DE1464922C

DE1464922C - Method for producing a semiconductor component accommodated in a glass housing

Info

Publication number: DE1464922C
Application number: DE19641464922
Authority: DE
Inventors: Kaichiro Dipl.-Ing.; Kamiyama Shinichi; Tokio Katori
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1963-10-17
Filing date: 1964-10-13
Publication date: 1973-03-01

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- Kontakt gebrachten elektrischen Zuleitung vollstänstellen eines in einem Glasgehäuse untergebrachten dig verschwinden kann und erst nach dem vollstän-Halbleiterbauelements, bei dem nach Montage des digen Ausgleich die Zuleitung mit einer Elektrode Bauelements in einem aus Glas bestehenden hülsen- des Halbleiterbauelements verbunden wird. Im Anartigen Gehäuseteil eine den Abmessungen des Ran- 5 Schluß daran wird der endgültige Verschluß, und des dieses Gehäuseteils angepaßte Glasperle mit einer zwar ohne Zurückbleiben einer Verspannung, durch hermetisch durch sie hindurchgeführten elektrischen Verschmelzen der Glasperle mit der anliegenden GeZuleitung eingepaßt, die Zuleitung mit der zu kon- häusewand vorgenommen. Die Folge des Verfahrens taktierenden Stelle des Halbleiterbauelements in Kon- gemäß der Erfindung ist damit die Beseitigung jegtakt gebracht und die Glasperle längs ihres Umfangs io licher mechanischer Spännung, die eine seitliche mit dem Rand des hülsenartigen Gehäuseteils dicht Verschiebung der Zuleitung bewirken könnte. Es verschmolzen wird. verbleibt lediglich die den erforderlichen Druck derThe invention relates to a method for making electrical contact complete a dig housed in a glass case can disappear and only after the complete semiconductor component, in which, after the equalizer has been installed, the lead is connected to an electrode component in a sleeved semiconductor component made of glass. In the strange Housing part one of the dimensions of the rim 5 conclusion to it becomes the final closure, and the glass bead adapted to this housing part with an admittedly without remaining tension through Electrical fusing of the glass bead with the adjacent GeZupleitung hermetically passed through it fitted, the supply line made with the housing wall to be built. The consequence of the procedure clocking point of the semiconductor component in accordance with the invention is thus the elimination of clock brought and the glass bead along its circumference io Licher mechanical tension, the one lateral could cause tight displacement of the supply line with the edge of the sleeve-like housing part. It is merged. all that remains is the required pressure

Solche Verfahren sind bekannt. Bei ihnen erfolgt Zuleitung auf die Elektrode des Bauelements aus-Such methods are known. They lead to the electrode of the component from

zuerst die Justierung der durch die Glasperle hin- übende Spannung.first the adjustment of the tension through the glass bead.

durchgeführten Zuleitung zum Halbleiterbauelement 15 Zur weiteren Erklärung der Erfindung wird aufPassed lead to the semiconductor component 15 For a further explanation of the invention is on

und erst dann die Erwärmung und das Verbinden die Figuren hingewiesen. Bei der in F i g. 1 gezeigten,and only then pointed out the heating and connecting the figures. In the case of the in FIG. 1 shown,

der Glasperle mit dem hülsenartigen Gehäuseteil. in ein Glasgehäuse eingeschmolzenen Diode ist mit 1the glass bead with the sleeve-like housing part. A diode fused in a glass case is marked with 1

Andererseits war beim Einbau einer Halbleitervor- eine mit einem — insbesondere bandförmigen —On the other hand, when installing a semiconductor device with a - especially band-shaped -

richtung in ein aus Metall bestehendes zylindrisches Kontaktdraht 3 verbundene elektrische Zuleitung,direction in an existing metal cylindrical contact wire 3 connected electrical supply line,

