DE1225767C2 - Verfahren zum montieren einer halbleiterdiode - Google Patents

Description

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wird und daß anschließend die elastische, mit einer Durchmesser des plattenförmigen Hälbleiterkör-

Glasumschmelzung versehene Zuleitung in das Glas- pers 7. Beim Einwerfen des Halbleiterkörpers in die

röhrchen eingeführt wird, bis das U-förmig gebogene Hülse wird dieser durch die inneren Wände der

Kontaktstück die noch freie Oberfläche des Halb- Hülse so geführt, daß er mit einer Oberfläche auf der

leiterkörpers unter vorgegebenem Druck berührt, 5 nach oben zeigenden Oberfläche der Trägerplatte

und dann mit dem Rand der Glasumhüllung ver- aufliegt,

schmolzen wird. , Anschließend wird die Führungshülse wieder ent-

Das Verfahren nach der Erfindung wird im fo- fernt.

genden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Schließlich wird die zweite Teilanordnung so in Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele von nach io die Öffnung des Glasröhrchens 1 eingeführt, daß der der Erfindung montierten Dioden. Kontaktteil 5 des Zuleitungsdrahtes 4 die freie Oberin F i g. 1 besteht die fertig zusammengesetzte fläche des Halbleiterkörpers 7 berührt. Die zweite Diode aus dem Glasröhrchen 1, in dessen eines Ende Teilanordnung wird mit einem genau vorbestimmten ein mit einer Glasperle 8 versehener Zuleitungs- Druck auf den auf der Trägerplatte 6 liegenden Halbdraht 2 eingeschmolzen ist. Auf dem Zuleitungs- 15 leiterkörper 7 gepreßt. Unter Aufrechterhaltung des draht 2 liegt die Trägerplatte 6 auf und auf der Trä- Druckes wird dann die Glasumschmelzung 3 mit den gerplatte der Halbleiterkörper 7. Ein zweiter Zufüh- Rändern des Glasröhrchens 1 verschmolzen, so daß rungsdraht 4, der an seinem unteren Ende einen ein dichter Abschluß entsteht. Nach dem Verschluß U-förmigen Kontaktkörper 5 aufweist, berührt die des Gehäuses stehen somit die Trägerplatte und der freie Oberfläche des Halbleiterkörpers 7 und ist mit ao Halbleiterkörper unter Druck und werden durch das dem Glasröhrchen 1 an dessen oberer Öffnung durch Kontaktstück 5 und die als Widerlager dienende Zudie Glasumschmelzung 3 verschmolzen. leitung 2 zusammengepreßt. Der Druck auf die Ein-Bei der Montage der Diodenanordnung wird von zelteile wird noch dadurch erhöht, daß die Glasumzwei vorgefertigten Teilanordnungen ausgegangen. hüllung der Diode nach dem Erkalten stärker Die erste Teilanordnung besteht aus dem Glasrohr- 35 schrumpft als die Metallteile im Inneren. Die mechachen 1 mit der an dem zugeschmolzenen Ende einge- nische Festigkeit des Druckkontaktes kann noch verführten Zuleitung 2. Die zweite Teilanordnung be- bessert werden, wenn man die Oberfläche der Trästeht aus der Zuleitung 4, um die ein Glasteil 3 ge- geplatte 6 und die aufliegende Oberfläche des federnschmolzen ist und die an ihrem einen Ende ein U-för- den Kontaktbandes 5 aufrauht. Die Oberfläche des mig gebogenes Kontaktstück 5, z. B. aus einem Me- 30 Halbleiterkörpers 7 wird zweckmäßig ebenfalls protallband einer Platinverbindung mit einem Zusatz filiert mit Rauhtiefen von 0,5 bis etwa 3 μ. Infolge von Wolfram, aufweist. dieser definierten Rauhigkeit in Verbindung mit Im Hinblick auf möglichst gute elektrische Kon- Druck und der beim Einschmelzen der Glasvertakte müssen zunächst die während der Lagerung Schlüsse auftretenden Temperatur tritt eine mechanientstandenen Oxydschichten auf dem Zuleitungs- 35 sehe Oberfiächenverkettung (Ansintern) ein. Eine draht 2 des ersten Teilstückes beseitigt werden. Man derartige Anordnung ist gegen Erschütterungen kann dazu eine mechanische Behandlung anwenden. außerordentlich unempfindlich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oxydhäute in In Fig. 2 ist eine etwas abgewandelte Diodenform einer erhitzten Wasserstoffatmosphäre reduziert wer- dargestellt. Bei dieser ist der zweite Zuleitungsdraht 2 den. Es kann dabei gleichzeitig bei geeigneter Wahl 40 mit einem Metallzylinder 9 außerhalb des Glasröhrder Glasumhüllung erreicht werden, daß sich die chens 1 verschweißt. Der Metallzylinder ist mit dem Umhüllung schwärzt. Dieser Effekt tritt besonders Glasröhrchen dicht verbunden und ragt in dessen bei Verwendung von Bleiglas auf. Es läßt sich da- Inneres. Sein Querschnitt weist einen Durchmesser durch die nachträgliche Schwärzung der Glasumhül- auf, der nur wenig kiemer ist als der Innendurchlung nach Fertigstellung der Diode einsparen. Da 45 messer des Glasröhrchens. Die übrigen Teile entspre-Halbleiteranordnungen lichtempfindlich sind, müssen chen denen in F i g. 1 und sind mit den gleichen Bediese in lichtundurchlässige Umhüllungen eingebaut zugszeichen versehen.

