DE1271837B - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer HalbleiteranordnungInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem in Kunststoff eingebetteten Halbleitersystem.
- Bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen, wie Transistoren oder Dioden, ist es bekanntlich üb- lich, das Halbleitersystem auf einen Sockel zu montieren und nach dieser Montage eine Kappe aus Metall, Glas oder auch Kunststoff möglichst feuchtigkeitsdicht auf den Gehäusesockel aufzubringen. In neuerer Zeit gewinnt jedoch die sogenannte Gießharztechnik wieder an Bedeutung, und zwar im Zusammenhang mit der Planartechnik. Auch bei dieser Technik wird das Halbleitersystem normalerweise auf einen Sockel montiert, bevor es in Gießharz oder in eine Mischung von Gießharz mit pulverförmigen Substanzen eingegossen wird.
- Es ist auch bereits bekannt, die an dem Halbleitersystem anzubringenden Zuleitungsdrähte zunächst mit Hilfe einer Schablone in ihrer gegenseitigen Lage zu fixieren, anschließend die Halbleitersystemteile an den dafür vorgesehenen Enden der Zuleitungsdrähte zu befestigen und schließlich das Halbleitersystem mit den angeschlossenen Enden der Zuleitungsdrähte in Kunststoff einzubetten. Da die fertige Halbleiteranordnung aus der Schablone herausziehbar sein muß, besteht bei diesem Verfahren der Nachteil, daß bezüglich der Abstände der Zuleitungsdrähte Exemplar-Streuungen zu erwarten sind.
- Zur Vermeidung dieser Nachteile werden gemäß der Erfindung die Zuleitungsdrähte mit der als Sockel oder sockelähnlichen Einrichtung wirkenden Schablone, z. B. durch einen Lötprozeß, derart verbunden, daß sie mit dieser eine mechanische Einheit bilden; ferner wird nach Einbettung des Halbleiter-Systems in Kunststoff die Schablone durch einen Schmelz- oder chemischen Lösungsprozeß oder durch mechanische Einwirkung entfernt.
- Der zwischenzeitliche Sockel kann aus einem vorgeformten Teil bestimmter Konfiguration mit Bohrungen zur Aufnahme der Elektrodenzuleitungen bestehen oder er kann auch dadurch hergestellt werden, daß die Drähte in dem zum Aufbau des Halbleiter-Systems erforderlichen Abstand gehaltert und in dieser Lage durch einen Stoff miteinander verbunden werden, der nach dem Einbetten des Halbleitersystems wieder leicht zu entfernen ist. Auch in diesem Fall kann dem Sockel durch entsprechende Foringebung noch die gewünschte Geometrie verliehen werden.
- Ein Sockel mit einer ganz bestimmten geometrischen Form, welche sowohl durch Verwendung eines vorgefonnten Teiles als auch durch Formgebung während oder nach der Verbindung des Sockelmaterials mit den Zuleitungsdrähten zu erreichen ist, kann vor allem beim Einbetten bzw. Eingießen des Halbleitersystems in einen Kunststoff von Vorteil sein, und zwar dann, wenn der Sockel durch entsprechende Bemessung gerade in die Vertiefung der Gießform, die zum Einbetten des Halbleitersystems vorgesehen ist, paßt. In diesem Fall dient nämlich der Sockel gleichzeitig zur Zentrierung beim Einbetten, so daß eine besondere Einbettzentriervorrichtung nicht mehr erforderlich ist.
- Ein vorgeformter Sockel kann beispielsweise aus einer Sockelscheibe mit Bohrungen zur Aufnahme der Elektrodenzuleitungen bestehen. Die Elektrodenzuleitungen werden bei Verwendung eines solchen Sockels durch die Bohrungen der Sockelscheibe gesteckt und mit dieser verlötet. Es besteht natürlich auch umgekehrt die Möglichkeit, die Sockelscheibe mit ihren Bohrungen über die Elektrodenzuleitungen zu schieben. Das Halbleitersystem selbst wird vor dem Einbetten in einen Kunststoff mit den Elektrodenzuleitungen elektrisch leitend verbunden.
