Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem elektrischen Anschlussleiter und der Elektrode eines Halbleiterelementes Im Patentanspruch<B>1</B> des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Ver bindung zwischen einem elektrischen Anschlussleiter und der Elektrode eines Halbleiterelementes, insbe sondere eines Flächengleichrichters oder -transistors, vorgeschlagen worden. Das Wesen dieses Verfahrens besteht darin, dass der Anschlussleiter mit der Elek trode des Halbleiterelementes in Berührung gebracht wird.
Danach werden zwei Hilfselektroden, die mit einer elektrischen Stromquelle verbunden sind, auf die Oberfläche des Anschlussleiters aufgesetzt. Anschlie ssend wird mindestens ein elektrischer Stromstoss über die Hilfselektroden geschickt, so dass der zwischen ihnen liegende Teil des Anschlussleiters mit der dar- unterliegenden Elektrode verschweisst wird.
Bei dem Aufbau solcher Halbleiterelemente hat es sich nun ergeben, dass die Elektrode, an welche der Anschlussleiter anzuschweissen ist, gegebenenfalls nur eine relativ kleine Flächenausdehnung hat. Hiermit entsteht dann die Aufgabe, dass diese Verschweissung erstens auf einer relativ kleinen Fläche zwischen dem Anschlussleiter und der Elektrode durchgeführt werden muss, und zweitens, dass ein relativ genaues Aufsetzen der beiden Hilfselektroden auf die Elektro den notwendig ist.
Aus der geringen zur Verfügung stehenden Fläche für die Verschweissung ergibt sich ferner, dass die Hilfselektroden nur eine sehr geringe Entfernung voneinander haben dürfen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die hierdurch für die Durchführung eines solchen Schweissverfahrens erforderlichen Bedingungen da durch sehr leicht erfüllen lassen, wenn erfindungs gemäss die mit dem anzuschweissenden Körper in Berührung zu bringenden Kontaktflächen der beiden durch eine elektrisch isolierende Zwischenlage von einander distanzierten Hilfselektroden auf diejenige Fläche des anzuschweissenden Anschlussleiters auf gesetzt wird, welche der mit der Elektrode des Halb leiterelementes zu verschweissenden Fläche gegenüber liegt.
Als eine geeignete, elektrisch isolierende Zwi schenlage kann, wenn es sich um hohe Tempera turen handelt, die an der Schweissstelle entstehen, gegebenenfalls mindestens nahe den Enden der Elek troden ein solcher Werkstoff als Zwischenlage be nutzt werden, der auch relativ hohe Temperaturen verträgt. Beispielsweise kann an dieser Stelle eine entsprechende Glimmerzwischenlage angewendet wer den. Wenn aber der Verschweissungsprozess nur in einer relativ kurzen Zeitdauer vor sich geht, so kann es auch in manchen Fällen ausreichend sein, andere elektrisch isolierende Zwischenlagen von geringer Dicke zu benützen, die nur gegen geringe Tempera turwerte widerstandsfähig sind.
So hat es sich bei Durchführung solcher Schweissvorgänge ergeben, dass als elektrisch isolierende Zwischenlage eine Triacetat- folie benützt werden kann. Die Tatsache, dass nahe der Fläche, an der die Verschweissung du?chgeführt wird, ein zusätzlicher Körper ausser den Hilfselek troden vorhanden ist, kann auch dazu verwendet werden, die isolierende Zwischenlage als einen Lage- orientierungskörper für die Hilfselektroden gegenüber der zu verschweissenden Elektrode des Halbleiter elementes zu benützen.
Beispielsweise könnte die elektrisch isolierende Zwischenlage mit ein oder zwei Vorsprüngen versehen werden, die sich in entspre chende Vertiefungen der Elektrode einsetzen lassen oder den Halbleiterkörper umgreifen. Auf diese Weise lässt sich unmittelbar eine gegenseitige Orien tierung aller drei Körper, nämlich der Elektrode des Halbleiterelementes, des zu verschweissenden An- schlussleiters und der aufzusetzenden Hilfselektroden (Schweisselektroden) erreichen, wenn dieser Isolier- körper derart gestaltet ist, dass er den Anschlussleiter gabelförmig umgreift.
Der Aufbau des Schweiss- elektrodensystems (Hilfselektroden<B>+</B> isolierende Zwi schenlage) kann gegebenenfalls auch derart gestaltet werden, dass nicht eine unlösbare starre gegenseitige Verbindung zwischen den beiden Hilfselektroden und der elektrisch isolierenden Zwischenlage benützt wird, sondern dass betriebsmässig gegebenenfalls auch eine relative Verschiebung zwischen den beiden Schweiss elektroden und der sie gegeneinander elektrisch iso lierenden Zwischenlage stattfinden kann. Das kann sich z.
B. als zweckmässig erweisen, um nach einem oder mehreren Schweissprozessen eine Reinigung zwi schen den beiden Elektroden auf einfache Weise her beizuführen, indem kurzzeitig eine entsprechende Längsverschiebung des oder eines Teiles des dazwi schenliegenden Isolierkörpers benützt wird, um als reinigendes Räumwerkzeug zu dienen.
Bei diesen bisher für die Anwendung der Schweiss- elektrodenanordnung beschriebenen Verschweissungs- verfahren wird der Anschlussleiter bereits für sich auf die Elektrode des Halbleiterelementes aufgesetzt .,t, mit dem er verschweisst werden soll bzw. aufgeleg und wonach dann erst die Schweisselektroden auf die sen Leiter aufgesetzt werden.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung lässt sich jedoch ein solches Verfahren mit Vorteil auch in der Form benützen, dass der anzuschweissende Anschlussleiter und die Schweisselektrodenanordnung bereits vorher zu einer mechanischen Einheit zusammengefasst wer den, die als solche dann auf die Elektrode des Halb leiterkörpers aufgesetzt wird, mit der der Anschluss- leiter verschweisst werden soll.
Im Rahmen dieses Lösungsgedankens kann durch den zwischen den Schweisselektroden eingesetzten Isolierkörper auch ein entsprechender Hohlraum ge bildet sein, in welchen der anzuschweissende An- schlussleiter eingeschoben werden kann, bis er sich mit einer Verdickung oder Abbiegung gegen die Enden der beiden Schweisselektroden legt.
Nach die ser Vereinigung beider Teile<B>-</B> die Schweisselektroden- anordnung und zu verschweissender Anschlussleiter <B>-</B> wird dann dieses Aggregat auf die Elektrode des Halbleiterplementes aufgesetzt und anschliessend der elektrische Schweissprozess durchgeführt, wobei wäh rend dieses Schweissprozesses sinngemäss der ausser halb des aufgesetzten Schweisswerkzeuges liegende Teil des Anschlussleiters zwischen die Schweisselektro den und die Elektrode des Halbleiterelementes zu liegen kommt.
Sobald der Schweissprozess durchge führt worden ist, wird dann das Schweisselektroden- werkzeug derart relativ gegenüber dem mit seinem Anschluss versehenen Halbleiterkörper verstellt, dass eine gegenseitige räumliche Lösung der beiden Teile <B>-</B> Schweisswerkzeug und Halbleiterelement<B>-</B> statt findet.
Der elektrische Schweissvorgang wird, wie bereits im Hauptpatent angeführt worden ist,<B>je</B> nach den zu erfüllenden Bedingungen innerhalb einer sehr kur- zen Zeitdauer von etwa ein oder mehreren Peri oden oder Bruchteilen einer Periode eines z. B. 50- periodischen Wechselstromes durchgeführt. Um hier eine genaue zeitmässige Steuerung zu erreichen, kann ein entsprechender Zeittakter benützt werden, wie er z. B. ähnlich mit einer Ignittonsteuerung an sich in der Schweisstechnik bekanntgeworden ist.
Einige beispielsweise Anordnungen für die Durch führung des erfindungsgemässen Verfahrens veranschau lichen die Figuren der Zeichnung.