Gehäuse bekannt, zunächst nach erfolgtem Einbau 20 mit 2 die für den Verschluß des Gehäuses vor-Housing known, initially after installation 20 with 2 which are provided for the closure of the housing

des Halbleiterbauelements das Gehäuse mit dem mit gesehene Glasperle, durch die die Zuleitung dichtof the semiconductor component, the housing with the glass bead seen with, through which the lead tightly

der hindurchgeführten Zuleitung versehenen Ge- durchgeführt ist, mit 3 der die unmittelbare Kontak-the lead through is carried out, with 3 with which the direct contact

häusedeckel hermetisch abzuschließen und erst dann tierung der Diode vornehmende federnde Kontakt-hermetically seal the housing cover and only then position the diode with resilient contact

durch eine entsprechende mechanische Deformation draht, mit 4 ein aus Glas bestehender röhrchenförmi-through a corresponding mechanical deformation wire, with 4 a tube-shaped made of glass

der zylindrischen Gehäusewand die Justierung und as ger Teil des Gehäuses, mit 5 die Halbleiterdiode,the cylindrical housing wall the adjustment and as ger part of the housing, with 5 the semiconductor diode,

Verbindung der Zuleitung mit dem Kristall des mit 6 eine gleichzeitig als Träger und 2. ZuleitungConnection of the supply line with the crystal of the 6 at the same time as a carrier and 2nd supply line

Halbleiterbauelements vorzunehmen. für das Halbleiterbauelement dienender stempel-Make semiconductor component. stamp used for the semiconductor component

Aus Kostengründen und auch aus Gründen der förmiger Support und mit 8 eine als Elektrode desFor reasons of cost and also for reasons of the shaped support and with 8 one as an electrode of the

einfacheren Herstellung sind für den Betrieb mit Bauelements dienende Metallpille bezeichnet. DieEasier manufacture are designated for the operation with component serving metal pill. the

niedrigen und mittleren Frequenzen Gehäuse aus 30 Metallpille kann z. B. aus Gold, aus Silber oder auslow and medium frequencies housing made of 30 metal pill can e.g. B. of gold, of silver or of

Glas besonders vorteilhaft. Hier zeigt sich jedoch, Nickel bestehen. Derartige Metallelektroden könnenGlass particularly advantageous. Here, however, it turns out that nickel does exist. Such metal electrodes can

wenn man die oben beschriebene übliche Einbau- unter anderem auch für die Kontaktierung vonif one uses the usual installation described above, among other things, also for the contacting of

weise anwendet, also den Verschluß des Gehäuses Planardioden angewendet werden,wisely applies, i.e. the closure of the housing planar diodes are used,

nach der Justierung der Zuleitung in bezug auf das In der in Fig. 1 dargestellten Lage wird durchafter the adjustment of the supply line with respect to the position shown in Fig. 1 is through

Halbleiterbauelement bzw. dessen Kristall vornimmt, 35 eine Heizvorrichtung 7 das obere Ende des aus GlasSemiconductor component or its crystal makes 35 a heating device 7 the upper end of the glass

daß häufig mechanische Verspannungen zwischen bestehenden röhrchenförmigen Teils 4 des Gehäusesthat often mechanical tension between existing tubular part 4 of the housing

dem Glasgehäuse und dem kontaktierten Halbleiter- so stark erwärmt, daß er mit der Glasperle 2 ver-the glass housing and the contacted semiconductor - so strongly heated that it becomes with the glass bead 2

system auftreten, welche zu einem unerwünschten schmilzt und der Verschluß auf diese Weise erreichtsystem occur, which melts to an undesirable and the closure reaches in this way

Verschieben der elektrischen Zuleitungen und beim wird. Wenn nun die beiden Zuleitungen 1 und 6,,Moving the electrical leads and when will. If now the two leads 1 and 6 ,,

Erweichen des Glases, das zum Zwecke des Ver- 40 z. B. infolge Ungenauigkeit der Dimensionen derSoftening of the glass, which is used for the purpose of 40 z. B. due to inaccuracy of the dimensions

Schlusses erforderlich ist, zu einer Unterbrechung des beteiligten Teile oder infolge Ungenauigkeit derConclusion is necessary to an interruption of the parts involved or as a result of inaccuracy of the

elektrischen Kontakts oder zumindest zu einer Streu- Justierung, mangelhaft zentriert sind, so kann leicht,electrical contact or at least a stray adjustment, are poorly centered, it can easily

ung der Schlagfestigkeitseigenschaften der Anord- wie in F i g. 2 gezeigt ist, die Zuleitung 1 und dieung the impact resistance properties of the arrangement as in FIG. 2 is shown, the lead 1 and the

nung führen können. Glasperle 2 gegen die Glaswand des Gehäuseteils 4can lead. Glass bead 2 against the glass wall of the housing part 4

