DE2023680C3 - Arrangement for making contact with semiconductor components and method for producing the same - Google Patents

Arrangement for making contact with semiconductor components and method for producing the same

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DE2023680C3 DE19702023680 DE2023680A DE2023680C3 DE 2023680 C3 DE2023680 C3 DE 2023680C3 DE 19702023680 DE19702023680 DE 19702023680 DE 2023680 A DE2023680 A DE 2023680A DE 2023680 C3 DE2023680 C3 DE 2023680C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kontaktierung von Halbleiterbauelementen mit einem Träger, wobei die Halbleiterbauelemente in einem Halbleiterkörper mit Kontaktflecken vorgesehen sind.The invention relates to an arrangement for contacting semiconductor components with a carrier, wherein the semiconductor components are provided in a semiconductor body with contact pads.

Aus der DT-AS 1 186 951 ist es bekannt, auf der isolierenden Fläche eines Trägerplättchens vor dem Befestigen eines Halbleiterkörpers leitende Streifen aufzubringen und den Halbleiterkörper auf der isolierenden Fläche so zu befestigen, daß ohmsche Verbindungen zwischen den leitenden Streifen des Trägerplättchens und der der isolierenden Fläche abgewandten Fläche des Halbleiterkörpers hergestellt werden.From DT-AS 1 186 951 it is known to apply it to the insulating surface of a carrier plate before it is fastened to apply conductive strips of a semiconductor body and the semiconductor body on the insulating To fasten surface so that ohmic connections between the conductive strips of the carrier plate and the surface of the semiconductor body facing away from the insulating surface can be produced.

Aus der US-PS 3 403 438 ist bekannt, auf einer isolierendem Substratscheibe Kontaktstreifen anzubringen und Transistoren, welche auf einer Oberfläche uiit Kontaktflächen versehen sind, so auf diese Kontaktstreifen aufzusetzen, daß jeweils ein Kontaktfleck des Transistorscheibchens einen Teil der Kontaktstreifen des Substrats berührt Die Kontaktflecken werden danach mit den berührenden Teilen der Kontaktstreifen verbunden.From US-PS 3,403,438 is known on an insulating Substrate wafer to attach contact strips and transistors, which uiit on a surface Contact surfaces are provided, so put on this contact strip that each one contact patch of the Transistor disc touches part of the contact strips of the substrate. The contact pads are then connected to the touching parts of the contact strips.

Es ist bekannt Halbleitersysteme mit einem Systemträger zu verkleben oder auf diesen aufzulegieren. Durch Kontaktierung mit Drähten werden die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktflecken des Halbleiterkörper* und dem Träger hergestellt. Bei diesen Anordnungen können Ausfälle eintreten, da die genannten Drahtverbindungen schwer zu kontaktieren sind. Auch ist das bekannte Verfahren für eine automatische Durchführung geeignet.It is known to glue or alloy semiconductor systems to a system carrier. The electrical connections between the contact pads of the Semiconductor body * and the carrier produced. With these Arrangements can fail because the mentioned wire connections are difficult to contact are. The known method is also suitable for automatic implementation.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere Verbindung von Bauelementen oder von Schaltungen mit einem Träger anzugeben. Das Verfahren /ur Herstellung dieser Verbindung soll möglichst einfach sein. Seine Durchführung soll insbesondere auch automatisch erfolgen können.The present invention is therefore based on the object of a reliable connection of components or to specify circuits with a carrier. The process / for making this connection should be as simple as possible. In particular, it should also be able to be carried out automatically.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß wenigstens zwei Kontaktflecken des Halbleiterkörpers über die teilweise metallisierte Oberfläche eines Zwischensubstrats aus elektrisch isolierendem Kunststoff elektrisch leitend mit dem Träger verbunden sind.To solve this problem, it is proposed that at least two contact pads of the semiconductor body over the partially metallized surface of an intermediate substrate made of electrically insulating plastic are electrically conductively connected to the carrier.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet neben einer erhöhten Kontaktsicherheit und Zuverlässigkeit der fertigen Bauelemente eine Herabsetzung von deren Herstellungskosten, da sie. wie noch erläutert werden wird, automatisch hergestellt werden können.The arrangement according to the invention offers increased contact security and reliability of the finished components a reduction in their production costs, since they. as will be explained later can be produced automatically.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Zwischensubstrat mit einem Kupferfüm kaschiert ist. und daß der Kupferfüm über einen Zinnfilm mit dem Träger und den Kontaktflecken verlötet ist, derart, daß die gewünschten elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktflecken und dem Träger bestehen.A further development of the invention consists in that the intermediate substrate is laminated with a copper film is. and that the copper film is soldered to the carrier and the contact pads via a tin film, in such a way that that the desired electrical connections exist between the contact pads and the carrier.

