DE1627649C3 - Device for the two-dimensional material connection of a semiconductor body with a metal strip by means of - Google Patents

Device for the two-dimensional material connection of a semiconductor body with a metal strip by means of

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DE1627649C3 DE19671627649 DE1627649A DE1627649C3 DE 1627649 C3 DE1627649 C3 DE 1627649C3 DE 19671627649 DE19671627649 DE 19671627649 DE 1627649 A DE1627649 A DE 1627649A DE 1627649 C3 DE1627649 C3 DE 1627649C3
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Description

höhung des elektrischen Widerstandes einen wesentlich geringeren Querschnitt auf als die Schenkel 7. Der Metallstreifen 3, der Lotkörper 2 und der Halbleiterkörper 1 wird mittels in der Zeichnung nicht näher dargestellter Mittel in die Lötstellung auf dem Auflagetisch 6 gebracht. Danach wird die Nadel 5 abgesenkt und mit leichtem Druck auf die zu verbindenden Teile aufgesetzt. Zur Durchführung der Lötung werden mittels der Nadel 5 den zu verbindenden Teilen Ultraschallschwingungen zugeführt, und einincrease in electrical resistance to a significantly smaller cross-section than the legs 7. The metal strip 3, the solder body 2 and the semiconductor body 1 are not detailed in the drawing The means shown are brought into the soldering position on the support table 6. Then the needle 5 lowered and placed on the parts to be connected with light pressure. To carry out the soldering ultrasonic vibrations are fed to the parts to be connected by means of the needle 5, and a

gleichzeitig ausgelöster Stromimpuls, mit dem der als Widerstandsheizbügel ausgebildete Auflagetisch 6 beaufschlagt wird, bewirkt eine kurzzeitige Erwärmung. Die zu verbindenden Teile werden dabei minde-S stens bis auf die eutektische Temperatur des Lötkörpers 2 und des Halbleiterkörpers 1 erwärmt. Die Schmelzpunkte der einzelnen Materialien werden jedoch nicht erreicht. Die Ultraschallschwingungen wirken während des Verbindungsprozesses lediglich ίο als Benetzungshilfe.a current pulse triggered at the same time, with which the support table 6, which is designed as a resistance heating bracket, is applied, causes a brief heating. The parts to be connected are heated at least to the eutectic temperature of the soldering body 2 and the semiconductor body 1. However, the melting points of the individual materials are not reached. The ultrasonic vibrations only act as a wetting aid during the connection process.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (2)

