DE1256802B - Device for carrying out the method for producing a permanent connection between a wire-shaped or strip-shaped lead electrode with a flat contact electrode of a semiconductor component - Google Patents
Device for carrying out the method for producing a permanent connection between a wire-shaped or strip-shaped lead electrode with a flat contact electrode of a semiconductor componentInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Cl: HOll FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY Int. Cl: HELL
DeutscheKI.: 21g-11/02 DeutscheKI .: 21g-11/02
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Nummer: 1256 802Number: 1256 802
Aktenzeichen: S 59480 VIII c/21 gFile number: S 59480 VIII c / 21 g
J 256 802 Anmeldetag: 19.August 1958J 256 802 filing date: August 19, 1958
Auslegetag: 21. Dezember 1967Opened on: December 21, 1967
In dem Patent 1 034 274 ist ein Verfahren zum Vorrichtung zum Durchführen des VerfahrensIn patent 1,034,274 is a method of apparatus for performing the method
Herstellen einer festen Verbindung einer draht- oder zum Herstellen einer festen Verbindung einerEstablish a permanent connection of a wired or to establish a permanent connection of a
bandförmigen Zuleitungselektrode mit einer flächen- draht- oder bandförmigen Zuleitungselektroderibbon-shaped lead electrode with a flat wire or ribbon-shaped lead electrode
haften Kontaktelektrode an einem Halbleiterkörper mit einer flächenhaften Kontaktelektrode einesexemplary contact electrode on a semiconductor body m i t a planar contact electrode of a
eines Halbleiterbauelements, insbesondere eines 5 Halbleiterbauelements
Flächengleichrichters oder -transistors, bei dem die
Zuleitungselektrode auf einer kurzen Strecke an dieof a semiconductor component, in particular a semiconductor component
Surface rectifier or transistor, in which the
Lead electrode over a short distance to the
Kontaktelektrode gelegt wird, vorgeschlagen worden Zusatz zum Patent. 1 Q34 2?4
Das Wesen dieses Verfahrens besteht dann, daßContact electrode is placed, proposed addition to the patent . 1 Q34 2? 4
The essence of this procedure then is that
danach zwei Hilfselektroden zum Schweißen so io unmittelbar benachbart auf die Zuleitungselektrodethen two auxiliary electrodes for welding so io immediately adjacent to the lead electrode
aufgesetzt und so kurzzeitig an Spannung gelegt wer- put on and thus briefly connected to voltage
den, daß der unter und zwischen diesen Hilfselektroden befindliche Teil der Zuleitungselektrode mit der Anmelder:the fact that the part of the lead electrode located under and between these auxiliary electrodes with the applicant:
Kontaktelektrode verschweißt wird. Anschließend 15 Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München,Contact electrode is welded. Then 15 Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich,
werden diese Elektroden kurzzeitig an Spannung ge- Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50these electrodes are briefly energized. Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50
legt für die Durchführung des elektrischen Ver- laid for the implementation of the electrical
schweißungsprozesses zwischen dem ZuIeitungs- oderwelding process between the supply or
Anschlußdraht bzw. -band und der Kontaktelektrode Als Erfinder benannt:Connecting wire or band and the contact electrode As the inventor named:
an dem Halbleiterkörper. Bei dem Aufbau solcher ao Hans-Jürgen Nixdorf, Berlin-Lankwitzon the semiconductor body. When building such ao Hans-Jürgen Nixdorf, Berlin-Lankwitz
Halbleiterbauelemente hat es sich nun ergeben, daß Semiconductor components it has now been found that
die Kontaktelektrode, an der der Anschlußdraht an- 2
zuschweißen ist, gegebenenfalls nur eine relativ kleinethe contact electrode to which the connecting wire is 2
is to be welded, possibly only a relatively small one
