DE1439701C

DE1439701C - Trimming of power transistors

Info

Publication number: DE1439701C
Application number: DE19641439701
Authority: DE
Inventors: Gottlieb 7100 Heilbronn Müller
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1964-07-18
Filing date: 1964-07-18
Publication date: 1973-04-05

Description

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen ist es schwierig, am fertigen Bauelement die Kontakteleklroden zu beschneiden, was oft aus Montagegründen unumgänglich ist. Die.dafür bekannten Vorrichtungen haben meist den offensichtlichen Nachteil, daß die auftretenden Scherkräfte sich im Bauelement auf die spröde Unterlage der Elektrode übertragen und daß diese dann Materialsprünge verursachen, wodurch das Bauelement nicht mehr funktionsfähig ist.In the manufacture of semiconductor components, it is difficult to place the contact electrodes on the finished component to cut, which is often unavoidable for assembly reasons. The devices known for this usually have the obvious disadvantage that the shear forces that occur are in the component transferred the brittle base of the electrode and that this then cause material cracks, whereby the component is no longer functional.

Besonders dringlich ist eine befriedigende Lösung dieser Aufgabe beim Bau von Leistungstransistoren. In dem Fall wird die Kollektorpille so beschnitten, daß die wärmeerzeugende Kollektorsperrschicht zur besseren Wärmeableitung möglichst dicht auf die Grundplatte aufgelötet werden kann. Das Abheben des Pillenmaterials gelingt gut mit einem Fräser oder mit einer Einrichtung, in der das rotierende Element an eine warme Schneide herangeführt wird. In einer einfacheren Vorrichtung wird die Legierungspille durch ein schräg verlaufendes Messer abgeschnitten.A satisfactory solution to this problem is particularly urgent in the construction of power transistors. In that case, the collector pill is cut so that the heat-generating collector barrier layer to better heat dissipation can be soldered as close as possible to the base plate. Taking off of the pill material works well with a milling cutter or with a device in which the rotating element is brought to a warm cutting edge. In a simpler device, the alloy pill cut off by an inclined knife.

In einer älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung wurde bereits vorgeschlagen, das Zuschneiden der Legierungspille durch einander gegenüberliegende, mit Anphasungen versehenen Schermessern durchzuführen.In an older, unpublished patent application it has already been proposed to cut the alloy pill by means of opposing, to perform cutting blades provided with chamfers.

Zur Verbesserung der älteren Vorrichtung besteht die Erfindung bei der vorliegenden Vorrichtung darin, daß eine Aufnahme für das Halbleiterbauelement vorgesehen ist, die in frei wählbarem Abstand parallel zur Führungsebene der Schneidwerkzeuge beweg-Hch ist.To improve the older device, the invention in the present device consists in that a receptacle for the semiconductor component is provided, which parallel at a freely selectable distance to the management level of the cutting tools is moving-Hch.

Die Verwendung zweier frontal gegeneinander geführten Schneidewerkzeuge bringt ohne eine frei bewegliche Aufnahme für das Halbleiterbauelement eine Verbesserung der bisher bekannten Zuschneideverfahren. Die Krisfallunterlage der Legierungspille wird dabei weniger von Scherkräften belastet. Das Messerpaar läßt sich jedoch nicht so gleichartig ausbilden, wie es notwendig wäre. Jede Schneidenober- ■ fläche weist eine andere Rauhigkeit auf, wodurch je- 4« des Messer auch eine andere Gegenkraft im Legierungsmaterial findet. Zudem kann auch nicht erwartet werden, daß die Keilwinkel der beiden Schneiden völlig übereinstimmen, womit in gewisser Weise auch noch die in diesem Zusammenhang sehr wichtige Güte der Schneidekanten zusammenhängt. Wegen der ungleichmäßigen Rekristallisation mit seinen Kristalleinschlüssen und Lunkern und wegen der sich stets bildenden Oxydhaut auf der Legierungspille kann in den seltensten Fällen mit einem homogenen Schneidgut gerechnet werden. Selbst bei Vorlage eines solchen homogenen Schneidgutes wird schon allein wegen der wenigen erwähnten Unvollkommenheiten der Messer das Schneidgut von den beiden gegeneinander geführten Messern in irgendeine Richtung gedrückt werden. Das bedeutet, daß, wie auch bei den bisher bekannten Beschneidungsvorrichtungen, die spröden, fest auf einen Trägerkörper verankerten Unterlagen der Kontaktelektroden einen zwar geringeren Druck auffangen müssen, aber trotz der verbesserten Schneidevorrichtung immer mehr oder minder starke Zerstörungen durch Brüche oder Risse aufweisen. -The use of two cutting tools that are guided frontally against each other brings about a freely movable one Recording for the semiconductor component an improvement of the previously known cutting process. The emergency backing of the alloy pill is less stressed by shear forces. The However, the pair of knives cannot be designed as similarly as it would be necessary. Each cutting edge ■ The surface has a different roughness, which means that each knife has a different counterforce in the alloy material finds. In addition, it cannot be expected that the wedge angles of the two cutting edges completely agree, with which in a certain way also the very important one in this context Quality of the cutting edges. Because of the uneven recrystallization with its crystal inclusions and cavities and because of the oxide film that is constantly forming on the alloy pill, in In the rarest cases, a homogeneous product to be cut can be expected. Even if one is presented homogeneous material to be sliced is due to the few imperfections mentioned Knife pushed the material to be cut in any direction by the two knives, which are guided against one another will. This means that, as with the previously known trimming devices, the brittle, The contact electrode pads, which are firmly anchored on a carrier body, have a lower pressure have to catch, but despite the improved cutting device always more or less strong Show damage due to breaks or cracks. -

