DE1614331C3 - Kontaktiertes Halbleiterbauelement - Google Patents

Description

Es sind bereits verschiedene spezielle Ausführungen von Halbleiterbauelementen und Zuführungsleitern vorgeschlagen worden, die es gestatten sollen, den Verbindungsvorgang zu mechanisieren. Es wird hier zusammenfassend auf die USA.-Patentsehriften 2 795 745 und 3 153 751 hingewiesen. Die Ausbildung nach der USA.-Patentschrift 3 153 751, bei der der Halbleiterkörper zwischen Elektrodenblechen in einen Rahmen eingesetzt ist, hat den Nachteil, daß sie nur für Halbleiterbauelemente vom Legierungstyp geeignet ist. bei denen die Legierungselektroden auf einander gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers angeordnet sind. Bei der Anordnung nach der USA.-Patentschrift 795 745 liegt der Halbleiterkörper selbst lediglich auf den Elektroden auf, ohne fest mit ihnen verbunden zu sein, und die Fläche der Gesamtanordnung beträgt ein Vielfaches der Fläche des Halbleiterkörpers. Zudem muß der Halbleiterkörper in Richtung seiner Längsachse so genau justiert werden, daß ein mechanisches Aufsetzen des Körpers auf die Elektroden ohne anschließende Justierung möglich ist.

Entsprechendes gilt auch für ein aus der FR-PS 1 427 264 bekanntes Halbleiterbauelement, bei dem der Halbleiterkörper mit seinen Kontaktflächen nach unten auf den Kontaktflächen eines Trägers aufliegt und bei dem die Kontaktflächen auf dem Halbleiterkörper und

ίο die Kontaktflächen der Träger eine kleine Quer- und eine große Längsabmessung aufweisen, wobei die Längs- bzw. Querabmessungen der Kontaktflächen auf dem Halbleiterkörper parallel zu den Längs- bzw. Querabmessungen der Kontaktflächen der Träger verlaufen. Die Justierung eines solchen Bauelementes ist also, zumindest in Richtung der Querabmessungen der Kontaktflächen, außerordentlich kritisch.

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

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem kontaktiertcn Halbleiterbauelement, vorzugsweise einem Transistor, bei dem alle zu kontaktierenden Elektroden auf einer Seite des Bauelementes in einer oder mehreren zueinander parallelen Ebenen liegen und das. mit den Elektroden nach unten, mit festen Anschlußleitern verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu kontakticrenden Elektroden auf dem Halbleiterbauelement parallel zueinander verlaufen und auf im Abstand der Elektroden parallel zueinander angeordnete schmale Stege, deren Oberkante jeweils in der Ebene der Elektrode liegt und deren Längsrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der Elektroden verläuft, aufliegen und mit ihnen leitend verbunden sind.

Die Erfindung betrifft ein kontaktiertes Halbleiterbauelement, vorzugsweise ein Transistor, bei dem alle zu kontaktierenden Elektroden auf einer Seite des Bauelementes in einer oder mehreren zueinander parallclen Ebenen liegen und das, mit den Elektroden nach unten, mit festen Anschlußleitern verbunden ist.

Halbleiterbauelemente bestehen in der Regel aus dem eigentlichen Halbleiterkörper und einer Anordnung von Zuführungsleitern, die auch ein Gehäuse umso fassen kann, deren einzelne Leiter mit den Elektroden des Halbleiterkörpers verbunden sind. Das Verbinden der Elektroden des Halbleiterkörpers mit den Anschlußleitern 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 Halbleiterbauelementen, mit Hilfe geeigneter Mikromanipulatoren 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 Halbleiterbauelementes selbsttätig oder doch gleichzeitig an einer sehr großen Zahl von Bauelementen durchgeführt werden können, geht das Bcsireben dahin, auch das Verbinden der zu kontaktierenden

Elektroden des Halbleiterkörpers mit den Zuführungsleitern zu mechanisieren.

Das Halbleiterbauelement kann aus einem Halbleiterkristall bestehen, der auf einen, eine der Elektroden bildenden Metallstreifen aufgelötet ist. Die weiteren Elektroden werden durch auf den Halbleiterkristall aufgebrachte, sich in Längsrichtung des den Halbleiterkristall tragenden Metallstreifens erstreckende Metallschichten gebildet.

Die Stege bestehen vorzugsweise aus parallel zueinander, mit einer Breitseite an den Anschlußstiften eines Sockels befestigten Metallstreifen, mit deren oberen Schmalseiten die zugeordneten Elektroden verbunden sind.

Die Stege können aus auf eine geeignete Trägerplatte aufgebrachte Leitbahnen bestehen, mit denen Anschlußleiter verbunden sind. Die Elektroden sind mit den Stegen, vorzugsweise durch einen leitenden Kleber oder ein Lot, verbunden, der (das) vor dem Auflegen des Bauelementes auf die Stege oder auf die Elektroden des Kristalls aufgebracht worden ist.