Flächenausdehnung hat. Hiermit entsteht dann die angewendet werden. Wenn aber der Verschwei-Aufgabe, daß diese Verschweißung erstens auf einer 25 ßungsprozeß nur in einer relativ kurzen Zeitdauer relativ kleinen Fläche zwischen dem Anschlußdraht vor sich geht, so kann es auch in manchen Fällen bzw. dem Anschlußband und der Kontaktelektrode ausreichend sein, andere elektrisch isolierende Zwidurchgeführt werden muß, und zweitens, daß ein schenlagen insbesondere von gegebenenfalls geringer relativ genaues Aufsetzen der beiden Schweißelektro- Dicke zu benutzen, die nur gegen geringe Tempeden auf die Zuleitungselektrode notwendig ist. Aus 30 raturwerte widerstandsfähig sind. So hat es sich bei der geringen zur Verfügung stehenden Fläche für die Durchführung solcher Schweißvorgänge ergeben, daß Verschweißung ergibt sich weiterhin, daß die es auch ausreichend sein kann, zwischen den beiden Schweißelektroden nur eine sehr geringe Entfernung Schweißelektroden als eine elektrisch isolierende voneinander haben dürfen. Zwischenlage eine Triacetatfolie zu benutzen. Die Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß 35 Tatsache, daß nahe der Fläche, an der die Versich die hierdurch für die Durchführung eines sol- schweißung durchgeführt wird, ein zusätzlicher Körchen Schweißverfahrens erforderlichen Bedingungen per außer den Schweißelektroden vorhanden ist, dadurch sehr leicht erfüllen lassen, daß die beiden kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch Elektroden, welche für die Verschweißung auf den dazu benutzt werden, diesen Isolierkörper als einen zu verschweißenden Anschlußdraht bzw. das An- 40 Lageorientierungskörper für den Elektrodenkörper schlußband aufgesetzt werden, zu einem einheit- gegenüber dem zu verschweißenden Elektrodenlichen Körper vereinigt sind, indem die beiden körper des Halbleiterbauelements zu benutzen. BeiElektrodenkörper über eine elektrisch isolierende spielsweise könnte die elektrisch isolierende Zwi-Zwischenlage unmittelbar gegeneinandergespannt schenlage mit ein oder zwei Vorsprüngen versehen werden. Als eine geeignete, elektrisch isolierende 45 werden, die sich in entsprechende Vertiefungen des Zwischenlage kann, wenn es sich um hohe Tempe- Elektrodenkörpers einsetzen oder den Halbleiterraturen handelt, die an der Schweißstelle entstehen, körper umgreifen. Auf diese Weise läßt sich ungegebenenfalls mindestens nahe den Enden der mittelbar eine gegenseitige Orientierung aller drei Schweißelektroden ein solcher Werkstoff als Zwi- Körper, nämlich des Kontaktelektrodenkörpers des schenlage benutzt werden, der auch relativ hohe 50 Halbleiterbauelements, des zu verschweißenden AnTemperaturen verträgt. Beispielsweise kann an die- schlußdrahtes bzw. -bandes und der aufzusetzenden ser Stelle eine entsprechende Glimmerzwischenlage Schweißelektroden erreichen, wenn dieser Isolier-Area has. This then arises that are applied. But if the Verschwei task that this welding first ßungsprozeß on a 25 proceeds only in a relatively short period of time relatively small area between the lead wire in front of him, so it may be sufficient in some cases and the connecting strip and the contact electrode, other electrically insulating intermediate must be carried out, and secondly, that a brace, in particular of possibly less, relatively accurate placement of the two welding electro-thicknesses to be used, which is only necessary against low tempeden on the lead electrode. From 30 temperature values are resistant. With the small area available for carrying out such welding processes, it has been found that welding also means that it can also be sufficient to have only a very small distance between the two welding electrodes as an electrically insulating one from one another. Use a triacetate foil liner. The The present invention is based on the finding that 35 fact that close to the surface on which the insuran which is hereby sol conducted for the execution of a welding, an additional Körchen welding process required conditions is present by excluding the welding electrodes, characterized fulfill very easily blank, that the two, according to a further development of the invention, electrodes which are used for the welding on to this insulator 40 exposure body for the electrode bodies are placed circuit-band as a to be welded lead wire or the arrival, uniform, in comparison with the electrode body to be welded are combined by using the two bodies of the semiconductor component. In the case of the electrode body via an electrically insulating, for example, the