DE1008088B

DE1008088B - Verfahren zur Herstellung einer Loetverbindung zwischen zwei Koerpern, insbesondere an einem Flaechengleichrichter bzw. -transistor zwischen einer Systemelektrode und einer Abnahmeelektrode bzw. einer Anschlussleitung

Info

Publication number: DE1008088B
Application number: DES46671A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Horst Irmler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-12-12
Filing date: 1955-12-12
Publication date: 1957-05-09

Description

Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen zwei Körpern, insbesondere an einem Flächengleichrichter bzw. -tramsistor zwischen einer Systemelektrode und einer Abnahmeelektrode bzw. einer Anschlußleitung Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Lötverbindungen zwischen zwei Körpern. In vielen Fällen kommt es bei der Herstellung einer solchen Lötverbindung darauf an, daß mindestens der eine der beiden Körper, zwischen denen eine Lötverbindung hergestellt werden soll, durch den Lötprozeß keine nachteilige Beeinflussung seiner Form erfährt. Diese Aufgabestellung kann entweder dann entstehen, wenn es darauf ankommt, daß mindestens der eine der beiden Körper für irgendwelche Zwecke maßhaltig bleibt, oder auch dann, wenn eine solche Formveränderung des einen Körpers nicht stattfinden darf, daß dieser gegebenenfalls z. B. an elektrischen Einrichtungen in seiner Eigenschaft als Elektrode durch seine Formveränderung zu einer nachteiligen Bildung von Kurzschlußbrücken Anlaß geben könnte. Diese letztere Erscheinung ist z. B. wichtig bei der Herstellung von elektrischen Anschlüssen an Elektroden des Systems eines Flächengleichrichter- bzw. Flächentransistoraufbaues, wo im Falle einer Auflösung des Werkstoffes einer Systemelektrode beim Lötprozeß durch deren Formveränderung eine Überbrückung des p-n-Überganges bzw. n-p-Überganges an dem Systemaufbau stattfinden könnte.
Erfindungsgemäß läßt sich solchen Mangelerscheinungen dadurch vorbeugen, daß das Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen zwei Körpern unter gleichzeitigem Schutz mindestens eines dieser Körper, dessen Werkstoff mit einem Bestandteil des Lotes eine eutektische Legierung bilden könnte, gegen eine Formbeeinflussung durch den Lötprozeß in der Weise durchgeführt wird, daß ein Lot mit solchem Gehalt an dem Werkstoff, aus dem der zu schützende Körper besteht, benutzt wird und mit einer solchen maximalen und während des Lötprozesses vorzugsweise konstanten Temperatur gelötet wird, daß das Lot während des Lötprozesses stets mit dem genannten Werkstoff gesättigt ist. Es ist zu übersehen, daß somit im Verlauf des Lötprozesses kein weiterer Werkstoff von dem Körper bzw. dem Körper der Elektrode mehr in dem Lot gelöst werden kann, da dieses bereits mit jenem Werkstoff gesättigt ist.
Um mit einer gesteigerten Sicherheit das erfindungsgemäße Lötverfahren durchzuführen, damit eventuelle unvorhergesehene Schwankungen der Temperatur keine nachteiligen Erscheinungen hervorrufen können, kann es zweckmäßig sein, dem Lot bei seinem Schmelzflüssigwerden bzw. nachdem es schmelzflüssig geworden ist, eine geringe Zusatzmenge an solchem reinen Werkstoff zu geben, für welchen in der Legierung des Lotes auf jeden Fall stets ein Sättigungszustand gewährleistet bleiben soll. Man kann also beispielsweise der Lötstelle eine kleine Pille oder pulverförmige Menge an Zusatzstoff beigeben. Obwohl, wie angeführt, der Erfindungsgegenstand für alle diejenigen Anordnungen allgemeine grundsätzliche Bedeutung hat, bei denen während der Durchführung auf jeden Fall mindestens die Form des einen der beiden miteinander zu verlötenden Körper erhalten bleiben muß, ist die Anwendung der Erfindung vorzugsweise für die Herstellung der Anschlüsse an den Systemelektroden von Flächengleichrichtern bzw. -transistoren, insbesondere solchen gedacht, die einen Halbleiter aus Germanium oder Silicium besitzen. Als Elektroden für solche Flächengleichrichter-bzw. -transistorsysteme kommen insbesondere solche aus Indium, Silber, Gold, Aluminium, Zinn oder Blei in Frage. Diese Werkstoffe können dabei gegebenenfalls noch einen Zusatz enthalten; der besonders für die Dotierung der an die Elektrode angrenzenden Zone des Halbleiters mit p- oder n-Leitfähigkeitscharakter geeignet ist. Ein solcher Zusatzstoff ist beispielsweise Antimon für die n-Dotierung und Gallium für die p-Dotierung. Bei der Durchführung des Lötprozesses an solchen Elektroden ist also erfindungsgemäß ein Lot zu benutzen, welches bereits einen entsprechenden vorbestimmten Gehalt an Indium, Silber, Gold, Aluminium, Zinn oder Blei entsprechend der Systemelektrode des Gleichrichters bzw. Transistors besitzt, der bei der benutzten Löttemperatur den Sättigungszustand für diesen Werkstoff in dem Lot an sich stets gewährleistet.
Liegt in diesem Sinne ein Gleichrichtersystem vor, bei dem die Systemelektrode aus Indium besteht, so werden erfindungsgemäß beispielsweise für das Anlöten der Anschlußleitung ein Lot aus einer Legierung mit etwa 50°/o Zinn, Rest Indium, und eine Löttemperatur von maximal etwa 120" angewendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen zwei Körpern unter gleichzeitigem Schutz mindestens eines dieser Körper, dessen Werkstoff mit einem Bestandteil des Lotes eine eutektische Legierung bilden könnte, gegen eine Formbeeinflussung, z. B. durch Inlösunggehen durch den Lötprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lot mit solchem Gehalt an dem Werkstoff, aus dem der zu schützende Körper besteht, verwendet und mit einer solchen maximalen und während des Lötprozesses vorzugsweise konstanten Temperatur gelötet wird, daß das Lot während des Lötprozesses stets mit dem genannten Werkstoff gesättigt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem flüssig werdenden oder flüssig gewordenen Lot noch eine geringe Zusatzmenge an dem zu schützenden Werkstoff beigegeben wird.
3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung einer mechanischen oder und elektrischen Verbindung zwischen einer Elektrode des Systems und einer Abnahmeelektrode bzw. einer Anschlußleitung an Flächengleichrichtern bzw. -transistoren.
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 3 zum Verlöten von Flächengleichrichtern bzw. -transistoren, deren Halbleiter aus Germanium oder Silicium besteht.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode des Flächengleichrichters bzw. -transistors, die aus Indium, Silber, Gold, Aluminium, Zinn oder Blei, gegebenenfalls mit einem weiteren Zusatz eines Stoffes, wie z. B. Antimon bzw. Gallium, für die Dotierung des an die Elektrode des Systems angrenzenden Halbleiterbereiches besteht, und als Lot ein solches verwendet wird, das mit diesem Stoff angereichert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das Anlöten eines Anschlusses an eine Indiumelektrode des Systems ein Lot aus einer Legierung mit etwa 50°/o Zinn, Rest Indium, und eine maximale Löttemperatur von etwa 120° angewendet werden.