Um die beim Auflegen des Bauelementes auf die Stege zulässigen Toleranzen so groß wie möglich zu halten, ist die Breite der Elektroden (in Längsrichtung des Bauelementes) groß gegenüber der Breite der Stege. Die auf den Kristall aufgedampften Flächen zur Vergrößerung der Elektroden und die Stege bilden untereinander und gegen den Kristall schädliche Kapazitäten. Es ist deshalb wichtig, beide nur so lang wie nötig und so schmal wie möglich auszuführen, wobei die Längsausdehnung der Elektroden einerseits und der Stege andererseits im rechten Winkel zueinander stehen soll.

Ein so ausgebildetes Halbleiterbauelement zeichnet sich dadurch aus, daß der Halbleiterkörper, der in PIanar-Technik hergestellt sein kann, durch eine mechanische Vorrichtung auf leitende 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 Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

F i g. 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

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

F i g. 1 zeigt eii.en zum Beispiel einen Transistor bildenden Halbleiterkörper l.der mit den Anschlußstiften 4a bis 4c eines üblichen Transistorsockels, zum Beispiel vom Typ TO-18, verbunden wird.

Der Halbleiterkörper 1 ist auf einem 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 gegenüberliegen und sich in Richtung der größten Ausdehnung des Kontaktstreifens 2 voneinander fort erstrecken.
Der so mit Elektroden 2, 6, 7 versehene Halbleiterkörper kann, wie gestrichelt angedeutet, mit der die Elektroden 6 und 7 tragenden Seite nach unten, selbsttätig durch eine einfache mechanische Vorrichtung auf drei leitende Stege 3a bis 3c 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 Schmalseite nach oben, parallel zueinander, so an den drei Anschlußleitern 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 3b in gleicher Höhe in der Ebene der Elektroden 6 und 7 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 3;; bis 3c kann durch Löten, vorzugsweise mit Gold als Lot, geschehen oder einfacher durch 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.

F i g. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines kontaktierten Halbleiterbauelementes nach der Erfindung, das sich von dem an Hand der F i g. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich dadurch unterscheidet, daß die Stege, mit denen die Elektroden 2,6,7 des Halbleiterkörpers 1 verbunden sind, aus auf eine Trägerplatte 9 aufgebrachte Leiterbahnen 9a bis 9c bestehen. Die Leitbahnen sind ihrerseits mit den Anschlußleitern 4a bis 4c des Sockels 5 durch eine Lötverbindung, ebenfalls mit einem leitenden Kleber, verbunden. In F i g. 2 ist die Leiterplatte lediglich der besseren Übersicht wegen von den Anschlußleitern getrennt dargestellt.

Beim Auflegen des Halbleiterkörpers auf die Stege braucht in Längsrichtung der Elektroden 2,6 und 7 nur eine Genauigkeit eingehalten zu werden, die lediglich durch die Länge der Elektroden und den Abstand der Stege voneinander begrenzt ist. Die Auflegegenauigkeit senkrecht dazu ist lediglich durch die Länge der Stege 3a bis 3c bzw. 9a 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 Anschlußleitern zu verbindende Halbleiterkörper kann eine Diode, ein Transistor oder ein anderes beliebiges Halbleiterbauelement sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Kontaktiertes Halbleiterbauelement, vorzugsweise ein Transistor, bei dem alle zu kontaktierenden Elektroden auf einer Seite des Bauelementes in einer oder mehreren zueinander parallelen Ebenen liegen und das, mit den Elektroden nach unten, mit festen Anschlußleitern verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß die zu kontaktierenden Elektroden (2,6,7) auf dem Halbleiterbauelement parallel zueinander verlaufen und auf im Abstand der Elektroden parallel zueinander angeordnete schmale Stege (3;;, 3b, 3c), deren Oberkante jeweils in der Ebene der Elektrode liegt und deren Längsrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der Elektroden verläuft, aufliegen und mit ihnen leitend verbunden sind. .

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem, eine der Elektroden (2) bildenden Metallstreifen (2) mit aufgelötetem Halbleiterkörper (1) besteht.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Elektroden (6, 7) aus auf den Halbleiterkörper (1) aufgebrachte, sich in Längsrichtung des den Halbleiterkristall tragenden Metallstreifens (2) erstreckende Metallschichten (6, 7) bestehen.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß alle Elektroden aus auf den Halbleiterkörper (1) aufgebrachte, parallel zueinander verlaufende Metallschichten bestehen.

5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2,6, 7) durch einen leitenden Kleber mit den Stegen (3<?, 3b, 3c) verbunden sind.

6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus parallel zueinander, mit einer Breitseite an den Anschlußleiter (4,-?, 4b, 4c) eines Sockels befestigten Metallstreifen bestehen, mit deren oberen Schmalseiten die zugeordneten Elektroden verbunden sind.

7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege aus auf eine Trägerplatte (9) aufgebrachten Leiterbahnen (9a, 9£>, 9c) bestehen, mit denen die Anschlußleiter (4.1,4b, 4c) verbunden sind.