DE1614331A1 - Kontaktiertes Halbleiterbauelement - Google Patents

Description

DipUrrj. ERICH E. WALTHER 1S14331

Fafanfanwalt
£nroc!d„r: Philips J-ufuiJvc. *«itwi.g GmbH.

AU·» PHD- 1013
Anmelduna νββι 16.März 1967

Philips Fatentv^rv/al UULi₀- GmbH., I^mbui^ 1, i<iüriukdb«rg3tras3>_- 7

taktier tea Iialbleiterbauolöm»nt"

Die Erfindu:*·; betrifft ein koiitaktiertes Kalblel-terbaueljm«,-nt.

Halbleiterbauelemente bestehen in der Hegel aus dem eigentlichen Kalbleiterkörper "und einer Anordnung von'Zuführungsleitern, die auch ein Gehäuse unifassen kann, deren einzelne Leiter mit den Elektroden des Kalbleiterkörpers verbunden sind. Das Verbinden der Elektroden des Halbleiterkörpers mit den AnschluSleltern geschieht normalerweise dadurch, daß durch '.Thermokompression geeignete dünne Verbindungsdrähte einerseits an den Elektroden des Halbleiterkörpers und andererseits an den Zuführungsleitern befestigt werden.

Dieser Verbindungsvorgang kann, insbesondere bei sehr kleinen Kalbleiterbauelementen, mit Hilfa geeigneter Klkromanlpulatoren nur von Hand ausgeführt werden und nimmt daher einen beträchtlichen Teil der Gesamtherstellungskosten eines Halbleiterbauelementes in Anspruch.

Da fast alle anderen Schritte bei der Herstellung eines HaIbleiterbaueleraentes selbsttätig oder doch gleichzeitig an einer sehr großen Zahl von Bauelementen durchgeführt werden können, geht das.Bestreben dahin, auch das Verbinden der zu kontaktiarenäen Elektroden des Halbleiterkörpers mit den Zuführungszu mechanisieren.

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Ö/Thl/

Es sind bereits verschiedene spezielle Ausführungen VO₁₁ Halbleiterbauelementen und Zuführung si ei tem vorgeschlagen ko:^·..., die es gestatten sollen, den Verbindung-svoriTariE zu mechanisieren. Es v;ird hier zusammenfassend auf die USA-Patentc-a^riften 2 795 7^5 und 3 I53 751 hingewiesen. Die Ausbilder nach dcz· USA-Fatentschrift Z- 15? 75I> bei u-:*r der Halbleiterkörper zwischen Elektrodenblecher: in einen Rahmen ^infcesetzt i^t, ,.iv\, u-.-n Nachteil, daß sie nur für Halbleiterbauelemente vom Le£i,.r~u*_Co-' typ geeignet ist, bei denen die Legierungselektrode!; -aaf „i.j-umder gegenüberliegender. Seiten des Halbleiterkörpern a^-jorunet sind. b^i der Anordnung-nach der USA- Fat ent α ehr if t Z 'f\ 5 i'-O liegt der Halbleiterkörper* .salbet lediglich auf dc-n 21 il:trud«,.. auf, ohne fest mit ihnen verb^:mat;n zu saih und die Fläche der Gesamtanordnung beträgt ein Vielfaches der Fläche des Halbleiter» körpex'S. Zudem muS der flaluleiterkurper in Richtung seiner Laufachse so genau justiert weraan, daB ein mechanisches Aufsetzen des Körper*s auf die Elektroden ohne ans chi IeB end o JuStIeX¹Ui^: nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die «.'achteile der bekannten Anordnungen zu beseitigen und ein Halbleiterbauelement anzugeben, dessen Halbleiterkörper mit flachen Elektroden versehen und trotzdem einfach mechanisch, ohne Nachjustierung und ohne das übliche Thermakompressionsverfahren mit einer üblichen Anordnung von Zuführungsleitern, zum Beispiel einer Printplatte oder einem Gehäuse der TO-Serie, verbunden werden kann. .

Diese Aufgabe ist gelöst durch ein Halbleiterbauelement, das dadurch gekennzeichnet ist, dafi die zu kontaktierenden Elektroden parallel zueinander auf einer Seite des Sauelementes und in einer oder mehreren zueinander parallelen. Ebenen liegen und auf im Abstand der Elektroden parallel zueinander angeordnete schmale Stege, deren Oberkante jeweils in der Ebene der zugehörigem Elektrode liegt und deren Längsrichtung senkrecht zur Läng3-

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.Ci jr Elokiroden verläuft, auf ^eie-^t'und -init älmen IeI-:

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Dac !"alcl--Itti.rba-ael.-enierifc kann.aas wiueM Halbleiterkristall berU:.^ K-r auf einen, eine der, Elextrodsn Mixenden: Hetall-_; . >-^i'-i.-'ir'^i-.'iV-.r.t viiitet i£i.;D;e-ifeiteren Sleicuroden^r-werden dürcl^ -f,ur dvii, !.nlul^luerlcrlstailaufeobralcLte, öich in," Längsrichtung c*^«3 α^ί^ I.r·IbIöiterkrisitell tragrcndviiz K^tallstreiftns erstrocicen