Zur Erzielung eines einwandfreien Kontaktes zwi- 45 gedrückt werden und auf diese Weise eine Verbinschen Zuleitung und dem Halbleiterbauelement wird . dung der drahtförmigen Zuleitung 1 auftreten. Inserfindungsgemäß vorgesehen, daß zunächst die mit besondere, wenn das Halbleiterbauelement 5 mit dem der Zuleitung versehene Glasperle in den mit dem Kontaktdraht 3 lediglich durch Anwendung von Halbleiterbauelement bestückten hülsenartigen Ge- Druck verbunden ist, kann, wie der Pfeil in F i g. 3 häuseteil nur so weit eingeführt wird, daß noch keine 50 zeigt, die Verbiegung und die Zuleitung 1 sich entBerührung der Zuleitung mit der zu kontaktierenden spannen, was aber zugleich eine Verschiebung des Stelle des Halbleiterbauelements, wohl aber eine Be- Kontaktes zwischen der Zuleitung 3 und der pillenrührung der Glasperle mit der Wand des hülsenarti- förmigen Elektrode 8 des Halbleiterbauelements begen Gehäuseteils stattfindet, daß dann die Perle und deuten kann. ·. . . ■
der Rand des hülsenartigen Gehäuseteils durch Er- 55 Unter solchen Umständen kann sich die gegenhitzen zum Erweichen gebfacht und in diesem Zu- seitige Lage von Halbleiterkristall 5 und Kontaktstand die Zuleitung gegen die zu kontaktierende draht 3 beim Anwenden des Kontaktdruckes auf die Stelle des Halbleiterbauelements gedrückt wird und Zuleitung 1 oder beim Verglasen derart verändern, daß schließlich unter Aufrechterhaltung der Kontakt- daß ernsthafte Störungen an der Oberfläche des an berührung zwischen dem Halbleiterbauelement und 60 sich bereits fertiggestellten Halbleiterbauelements 5 der elektrischen Zuleitung das Verschließen des hül- entstehen, was zur Verschlechterung der Kennlinien senartigen Gehäuseteils durch die Glasperle beendet des Bauelements bis schließlich zum Auftreten einer wird. Kontaktunterbrechung führen kann.To achieve a perfect contact between 45 are pressed and in this way a connecting lead and the semiconductor component is. generation of the wire-shaped supply line 1 occur. According to the invention, it is provided that first the special, when the semiconductor component 5 is connected to the glass bead provided with the lead in the sleeve-like pressure fitted with the contact wire 3 merely by using the semiconductor component, as the arrow in FIG. 3 housing part is only inserted so far that no 50 shows that the bend and the supply line 1 are not touching the supply line with the one to be contacted, which at the same time shifts the location of the semiconductor component, but a contact between the supply line 3 and the pill contact of the glass bead with the wall of the sleeve-like electrode 8 of the semiconductor component near the housing part takes place, so that the bead can then interpret. ·. . . ■
Under such circumstances, the edge of the sleeve-like housing part can be heated to soften and in this mutual layer of semiconductor crystal 5 and contact stand the lead is pressed against the wire 3 to be contacted when the contact pressure is applied to the location of the semiconductor component and change supply line 1 or during glazing in such a way that, while maintaining the contact, serious disturbances on the surface of the already completed semiconductor component 5 of the electrical supply line result in the closure of the sleeve, which worsens the characteristics Sen-like housing part terminated by the glass bead of the component until it finally occurs. Can lead to interruption of contact.