Der Kupferfüm gewährleistet eine gute elektrische Verbindung zwischen den Kontaktllecken und dem Träger. Der Zinnfilm dient zur Verlötung der Kontaktflecken und des Trägers mit dem Kupferfüm.The copper film ensures a good electrical connection between the contact leaks and the Carrier. The tin film is used to solder the contact pads and the carrier to the copper film.

Vorteilhafte Materialien für das Zwischcnsubslrat sind Epoxidharzhartpapier oder Polyimidfolie. Sie weisen die erforderliche mechanische Festigkeit auf, können einfach bearbeitet werden und sind zudem billig.Advantageous materials for the intermediate substrate are epoxy resin hard paper or polyimide film. You wise the required mechanical strength, can be easily machined and are also cheap.

Es ist zweckmäßig, daß der Kupferfüm etwa 5 bis 20 μιη, insbesondere 17 μηι. der Zinnfüm etwa 6 μιη und das Zwischensubstrat etwa 0,01 bis 0,5 mm dick sind. Diese angegebenen Dicken gewährleisten einerseits eine sichere Verbindung zwischen dem Halbleiterkörper und dem Träger und andererseits eine möglichst kleine Ausführung der gesamten Anordnung.It is expedient that the copper film is about 5 to 20 μm, in particular 17 μm. the tin film about 6 μm and the intermediate substrate is about 0.01 to 0.5 mm thick. These specified thicknesses ensure on the one hand a secure connection between the semiconductor body and the carrier and, on the other hand, one as possible small execution of the whole arrangement.

Es ist vorteilhaft, daß die Kontaktflecken gegenüber der übrigen Oberfläche des Halbleiterkörpers erhöht sind. Dadurch wird erreicht, daß bei der Kontaktierung des Halbleiterkörpers mit dem Zinnfüm des Zwischensubstrats das Halbleitermaterial nicht elektrisch kurzgeschlossen wird. It is advantageous that the contact patches are raised in relation to the rest of the surface of the semiconductor body are. This ensures that when the semiconductor body is contacted with the tin film of the intermediate substrate the semiconductor material is not electrically short-circuited.

Schließlich wird noch in einem vorteilhaften Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung vorgeschlagen, daß der Halbleiterkörper mit Hilfe einer heizbaren Saugpinzette über einer mit einem Kupfer- und Zinnfüm kaschierten Substratplatte einju-Finally, in an advantageous method for producing the arrangement according to the invention proposed that the semiconductor body with the help of a heatable suction tweezers over one with a Copper and tin film laminated substrate plate

stiert und dann auf diese aufgebracht wird, daß die Kontaktflecken des Halbleiterkörpers durch Erwärmen der Saugpinzette mit dem Zinnfilm verlöret werden, daß nach Kontaktierung dieser vorgesehenen Halbleiterkörper mit der Substratplatte diese in die einzelnen Zwischensubstrate getrennt wird, wobei jeder Halbleiterkörper mit wenigstens einem Zwischens-'bstrat verlötet ist daß schließlich die einzelnen Zwischensubstrats mit dem metallischen Träger verlötet werden, derart, daß die gewünschten elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktflecken über die kaschierte Oberfläche des Zwischensubstrats zum Träger entstehen.stares and is then applied to this that the contact pads of the semiconductor body by heating the suction tweezers are lost with the tin film that after contacting this intended semiconductor body with the substrate plate this is separated into the individual intermediate substrates, each Semiconductor body with at least one intermediate substrate Finally, the individual intermediate substrate is soldered are soldered to the metallic carrier, such that the desired electrical connections between the contact pads via the laminated surface of the intermediate substrate to the carrier develop.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren. Es zeigtFurther features and details of the invention emerge from the following description of a Embodiment based on the figures. It shows

F i g. 1 die erfindungsgemäße Anordnung im Schnitt,F i g. 1 the arrangement according to the invention in section,

F i g. 2 das Verfahren zur Herstellung des Gegenstandes der Fi g. 1.F i g. 2 the process for producing the object of FIG. 1.

In den Figuren werden sich entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the figures.