1 2 Patentansprüche- ringer Übergangswiderstand an den Elektroden er- H * reicht wird.1 2 patent claims low contact resistance at the electrodes is reached H *. 1. Vorrichtung zum flächigen stoffschlüssigen Werden als Tragkörper für die Halbleiterscheibe Verbinden eines Halbleiterkörpers mit einem dünne Metallstreifen verwendet, ist eine Anwendung Metallstreifen, bestehend aus einer mit Schwin- 5 dieser Vorrichtung nicht mehr möglich, da die Elekgungen beaufschlagbaren Nadel, die gegenüber troden eine zu große Auflagefläche benötigen und einem die zu verbindenden Teile tragenden Auf- eine Verformung des Metallstreifens bewirken,
lagetisch angeordnet ist, dadurch gekenn- Ferner ist eine Vorrichtung zum Löten bekannt, zeichnet, daß der Auflagetisch (6) als an sich . die zur Erwärmung der Lötstelle einen als elektribekannter U-förmiger Widerstandsheizbügel aus- io sehen Widerstand ausgebildeten U-förmigen Heizbügebildet ist. gel aufweist, der gegen die zu verbindenden Teile ge-1. Device for the two-dimensional cohesive connection of a semiconductor body with a thin metal strip is used as a support body for the semiconductor wafer, an application of metal strips consisting of a with Schwin- 5 of this device is no longer possible, since the Elekgungen acted upon needle that trode opposite one to need a large support surface and cause a deformation of the metal strip to support the parts to be connected,
is arranged in a position table, characterized in that a device for soldering is known, characterized in that the support table (6) as per se. which is designed as an electrically known U-shaped resistance heating bar designed as a resistor to heat the soldering point. gel that acts against the parts to be connected 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- preßt wird.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it is pressed. kennzeichnet, daß der U-förmige Widerstands- Eine weitere bekannte Vorrichtung sieht vor, wähheizbügel an dem zum Auflegen der zu verbin- rend des Lötens den zu verbindenden Teilen Schwindenden Teile vorgesehenen Abschnitt einen ge- i$ gungen, insbesondere im Ultraschallbereich zuzuführingeren Querschnitt als die Schenkel (7) auf- ren, während die Erwärmung auf die Löttemperatur wefst. durch Flammeinwirkung erfolgt.indicates that the U-shaped resistance Another known device provides wähheizbügel on which to hang up the to be connected rend of soldering the intended parts to be joined Fading parts portion has a overall i $ conditions, zuzuführingeren in particular in the ultrasonic range cross section than the Open up the leg (7) while the heating increases to the soldering temperature. takes place by exposure to flame. Ein gleichzeitiges Zuführen von SchwingungenA simultaneous supply of vibrations ·. und eine kurzzeitige lokale Erwärmung auf die erfor-·. and short-term local warming to the required 20 derliche eutektische Temperatur des Lotes ist mit20 the eutectic temperature of the solder is with diesen Vorrichtungen nicht möglich.not possible with these devices. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum flä- Zweck der Erfindung ist es, das Verbinden eines chigen stoffschlüssigen Verbinden eines Halbleiter- Halbleiterkörpers mit einem dünnen Metallstreifen körpers mit einem Metallstreifen mittels Lot durch so rationell zu gestalten, daß Ausschuß vermieden Widerstandserwärmung unter Vermittlung einer auf 25 wird und damit kostspieliges Material und Arbeitsden Hableiterkörper aufgesetzten Schwingungen zeit eingespart werden können,
übertragenden Nadel. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Mit der ständigen Vergrößerung der Anwendungs- Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe Halbleiterbereiche von Transistoren steigen auch gleichzeitig plättchen auf dünne Metallstreifen aufgelötet werden die an sie gestellten Forderungen. Eine davon ist die 30 können, wobei die Wärmewirkung eng auf die Löt-Entwicklung von Transistoren mit neuen Bauformen, stelle begrenzt und die Stromzuführung mittels auf die kleinere Abmessungen als die bisherigen aufwei- den Metallstreifen aufgesetzter Elektroden vermieden sen. Hieraus ergeben sich auch neue und erhöhte wird.The invention relates to a device for the purpose of the invention is to make the connection of a chigen cohesive connection of a semiconductor body with a thin metal strip body with a metal strip by means of solder by so rationally that reject resistance heating is avoided with the mediation of a to 25 and so that costly material and labor can be saved on the vibrations applied to the semiconductor body,
transmitting needle. The object of the invention is to create a device with the constant enlargement of the application device, with the help of which semiconductor areas of transistors also rise at the same time platelets are soldered onto thin metal strips, the demands placed on them. One of them is the 30 can, whereby the heat effect is limited to the soldering development of transistors with new designs, and the power supply by means of electrodes attached to the smaller dimensions than the previous two metal strips is avoided. This also results in new and increased wills. Forderungen an die Fertigungsmittel zur Herstellung Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus von Transistoren. Eine wesentliche Arbeitsverrich- 35 einer mit Schwingungen beaufschlagbaren Nadel, die tung bei der Herstellung ist das Verbinden eines gegenüber einem die zu verbindenden Teile tragen-Halbleiterkörpers mit einem metallischen Träger, den Auflagetisch angeordnet ist. Sie ist dadurch geda hiervon die Güte eines Transistors u. a. ab- kennzeichnet, daß der Auflagetisch als an sich behängt, kannter U-förmiger Widerstandsheizbügel ausgebil-Zum Verbinden eines Transistorsockels mit einem 40 det ist. Um einen ausreichend großen elektrischen Halbleiterkörper sind mehrere Vorrichtungen be- Widerstand zu erreichen, weist der U-förmige Widerkanntgeworden. Bei einer solchen Vorrichtung wird standsheizbügel an dem zum Auflegen der zu verbinein Transistorsockel durch eine Halterung fixiert. denden Teile vorgesehenem Abschnitt einen geringc-Der mit diesem zu verbindende Halbleiterkörper ren Querschnitt als an den Schenkeln auf.