electrically insulating intermediate layer, clamped directly against one another, could be provided with one or two projections. As a suitable, electrically insulating 45 , which can be placed in corresponding depressions in the intermediate layer, if high temperature electrode bodies are involved or the semiconductor bodies that arise at the weld point are involved. In this way, all three welding electrodes can be ungegebenenfalls at least near the ends of indirectly mutual orientation such a material as an intermediate body, namely of the contact electrode body of the used's location, the relatively high 50 half-conductor device, the withstand to be welded AnTemperaturen. For example, a corresponding intermediate layer of mica welding electrodes can reach the connecting wire or tape and the water point to be placed if this insulating
körper derart gestaltet ist, daß er den Draht bzw. das Band z. B. gabelförmig umgreift. Der Aufbau des Elektrodenkörpers mit der isolierenden Zwischenlage kann gegebenenfalls auch derart gestaltet werden, daß nicht eine unlösbare starre gegenseitige Verbindung zwischen den beiden Schweißelektroden und dem elektrisch isolierenden Zwischenkörper benutzt wird, sondern daß betriebsmäßig gegebenenfalls auch eine relative Verschiebung zwischen den beiden Schweißelektrodenkörpern und der sie gegeneinander elektrisch isolierenden Zwischenlage stattfinden kann. Das kann sich z. B. als zweckmäßig erweisen, um nach einem oder mehreren Schweißprozessen eine Reinigung der Elektrodenanordnung zwischen den beiden Elektroden auf einfache Weise herbeizuführen, indem kurzzeitig eine entsprechende Längsverschiebung des oder eines Teiles des dazwischenliegenden Isolierkörpers benutzt wird, um als ein reinigendes Räumwerkzeug zu dienen.body is designed so that it can remove the wire or tape z. B. encompasses a forked shape. The structure of the electrode body with the insulating intermediate layer can optionally also be designed in this way that there is no permanent rigid mutual connection between the two welding electrodes and the electrically insulating intermediate body is used, but that operationally, if necessary, a relative displacement between the two welding electrode bodies and the intermediate layer that electrically isolates them from one another can take place. This can be B. prove useful in order to clean the electrode assembly after one or more welding processes between the two electrodes in a simple manner by briefly setting a corresponding Longitudinal displacement of the or a part of the intermediate insulating body is used to To serve as a cleaning broach.
Bei diesen bisher für die Anwendung der Schweißelektrodenanordnung beschriebenen Verschweißungsverfahren wird der Anschlußdraht bzw. das Anschlußband bereits für sich auf den Kontaktelektrodenkörper des Halbleiterbauelements aufgesetzt bzw. aufgelegt, mit dem er bzw. es verschweißt werden soll und wonach dann erst die Schweißelektroden auf diesen Draht bzw. dieses Band aufgesetzt werden. Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung läßt sich jedoch eine solche Schweißelektrodenanordnung mit Vorteil auch in der Form benutzen, daß der anzuschweißende Anschlußdraht und die Schweißelektrodenanordnung bereits vorher zu einer mechanischen Einheit zusammengefaßt werden, die als solche dann auf die Kontaktelektrode des Halbleiterkörpers aufgesetzt wird, mit der der Anschlußdraht verschweißt werden soll.In these welding methods previously described for the use of the welding electrode arrangement, the connecting wire or the connecting tape is already placed on the contact electrode body of the semiconductor component or placed, with which it or it is to be welded and after which only then the welding electrodes are placed on this wire or this tape. After another training According to the invention, however, such a welding electrode arrangement can advantageously also be shaped use that the connecting wire to be welded and the welding electrode arrangement already beforehand can be combined to form a mechanical unit, which as such is then applied to the contact electrode of the semiconductor body is placed, with which the connecting wire is to be welded.