In der Fig. 1 ist ein Halbleiterkörper 1 mit erhöhten Kontaktflecken 2 versehen. Ein Zwischensubstrat 3 besteht aus einer 0,5 mm dicken Epoxidharzhartpapierplatte 4. Die Oberfläche 5 der Epoxidharzhartpapierplatte 4 ist mit einem 17 μπι dicken Kupferfilm 6 kaschiert auf dem sich ein etwa 6 μπι dicker Zinnfilm 7 befindet. Über die Kontaktflecken 2 ist der Halbleiterkörper 1 mit zwei elektrisch getrennten Teilen des Zinnfilms 7 verlötet. Jeder dieser getrennten Teile des Zinnfilms 7 ist mit den metallischen Trägern 10 verlötet, so daß elektrische Verbindungen zwischen den Kontaktflecken 2 und den Trägern 10 bestehen.In Fig. 1, a semiconductor body 1 is raised Contact patch 2 provided. An intermediate substrate 3 consists of a 0.5 mm thick epoxy resin hard paper plate 4. The surface 5 of the epoxy resin hard paper plate 4 is covered with a 17 μm thick copper film 6 laminated on which there is an approximately 6 μm thick tin film 7. About the contact pads 2 is the The semiconductor body 1 is soldered to two electrically separated parts of the tin film 7. Each of these separate Parts of the tin film 7 is soldered to the metallic supports 10, so that electrical connections between the pads 2 and the carriers 10 exist.

Wie in der Fig.2 dargestellt, liegt zunächst eine Substratplatte 13 auf einem Arbeitstisch 15. Die Substratplatte 13 besteht aus einer mit Kupfer- und Zinnfilmen 6, 7 kaschierten Epoxidharzhartpapierplatte 14. Mit Hilfe einer Saugpinzette 20 wird ein Halbleiterkörper 1 aufgenommen, und in der in der F i g. 2 dargestellten Lage einjustiert Hierzu ist die Saugpinzette 20 in der zu der Oberfläche 5 parallelen Ebene beweglich ausgebildet. Dies wurde in der F i g. 2 durch die Pfeile 30 angedeutetAs shown in Figure 2, there is initially one Substrate plate 13 on a work table 15. The substrate plate 13 is made of one with copper and tin films 6, 7 laminated epoxy resin hard paper plate 14. With the aid of suction tweezers 20, a semiconductor body 1 added, and in the F i g. 2 adjusted for this purpose the suction tweezers 20 designed to be movable in the plane parallel to the surface 5. This was shown in FIG. 2 by the arrows 30 indicated

Die Saugpinzette 20 weist einen Kanal 21 auf, derThe suction tweezers 20 has a channel 21 which

ίο gestrichelt dargestellt ist Dieser Kanal 21 ist über ein Ventil 22 mit einer Vakuumpumpe 23 verbunden. Weiterhin ist die Saugpinzette 20 mit einer Heizvorrichtung 24 versehen, die impulsgeheizt werden kann. Nach dem Einjustieren des Halbleiterkörpers 1 wird die Saugpinzette 20 abgesenkt, so daß die Kontaktflecken 2 des Halbleiterkörpers 1 in Berührung mit den vorgesehenen Zinnfilmen 7 kommen. Dieser Verfahrensschritt ist in der F i g. 2 durch den Pfeil 31 und die gestrichelte Lage des Halbleiterkörpers 1 angedeutet.ίο is shown in dashed lines This channel 21 is about a Valve 22 connected to a vacuum pump 23. Furthermore, the suction tweezers 20 are provided with a heating device 24 provided, which can be pulse-heated. After adjusting the semiconductor body 1, the Suction tweezers 20 lowered so that the contact pads 2 of the semiconductor body 1 in contact with the intended Tin films 7 are coming. This process step is shown in FIG. 2 by the arrow 31 and the dashed line Position of the semiconductor body 1 indicated.

Die Saugpinzette 20 wird durch die Heizvorrichtung 24 kurzzeitig erwärmt, so daß die Kontaktflecken 2 des Halbleiterkörpers 1 mit den Zinnfilmen 7 weich verlötet werden. Das Ventil 22 wird geschlossen, und die Saugpinzette 20 nach oben gefahren.The suction tweezers 20 is briefly heated by the heating device 24, so that the contact pads 2 of the Semiconductor body 1 to be soldered to the tin films 7 soft. The valve 22 is closed, and the Suction tweezers 20 moved upwards.

