DE1031892B

DE1031892B - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE1031892B
Application number: DEG22161A
Authority: DE
Inventors: John Enoch Larrison
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1956-05-25
Filing date: 1957-05-23
Publication date: 1958-06-12
Also published as: US2914716A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, die einen Halbleiter mit einlegierten Elektroden enthält. Es soll eine Montagevorrichtung hergestellt werden, die die Weiterbearbeitung dieses Halbleiters, insbesondere einen Ätzprozeß, erleichtert. Dabei soll ein stabiler und bruchsicherer Aufbau der Anordnung gewährleistet werden.

Nach dem Stand der Technik wird beispielsweise eine Halbleiteranordnung dadurch hergestellt, daß zunächst die Zuführungsdrähte an dem soweit fertiggestellten Halbleiter angelötet werden, daß danach der Halbleiter einem Ätzverfahren ausgesetzt und schließlich in ein Gehäuse od. dgl. montiert wird. Nun sind aber die anzuschließenden Zonen einheitlichen Leitfähigkeitstyps des genannten Halbleiters oftmals äußerst klein, und es müssen feine Zuführungsdrähte verwendet werden; überdies sind die Legierungsstellen des Halbleiters vielfach spröde, so daß ein erheblicher Teil bei der Massenherstellung zu Bruch geht, obwohl eine große Sorgfalt, die das Verfahren kompliziert und teuer macht, aufgewendet wird.

Gemäß der Erfindung wird der Halbleiter zunächst derart in einen Halterahmen montiert, daß er mit seinen äußeren Elektroden an entsprechenden Rahmenteilen starr befestigt und mit darüber hinaus erforderlichen Zuleitungen, die am anderen Ende mit dem Mittelteil des Rahmens verbunden sind, verbunden wird; dann wird dieser Rahmen derart mit den in einer Reihe angeordneten Träger- und Zuführungsstiften, eines Sockels starr verbunden, daß jeweils mindestens ein Zuführungsstift derjenigen am Rahmen befestigten Halbleiterzuleitung, der er zugeordnet ist, benachbart ist und daß dabei die äußeren Zuführungsstifte den Rahmenendteilen zugeordnet sind, und schließlich werden die elektrisch voneinander zu isolierenden Zuführungen dadurch elektrisch getrennt, daß dazwischen befindliche überbrückende Teile des Halterahmens herausgestanzt werden.

Das vorliegende Verfahren bringt gegenüber dem Stand der Technik eine Vereinfachung und Verbilligung und eine Verminderung des Ausschusses. Vor Anwendung weiterer Verfahrensschritte wird der mit Elektroden versehene Halbleiter in den Halterahmen montiert, der die Weitörbearbeitung, z. B. das Ätzen, in keiner Weise behindert, aber den Halbleiter und dessen empfindlichere Zuführungen stabil und bruchsicher hält. Ein besonders bedeutender Vorteil des vorliegenden Verfahrens für die Massenfabrikation ist es dabei, daß nun sämtliche Schritte zur Herstellung der Halbleiteranordnung rein maschinell durchgeführt werden können.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung Verfahren zur Herstellung
einer Halbleiteranordnung

Anmelder:

General Electric Company,
Sdienectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. Mai 1956

John Enoch Larrison, North Syracuse, N. Y. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden

werden an Hand der Figuren erläutert. Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines beim vorliegenden Verfahren verwendeten Halterahmens und eines Transistors mit daran befestigten Zuführungen. Fig. 2 zeigt die fertig montierte Rahmenanordnung aus Fig. 1 sowie einen Sockel mit Zuführungsstiften, beides wieder in perspektivischer Darstellung. Fig. 3 zeigt die fertig montierte Anordnung in Vorderansicht nach Durchführung des vorliegenden Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Transistor 10 mit einlegierten Elektroden gezeigt, der als barrenförmiger Körper mit Zonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps ausgebildet ist, entweder als npn-Typ oder pnp-Typ, der einen Emitter 11, einen Kollektor 13 und eine Basis 12 enthalt. An den beiden äußeren Elektroden, dem Emitter 11 und dem Kollektor 13, sind die als Blechstreifen ausgebildeten Zuführungen 18 und 20 mit ihren, umgebogenen Endteilen 19 und 21 befestigt, vorzugsweise aufgelötet, während die als dünner Draht ausgebildete Basiszuleitung 14 mit ihrem Endteil 15 an der Basis 12 festgelötet ist. Der vorzugsweise aus einem Stück gestanzte U-förmige Rahmen 22 besteht aus einem Mittelteil 23 und den parallelen Schenkelteilen 24 und 26, die zur Erhöhung der Festigkeit umgebogene Kanten 25 und 27 haben. Die als Blechstreifen ausgebildeten Zuführungen 18 und 20 werden auf die parallelen Schenkelteile 24 und 26 des U-förmigen Rahmens aufgeschweißt, während die