wird auf den Sockel lagegerecht aufgebracht. Ein 45 Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfühaxial zur Halterung beweglicher Stempel ist auf die rungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichzu verbindenden Teile absenkbar angeordnet. Ein nung zeigtRequirements for the production means for production The device according to the invention consists of transistors. An essential Arbeitsverrich- 35 a needle that can be acted upon by vibrations, the device during manufacture, is the connection of a semiconductor body with a metallic support, which is arranged on the support table, opposite one of the parts to be connected. It is characterized in that the quality of a transistor is characterized, among other things, by the fact that the support table is designed as a hanging, known U-shaped resistance heating bar. In order to achieve a sufficiently large electrical semiconductor body, several devices have to be resisted, the U-shaped has become recognized. In such a device, the stationary heating bar is fixed to the transistor base to be connected by a bracket. The portion provided for the parts has a smaller cross-section than that of the legs to be connected to the semiconductor body.
is applied to the base in the correct position. A 45 The invention is to be explained in more detail below on the example of an embodiment for holding movable stamps. Arranged in the drawing parts to be connected so that they can be lowered. An indication shows tangential zum Transistorsockel angeordnetes Glas- F i g. 1 eine Ansicht eines Metallstreifens mit aufroh, das im inneren elektrische Heizwendeln auf- gelegtem Lot- und Halbeiterkörper (schematisch darweist, wird von einem Gas durchströmt, das durch 50 gestellt),Tangential to the transistor base arranged glass F i g. 1 is a view of a metal strip with raw, the solder and semiconductor body placed inside the electrical heating coils (shows schematically, is traversed by a gas that is put through 50), eine seitliche Öffnung austritt und über die zu ver- F i g. 2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorbindenden Teile geleitet wird. Dabei werden diese bis richtung (schematisch dargestellt),
auf die zur Verbindung notwendige Temperatur er- Die Vorrichtung dient zum flächigen stoffschlüssiwärmt. Dieser Gasheizung sind bei der Erwärmung gen Verbinden eines Halbleiterkörpers 1 mit einem von Teilen mit relativ großer Masse, durch die grö- 55 Metallstreifens 3 mittels eines Lotkörpers 2. Mit 5 ist ßere Wärmebelastung, Grenzen gesetzt, bzw. die Zei- eine Nadel bezeichnet, die absenkbar an einer Auften für das Erwärmen und Verbinden der Teile er- nähme 4 angeordnet ist. Die Nadel 5 steht mit einem höhen sich entsprechend. in der Zeichnung nicht dargestellten Ultraschall-Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Schwingungserzeuger in Verbindung. Unter der Na-Envärmung der zu verbindenden Teile mittels elek- 60 del 5 ist ein Auflagetisch 6 angeordnet, der als U-förtrischer Widerstansdheizung vorsieht. Zwei Elektro- miger Widerstandsheizbügel ausgebildet ist. Die den sind hierbei auf einem Transistorsockel unter Schenkel 7 des Auflagetisches 6 sind in einer Halte-Druck aufsetzbar. Der Bereich zwischen diesen Elek- rung 8 untergebracht und mit elektrischen Anschlüstroden wird mittels Stromdurchgang bis auf die zum sen 9 für eine Stromzuführung versehen. Die elektri-Verbinden der Teile erforderliche" Temperatur er- 65 sehen Anschlüsse 9 werden an eine in der Zeichnung wärmt. Hier ist Voraussetzung, daß der Transistor- nicht dargestellte Stromquelle angeschlossen. Der unsockel einerseits einen hohen spezifischen elektri- mittelbar der Aufnahme der zu verbindenden Teile sehen Widerstand aufweist und andererseits ein gc- dienende Quersteg des Auflagetisches (ί weist zur Er-a side opening exits and via the available. Figure 2 is a view of a pre-binding part according to the invention. These are up to the direction (shown schematically),
to the temperature required for the connection. During heating, this gas heater is connected to a semiconductor body 1 with one of parts with a relatively large mass, through the larger metal strips 3 by means of a solder body 2. With 5 is ßere heat load, limits set, or the line denotes a needle, which can be lowered on a platform for heating and connecting the parts, height 4. The needle 5 stands with a rise accordingly. Ultrasound, not shown in the drawing, is also known which has a vibration generator in connection. A support table 6 is arranged under the Na-heating of the parts to be connected by means of the elec- tric element 5, which provides a U-shaped resistance heating. Two electrical resistance heating bars are formed. The are here on a transistor base under leg 7 of the support table 6 can be placed in a holding pressure. The area between these electrodes 8 accommodated and with electrical connection electrodes is provided by means of a current passage except for the sen 9 for a power supply. The electrical connection of the parts required "temperature see 6 5 connections 9 are warmed to one in the drawing. Here it is a prerequisite that the transistor - not shown - is connected connecting parts have resistance and, on the other hand, a serving transverse web of the support table (ί points to
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