- Wird kein bereits vorgeformter Sockel verwendet, so werden die Elektrodenzuleitungen vorzugsweise in einer Abstandslehre in dem zur Kontaktierung erforderlichen Abstand gehaltert und unter Beibehaltung dieses Abstandes durch einen nach dem Einbetten des Halbleitersystems wieder leicht entfernbaren Stoff miteinander verbunden. Das Sockelmaterial besteht sowohl bei Verwendung eines vorgeformten Sockels als auch bei der Sockelherstellung durch Verbinden der Zuleitungsdrähte vorzugsweise aus einem leicht schmelzenden Metall, welches nach dem Aufbau und Einbetten des Systems leicht wieder weggeschmolzen werden kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen Sockel zu verwenden, der beim Lösen von der Kunststoffinasse nach dem Einbetten nicht zerstört wird und deshalb zum Aufbau und Einbetten weiterer Systeme benutzt werden kann. Der Sockel erfüllt in diesem Fall die Funktion einer Aufbau- und Einbettungslehre, die sich nicht nur zur Einbettung von nur einem System, sondern von vielen Systemen eignet.
- Neben leicht schmelzenden Metallen oder Metallen, die beim Loslösen der Zuleitungsdrähte von den Bohrungswänden des Sockels nicht schmelzen, können zur Herstellunc, des Sockels auch andere geeignete Werkstoffe wie z. B. natürlichem oder synthetische Harze oder auch Klebemittel, Metall- oder Metalloxydpulver als Presslinge in Verbindung mit geeigneten Klebem verwendet werden, die sich später entweder durch Schmelzen, Lösen oder mechanische Einwirkung wieder entfernen lassen.
- Bei Verwendung einer vorgefertigten Sockelscheibe kann das Verlöten der Elektrodenzuleitungen mit der Sockelscheibe einfach dadurch erfolgen, daß die kürzeren Drahtenden der in der Sockelscheibe befindlichen Elektrodenzuleitungen so lange und derart erhitzt werden, daß Material der Sockelscheibe in die Scheibenbohrungen fließt und eine feste Verbindung zwischen den Elektrodenzuleitungen und der Sockelscheibe herbeiführt. Dies setzt allerdings voraus, daß die Sockelscheibe aus einem leicht schmelzbaren Material wie Zinn, Blei oder Legierungen dieser Stoffe besteht.
- Das leicht schmelzbare Metall kann nach dem Einbetten des Halbleitersystems beispielsweise durch Eintauchen der Zuleitungsdrähte in ein Weichlotbad oder in eine entsprechend hoch erhitzbare Flüssigkeit entfernt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das schmelzbare Sockelmetall durch Ausblasen mit erwärmten Gasen wie Luft, Stickstoff oder Wasserstoff zu entfernen. Besteht das Sockelmaterial aus Zinn, so können die Zuleitungsdrähte beim Abschmelzen des Sockelmaterials gleichzeitig verzinnt werden, wenn die Zuleitungsdrähte vorher mit einem geeigneten Flußmittel wie z. B. Kolophonium oder einer Zinkchloridlösung überzogen worden sind.
- Es empfiehlt sich, das Halbleitersystem in Gießharz einzugießen. Diese Gießharzeinbettung sowie auch die sonstigen Kunststoffeinbettungen dienen im allgemeinen gleichzeitig als Halbleitergehäuse, so daß ein besonderes Gehäuse entfällt.
- Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
- Bei der Herstelluno, des für den Aufbau des Halbleitersystems erforderlichen Sockels kann man nach F i g. 1 eine Lehre 1 zur Hilfe nehmen, deren Bohrungen 2 den gegenseitigen Abstand der Zuleitungsdrähte gewährleisten. In F i g. 2 sind die Zuleitungsdrähte 3 bereits in die Bohrungen der Lehre 1 eingeführt. Zur Herstellung des Sockels ist in F i g. 2 mit Hilfe eines Lötdrahtes bei entsprechenden Temperaturen eine Brücke 4 aus Lötzinn zwischen den Zuleitungsdrähten hergestellt. Durch eine besondere Formgebung vor dem Erstarren kann man dem Sokkel 4 noch die gewünschte Form verleihen.
- Eine andere Möglichkeit besteht darin, gemäß F i g. 3 eine mit Bohrungen zur Aufnahme der Zuleitungsdrähte versehene Sockelscheibe 5 zu verwenden und die Zuleitungsdrähte 3 nach F i g. 4 durch die Bohrungen dieser Sockelscheibe zu stecken. Die Verbindung zwischen den Zuleitungsdrähten und der Sockelscheibe kann für den Fall, daß die Sockelscheibe aus Zinn besteht, einfach dadurch hergestellt werden, daß die in F i g. 4 nach oben weisenden Drahtspitzen z. B. mit Hilfe von Flammen erhitzt werden, da bei entsprechender Erwärmuno, etwas Zinn vom Material der Sockelscheibe in den Spalt zwischen Bohrungswand und Zuleitungsdraht fließt und beim Erstarren die Drähte mit der Sockelscheibe verlötet. Um eine gute Lötverbindung zu erzielen, wird vor Beginn des Lötprozesses eine kleine Menge eines Flußmittels, vorzugsweise Kolophonium, auf die Mitte der Sockelscheibe aufgebracht. Beträgt die Dicke der Drähte beispielsweise 0,45 nun, so sollen die Bohrungen zur Aufnahme der Drähte einen Durchmesser von ungefähr 0,5 bis 0,55 mm haben. Auch bei dieser Art der Sockelherstellung kann man sich der Lehre der F i g. 1 bedienen.
- Der Transistorfuß der F i g. 3 und 4 dient gemäß der Erfindung sowohl zum Aufbau als auch zum Einbetten des Systems. Ein aufgebauter Transistor ist beispielsweise in F i g. 5 dargestellt. Dieser besteht aus dem Halbleiterkörper 6, auf dessen einer Oberflächenseite die Kollektorpille 7 haftet. Die auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite befindliche Emitterelektrode ist dagegen nicht sichtbar. Zur mechanischen Befestigung des Halbleitersystems dient das Basisblech 8, auf welches der Halbleiterkörper 6 aufgelötet ist. Das Basisblech selbst ist mit dem mittleren der Zuleitungsdrähte 3 verschweißt, während die übrigen Zuleitungsdrähte mit Hilfe der Zuleitungen 9 mit der Emitter- bzw. Kollektorpille verlötet sind.
- In F i g. 6 ist die Anordnung der F i g. 5 bereits in Gießharz eingegossen. Nach Aushärten des Gießlings wird der Transistor mit den Drahtenden bis nahe an den Gießharzkörper 10 kurzzeitig in ein Lötzinnbad getaucht, wobei die Metallmasse des Sockels zum Schmelzen aebracht und somit vom Gießharzkörper entfernt wird. Den Gießharzkörper ohne Sockel nach dem Schmelzprozeß zeigt die F i g. 7. Werden die Zuleitungsdrähte vor dem Abschmelzen des Sockels in ein geeignetes Flußmittel getaucht, so erreicht man mit dem Abschmelzprozeß gleichzeitig eine Feuerverzinnung der Zuleitungsdrähte, wenn der Interimssokkel aus Zinn besteht.
- Zum Abschmelzen des Lötzinnkörpers kann aber auch eine entsprechend hoch erhitzbare Flüssigkeit wie z. B. Glyzerin verwendet werden. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Metallkörper mit erhitzter Preßluft abzublasen.
- Die F i g. 8 soll schließlich noch erläutern, welchen Vorteil ein vorgefertigter oder beim Verbinden mit den Zuleitungsdrähten entsprechend geformter Sockel beim Eingießen des Halbleitersystenis haben kann. Die F i g. 8 zeigt eine Gießform 11, die in der Mitte eine Bohrung 12 zum Eingießen des Halbleitersystems aufweist. Das Halbleitersystem wird zum Eingießen so in die Bohrung eingebracht, daß die Zuleitungsdrähte 3 nach oben weisen. Die Halterung des Systems beim Eingießen erfolgt mit Hilfe der Sockelscheibe 5, die durch entsprechende Formgebung genau in die Bohrung 12 paßt. Die Gießforrn 11 besteht aus elastischem Material wie z. B. Silicongummi, wodurch das Einführen der Sockelscheibe so- wie das Herausnehmen des fertigen Gießkörpers nach dem Einbetten erleichtert werden.