Um auch diesem Übelstand abzuhelfen, wird erfindungsgemäß die an sich vorteilhafte Schneidevorrichtung mit zwei gegeneinander geführten Schneidewerkzeugen mit einer Aufnahme für das Halbleiterbauelement verbunden, die in frei wählbarem Abstand zur Führungsebene der Schneidewerkzeuge beweglich ist. Die Kontaktelektrode, die nun von beiden Seiten .yon Messern mit einer, bestimmten Kraft angegriffen wird^ kann nun.in der Auflageebene in die Richtung fies geringsten Widerstandes ausweichen, damit ist die Unterlage nun von allen Scherkräften befreit. Die Schneidkeile des Messerpaares werden vorteilhafterweise so ausgebildet, daß die untere Schneideebene parallel zur Oberfläche des Bauelementes liegt und die obere Schneideebene keilförmig dazu angewinkelt ist. Diese obere Schneideebene muß beim Beschneidungsvorgang eine Verformungsarbeit leisten, die dabei auftretenden Gegenkräfte sind nur oberhalb des Messerpaares wirksam, d. h. im Beschneideabfallstück, das abgehoben wird.In order to remedy this inconvenience, the cutting device, which is advantageous per se, is used according to the invention with two cutting tools guided against one another with a receptacle for the semiconductor component connected, which can be moved at a freely selectable distance to the guide plane of the cutting tools is. The contact electrode, which is now attacked from both sides .yon knives with a certain force will ^ can now.in the support level in the Dodge the direction of nasty least resistance, so that the base is now from all shear forces freed. The cutting wedges of the pair of knives are advantageously designed so that the lower The cutting plane is parallel to the surface of the component and the upper cutting plane is wedge-shaped is angled for this. This upper cutting plane must perform a deformation work during the trimming process, the opposing forces that occur in the process are only effective above the pair of knives, i. H. in the trimming scrap that is being lifted off.

Um beim Schneiden die Reibungskräfte zu mindern und um ein Schmieren von weichem Schneidgut zu unterdrücken, rat es sich, die Schneidkeile mit Alkohol zu benetzen.To reduce the frictional forces when cutting and to lubricate soft material to be cut To suppress it, it is advisable to wet the cutting wedges with alcohol.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat sich besonders vorteilhaft bei Legierungstransistoren, vorzugsweise bei Leistungstransistoren, bewährt. Gerade in diesem Fall ist es aus Wärmeableitungsgründen notwendig, die Kollektorsperrschicht dicht über der rekristallisierten Halterschicht auf der massiven Grundplatte zu kontaktieren.The device according to the invention has proven particularly advantageous in the case of alloy transistors, preferably proven in power transistors. Especially in this case it is for reasons of heat dissipation necessary to put the collector barrier layer close above the recrystallized holder layer on the massive Contact baseplate.

Das Prinzip der Erfindung wird nun in der Figur ausführlich dargestellt. Auf einen Amboß 1 ist eine Aufnahme 2 für das Bauelement, in diesem Fäll ein Legierungstransistor mit dem Basisblech 3 und dem Halbleiterkristall 4 frei beweglich. Das Bauelement kann beispielsweise durch eine Saugdüse auf ihre Aufnahme, die eine der Baisblechform entsprechende Aussparung hat, fixiert werden. Die mit dem Druck P₁ und p₂ andrückenden Messer 6 und 7 sind ungleich weit in die Legierungskugel 5 eingedrungen, da sie unterschiedliche Keil winkel haben. Aus diesem Grund hat sich die Aufnahme 2 aus der Mitte entsprechend dem resultierenden Druck p₃ verschoben. The principle of the invention is now shown in detail in the figure. A receptacle 2 for the component, in this case an alloy transistor with the base sheet 3 and the semiconductor crystal 4, is freely movable on an anvil 1. The component can be fixed on its receptacle, for example by means of a suction nozzle, which has a recess corresponding to the base plate shape. The knives 6 and 7 pressing with the pressure P ₁ and P _{2 have} penetrated unequal depth into the alloy ball 5 because they have different wedge angles. For this reason, the receptacle 2 has shifted from the center in accordance with the resulting pressure p _3.

Claims

Patent claims:

1. Device for cutting contact electrodes on semiconductor elements, especially of transistors, with the help of two in one Plane mutually guided cutting tools, characterized in that one Recording for the semiconductor component is provided, which parallel at a freely selectable distance is movable to the management level of the cutting tools.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cutting tools as Wedges are formed whose surfaces facing the semiconductor element are in the guide plane of the cutting tools.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting tools are constantly 'loaded with alcohol during operation

, are networked.