DE1800192B2 - Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Halbleiteranordnungen und Verwendung des Verfahrens zur Kontaktierung scheibenförmiger Halbleiterkörper Aren: Telefunken Patentverwertungsgesellschaft mbH, 7900 Ulm - Google Patents

Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Halbleiteranordnungen und Verwendung des Verfahrens zur Kontaktierung scheibenförmiger Halbleiterkörper Aren: Telefunken Patentverwertungsgesellschaft mbH, 7900 Ulm

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Halbleiteranordnungen, insbesondere von Dioden, mit Hilfe von mil Zungen oder Sprossen versehenen Kontaktierungsstreifen.
Das neue Verfahren soll sich vorzugsweise zur Herstellung von Dioden eignen, die aus einem scheibenförmigen Halbleiterkörper bestehen, der einen parallel zur Halbleiteroberfläche verlaufenden ebenen pn-Übergang enthält. Derartige Dioden werden zur besseren Wärmeableitung an den beiden einander gegenüberliegenden Oberflächenseiten des Halbleiterkörpers mit Wärmesenken verbunden, die in die Zuleitungsdrähte übergehen. Bisher sind vor allem koaxial ausgebildete Diodenanordnungen mit doppelseitiger Wärmeableitung bekanntgeworden, wobei die Wärmeabführung durch eine Verdickung des Zuführungsdrahtes an den Kontaktstellen zum Halbleiterkörper gebildet wird.
Aus der US-PS 3 281 628 ist bereits ein Kontaktierungsverfahren bekannt, bei dem ein leiternförmiger Kontaktierungsstreifen Verwendung findet. Jede Elektrode des Halbleiterbauelementes wird über einen Draht mit einer Sprosse der Leiter verbunden. Später wird das Halbleiterbauelement in Kunststoff eingegossen und die Kontaktierungssprossen voneinander getrennt. Dieses Verfahren eignet sich nicht zur Kontaktierung der obengenannten Dioden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rationelles und einfaches Herstellungsverfahren für derarti ge Dioden und ähnliche Bauelemente anzugeben, deren Elektroden beispielsweise auf beiden Seiten des Halbleiterkörpers als Wärmeabführungen ausgebildet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß erste Kontaktstücke auf den Zungen oder Sprossen des Kontaktierungsstreifens befestigt werden, daß über die Kontaktstücke Gehäusekörper gestülpt und in die Gehäusekörper auf die Kontaktstücke je ein Halbleiterkörper aufgebracht wird und daß schließlich in jeden Gehäusekörper ein zweites, an einem weiteren Teil
eines Kontaktierungsstreifens befestigtes Kontaktstück eingeführt und mit dem Halbleiterkörper in Verbindung gebracht wird.
Pie Verwendung von Koniaktierungsstreifen, auf denen eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen berge- stellt werden, hat den wesentlichen Vorteil, daß die Fertigung vollautomatisch durchgeführt werden kann, da die Abstände zwischen den einzelnen Baueinheiten stets exakt gleich groß sind.
Die Teile des Kontaktierungsstreifens, die mit den Kontaktstücken in Verbindung stehen, werden vorzugsweise nach dem Verschluß des Gehäuses vom übrigen Kontaktierungsstreifen abgetrennt und dienen als Elektrodenzuleitungen oder zumindest als Teile von Elektrodenzuleitungen. χ
Als Kontaktstücke und Wärmesenken werden vorzugsweise zylinderförmige Drahtstucke verwendet. Auch als Gehäusekörper dient vorzugsweise ein zylindrischer Hohlkörper, der beispielsweise aus Glas besteht, wobei der Innendurchmesser des Gehäusekör- ao pers so groß oder geringfügig größer als der Durchmesser der Kontaktstücke gewählt wird. Der Querschnitt der Kontaktstücke wird so groß ausgebildet, daß die Stirnflächen der Kontaktstücke nicht oder nur wenig über das zwischen den Kontaktuücken befindliehe Halbleiterplättchen hinausragen.
Als besonders geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens haben sich Kontaktierungsstreifen mit Doppelkammstruktur erwiesen. Auf jede Zunge des Doppelkammes wird während der Fertigung der Halbleiterbauelemente zunächst ein Kontaktstück befestigt; über das Kontaktstück wird dann ein Gehäusekörper gestülpt und im Gehäusekörper auf das Kontaktstück ein Halbleiterkörper aufgelegt. Auf den Zungen eines gleichartig ausgebildeten zweiten Kontaktierungsstreifens werden nur Kontaktstücke befestigt, so " daß durch Zusammenfügen der beiden Kontaktierungsstreifen die auf dem zweiten Streifen befindlichen Kontaktstücke in die zugeordneten Gehäusekörper des ersten Kontaktierungsstreifens eingeführt und mit den Halbleiterkörpern in Verbindung gebracht werden.
Die Erfindung soll im weiteren noch an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert werden.