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Basiszuführung 14, die der besseren Deutlichkeit halber in der Zeichnung übertrieben dick dargestellt ist, mit dem Mittelteil 23 verbunden wird. Die so zusammengefügte Anordnung ist in Fig. 2 gezeigt. Insbesondere wegen der geringen Dicke der Basiszone 12 und der Zuführung 14 kommt es leicht vor, daß beim Auflöten der Zuführung 14 sich das Lot auf den Emitter 11 und/oder den Kollektor 13 mit verbreitet und dadurch die Sperrschicht kurzschließt, so daß dieser Kurzschluß durch einen anschließenden Ätzprozeß (Eintauchen in ein Säurebad oder andere passende Lösung, auch elektrolytisches Ätzverfahren) wieder beseitigt werden muß. Der fertig montierte Halterahmen, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, ist besonders für den Ätzprozeß geeignet, da er ads Ganzes in das Ätzbad eingetaucht werden kann. Die empfindliche Basiszuführung 14 ist stabil und sicher gehaltert und kann beim Ätzverfahren und folgenden Verfahrensschritten, praktisch nicht mehr zerstört werden. Der Rahmen 22, die Zuführungen 18 und 20 und-die Basiszuführung 14 werden vorzugsweise aus Nickel oder einem anderen geeigneten Material gemacht, das durch den Ätzprozeß nicht angegriffen wird. Es sei hervorgehoben, daß die Basiszuführung 14 im mittleren Teil 16 gebogen ist, um ihre Biegsamkeit zu erhöhen. Durch diese erhöhte Biegsamkeit ist die Basiszuführung gegen Erschütterungen oder Verbiegungen während des weiteren Herstellungsprozesses oder im endgültigen Gebrauch widerstandsfähiger.

In Fig. 2 und 3 wird ein Sockel 30 gezeigt, der aus den Zuführungsstiften 34, 35, 36 und 37, dem Isolierkörper 33 und der Kappe 31 besteht, der nach aus der Röhren- und Transistortechnik an sich bekannten Methoden hergestellt ist. Er ist Träger der äußeren Anschlüsse der Halbleiteranordnung und trennt diese von den inneren Verbindungen. Der fertig montierte Halterahmen, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, wird auf den Zuführungsstiften 34, 35, 36 und 37 des Sockels befestigt, vorzugsweise durch Schweißen. Die Zuführungsstifte 34 und 37 werden dabei an den Schenkelteilen 24 und 26 des Rahmens 22 befestigt, während die Zuführungsstifte35 und 36 mit dem Mittelteil 23 des Rahmens 22 an dazwischenliegenden Punkten verbunden werden. Der schmale Zwischenraum zwischen der umgebogenen Kante 25 und dem Zuführungsstift 34 bzw. zwischen der umgebogenen Kante 27 und dem Zuführungsstift 37 gestattet den Ausgleich, von Herstellungstoleranzen. Nach der Befestigung werden die Teile 38 und 39 des Rahmens 22 herausgestanzt und damit die Schenkelteile 26 und 24 voneinander und gegen den Mittelteil 23 des Rahmens elektrisch isoliert. In dieser Anordnung geben die Zuführungsstifte und 36 dem verbleibenden Mittelteil 23 durch dessen Befestigung an seinen beiden. Enden einen, stabilen Halt für die Basiszuführung 14, die daran angeschlossen ist. Ein nicht gezeigter becherförmiger Gehäuseteil kann auf den Flansch 32 der Kappe 31 gestülpt werden, um die gesamte Anordnung gegen den Außenraum abzuschließen. Diese Anordnung kann dann dicht verschlossen und gegebenenfalls anschließend durch einen nicht gezeigten Anschlußstutzen evakuiert oder mit einem Schutzgas gefüllt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, die einen Halbleiter mit einlegierten Elektroden enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter zunächst derart in einen Halterahmen montiert wird, daß er mit seinen äußeren Elektroden an. entsprechenden Rahmenteilen starr befestigt und mit darüber hinaus erforderlichen Zuleitungen, die am anderen Ende mit dem Mittelteil des Rahmens verbunden sind, verbunden wird, daß dann dieser Rahmen derart mit den in einer Reihe angeordneten Träger- und Zuführungsstiften eines Sockels starr verbunden wird, daß jeweils mindestens ein Zuführungsstift derjenigen am Rabmen befestigten Halbleiterzuleitung, der er zugeordnet ist, benachbart ist und daß dabei die äußeren Zuführungsstifte dien Rahmenendteilen zugeordnet sind, und daß schließlich die elektrisch voneinander zu isolierenden Zuführungen dadurch elektrisch getrennt werden, daß dazwischen befindliche überbrückende Teile des Halterahmens herausgestanzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Transistor Emitter und Kollektor als äußere Elektroden an den entsprechenden Rahmenteilen starr befestigt werden und darüber hinaus die Basis mit dem Mittelteil das Rahmens verlötet wird und dann der Rahmen mit den Träger- und Zuführungsstiften des Sockels verschweißt wird.

3. Verfahren, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Rahmen montierte Halbleiter einer Ätzung unterworfen wird, indan er mit dem Halterahmen in ein Ätzbad getaucht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein: Rahmen aus Nickel verwendet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen als U-förmiges Blech hergestellt wird, das aus einem Mittelteil (23) und zwei parallelen Schenkelteilen (24 und 26) besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen aus einem Stück gestanzt und zur Erhöhung der Festigkeit mit umgebogenen Kanten versehen wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst an dem Halbleiter an den beiden äußeren Elektroden als Blechstreifen und an den übrigen Elektroden als Drähte ausgebildete Zuführungen befestigt werden und daß dann diese Zuführungen an den entsprechenden Stellen des Rahmens befestigt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen und die Drähte zur Erhöhung der Biegsamkeit gebogen und mit den entsprechenden Stellen des Rahmens verschweißt werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel mit dichten. Zuführungen ausgebildet wird und daß nach dem Ausstanzen der Rahmenteile ein becherförmiges Schutzgehäuse über den Sockel gestülpt und mit diesem verbunden wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse nach der Montage evakuiert oder mit einem Schutzgas gefüllt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein barrenförmiger Halbleiter mit Zonen unterschiedlichen Leitfähigkeitstyps verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen