DE1801073B2 - Verfahren zum herstellen von halbleiterbauteilen - Google Patents
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Description
In der Zeichnung ist das in den Ansprüchen gekennzeichnete
Verfahren an einem Ausfülmmgsbei-50 spiel erläutert. In der Zeichnung ist
Die Erfindung bezieht sich aul ein Verfahren zum F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines
Herstellen \on Halbleilerbauteilen, bei dem aus Halbleiterbauleils in Form eines Transistors und
einem leitenden Metallstreifen eine Mehrzahl von Fig. 2 bis 5 perspektivische Darstellungen ver-
Anschlußklemtncngruppen ausgestanzt werden und schiedener Stufen während des Herstellungsverlah-
durch Stege miteinander verbunden bleiben und min- 55 rcns des Transistors gemäß F i g. 1.
destens einige der Anschlußklemmen aus der Ebene Der Halbleilerbauteil gemäß Fig. 1 hat einen ebc-
dcs Streifens abgebogen werden, sodann das Halb- nen Metallstreifen 10. der als Grundplatte dient und
leiterelement auf die eine Fläche des Streifens neben zugleich die Kollektordektrode des Transistors l.il-
eincr Anschlußklemme befestigt und mit dieser elek- del. Das nicht dargestellte Halbleiterelement ist von
irisch verbunden wird, anschließend das Halbleiter- 60 einer Kapselung 16 aus Kunststoff umschlossen, die
element mit der zugeordneten Anschlußklemme in auch die einen Enden der Emitter- und Basisan-
Kunststoff eingebettet wird, wobei die Anschluß- schlußklemmen 12 bzw. 14 aufnimmt, deren andere
klemme aus dem Kunststoff ragt, worauf abschlie- Enden nach dem Einkapseln und Trennen in eine
ßend die eingekapselte Anschlußklemmengruppe von zum Streifen 10 parallele Lage gebogen sind. Die
den Stegen freigestanzt wird. 65 Kapselung 16 läßt die untere Fläche des Streifens 10
Bei einem bekannten Verfahren (österreichische frei und bedeckt auch nicht dessen gesamte obere
Patentschrift 258 363) wird ein Transportband mit Fläche,
mindestens einer bandförmigen Zuleitung als einheit- Die Enden des Streifens 10 enthalten Löcher 18
»nd 20, die der Montage dienen. Zweckmäßig ist der Halbleiterbauteil auf einem Wärmeschild oder einem
tnderen wärmeabführenden Bauteil montiert. Löcher 12 und 24 in den Anschlußklemmen 12 bzw. 14 erleichtern
den Anschluß von elektrischen Leitern. Die freiliegenden Teile der Anschlußklemmen 12 und 14
können leicht in einem gewünschten Winkel abgebogen wenden, so daß die Anpassung an die jeweiligen
Einbauverhältnisse möglich ist.
Dieser Halbleiterbauteil wird von einem verhältnismäßig dünnen ebenen Streifen in einer einfachen
und neuen Verfahrensweise hergestellt, wobei eine automatische Fertigung zuverlässiger Halbleiterbauteile
ermöglicht wird.
Fig.2 veranschaulicht die Herstellung der Anichlußklemmen
aus einem Kupfe-streifen 10 von (plvva 1,5mm Stärke. An den Seitenländern des Streifens
10 werden durch annähernd parallele Schnitte Il'eilc abgetrennt, die mit ihrem freien Ende in eine
£11111 Streifen 10 paruüeie Ebene abgebogen werden,
Wobei an den Punkten 26 und 28 ein Abbiegen um 135 erfolgt, so daß sich zum Streifen K) parallele
!-"lachen 12' und 14' ergeben. Diese sind am Ende 30
|vw. 32 verbreitert. Diese Verbreiterung entsteht durch einen Ausschnitt 33 einer nach oben abgebotenon
Leiste 34 bzw. 36 des Streifens 10. Diese verbreiterten Enden unterstützen die Verankerung der
Anschlußklemmen 12 und 14 bei der später erfolgenden Einkapselung mit Kunststoff.
Der Streifen 10 ist ferner an den Seilen mit Kerben ?8 und 40 zwischen den einzelnen Anschlußklem-Inengruppen
versehen.
Wie F i g. 3 veranschaulicht, sind elektrische Leiter
42 und 44 aus Gold, Aluminium oder anderem Metall mit den Flachen 12' bzw. 14' verbunden und an
tin Halbleiterelement 46 angeschlossen. Die Leiter 42 und 44 haben einen dem zu leitenden Strom entfprcchenden
Durchmesser, der im allgemeinen 0.13 mm beträgt, aber bis zu 0,63 mm betragen kann.
t>ie Verbindung der Drähte kann durch Druckfehweißune.
I ltrascliallscliweißung cd. dgl. erfolgen.
Das Halbleiterelement 46 kann von jeder geeigneten Art scm und ist im Ausführungsbeispiel ein
Transistorelcment mit einer Basiselektrode und
tmitterelektrode an der oberen Fläche und einer Kollektorelektrode an der unteren Fläche. Vorzugsweise
ist das Halbleiterelement durch einen Überzug »us Lack, Silikonfett, bei Raumtemperatur vulkanifcierbarem
Gummi od. dgl. passiviert. Feiner können fails gewünscht die metallischen I "Her von dem
Epoxyharz der später aufzubringenden Kapselung Isoliert sein. Dies kann durch Einhüllen des Halbleiterelement»»
und seiner Verbindungen in einen nachgiebigen isolierstoff, wie bei Raumtemperatur vulkatiisierbarcn
Gummi, Silikonharz od. dgl. erfolgen.
Das Halbleiterelement 46 ist in einen mittleren Bereich
des Streifens 10 zwischen den hochgezogenen Kanten 34 und 36 angelötet. Ferner sind in dem
mittleren Teil des Streifens 10 Lappen 48 und 50 ausgestanzt und nacli oben abgebogen, um der später
aufzubringenden Kapselung aus Kunststoff einen besseren Hall zu geben.
Der Streifen !() selbst dient als Kollektorelektrode des Transistors.
Wie F i g. 4 erkennen läßt, wird die Kapselung 52 aus Kunststoff nur auf die obere Fläche des Streifens
10 aufgebracht. Dies erfolgt zweckmäßig im Transfer-Gußvcrfahren, jedoch kann auch jede andere
Gießtechnik verwendet werden. Das Kunstharz fließt unter die hochgebogenen Kanten 34 und 36
und unter die Lappen 48 und 50 des Streifens. Diese sind in einem spitzen Winkel zum Streifen abgebogen,
so daß eine mechanische Verriegelung der Kapselung aus Kunststoff trfolgt. Die Kapselung erstreckt
sich jedoch nicht unter die untere Fläche des Streifens 10. Die hochgebogenen Kanten 34 und 36
sowie die Lappen 48 und 50 erhöhen die Steifigkeit des dünnen Streifens 10 aus biegsamem Metall.
Wenn auch Kupfer das zu bevorzugende Metall ist, so können auch andere Metalle verwendet werden,
wie Kupferlegierungen, Folien aus Metallen und Kovar. Obwohl also der Streifen aus einem leicht verformbaren
Werkstoff besteht, ist der kritische Bereich des Streifens durch seine Formgebung sehr
starr. Hierdurch wird der gebildete Halbleiterbauteil widerstandsfähiger und ist gegen Zerstörungen bei
der Handhabung oder bei der Wärmebelastung während des Betriebes weniger anfällig. Obwohl die
Kapselung aus Kunststoff nur auf eine Oberfläche des Streifens 10 aufgebraucht ist, besteht keine Gefahr
einer Trennung des Kunststoffes vom Streifen. Ferner ist das Halbleiterelement 46 nicht mit dem
Stieiien 10 verlötet, so daß es beim Biegen des Streifens
nicht beansprucht wird. Derartige Beanspruchungen können eine Änderung des spezifischen
Widerstandes und damit der elektrischen Kennlinien des Halbleiterbauteils zur Folge haben.
Die Kapselung 52 aus Kunststoff hüllt die Fläche!. 12' und 14' der Anschlußklemmen ein. ebenso wie
das Halbleiterelement 46 und die Vcrbindungsleitei 42 und 44. Die außenlicgenden Teile der Anschlußklemmen
12 und 14 sind nunmehr von der Kunststoffkapselung getragen, so daß ihre Trennung von
dem Streifen K) vorgenommen werden kann. Zu diesem Zwecke wird ein Teil 54 aus dem Streifen 10
ausgestanzt, wobei die außenlicgenden Teile 12 und 14 der Anschlußklemmen gebildet werden, wie dies
die F i g. 4 und 5 zeigen. Der ausgestanzte Teil 54 schneidet hierbei die Kerben 38, 40 an Punkten 56
an. wodurch eine vollständige Abtrennung des fertigen Transistors vom Streifen erfolgt.
Da die Anschlußklemmen 12 und 14 aus dünnem Metall bestehen, können sie in jede gewünschte
Form gebogen werden, die für den Einbau dos HaIblcitcrbauleils
erwünscht ist. ohne daß eine Beschädigung zu befürchten ist (Fig. 1). Der Halbleiterbauteil
ist feiner besonders widerstandsfähig gegen Kräfte, die auf die Anschlußklemmen ausgeübt werden.
Vorteilhaft ist. daß derartige Kräfte nicht auf das Halbleiterelement übertragen werden. Eine
Übertragung dieser Kräfte durch die Leiter 42 und 44. die die Teile 12' und 14' der Anschlußklemmen
mit dem Halbleiterelement 46 \erbinden, sind nachgiebig und leicht verformbar, so daß diese die Kräfte
nid:! auf das Halbleiterelement übertragen können. Die in den Kunststoff eingebetteten verstärkten Enden
30 und 32 dei Anschlußklemmen bewirken eine mechanische Verriegelung der Anschlußklemmen in
dem Kunststoff und unterstützen damit die Verbindung. Die dadurch gegebene feste Lage innerhalb des
Kunststoffes verhindert ebenfalls die Übertragung von Kräften auf das Halbleiterelement oder die elektrischen
Verbindunpsleiter zu diesem.
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens werden zweckmäßig etwa 6 bis 8 Transistoren gleichzeitig
von einem Streifen hergestellt. Es kann jedoch
auch ein einziger Halbleiterbauteil auf einem langen Metallstreifen in einem kontinuierlichen Verfahren
hergestellt werden, wobei die einzelnen Schritte des Verfahrens aufeinanderfolgend in verschiedenen Abschnitten
durchgeführt werden und abschließend jeder fertige Halbleiterbauteil abgetrennt wird.
Wenn die Erfindung auch in Verbindung mit einem Transistor beschrieben worden ist, so kann
das Verfahren jedoch zur Herstellung jedes beliebigen Halbleiterbauteils verwendet werden. Beispielsweise
können nach dem Verfahren Dioden hergestellt werden. In diesem Falle ist nur ein Randteil abzutrennen
und abzubiegen, da in diesem Falle nur eine Anschlußklemme zu bilden ist. Andererseits
kann, wenn das Halbleiterelement eine ebene Diode ist, zweckmäßigerweise mit zwei abgebogenen Anschlußklemmen
gearbeitet werden, wobei dann der Streifen selbst nicht als Anschlußklemme verwendet
wird. Ebenso kann das Verfahren für die Herstellung von Thyristoren verwendet werden, in welchem Falle
bis zu fünf Anschlußklemmen mühelos vorgesehen werden können. In diesem Falle können spiegelbildlich
zueinander angeordnete Anschlußklemmen 12 und 14 in jeder Anschlußklemmengruppe gebildet
werden. Zusätzliche Anschlußklemmen können durch abgebogene ausgeschnittene Streifen zwischen
den Randstreifen gebildet werden. Ebenso ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Enden der abgebogenen
Teile anfänglich abgetrennt werden. Es können beide Enden von der Kunststoffkapselung
ίο frei bleiben und nach der Einkapselung getrennt werden.