F i g. 1 zeigt einen Kontaktierungsstreifen, auf dem verschiedene Fertigungsphasen dargestellt sind;
Fig.2 zeigt einen zweiten Kontaktierungsstreifen, der ausschließlich mit Kontaktstücken bestückt ist;
F ig. 3 zeigt, wie die beiden Kontaktierungsstreifen zusammengefügt und die Gehäuse vakuumdicht verschlossen werden; in J0
F i g. 4 ist eine fertige Halbleiterdiode mit einer doppelseitigen Wärmeableitung dargestellt.
Die F i g. 1 zeigt einen Kontaktierungsstreifen 1 mit einer Doppelkammstruktur. Von einem durchgehenden Steg 7 gehen in beiden Richtungen eine Vielzahl von Zungen 2 aus, die sich an ihrem freien Ende flächenhaft 3 erweitern. Der Steg 7, die Zungen 2 und die Erweiterungen der Zungen 3 sind bandförmig und flach ausgebildet. Der Kontaktierungsstreifen 1 besteht beispielsweise aus vernickeltem oder vergoldetem Eisenblech, Kovar, einer gut schweißbaren und leitenden Metallverbindung oder aus einem vergoldeten Nickelblech und wurde durch Stanzen oder Ätzen hergestellt.
Auf die Erweiterungen 3 der Zungen 2 werden zylinderförmige Kontaktstücke 4a aufgeschweißt, die beispielsweise aus ku/zen Drahtstücken bestehen. Als Material für die Kontdastücke eignet sich beispielsweise ein Kupfermanteldraht mit einer Eisen-Nickel-Seele.
Über die aufgeschweißten Kontaktstocke 4a werden Glasrohre 5 als Gehäusekörper gestölpu Jeder Glaskörper ist etwa doppelt so lang wie die auf den Kontaktierungsstreifen aufgeschweißten Kontaktstücke 4«. Im Anschluß daran wird auf jedes Kontaktstück 4a im Gehäusekörper 5 ein Halbleiterplättchen 6 aufgelegt Handelt es sich um einen Halbleiterkörper, der einen parallel zur Halbleiteroberfläche verlaufenden ebenen pn-übergang enthält, so wird mit dem Kontaktstück 4a die eine Zone des Halbleiterbauelementes ohmüsch kontaktiert.
In der F i g. 2 ist ein zweiter Kontaktierungsstreifen 8 dargestellt, der die gleiche Form wie der in der F i g. 1 dargestellte Kontaktierungsstreifen 1 aufweist. Auf alle Erweiterungen 3 der vom gemeinsamen Steg des Kontaktierungsstreifens ausgehenden Zungen 2a wird je ein Kontaktstück 46 aufgeschweißt, das die gleichen geometrischen Abmessungen wie die in der F i g. 1 dargestellten Kontaktstücke 4a besitzt
Nach der F i g. 3 werden nun die beiden in den F i g. 1 und 2 dargestellten Kontaktierungssfeifen so übcieinandergelegt, daß die Kontaktstücke 4b des Streifens 8 in die Gehäusek. rper 5 (F i g. 1) eingeführt und auf das im Gehäuseinneien angeordnete Halbleiterplättchen aufgesetzt werden. Auf diese Weise ist auch die zweite Zone des Halbleiterplättchens mit einer Elektrode versehen, die gleichzeitig als WärmeaDfuhrung dient.
Die zusammengefügten Kontaktierungsstreifen werden durch einen Durchlaufofen 9 transportiert, dessen Innentemperatur so hoch gewählt ist, daß der Gehäusekörper an die Kontaktstücke vakuumdicht anschmüzt. Damit bei diesem Verschlußprozeß des Gehäuses ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktstükken und dem dazwischenliegenden Halbleiterkörper gewährleistet ist, drückt im Durchlaufofen beispielsweise eine Belastungskette 10 gegen den oberen Kontaktierungsstreifen. Die Temperatur im Durchlaufofen liegt beispielsweise bei etwa 760° C.
Nach dem Verschmelzen der Glasgehäuse werden die Zungen 2 von den Stegen der Kontaktierungsstreifen abgetrennt und damit die Bauelemente vereinzelt.
Die fertige Halbleiteranordnung ist in der Fig.4 dargestellt. Zwischen zwei koaxial angeordneten Kontaktstücken 4a und 4b befinde* sich eine beidseitig fest gegen die Kontaktstücke gepreßte Halbleiterscheibe 6. Senkrecht zu der Achsrichtung der Kontaklstücke verlaufen parallel zueinander die beiden bandförmig ausgebildeten Eiektrodenzuführungen 2 und 2a. Eine der Elektrodenzuführungen 2 ist länger als die andere, um die Kathode der Diode zu kennzeichnen. Die Elektrodenzuführungen verjüngen sich vorzugsweise an ihrem freitn Ende 11. Auf diese Weise lassen sich die erfintlungsgemäß hergestellten Halbleiteranordnungen leicht in Aussparungen einer gedruckten Schaltungsplatte einführen und mit den den vorhandenen elektrischen Leitungen verbinden. Beim Einführen der Zuleitungen in entsprechende Aussparunger, einer Schalungsplatte dient die Stelle, an der die Zuführungen breiter werden, als Anschlag, durch den ein weiteres Eindringen der Zuleitungen in die Aussparungen verhindert und somit die Bauhöhe bestimmt wird.
Es ist selbstverständlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch nur mit einem Kontaktierungsstreifen durchgeführt werden kann, wenn verschiedene Teile des Kontaktierungsstreifens aufeinandergeklappt werden können. In diesem Fall werden beispielsweise auf einer Kammseite des Doppelkamm-Kontaktierungs-
Streifens nur Kontaktstücke befestigt, während auf der anderen Kammseite Kontaktstiieke, Gehäusekörper und Halbleiterplättchen zusammengesetzt werden. Danach wird die eine Kammseite so auf die andere Kammseite geklappt, daß die in der F i g. 4 dargestellte Halbleiteranordnung nach dem Abtrennen der einzelnen Zungen von dem beiden Kammseiten gemeinsamen Steg entsteht.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum serienmäßigen Herstellen von Halbleiteranordnungen, insbesondere von Dioden, mit Hilfe von mit Zungen oder Sprossen versehenen Kontaktierungsstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß erste Kontaktstocke auf den Zungen oder Sprossen des Kontaktierungsstreifens befestigt werden, daß Ober die Kontaktstücke Gehäusekörper gestülpt und in die Gehäusekörper auf die Kontaktstücke je ein Halbleiterkörper aufgebracht wird und daß schließlich in jeden Gehäusekörper ein zweites, an einem weiteren Teil eines Kontaktierungsstreifens befestigtes Kontaktstück eingeführt und mit dem Halbleiterkörper in Verbindung gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Kontaktierung eines jeden Halbleiterkörp°rs mit zwei Kontaktstücken und ao dem Verschluß des Gehäuses die die Kontaktstücke tragenden Zungen oder Sprossen vom Kontaktierungsstreifen abgetrennt und als Elektrodenzuleitungen oder als Teile von Elektrodenzuleitungen verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktstücke zylinderförmige, die im Halbleiterkörper erzeugte Wärme ableitende Drahtstücke verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtstücke aus Kupfermanteldraht mit einer Eisen-Nirkel-Scle bestehen.
5. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß «Js Gehäusekörper zylinderförmige Hohlkörper verwendet werden, deren Innendurchmesser so groß wie oder geringförmig größer als der Durchmesser der Kontaktstücke ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktierungsstreifen in Form einer Doppelkammstrul· tür verwendet werden, daß auf jede Zunge des Doppelkammes ein Kontaktstück befestigt, über das Kontaktstück ein Gehäusekörper gestülpt und im Gehäusekörper ein Halbleiterkörper auf das Kontaktstück aufgelegt wird, daß auf den Zungen eines gleichartig ausgebildeten zweiten Kontaktierungsstreifens gleichfalls Kontaktstücke befestigt werden und daß die beiden Kontaktierungsstreifen so übereinandergelegt werden, daß die auf dsm zweiten Kontaktierungsstreifen befindlichen Kontaktstücke in die zugeordneten Gehäusekörper eingeführt und mit den Halbleiterkörpern in Verbindung gebracht werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen des Doppelkammes bandförmig ausgebildet und an ihrem freien Ende flächenhaft erweitert sind und daß auf diesen flächenhaft erweiterten leeren bandförmigen Zungen als Elektrodenzuleitungen verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke an die flächenhaft erweiterten Teile der Kontaktierungsstreifen angeschweißt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekörper aus Glasrohr bestehen.
10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktierungsstreifen in zusammengesetzter Form in einem Durchlaufofen auf eine derartige Temperatur erhitzt werden, daß der Gehäusekörper an die Kontaktstücke anschmilzt, so daß das Gehäuse den Halbleiterkörper vakuumdicht umgibt
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsstreifen aus Eisenblech oder Nickel bestehen und vergoldet sind.
12. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Kontaktierung von scheibenförmigen Halbleiterkörpern mit einem ebenen, parallel zur Scheibenoberfläche verlaufenden pn-Obergang mit wärmeableitenden Kontaktstücken auf den einander gegenüberliegenden Oberflächenseiten des Halbleiterkörpers.
13. Verwendung einer der nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellten Halbleite-anordnungen zum Einbau in gedruckte Schaltungen, wobei die Einstecktiefe der Zuleitungen in entsprechenden Aussparungen der Schaltungsplatte di -cn die als Anschlag dienende Übergangsstelle zwischen dem breiteren und schmaleren Teil der Zuleitung bestimmt ist.
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