Dementsprechend wird nach der Lehre der Erfin- Der Nachweis von Fällen, bei denen auf GrundAccordingly, according to the teaching of the invention, the evidence of cases in which due

dung das Glas so weit erwärmt und zum Erweichen 65 solcher Erscheinungen eine Verschlechterung oderdung heated the glass so far and to soften 65 such phenomena a deterioration or

gebracht, daß die mechanische Verspannung zwischen gar eine Leitungsunterbrechung zu erwarten ist, läßtbrought that the mechanical tension between even a line interruption can be expected

dem Gehäuserand und der durch die Verschlußperle sich nur durch eine Bruchfestigkeitsprüfung erzielen,the edge of the case and the bead can only be achieved by a breaking strength test,

geführten, noch nicht mit der Halbleiteranordnung in die natürlich nur stichprobenweise durchgeführt wer-guided, not yet with the semiconductor arrangement in which, of course, are only carried out on a random basis

d. h. dem Kontaktdruck, zurückbleiben, so daß der Verschluß des Gehäuses, ohne spätere Komplikationen erwarten zu müssen, durchgeführt werden kann. Dadurch wird die Güte der erhaltenen Pro-5 dukte erheblich gesteigert. Die Pfeile in der F i g. 5 zeigen, in welcher Richtung die Bauteile befördert werden.d. H. the contact pressure, so that the closure of the housing without later complications expected to have to be carried out. This will increase the quality of the Pro-5 products significantly increased. The arrows in FIG. 5 show the direction in which the components are conveyed will.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch auf andere, in Glasgehäusen untergebrachte elektrischeThe method according to the invention can also be applied to other electrical devices housed in glass housings

findung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren io Bauelemente oder Schaltelemente angewandt werden, anzugeben, das die beschriebenen Schwierigkeiten Ferner ist es ersichtlich, daß auch bei Halbleiterbauvollständig beseitigt. Unter der Voraussetzung, daß elementen mit mehr alsFinding is based on the task of applying a process to components or switching elements, indicate that the difficulties described Further, it is evident that even in semiconductor construction completely eliminated. Provided that elements with more than

den kann, so daß die Gefahr, daß derartige fehlerhafte Erzeugnisse auf den Markt gelangen, sehr groß ist. Eine gewisse Verbesserung läßt sich erreichen, wenn man die Abmessungen der beteiligten Teile und die Zentrierung der beiden Zuleitungen 1 und 6 mit extremer Genauigkeit einhält. Jedoch wird eine derartige Kontrolle ebenfalls nicht in der Lage sein, zu einer absoluten Elimination der oben beschriebenen ungünstigen Erscheinungen zu führen. Der Er-can, so that the risk that such defective products get on the market is very great is. Some improvement can be achieved by considering the dimensions of the parts involved and the centering of the two leads 1 and 6 complies with extreme accuracy. However, one will such control also not be able to an absolute elimination of the above described lead to unfavorable phenomena. The he-

die Verbiegung des Zuführungsdrahtes 1, die durch die gegenseitige Verschiebung der Achsen des oberen und des unteren Zuleitungsdrahtes, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, bedingt ist, bis zu einem bestimmten Grad vorhanden ist, bedeutet dies, daß der Prozeß der Kontaktierung derart vorgenommen werden soll, daß bei Betätigung des Heizers 7 zwischen dem Kontaktierungsdraht 3 und dem Halbleiterelement 5 bzw. der Pille 8 ein geringer Zwischenraum verbleibt. Wenn nun der Teil 4 des Gehäuses infolge der Erwärmung erweicht und die Verbiegung des Zuleitungsdrahtes 1, wie in F i g. 4 dargestellt, sich ausgleicht, so wird der obere Zuleitungsdraht entsprechend der Lehre der Erfindung nach unten geführt und erst dann der notwendige Kontaktdruck zwischen dem Zuleitungsband 3 und dem Halbleiterelement 5 bzw. der Elektrode 8 gesichert.the bending of the lead wire 1 caused by the mutual displacement of the axes of the upper and lower lead wire, as shown in FIG. 2 is shown is conditional, exists to a certain extent, it means that the process the contact should be made in such a way that when the heater 7 is actuated between the contacting wire 3 and the semiconductor element 5 or the pill 8, a small gap remains. If now the part 4 of the housing softens as a result of the heating and the bending of the lead wire 1, as in FIG. 4, balances out, so the top lead wire becomes accordingly the teaching of the invention led down and only then the necessary contact pressure between the lead tape 3 and the semiconductor element 5 or the electrode 8 secured.

