DE1180851B - Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, z. B. eines Transistors oder einer Diode - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, z. B. eines Transistors oder einer Diode

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DE1180851B
DE1180851B DEN21139A DEN0021139A DE1180851B DE 1180851 B DE1180851 B DE 1180851B DE N21139 A DEN21139 A DE N21139A DE N0021139 A DEN0021139 A DE N0021139A DE 1180851 B DE1180851 B DE 1180851B
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DE
Germany
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power supply
contact electrode
supply conductor
core
tin
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DEN21139A
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English (en)
Inventor
Alphonsius Franciscus Berndsen
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: HOIl
Deutsche KL: 21g-11/02
Nummer: 1180 851
Aktenzeichen: N 21139 VIII c / 21;
Anmeldetag: 30. Januar 1962
Auslegetag: 5. November 1964
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, ζ. B. eines Transistors oder einer Kristalldiode, bei dem eine auf einem Halbleiterkörper befindliche Kontaktelektrode mit einem aus einem Kern und einer Hülle bestehenden Stromzuführungsleiter verbunden wird.
Es ist bekannt, einen solchen Leiter, z.B. einen Draht, durch Löten an einer Kontaktelektrode zu befestigen; auch ist es bereits bekannt, die Befestigung durch Schweißen herzustellen.
Unter Schweißen ist hierbei ein Verfahren zu verstehen, bei dem durch zwei zu verbindende Teile ein elektrischer Strom so großer Stärke wahrend so langer Zeit hindurchgeschickt wird, daß sich die beiden Teile an der Berührungsstelle verschmelzen. Meist wird der Strom aus einer Kondensatorentladung geliefert; diese Art nennt man Impulsschweißen.
Für eine gute Lötverbindung ist es erwünscht, daß die Drahtoberfläche vom Lötmittel gut benetzbar ist. Deshalb wird meist der Draht mit einer Zinnschicht überzogen. Mit einer solchen Schicht ist jedoch der Nachteil verknüpft, daß der Draht die Neigung hat, am Werkzeug zu haften, mit dem er während des Lötvorganges festgehalten wird. Dieser Nachteil macht sich um so stärker bemerkbar, je dünner der Draht ist, z. B. dünner als 200 μ. Solche dünnen Drähte bereiten auch beim Schweißen Schwierigkeiten, und zwar ist die gebildete Schweißverbindung nicht stark genug und löst sich häufig bei der weiteren Montage der Halbleitervorrichtung.
Die Erfindung, die unter anderem bezweckt, diese Nachteile zu beheben, beruht auf der Erkenntnis, daß das störende Haften nicht auftritt, wenn die Verbindung durch Schweißen hergestellt wird, daß aber andererseits sich beim Löten eine festere Verbindung als beim Schweißen ergibt.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, ζ. Β. eines Transistors oder einer Kristalldiode, bei dem eine auf einem Halbleiterkörper befindliche Kontaktelektrode mit einem aus einem Kern und einer Hülle bestehenden Stromzuführungsleiter verbunden wird, werden die beschriebenen Nachteile gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß ein Stromzuführungsleiter, dessen Hülle einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Kern hat, mit einer Zange auf der Kontaktelektrode, deren Schmelzpunkt höher als derjenige der Hülle ist, angeordnet und mit ihm verschweißt wird und daß darauf der Stromzuführungsleiter losgelassen und wenigstens der an die Kontaktelektrode angrenzende Teil des Stromzuführungsleiters auf eine Temperatur erhitzt wird, die niedriger als die Schmelztemperatu-Verfahren zum Herstellen einer
Halbleiteranordnung, ζ. Β. eines Transistors
oder einer Diode
Anmelder:
N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven
(Niederlande)
Vertreter:
Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Als Erfinder benannt:
Alphonsius Franciscus Johannes Berndsen,
Nljmegen (Niederlande)
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 3. Februar 1961 (260810) -
ren des Kernes und der Kontaktelektrode, jedoch höher als diejenige der Hülle ist, derart, daß wenigstens ein Teil des Materials der Hülle eine Lötverbindung zwischen dem Kern und-'der Kontaktelektrode bildet.
Es kann ein Stromzuführungsteitjer verwendet werden, dessen Umhüllung z. B. aus Zinn oder aus einer Legierung auf der Basis "von Zinn, ζ. Β. einer Legierung von 40 Gewichtsprozent Zinn und 60 Gewichtsprozent Blei, besteht. Der Kern kann z. B. aus Nickel und/oder Kupfer und der Kontakt ganz oder im wesentlichen aus Blei, Wismut oder Zinn bestehen. Das Material der Kontaktelektrode kann auf die übliche Weise Dotierungselemente enthalten, deren Wahl mit der Natur des Halbleiterkörpers zusammenhängt. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können im Rahmen der Erfindung die Form des Leiters und die Zusammensetzung der Kontaktelektrode, des Kernes und der Umhüllung geändert werden.
Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, daß es bekannt ist, eine Legierungselektrode mit einem pn-übergang auf einem Halbleiterkörper aufzuschmelzen, indem um einen Draht, der bei der fertigen Halbleiteranordnung als Zuleitungsdraht zur Legierungselektrode dienen soll und dessen Schmelzpunkt über der Legierungstemperatur liegt, das Legierungsmaterial geformt wird, bevor es auf den HaIb-
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leiterkörper aufgebracht und auflegiert wird. Dieses Verfahren betrifft also das Auflegieren einer Legierungselektrode und nicht die Befestigung eines Zuleitungsdrahtes auf einer bereits auf einen Halbleiterkörper aufgeschmolzenen Elektrode. Ein Hinweis auf die Erfindung ist durch dieses bekannte Verfahren nicht gegeben.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das durch eine Zeichnung verdeutlicht ist.
Die F i g. 1 bis 3 zeigen die verschiedenen, schematisch in Seitenansicht dargestellten Stufen des Verfahrens, bei dem zwei Kontaktelektroden eines Transistors mit Zuführungsdrähten versehen werden.
Der Transistor besteht aus einem Halbleiterkörper 1, dessen Zusammensetzung für die Erfindung nicht maßgeblich ist und der mittels einer Lotschicht 2 auf einem Metallträger 3 befestigt ist. Auf dem Körper befinden sich zwei Kontaktelektroden 4, die z. B. aus Blei bestehen, dem Dotierungselemente zugesetzt sein können, um die elektrischen Eigenschaften zu beeinflussen. Diese Kontaktelektroden können auf übliche Weise auf den Körper 1 aufgeschmolzen sein; sie haben z. B. einen Durchmesser von 150 μ. An diese Kontaktelektrode 4 werden zwei Drähte 5 angeschweißt. Die Drähte haben einen Durchmesser von 100 μ; sie bestehen aus einem verkupferten Nickelkern mit einem Durchmesser von 80 μ, auf dem eine aus einer eutektischen Blei-Zinn-Legierung bestehende 10 μ dicke Umhüllung angebracht ist. Jeder Draht wird von einer schematisch dargestellten Zange 6 festgehalten. Jede Zange ist mit einer Klemme je einer Speisevorrichtung verbunden, von denen nur eine dargestellt ist und die je aus einem Kondensator 7 bestehen, der über einen Widerstand 8 von einer Batterie 9 aufgeladen wird, während der Träger 3 mit den anderen Klemmen verbunden ist. Die Spannung der Batterie beträgt z. B. 80 Volt, die Kapazität des Kondensators 10 000 pF, der Widerstand 8 kann 1 MOhm sein.
Wenn ein Draht 5 in Berührung mit einer Kontaktelektrode 4 gebracht wird, entlädt sich der Kondensator, so daß zwischen dem Draht und der Kontaktelektrode eine Schweißverbindung hergestellt wird. Diese Schweißverbindung ist jedoch zur Verwendung für die weitere Montage des Transistors zu schwach, aber stark genug, um die Drähte selber zu tragen (s. Fig. 2). Nachdem die Zangen entfernt sind, wird ein erhitztes reduzierendes Gas, z. B. Wasserstoff, aus einer Düse 10 gegen die Drähte 5 geblasen. Das Gas hat z. B. eine Temperatur von 275° C. Die Blei-Zinn-Legierungsschichten schmelzen jetzt teilweise und fließen über die Kontaktelektrode 4, so daß sie Lötverbindungen 11 bilden,· welche die ursprünglichen Schweißverbindungen umgeben und verstärken.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, z. B. eines Transistors oder einer Kristalldiode, bei dem eine auf einem Halbleiterkörper befindliche Kontaktelektrode mit einem aus einem Kern und einer Hülle bestehenden Stromzuführungsleiter verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromzuführungsleiter, dessen Hülle einen niedrigeren Schmelzpunkt als der Kern hat, mit einer Zange auf der Kontaktelektrode, deren Schmelzpunkt höher als derjenige der Hülle ist, angeordnet und mit ihm verschweißt wird und daß darauf der Stromzuführungsleiter losgelassen und wenigstens der an die Kontaktelektrode angrenzende Teil des Stromzuführungsleiters auf eine Temperatur erhitzt wird, die niedriger als die Schmelztemperaturen des Kernes und der Kontaktelektrode, jedoch höher als diejenige der Hülle ist, derart, daß wenigstens ein Teil des Materials der Hülle eine Lötverbindung zwischen dem Kern und der Kontaktelektrode bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromzuführungsleiter verwendet wird, dessen Kern aus Nickel und/oder Kupfer besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromzuführungsleiter verwendet wird, dessen Hülle aus Zinn oder einer Legierung auf der Basis von Zinn besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontaktelektrode aus Blei, Zinn oder Wismut oder aus Legierungen auf der Basis dieser Elemente mit dem Stromzuführungsleiter verbunden wird.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1034 274, 042131, 1063 277.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 710/301 10.64 ® Bunde«druckerei Berlin
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