Claims (2)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem in Kunststoff eingebetteten Halbleitersystem, bei dem die an dem Halbleitersystem anzubringenden Zuleitungsdrähte zunächst mit Hilfe einer Schablone in ihrer gegenseitigen Lage fixiert werden, anschließend das Halbleitersystem an den dafür vorgesehenen Enden der Zuleitungsdrähte befestigt wird und schließlich das Halbleitersystem mit den angeschlossenen Enden der Zuleitungsdrähte in Kunststoff eingebettet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsdrähte mit der als Sockel oder sockelähnlichen Einrichtung wirkenden Schablone, z. B. durch einen Lötprozeß, derart verbunden werden, daß sie mit dieser eine mechanische Einheit bilden und daß nach der Einbettung des Halbleitersystems in Kunststoff die Schablone durch einen Schmelz- oder chemischen Lösungsprozeß oder durch mechanische Einwirkung entfernt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel oder die sockelähnliche Einrichtung aus einem leicht schmelzenden Metall, z. B. Zinn oder Blei, aus natürlichen oder synthetischen Harzen oder aus einem Klebstoff oder aus einer Mischung eines Klebstoffes mit metallischen oder nichtmetallischen pulverförmigen Stoffen besteht. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Sockels oder einer sockelähnlichen Einrichtung aus leicht schmelzbarem Metall seine Entfernung nach dem Einbetten des Halbleitersystems in einen Kunststoff durch Eintauchen der Zuleitungsdrähte in ein Weichlothad oder in eine entsprechend hoch erhitzbare Flüssigkeit erfolgt. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Sockels oder einer sockelähnlichen Einrichtung aus leicht schmelzbarem Metall seine Entfernung nach dem Einbetten des Halbleitersystems in einen Kunststoff durch Ausblasen mit erwärmten Gasen, z. B. Luft, Stickstoff oder Wasserstoff, erfolgt. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsdrähte für das Halbleitersystem durch Bohrungen einer Sockelscheibe gesteckt und mit dieser verlötet werden und daß das Halbleitersystein vor dem Einbetten in Kunststoff mit den Elektrodenzuleitungen elektrisch leitend verbunden wird. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelscheibe derart bemessen wird, daß sie gerade in die zum Eingießen in der Gießform vorgesehene Bohrung paßt und dadurch eine Zentrierung des Halbleitersystems gewährleistet. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Sockelscheibe ein geeignetes Flußmittel wie Kolophonium aufgebracht wird, daß die kürzeren Drahtenden der in den Bohrungen der Sockelscheibe befindlichen Elektrodenzuleitungen so lange und derart erhitzt werden, daß ohne Veränderung der äußeren Form Material der aus leicht schmelzenden Metall bestehenden Sockelscheibe in die Scheibenbohrungen fließt und eine feste Verbindung zwischen den Elektrodenzuleitungen und der Sockelscheibe herbeiführt. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelscheibe aus einem Material besteht, welches beim Abschmelzen der Zuleitungsdrähte von den Bohrungswänden der Sockelscheibe nicht schmilzt. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Harze, Klebstoffe oder deren Mischungen mit metallischen oder nichtmetallischen Stoffen nach dem Einbetten des Halbleitersystems in einen Kunststoff durch Auflösen in einem den Kunststoff nicht angreifenden Lösungsmittel oder durch mechanische Einwirkung entfernt werden. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Harze, Klebestoffe oder deren Mischungen mit metallischen oder nichtmetallischen Stoffen durch Pressen oder Gießen in die gewünschte Sockelform gebracht und durch einen Wärmeprozeß erhärtet werden. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitersystem in Gießharz oder Gießharz mit Füllstoffen eingegossen wird. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffeinbettung gleichzeitig als Halbleitergehäuse dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1059 571; österreichische Patentschrift Nr. 219 660.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1059571B (de) * | 1957-08-13 | 1959-06-18 | Siemens Ag | Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauweise und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| AT219660B (de) * | 1959-08-14 | 1962-02-12 | Philips Nv | Halter zur gerichteten und gespannten Halterung von zwei oder mehr mindestens auf einer Seite aus einem Gegenstand hervorragenden Drähten, z. B. Stromführungsdrähten eines Transistors |
-
1963
- 1963-10-22 DE DEP1271A patent/DE1271837B/de active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1059571B (de) * | 1957-08-13 | 1959-06-18 | Siemens Ag | Trockengleichrichteranordnung kleiner Bauweise und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| AT219660B (de) * | 1959-08-14 | 1962-02-12 | Philips Nv | Halter zur gerichteten und gespannten Halterung von zwei oder mehr mindestens auf einer Seite aus einem Gegenstand hervorragenden Drähten, z. B. Stromführungsdrähten eines Transistors |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4209184C1 (de) * | 1992-03-21 | 1993-05-19 | Orga Kartensysteme Gmbh, 6072 Dreieich, De |
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