* Die Enden der aufgetrennten Sprosse werden in dem besonderen Fall, den Figur 8 zeigt, zweifach abgewinkelt. Der Planartransistor 7 wird mit seiner Kollektorzone auf den Teil 4a der aufgetrennten Sprosse aufgelötet. Der Emitter Io wird mit einem dünnen Draht mit dem Sprossenteil 4b verbunden, die Basis 9 Auf dieselbe Weise mit der durchgehenden Sprosse 3. Nach dem Kontaktieren der Halbleiterzonen wird der Streifen an den gestrichelten Linien 15 in einzelne Stücke zerteilt· Ein solches Leiternstück zeigt Figur 9· In Figur Io ist dargestellt, wie ein Leiternstück auf die Elektrodenzuleitungen 13 eines Gehäusesockels 12 aufgesetzt wird. Die Sprosse 3 bzw. die Sprossenteile 4a und 4b werden auf die zugehörigen Elektrodenzuleitungen 13 aufgeschweißt. Anschließend werden die Holmenteile zusammen mit den überflüssigen Sprossenteilen in der gestrichelt angedeuteten Weise abgetrennt, und der Transistor kann mit einer Gehäusekappe verschlossen werden.
Die erfindungsgemäß angeführten Ausführungsbeispiele zeigen deutlich die besonders für den Fertigungsprozeß wich-
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tig«n Vorteile des Verfahrens. Mit dem beschriebenen Kontakt i«rungsverfahren läßt sich die Automation der Halbleiterfertigung, bzw. die direkte Aneinanderreihung verschiedener Fertigungsschritte weiter vorantreiben. Durch die Sprossentechnik wird das Justieren der Lötvorrichtungen erleichtert, da die Sprossen verhältnismäßig breit sind und immer gleiche Abstände voneinander haben.
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- Io -

Claims (11)

Pat entansprüche
1) Verfahren zur serienmäßigen Herstellung von Halbleiteranordnungen, insbesondere Transistoren, Dioden und integrierten Schaltkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß der bereits mit Elektroden versehene Halbleiterkörper auf eine Sprosse eines leiterförmig ausgebildeten, metallischen Streifens elektrisch leitend aufgesetzt und seine übrigen Elektroden mit benachbarten Sprossen ebenfalls elektrisch leitend verbunden werden,und daß anschließend die die Sprossen verbindenden Holmen abgetrennt werden, derart, daß die Sprossen als Elektrodenzuleitungen verwendbar oder mit gesonderten Elektrodenzuleitungen verbindbar sind·
2) Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufnahme der Halbleiterkörper dienenden Sprossen an den für die Kontaktierung vorgesehenen Stellen verbreitert sind·
3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Kontaktieren der Halbleiterkörper und ihrer Elektroden ein Holmen entfernt wird, und die Halbleiterkörper durch Eintauchen der Streifen in Kunststoff, beispielsweise Gießharz, eingebettet werden.
4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,
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daß nach dem Einbetten der Halbleiterkörper in Kunststoff alle Sprossen vom Holmen abgetrennt werden und die Bauelemente als fertige und sockellose Subminiaturtransistoren Verwendung finden·
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abtrennen aller Sprossen vom Holmen die Sprossen an die eigentlichen Elektrodenzuleitungen eines Gehäusesockels angelötet werden·
6) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine der Sprossen aufgetrennt wird und daß der Halbleiterkörper auf den einen durch die Trennung entstandenen Sprossentexl aar gele, et wird, und eine Elektrode des Halbleiterkörpers mit dem anderen Sprossentexl elektrisch leitend verbunden wird.
7) Verfahren nach Anspruch 6t dadurch gekennzeichnet, daß die aufgetrennte Sprosse zur Kontaktierung eines Planartransistors dient, wobei die dritte Elektrode des Halbleiterkörpers mit einer der aufgetrennten Sprosse benachbarten Sprosse elektrisch leitend verbunden wird.
8) Verfahren nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Sprossen bzw* Sprossenteile eines mit einem
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Halbleiterkörper kontaktierten Leiternstücks so auf die Elektrodenzuleitungen eines Gehäusesockels gesetzt werden, daß sie auf diese Zuleitungen direkt aufgelötet werden können, und daß die die Sprossen verbindenden Holmenstücke anschließend abgetrennt werden.
9) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Holmen des leiterförmig ausgebildeten Streifens Aussparungen, beispielsweise Löcher, befinden, die zur Führung und Transportierung dieser Streifen in den Fertigungsgeräten dienen.
10) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbetten der Halbleiterkörper in Kunststoff alle Sprossen mit einer Ausnahme vom Holmen freigeschnitten werden, daß in diesem Zustand die Halbleiterkörper auf ihre elektrischen Meßwerte geprüft werden, Ausfall vom Holmen abgetrennt wird, und daß anschließend auch die letzte Sprosse der verwendbaren Halbleiterkörper vom Holmen abgetrennt wird.
11) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der leiterförmig ausgebildete Streifen aus Kovar, Molybdän, Nickel oder aus Metallen mit ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten besteht, und daß die Oberfläche des Streifens vergoldet ist.
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