Das Verfahren ist daher für eine Vielzahl von Halbleiterbauteilen geeignet und in jedem Falle
leicht durchführbar. Da die dem Halbleiterelement abgewandte Fläche des Streifens offen bleibt, kann
dieser unmittelbar an einem Wärmeschild befestigt werden, so daß sich ein kleinstmöglicher Wärmeleitweg
zwischen dem Halbleiterelement und dem Wärmeschild ergibt. Aus diesem Grunde kann dem Halbleiterbauteil
eine bedeutend größere Strombelastunj zugemutet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiter- wird, die das Transportband von den Zuleitungen
bauteilen, bei dem aus einem leitenden Metall- 5 trennen. Es muß hierbei ein sehr erheblicher Stanzstreifen eine Mehrzahl von Anschlußklemmen- abfall wertvollen Materials in Kauf genommen wergruppen ausgestanzt werden und durch Stege mit- den. Der gleiche Nachteil ist auch einem anderen beeinander verbunden bleiben und mindestens kannten Verfahren (österreichische Patentschrift
einige der Anschlußklemmen aus der Ebene des 254 948) eigen, bei dem die Elektroden der HaIb-Streifens abgebogen werden, sodann das Halb- io leiterelemente auch mit Sprossen eines leiterförmig
leiterelement auf die eine Fläche des Streifens ne- ausgebildeten Metallstreifens verbunden sind, dessen
ben einer Anschlußklemme befestigt und mit die- die Sprossen verbindende Holme nach der Bildung
ser elektrisch verbunden wird, anschließend das der Halbleiterelemente abgetrennt werden.
Halbleiterelement mit der zugeordneten An- Bei einem weiteren bekannten Verfahren (USA.-schlußklemme in Kunststoff eingebettet wird, wo- 15 Patentschrift 3 348 105) bedingt das Ausstanzen von
bei die Anschlußklemme aus dem Kunststoff in einer Ebene liegenden Elektrodenzuleitungen aus
ragt, worauf abschließend die eingekapselte An- einem Metallstreifen ebenfalls einen beträchtlichen
schlußklemmengruppe von den Stegen freige- Stanzabfall. Um ein Verwerfen der ausgestanzten
stanzt wird dadurch gekennzeichnet, Teile beim Abtrennen zu verhindern, sind in diesem
daß jede Anschlußklemme (12,14) durch teilwei- 20 Bereich kleine Emiasiuiigskeibcn vorgesehen.
ses Abtrennen vom Metallstreifen (10) in Längs- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die
richtung unter Bilden eines freien Endes (30, 32) Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden,
erfolgt, und die Anschlußklemme zweimal um das eingangs erwähnte Verfahren also so weiter ausquer
zur Längsrichtung des Streifens liegende, zugestalten. daß bei geringem Materialabfall HaIbzueinandc-r
parallel Biegekanten zur Bildung 25 leiterbauteile robuster Bauart, die einer hohen
von parallel in Abstand vom Metallstreifen lie- Strombelastung ausgesetzt werden können, gcschalgenden
Teilen (12'. 14') gelingen wird. fen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch ge- Diese Aufgabe wird eilindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Bereich des Streifens löst, daß jede Anschlußklemme durch teilweises Ab-(10),
in dem das Halbleiterelement (46) befestigt 30 trennen vom Metallstreifen in Längsrichtung untei
wird, den Streifen versteifende Randteile (34. 36) Bilden eines freien Endes erfolgt, und die Anschlußnach
oben abgebogen werden. klemme zweimal um quer zur Längsrichtung des
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Streifens liegende, zueinander paiallcle Biegekanten
gekennzeichnet, daß in der Mitte des Streifens zur Bildung von parallel in Abstand vom Metallstrei-(10)
Lappen (48, 50) ausgestanzt und in einem 35 fen liegenden Teilen gebogen wird.
spitzen Winkel zum Streifen nach oben abgebo- Weitere Merkmale des Verfahrens ergeben siel·,
gen werden, um die Haftung des Kunststoffes aus den Unteransprüchen, für die Schutz nur im Zu-
(52) der Kapselung am Streifen zu erhöhen. sammenhang mit dem Hauplanspruch begehrt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Durch das in den Ansprüchen gekennzeichnete
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Be- 40 Verfahren wird eine gute Verbindung zwischen dem
reich des zum Abtrennen der eingekapselten An- Kunststoff und den metallischen Teilen gewährleiichlußklemmengruppen
auszustanzenden Stücks stet, ohne daß em vollständiges Einkapseln erforder-
(54) des Streifens (10) in diesem Kerben (38, 40) Hch ist. Hierbei wird nicht nur eine gute Würmcab-
gebildct werden, die sich bis zu zwei Punkten leitung über ausreichend große metallische Flächen
(56) des auszustanzenden Stücks erstrecken 45 ermöglicht, wodurch hohe Strombelastungen zulässig
werden, sondern auch die ungünstige Übertragung von Kränen auf das Halbleiterelement unterbunden.
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1968
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Also Published As
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