Im Rahmen dieses Lösungsgedankens kann durch den zwischen den Schweißelektroden eingesetzten Isolierkörper auch ein entsprechender Hohlraum gebildet sein, in welchen der anzuschweißende Draht bzw. das anzuschweißende Band eingeschoben werden kann, bis es sich mit einer Verdickung oder Abbiegung gegen die Enden der beiden Schweißelektroden legt. Nach dieser Vereinigung beider Teile — die Schweißelektrodenanordnung und zu verschweißender Anschlußdraht — wird dann dieses Aggregat auf den Elektrodenkörper an dem Halbleiterelement aufgesetzt und anschließend der elektrische Schweißprozeß durchgeführt, wobei während dieses Schweißprozesses sinngemäß der außerhalb des aufgesetzten Schweißwerkzeuges liegende Teil des Anschlußdrahtes zwischen die Schweißelektroden und den Elektrodenkörper des Halbleiterelements zu liegen kommt. Sobald der Schweißprozeß durchgeführt worden ist, wird dann das Schweiß- elektrodenwerkzeug derart relativ gegenüber dem mit seinem Anschluß versehenen Halbleiterkörper verstellt, daß eine gegenseitige räumliche Lösung der beiden Teile — Schweißwerkzeug und Halbleiterelement — stattfindet.Within the scope of this solution concept, the inserted between the welding electrodes can be used Insulating body, a corresponding cavity can also be formed in which the wire to be welded or the band to be welded can be pushed in until it becomes thicker or Bend against the ends of the two welding electrodes. After this union of both Parts - the welding electrode arrangement and the connecting wire to be welded - is then this Unit placed on the electrode body on the semiconductor element and then carried out the electrical welding process, with during this welding process corresponds to the part lying outside the attached welding tool of the connecting wire between the welding electrodes and the electrode body of the semiconductor element come to lie. As soon as the welding process has been carried out, the welding electrode tool in such a way relative to the semiconductor body provided with its connection adjusts that a mutual spatial solution of the two parts - welding tool and semiconductor element - takes place.
Der elektrische Schweißvorgang wird, wie bereits in dem Hauptpatent angeführt worden ist, je nach den zu erfüllenden Bedingungen innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer von etwa ein oder mehreren Perioden oder Bruchteilen einer Periode eines z. B. SOperiodischen Wechselstroms durchgeführt. Um hier eine genaue zeitmäßige Steuerung zu erreichen, kann in der Schweißvorrichtung in Verbindung mitThe electrical welding process is, as has already been stated in the main patent, depending on the conditions to be met within a very short period of about one or more periods or fractions of a period of a z. B. Periodic alternating current carried out. In order to achieve precise timing here, can be used in conjunction with the welding device
der Erfindung ein entsprechender Schweißtakter benutzt werden, wie er z. B. ähnlich mit einer Ignitronsteuerung an sich in der Schweißtechnik bekanntgeworden ist.of the invention, a corresponding welding clock can be used, as z. B. similar with an Ignitron control has become known per se in welding technology.
Einige Ausführungen von Beispielen für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die Figuren der Zeichnung.Some embodiments of examples for the application of the invention are illustrated by the figures the drawing.
In F i g. 1 bezeichnen 1 und 2 die beiden Schweißelektrodenkörper, die über die elektrisch isolierende Zwischenlage 3 zu einem räumlich einheitlichen Körper zusammengespannt sind. An ihren Enden sind die beiden Elektroden, welche für den Verschweißungsprozeß des Anschlußleiters 4 mit der Schweißelektrode 5 der Halbleiteranordnung, z. B. eines Flächengleichrichters, benutzt werden, auf ein solches Maß verjüngt, wie es der einzuhaltenden Ausdehnung der erwähnten Verschweißung entspricht. In Fig. 1 , 1 and 2 denote the two welding electrode bodies, which are clamped together via the electrically insulating intermediate layer 3 to form a spatially uniform body. At their ends are the two electrodes which are used for the welding process of the connecting conductor 4 to the welding electrode 5 of the semiconductor arrangement, for. B. a surface rectifier, are used, tapered to such a degree as it corresponds to the expansion of the welding mentioned.
In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Elektrodenaufbau gezeigt, nach welchem der Isolationskörper 3', über welchen die beiden Schweißelektroden 1 und 2 zusammengespannt sind, mit einer Aussparung 7 zur Aufnahme des in F i g. 3 einzeln dargestellten elektrischen Anschlußleiters 8 versehen ist. An seinem unteren Ende ist dieser Anschlußleiter mit einem angestauchten Teil 8 a versehen, so daß er sich mit diesem bereits nach seinem Einführen in die Aussparung 7 gegen beide Elektroden 1 und 2 legt Die Elektrodenanordnung 1 bis 3 zusammen mit dem Anschlußleiter 8 wird dann unmittelbar gegen die Elektrode, also z. B. den Teil 5 nach Fig. 1, geführt und anschließend durch eine an die Schweißelektroden 1 und 2 angelegte Spannung die Verschweißung vorgenommen. In Fig. FIG. 2 shows an exemplary embodiment for such an electrode structure, according to which the insulation body 3 ', over which the two welding electrodes 1 and 2 are clamped together, with a recess 7 for receiving the in FIG. 3 electrical connection conductor 8 shown individually is provided. At its lower end this connection conductor is provided with an upset part 8 a, so that it with this after its insertion into the recess 7 against both electrodes 1 and 2 defines the electrode assembly 1 to 3, together with the connection conductor 8 is then directly against the electrode, e.g. B. the part 5 of FIG. 1, out and then carried out by a voltage applied to the welding electrodes 1 and 2, the welding.
Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 veranschaulicht, wie die isolierende Zwischenlage 3 zumindestens einen Teil 3 α an ihrem nach den Enden der Elektroden % und 2 zu liegenden Ende aufweisen kann, der mit Hilfe eines Betätigungshebels 9 zwischen den Elektrodenl und 2 hin- und hergeführt werden kann, so daß auf diese Weise eine Reinigung des Zwischenraumes zwischen den Enden der Elektroden 1 und 2 durchgeführt werden kann. The embodiment according to FIG. 4 illustrates how the insulating intermediate layer 3 can have at least one part 3 α at its end to be located after the ends of the electrodes% and 2, which can be guided back and forth between the electrodes 1 and 2 with the aid of an actuating lever 9, so that on in this way the space between the ends of the electrodes 1 and 2 can be cleaned.
Die F i g. 5 und 6 veranschaulichen in zwei einander entsprechenden Rissen ein Ausführungsbeispiel, nach welchem der zwischen den beiden Elektroden vorhandene Isolierkörper einen Teil 3 & aufweisen kann, der wieder relativ zu den beiden Elektroden 1 und 2 verschiebbar ist, und zwar entgegen der Wirkung einer Feder 10, die in einer mit aus Isoliermaterial ausgekleideten Wänden hergestellten Aussparung 11 untergebracht ist. Die Halbleiteranordnung 5, 6 ist in diesem Fall bereits auf einem zapfenartigen Teil 12 einer Grundplatte 13 befestigt Der Isolierkörper 3 b weist in diesem Fall noch eine an ihm befestigte Ringform 14 auf, mittels welcher er den zapfenartigen Teil 12 umgreift. Es ist zu erkennen, daß auf diese Weise der Isolierkörper 3 & zwischen den beiden Schweißelektrodenkörpern 1 und 2 gleichzeitig für die weitere Funktion einer gegenseitigen vorbestimmten Zusammenführung der Halbleiteranordnung und der Schweißelektrodenanordnung sorgt, nachdem auf den Kontaktelektrodenkörper 5 der Halbleiteranordnung bereits der anzuschweißende Anschlußleiter 4 aufgelegt worden ist. Der Ringteil 14 ist mit einer Aussparung 14 a versehen, damit die Schweißelektrodenanordnung auch dann, wenn der Anschlußleiter 4 bereits aufThe F i g. 5 and 6 illustrate in two mutually corresponding cracks an embodiment according to which the insulating body present between the two electrodes can have a part 3 & which is again displaceable relative to the two electrodes 1 and 2, against the action of a spring 10, which is housed in a recess 11 made with walls lined with insulating material. The semiconductor device 5, 6 in this case is already on a peg-like part 12 of a base plate 13 fixed, the insulating member 3 b in this case has still attached thereto ring mold 14, by means of which it surrounds the pin-like part 12th It can be seen that in this way the insulating body 3 & between the two welding electrode bodies 1 and 2 simultaneously ensures the further function of a mutual predetermined merging of the semiconductor arrangement and the welding electrode arrangement after the connection conductor 4 to be welded has already been placed on the contact electrode body 5 of the semiconductor arrangement is. The ring part 14 is provided with a recess 14 a, so that the welding electrode assembly even when the connecting conductor 4 is already on
Claims (7)
Deutsche Patentschrift Nr. 10 060;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1034 274,
1012379;Considered publications:
German Patent No. 10 060;
German exploratory documents No. 1034 274,
1012379;
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DE1012379B (en) * | 1954-02-06 | 1957-07-18 | Telefunken Gmbh | Electrode holder for a crystal electrode with at least two tip electrodes |
DE1034274B (en) * | 1957-04-18 | 1958-07-17 | Siemens Ag | Method for producing a connection of a wire or tape-shaped electrical conductor with an electrode of a semiconductor element |
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1958
- 1958-08-19 DE DES59480A patent/DE1256802B/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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