Nach der Verbindung sämtlicher Halbleiterkörper mit den einzelnen Filmen der kaschierten Substratplatte 13, die eine Größe von etwa 200 cm2 zur Aufnahme von etwa 800 Halbleiterkörpern aufweist, wird die Substratplatte 13 mittels einer Schlagschere längs der strichpunktierten Linien 32 in die einzelnen Zwischensubstrate 3 unterteilt.After all the semiconductor bodies have been connected to the individual films of the laminated substrate plate 13, which has a size of approximately 200 cm 2 to accommodate approximately 800 semiconductor bodies, the substrate plate 13 is divided into the individual intermediate substrates 3 by means of scissors along the dash-dotted lines 32.

Die einzelnen Zwischensubstraie 3 werden dann mit den Trägern 10 verlötet, so daß die im der F i g. I dargestellte Anordnung entsteht. Schließlich wird diese in ein Gehäuse einmontiert.The individual intermediate substrates 3 are then soldered to the carriers 10, so that the elements shown in FIG. I pictured Arrangement arises. Finally, this is installed in a housing.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Anordnung zur Kontaktierung von Halbleiterbauelementen mit einem Träger, wobei die Halbleiterbauelemente in einem Halbleiterkörper mit Kspntaktflecken vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Kontakt-1. Arrangement for contacting semiconductor components with a carrier, wherein the semiconductor components are provided in a semiconductor body with contact spots, characterized in that that at least two contact *■ flecken des Halbleiterkörpers über die teilweise metallisierte Oberfläche eines Zwischensiibsirats aus elektrisch isolierendem Kunststoff elektrisch leitend mit dem Träger verbunden sind.* ■ spots of the semiconductor body over the partially metallized Surface of an interim Siberian council electrically insulating plastic are electrically conductively connected to the carrier. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- * zeichnet, daß das Zwischensubstrat mit einem Kupferfilm kaschiert ist, und daß der Kupferfüm über einen Zinnfilm mit dem Träger und den Kontaktflecken verlötet ist derart, daß die gewünschten elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktflecken und dem Träger bestehen.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the intermediate substrate is laminated with a copper film, and that the copper film is soldered to the carrier and the contact pads via a tin film such that the desired electrical connections between the contact pads and the carrier exist. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kaschierte Kupferfüm eine Dicke von etwa 5 bis 20 μιη aufweist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the laminated copper film has a thickness having from about 5 to 20 μm. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischensubstrat aus Epoxidharzhartpapier oder Polyimidfolie besteh). 4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the intermediate substrate made of epoxy resin hard paper or polyimide film). 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Zwischensubstrats etwa 0,01 bis 0,5 mm beträgt.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that that the thickness of the intermediate substrate is about 0.01 to 0.5 mm. 6. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Zinnfilms etwa 6 μίτι beträgt.6. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the thickness of the tin film is approximately 6 μίτι is. 7. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflecken gegenüber der übrigen Oberfläche des Halbleiterkörpers erhöht sind.7. Arrangement according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the Contact pads are increased compared to the rest of the surface of the semiconductor body. 8. Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper mit Hilfe einer heizbaren Saugpinzette über einer mit einem Kupfer- und Zinnfilm kaschierten Substratplatte einjustiert und dann auf diese aufgebracht wird, daß die Kontaktflecken des Halbleiterkörpers durch Erwärmen der Saugpinzette mit dem Zinnfilm verlötet werden, daß nach Kontaktierung dieser vorgesehenen Halbleiterkörper mit der Substratplatte diese in die einzelnen Zwischensubstrate getrennt wird, wobei jeder Halbleiterkörper mit wenigstens einem Zwischensubstrat verlötet ist, daß schließlich die einzelnen Zwischensubstrate mit dem metallischen Träger verlötet werden, derart, daß die gewünschten elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktflecken über die kaschierte Oberfläche des Zwischensubstrats zum Träger entstehen.8. A method for producing the arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the semiconductor body with the help of heatable suction tweezers over one with a copper and Tin film-clad substrate plate is adjusted and then applied to this that the contact pads the semiconductor body are soldered to the tin film by heating the suction tweezers, that after contacting this intended semiconductor body with the substrate plate, these into the individual Intermediate substrates is separated, each semiconductor body having at least one intermediate substrate is soldered that finally the individual intermediate substrates with the metallic carrier are soldered in such a way that the desired electrical connections between the contact pads arise via the laminated surface of the intermediate substrate to the carrier. 5555
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