werden. Bei Verwendung von Glasumhüllungen Bei der Montage kann auf die Verwendung einer wurde bisher zu diesem Zweck gewöhnlich das Glas- metallischen Trägerplatte 6 wie bei F i g. 1 verzichtet gehäuse nachträglich mit einer lichtundurchlässigen 5° werden. Die Führungshülse wird auf die Oberfläche Lackschicht überzogen. des Metallzylinders 9 aufgesetzt, und der Halbleiter-Nach der Reinigung der ersten Teilanordnung körper 7 liegt nach dem Einbringen direkt auf dieser wird in diese eine metallische Trägerplatte 6 einge- Oberfläche auf. Bei einer derartigen Anordnung sind führt. Es eignet sich dafür z. B. eine Platte aus Silber. nur zwei Preßkontaktstellen gegenüber drei bei Wann man den Durchmesser der Trägerplatte etwa 55 F i g. 1 vorhanden. Sie eignet sich besonders bei Anso groß wie den Innendurchmesser des Glasrohr- Ordnungen für hohe Leistungen wegen der durch den chens 1 macht, erreicht man, daß die Trägerplatte massiven Metallzylinder bedingten guten Wärmezwangsweise durch die Führung der Wände des Glas- ableitung. Dagegen kann man nicht die Vorteile der röhrchens auf den in das Röhrchen hineinragenden Oberflächenaufrauhung hinsichtlich der Erschütte-Teil der Zuleitung 2 gelangt. 60 rungsf estigkeit ausnutzen, da der Metallzylinder be-

Nach dem Einbringen der Trägerplatte wird in die reits mit den Glasröhrchen verbunden ist.

Öffnung des Glasröhrchens 1 eine Hülse eingeführt. Während der Montage kann das Glasröhrchen 1

Die Hülse kann z. B. aus einem Metallrohr bestehen. der ersten Teilanordnung in Haltebacken eingespannt

Dieses ist so bemessen, daß es mit seiner Außenwand werden. Der Druck auf die zweite Teilanordnung in

an der Innenwand des Glasröhrchens anliegt und mit 65 Richtung der in der Zeichnung angegebenen Pfeile

seiner unteren Begrenzung auf der Trägerplatte 6 kann in einfacher Weise durch ein Gewicht ausgeübt

aufliegt. Der Innendurchmesser der Führungshülse werden,

wird so bemessen, daß er etwas größer ist als der Das Montageverfahren nach der Erfindung ermög-

licht es, glasumhüllte Halbleiterdioden kleiner Abmessungen in wirtschaftlich einfacher Weise ohne Verwendung von Lötvorgängen herzustellen. Da keine Lötprozesse stattfinden, kann auch auf die sonst übliche Ätzung nach den Lötprozessen verzichtet werden. Eine Diodenanordnung nach der Erfindung ist besonders unempfindlich gegenüber starken Temperaturänderungen, da auftretende thermische Spannungen sich wegen des Fehlens fester Lötverbindungen leichter ausgleichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Montieren einer Halbleiterdiode mit einer röhrchenförmigen Glasumhüllung, bei der ein scheibenförmiger Halbleiterkörper mit einem wesentlich geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Glasumhüllung lediglich durch Druck zwischen mit der Glasumhüllung verschmolzenen koaxialen piejktrpdenzuleituhgen gehalten wird, von denen die eine unelastisch und die andere mittels eines U-förmig gebogenen kontaktstückes elastisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die unelastische Elektrodenzwleitung mit φ? Glasumhüllung verschmolzen wird, daß nach dem Reinigen der mit der eingeschmolzenen Zuleitung versehenen Glasumhüllung eine Führungshülle in die Glasumhüllung eingeschoben und. auf den Rand des verbreiterten Endes der Zuleitung oder auf den Rand einer zwischengeschalteten Trägerplatte aufgesetzt, der Halbleiterkörper durch die Führungshülse auf die Oberfläche der Zuleitung bzw. der Trägerplatte gebracht und danach die Führungshülse wieder entfernt wird und daß anschließend die elastische, mit einer Glasumschmelzung versehene Zuleitung in das Glasröhrchen eingeführt wird, bis das U-förmig gebogene Kontaktstück die noch freie Oberfläche des Halbleiterkörpers unter vorgegebenem Druck berührt, und dann mit dem Rand der Glasumhüllung verschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasumhüllung mit der eingeschmolzenen Zuleitung in einer erhitzten Wasserstoffatmosphäre gereinigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Glasumhüllung Bleiglas verwendet wird.