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ι-_ I. t^Il-i^roifen, nit deren oberen Scl^ialSeiten;die sügef-di^vvii Klokrroden v^i-bunden sind«,: :. -, V

Die »i^-^v kuruieii a*ic auf ,eiiie geeignete ^ra^e Lf Vc-V-I-"-v-w best el. en, mit denexi Ansciil *aSI eiter verbunden "sind. DU RI,.kt^odeii sind -ml't dijn Stegen^ voruugsvieise durqii einen l-"v.'~" twd-K iClfciber odser: ein Lo-^; verbunden, der (aas): vor dem At-T-Jot'^i üco läauoieKiGnteö auf Aie 3tet.&; ode^_: auf die Elfektoden des Ki^TXG^yll.^: aaf gebracht worden ist ο ;._■..---.. ./ ;:-^; ν '

Un "uic bein Auflegen des Baueleraentes auf die .Stege zuZässitten , 2alerai^~ii so ^roß wie jnÖjjrici: su iialten, ist. die ,Breite der üieictrovlen; (in Län^srlölxfcanG des Beäaelementes) groß gegenüber dar 3γϊ1ϊ3 der Stege= .Die auf den Kristall asifgedamjif ten flächen zur w-i'izrÖs.serunB der -Elektroden und die Stege bilden unrerei.iander lUiagegen den Kristall sciiäalieiie Kapazitäteriv Es ist de£-- i:alb wiel;üg, beide nur so lang wie nötig und so scnnial wit. müglie^a^i^zafüi-ren, wobei die Länssausdshfeuiig :der';El:ektroderi einerseits" und^ der' Stege ,andererseits" im reciiten i/inkel zueinander stellen sollen. ■■-.-.- .V-.---^;-,-- - .'■'"., ■■■--. ',-.- y- ■■"' : .■■■".". -^: ""="..: - "

Ein so ausgebildetes^i^lbleiterbaiieleraentv. zeieonei/ s^ch daiurcl^ aus, daÄ der Halbleiterkörper, der ia'ilanar-S^eimik nergt,-stellt sein kanii,;durcli eine' laechaniache Vorrichtung auf leitend

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Anschlußstege aufgelegt und mit ihnen verbunden werden kann. Dadurch entfällt das aufwendige Herstellen von Verbindungsleitungen zwischen den Elektroden des Bauelementes und den Anschlußstiften des Sockels von Hand durch das übliche Thermokompressionsverfahren. Die Genauigkeit, mit der der Halbleiterkörper auf die Stege aufgelegt-wird, kann verhältnismäßig niedrig sein und ist in Längsrichtung der Stege nur durch deren Länge und rechtwinkelig dazu nur durch die Länge der Elektroden auf dem Halbleiterkörper begrenzt.

Im folgenden werden an Hand der beigefügten Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Halbleiterbauelement nach der Erfindung vor der Verbindung des Halbleiterkörpers mit den Anschlußleitern, bei dem die Stege durch senkrecht stehende Metallstreifen gebildet werden und

Fig. 2 ein Halbleiterbauelement nach Fig. 1, bei dem die Stege aus auf eine Trägerplatte aufgebrachte Metallschichten bestehen.

Fig. 1 zeigt einen zum Beispiel einen Transistor bildenden Halbleiterkörper 1, der mit den Anschlußstiften 4a bis 4c eines üblichen Transistorsockels, zum Beispiel vom Typ TO-18, verbunden

Der Halbleiterkörper 1 ist auf einen Metallstreifen 2 aufgelötet, der so einen Anschluß für eine der Zonen des Transistors, vorzugsweise die Kollektorzone, bildet. Die auf der oberen Seite des Körpers liegende Basiszone und Emitterzone.sind je mit einer aufgedampften Elektrode 6 bzw. 7 verbunden, die einander gegenüber liegen und sich in Richtung der größten Ausdehnung des Kontaktstreifens 2 voneinander fort erstrecken.

Der so mit Elektroden 2, 6, J versehene Halbleiterkörper kann, wie gestrichelt angedeutet, mit der die Elektroden 6 und 7

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tragenden Seite nach unten, selbsttätig durch eine einfache mechanische Vorrichtung auf drei leitende Stege 3a bis 3° so aufgelegt werden, daß jede der Elektroden 2, 6, 7 auf

nur einem ihr zugeordneten Steg aufliegt. -.- '■

Die Stege 3a bis 3c bestehen aus Metallstreifen,die mit einer Sehmalseite nach oben, parallel zueinander, so an den drei Anschlüßleitern 4a bis 4c des Sockels angeschweißt sind, daß die Oberkante jedes Steges in der Ebene der ihr zugeordneten Elektrode liegt, d.h. die Oberkante der Stege 3a und Jib in gleicher Höhe in der Ebene der Elektroden 6 und ¹J, und die Oberkante des Steges 3c etwas höher, in der Ebene des Metallstreifens 2.