In Fig. <B>1</B> bezeichnen<B>1</B> und 2 die beiden Hilfs elektroden, die über die elektrisch isolierende Zwi schenlage<B>3</B> zu einem räumlich einheitlichen Körper zusammengespannt sind. An ihren Enden sind die beiden Elektroden, welche für den Verschweissungs- prozess des Anschlussleiters 4 mit der Elektrode<B>5</B> der Halbleiteranordnung, z. B. eines Flächengleich richters benützt werden, auf ein solches Mass ver- jüng wie es der einzuhaltenden Ausdehnung der erwähnten Verschweissung entspricht.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für einen sol- ,t, nach chen Aufbau der Elektrodenanordnung gezeig welchem die isolierende Zwischenlage<B>Y,</B> über welchen die beiden Schweisselektroden<B>1</B> und 2 zusammenge spannt sind, mit einer Aussparung<B>7</B> zur Aufnahme des in Fig. <B>3</B> einzeln dargestellten elektrischen Anschluss- leiters <B>8</B> versehen ist.
An seinem unteren Ende ist dieser Anschlussleiter mit einem angestauchten Teil 8a versehen, so dass er sich mit diesem bereits nach sei nem Einführen in die Aussparung<B>7</B> gegen beide Elektroden<B>1</B> und 2 legt. Die Anordnung der Teile <B>1,</B> 2 und<B>3</B> zusammen mit dem Anschlussleiter <B>8</B> wird dann unmittelbar gegen die Elektrode, also z. B. den Teil<B>5</B> nach Fig. <B>1,</B> geführt und anschliessend durch Anspannunglegen der Elektroden<B>1</B> und 2 die Verschweissung vorgenommen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 veranschau licht, wie die isolierende Zwischenlage<B>3</B> zumindest einen Teil 3a an ihrem nach den Enden der Elek troden<B>1</B> und 2 zu liegenden Ende aufweisen kann, der mit Hilfe eines Betätigungshebels<B>9</B> zwischen den Elektroden<B>1</B> und 2 hin und her aeführt werden kann, so dass auf diese Weise eine Reinigung des Zwischen raumes zwischen den Enden der Elektroden<B>1</B> und<B>2</B> durchgeführt werden kann.
Die Fig. <B>5</B> und<B>6</B> veranschaulichen in zwei ein ander entsprechenden Rissen eine weitere Schweiss vorrichtung. Die zwischen den beiden Schweisselek troden vorhandene isolierende Zwischenlage weist einen Teil<B>3b</B> auf, der relativ zu den beiden Elektro den<B>1</B> und 2 verschiebbar ist, und zwar entgegen der Wirkung einer Feder<B><U>10,</U></B> die in einer mit Isolier material ausgekleideten Wänden hergestellten Aus sparung<B>11</B> untergebracht ist. Die Halbleitervorrich tung<B>5, 6</B> ist auf einem zapfenartigen Teil 12 einer Grundplatte<B>13</B> angeordnet. An dein --reil <B>3b</B> ist in diesem Falle noch ein Ring 14 befestigt, mittels wel chem er den zapfenartigen Teil 12 umgreift.
Es ist zu erkennen, dass auf diese Weise der Teil<B>3b</B> zwi schen den beiden Schweisselektroden<B>1</B> und 2 gleich- zeitig für die weitere Funktion einer gegenseitigen vorbestimmten Zusammenführung der Halbleiter anordnung und der Schweisselektrodenanordnung sorgt, nachdem auf den Elektrodenkörper <B>5</B> der Halbleiteranordnung bereits der anzuschweissende Anschlussleiter 4 aufgelegt worden ist.
Der Ring 14 ist mit einer Aussparung 14a versehen, damit die Schweisselektrodenanordnung auch dann, wenn der Anschlussleiter 4 bereits auf die Elektrode<B>5</B> der Halbleiteranordnung aufgelegt ist, mit der Halbleiter anordnung zusammengeführt werden kann. Der Teil <B>3b</B> weist, damit er über den zapfenartigen Teil 12 greifen kann, sinngemäss die Aussparung<B>15</B> auf.
Wenn die Erfindung im vorstehenden in ihrer Anwendung für die Anschweissung eines draht- oder bandförmigen Anschlussleiters beschrieben worden ist, so ist sie jedoch auch anwendbar, wenn der unmittel bar mit dem Elektrodenkörper der Halbleiteranord nung zu verschweissende Anschlussleiter eine grössere Flächenausdehnung besitzt, über welche er mit der Elektrode des Halbleiterelementes verschweisst wer den soll, wie es z. B. im Hauptpatent beschrieben worden ist.