4. Verfahren mach (einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der metallischen Trägerplatte dem Innendurchmesser der Glasumhüllung entsprechend bemessen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerplatte eine Silberplatte verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Trägerplatte und die des U-förmig gebogenen Kontaktstückes vor der Montage aufgerauht werden.

7. Verfahren nach einem .der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die in die Glasumhüllung eingeführte Zuleitung mittels eines Gewichtes ausgeübt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Führungshülse dem Innendurchmesser der Glasumhüllung und der Innendurchmesser der Führungshülse dem Außendurchmesser des Halbleiterkörpers entsprechend bemessen wird.

Pie Erfindung feßfrijfJ; ein Verfahren zum Montieren einer Halbleiterdiode mit einer röhrchenförmigen Glasumhüllung, bei der ein scheibenförmiger Halbleiterkörper mit einem wesentlich geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser der Glasumhüllung lediglich durch Druck zwischen mit der Glasumhüllung verschmolzenen koaxialen Elektrodenzuleitungen gehalten wird, von denen die eine unelastisch und die andere mittels eines U-förmig gebogenen Kontaktdruckes elastisch ausgebildet ist.

Glasdioderi 4er beschriebenen Art sind im Prinzip begannt. Durch die französischen Patentschriften 1083 816 und 1167 971 sowie die USA,-Patentschriften 2 832 016 und 2 869 056 sind in einem Glasröhrchen untergebrachte Punktkontaktdioden bekannt, die koaxiale Zuleitungen aufweisen, Glasdioden mit Halbleiterelementen, die flächenhafte pn-Übergänge aufweisen, sind durch die USA.-Patentschriften 2 830 238 und 2 896134 bekannt-

ao geworden. Bei allen erwähnten Glasdioden werden jedoch die Kontakte zumindest mit einer Zuleitung mittels eines Lotes hergestellt. Durch die USA.-Patentschrift2780758 und die britische Patentschrift 881833 sind Halbleiterbauelemente bekannt, bei denen der Halbleiterkörper ausschließlich durch Druck kontaktiert und gehalten wird. Es handelt sich dabei allerdings nicht um Glasdioden der in Frage stehenden Art, sondern vielmehr um Gehäuse, die aus Metall- und Isolierstoffteilen zusammengesetzt sind. Schließlich sei aoch erwähnt, daß djarph die deutsche Patentschrift .866 476 die Verwendung von Kanälen bekannt ist, mit deren Hilfe gleichförmige Gegenstände wie Tabletten, pharmazeutische Preßlinge od. dgl. in eine Reihe von Näpfen eines fortlaufend bewegten Gliedes verteilt werden.

Bei der Herstellung von Glasdioden ist es sehr schwierig, die einzelnen Teilstücke der Diodenanordnung im Inneren eines Glasröhrchens zu montieren und miteinander ζμ vjerJLö,ten. Dieses trifft insbesondere dann zu, wenn die Diode für die Verwendung hoher Frequenzen vorgesehen ist und daher der Halbleiterkörper im Hinblick auf möglichst geringe Kapazitäten sehr kleine Abmessungen aufweisen muß. Der innere Durchmesser des Glasröhrchens beträgt dann nur 1 bis 2 mm bei einer Länge von etwa 3 mm. Bei diesen Abmessungen ist es nicht mehr möglich, mit Werkzeugen im Inneren des Röhrchens zu hantieren. Man ist daher dazu übergegangen, den eigentlichen Halbleiterkörper auf eine mit einem Zuleitungsdraht im Inneren des Röhrchens verlötete Trägerplatte aufzulegen und durch den Kontaktdruck der Gegenelektrode zu halten. Dabei ist es verhältnismäßig schwierig, die einzelnen Teile in richtiger Lage in das Röhrchen einzuführen.

Die Erfindung gibt ein besonders vorteilhaftes und einfaches Verfahren zum Montieren derartiger Dioden an, bei dem kein Lötvorgang erforderlich ist. Erfindungsgemäß wird .das 4adurch erreicht, daß zuerst die unelastische Elektrodenzuleitung mit der Glasumhüllung verschmolzen wird, daß nach dem Reinigen der mit der eingeschmolzenen Zuleitung versehenen Glasumhüllung eine Führungshülse in die Glasumhüllung eingeschoben und auf den Rand des verbreiterten Endes der Zuleitung oder auf den Rand einer zwischengeschalteten Trägerplatte aufgesetzt, der Halbleiterkörper durch die Führungshülse auf die Oberfläche der Zuleitung bzw. der Trägerplatte gebracht und danach die Führungshülse wieder entfernt