Infolge der Kontaktierung im Zuge der Erwärmung des Gehäuseteils 4 wird nach Vollendung der Kontaktierung weder die obere noch die untere Zuleitung irgendeine Verschiebung ihrer Lage in der horizontalen Richtung erfahren können, so daß nur eine extrem kleine Möglichkeit für das Verbleiben von mechanischen Spannungen in dem Kontaktdraht 3 besteht, so daß lediglich die Spannung in der vertikalen Richtung zurückbleibt und die nach der Lehre der Erfindung hergestellten Halbleiterbauelemente in der Regel keine Änderung des eingestellten Kontaktzustandes erfahren. Man erhält vielmehr bei Beachtung der erfindungsgemäßen Lehre gegen wechselnde thermische Beanspruchung und Belastung sehr widerstandsfähige Halbleiteranordnungen, wie die Durchführung der sogenannten »thermal-cycle- and shocktests« beweistAs a result of the contact in the course of the heating of the housing part 4, after completion of the contact neither the upper nor the lower supply line any shift of their position in the horizontal Direction can be learned, so there is only an extremely small possibility for the whereabouts of mechanical stresses in the contact wire 3, so that only the stress in the vertical Direction remains and the semiconductor components manufactured according to the teaching of the invention in usually do not experience any change in the set contact status. Rather, you get it when you pay attention the teaching according to the invention against changing thermal stress and stress very resistant Semiconductor arrangements, such as the implementation of the so-called "thermal cycle and shock tests" proves

F i g. 5 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines Drehbodenautomaten. Im allgemeinen ist es üblich, daß die Zuleitung in der Lage 1 eingedrückt und kontaktiert wird und die Erwärmung erst von der Lage 2 aus beginnt. Demgegenüber werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Einführen der Zuleitung 1 und die Kontaktierung mit dem Halbleiterbauelement erst in der Mitte der Erwärmungslagen 2 bis 10 des Drehtellers, z. B. in der Lage 6, durchgeführt, so daß die Spannung in der seitlichen Richtung verschwindet und lediglich Spannungen in der Vertikalen, elementen mit mehr als zwei Anschlüssen die Einschmelzung und der Zusammenbau unter Verwendung der erfindungsgemäßen Technik mit Erfolg durchgeführt werden kann.F i g. 5 shows the application of the method according to the invention using an automatic rotary floor machine. In general, it is customary for the lead to be pressed in and contacted in layer 1 and the heating only starts from position 2. In contrast, in the invention The method of introducing the lead 1 and making contact with the semiconductor component only in the middle of the heating layers 2 to 10 of the turntable, z. B. in position 6 performed so that the tension in the lateral direction disappears and only tension in the vertical direction, elements with more than two connections, the melting and the assembly using the technique according to the invention can be carried out with success.

Claims

Patent claims:

1. A method for producing a semiconductor component accommodated in a glass housing, after the assembly of the semiconductor component in a sleeve-like one made of glass Housing part a glass bead adapted to the dimensions of the edge of this housing part fitted with an electrical lead hermetically passed through it, the lead brought into contact with the point of the semiconductor component to be contacted and the glass bead fused tightly along its circumference with the edge of the sleeve-like housing part is, characterized in that first the glass bead provided with the supply line inserted only so far into the sleeve-like housing part equipped with the semiconductor component is that there is still no contact between the lead and the point to be contacted on the semiconductor component, but probably a contact of the glass bead with the wall of the sleeve-like housing part takes place that then the bead and the edge of the sleeve-like housing part by heating brought to soften and in this state the lead against the point to be contacted of the semiconductor component is pressed, and that while maintaining the contact between the semiconductor component and the electrical supply line, the closing of the sleeve-like housing part is terminated by the glass bead.

2. The method according to claim 1, characterized in that the contact is made by means of a resilient wire or band (3) takes place, which is rigid with the guided through the glass bead Part (1) of the supply line is firmly connected.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the contacting of the semiconductor component takes place on or via a metal pill (8).

1 sheet of drawings