Das leitende Verbinden der Elektroden 2, 6, 7 mit den Stegen 3a bis 3c kann durch.Löten, vorzugsweise mit Gold als Lot, geschehen, oder einfacher dureh Verkleben der Stege mit den Elektroden durch ein leitendes Epoxydharz, das durch eine geeignete Vorrichtung vor dem Auflegen des mit den Elektroden versehenen Kristalles auf die Stege".'aufgebracht wird.

Fig. 2 zeigt ein zweites Äusführungsbeispiel eines kontaktierten Ifelbleiterbauelementes nach der Erfindung, das sich yon den» anhand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich dadurch unterscheidet, daß die Stege* mit denen die Elektroden ä, 6* 7 des Halbleiterkörpers 1^verbunden sind, aus auf eine Trägerplatte 9 aufgebrachte Leiterbahnen $a kis 9» Taesfcöhen· Die Leitbahnen sind ihrerseits--mit den Anschlüßleitern 4a bis 4c des Sockels 5 durch eine Lötverbindung, ebenfalls mit einem leitenden Kleber, verbunden, in Fig. 2 ist die Leiterplatte lediglich der besseren Übers icht wegen von den Änsehlußleitern geteemfe dargestellt»

IrIm Mutlegen -des Halbleiterkörpers auf die Stege braucht; in der Elektroden 2, 6 und 7 nur eine GtenauSgfceifc

Sie lediglich durch die L^age der Elektroden

ORIGINAL INSPECTED

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und den Abstand der Stege voneinander begrenzt ist. Die Auf- legegenauigkeit senkrecht dazu ist lediglich durch die Länge der Stege Ja bis Jq bzw, 9& bis 9c begrenzt, die verhältnismäßig groß, zum Beispiel gleich der doppelten Breite des Kristalls gewählt werden kann. An die mechanischen Vorrichtungen zum Auflegen des Halbleiterkörpers auf die Stege brauchen also keine allzu hohen Anforderungen hinsichtlich ihrer Zielgenauigkeit gestellt zu werden.

Der mit den Ansciilußleitern zu verbindende Halbleiterkörper kann eine Diode, ein Transistor oder ein anderen beliebiges Kalbleiterbauelement, insbesondere jedoch eine integrierte Schaltung sein. Bei solchen integrierten Schaltungen liegt die Zahl der mit Zuführungslei tem zu verbindenden Anschluß elektroden normalerweise wesentlich höher als bei Can anderen. Halbleiterbauelementen, so daß sich die oben genannten Vorteile der Erfindung besonders auswirken.

Pa tentansorüch e

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Claims (1)

1. Patentansprüche

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   1. Koncai;tiertöS Halbleiterbauelement, vorzugsweise ein Transistor, dadurch gekennzeichnet;, daß^: alle'su kontaktierenden Elektroden (C,6,7) parallel zueinander auf einer Seite des Bauelementes und iii einer oder mehreren, zueinander parallelen Ebenen liefen, und auf im Abstand der Elektroden parallel zueinander angeordnete schmale Stege:-0a, 3b, Je), deren Oberkante jewe.ils. in der Ebene der zugehörigen Elektrode liegt und deren · Lliii&oi'ichtuiig senkrecht zur Längsrieliturig der Elektrodfcn verläuft, aufgelegt und mitihnen leitend verbunden sind,

   2. Bauelement; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiclinet, daß es

   aus einem, eine der Elektroden (2) bildenden Metallstreif en (2) aufgeloteten Kalbleiterkörper (l) lesteilt,

   2. Bauelement nach Anspruch 2■, dadurch gekennzeichnet, daß die •'; weiteren Elektroden (6,7) au;_ auf den Halbleiterkörper (l) ^: aufgebrachte, sich in Längsrichtung des den Halbleiterkrlstall tragenden Metallstreifens (2) erstreckende Ketallschiehten (ώ,7) bestehen. /

   4* Bauelement nach Anspruch 1 * dadurch gekennzeichnet. daß alle Elektroden aus auf den Hälbleiterkörpei' (l) aufgebi'achte, parallel zueinander verlaufende Metallscliichten bestehen.

   5. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2,6,7) durch einen leitenden Kleber mit den Stegen (Ja/ 3b, 3c)' verbunden sind.

   6. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Kleber vor dem Auflegen des Bauelementes auf die Stege oder die Elektroden aufgebracht worden ist, _;

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   7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus parallel zueinander, mit einer Breitseite an den Anschlußleiter (4a, 4b, 4c) eines Sockels befestigten Metallstreifen besteKen,mit deren oberen Schmalseiten die zugeordneten Elektroden verbunden sind.

   8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus auf eine Trägerplatte (9) aufgebrachte Leiterbahnen (9a, 9b, 90) bestehen, mit denen Anschlußleiter (4a, 4b, 4C^ verbunden sind.

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