DE2064856A1

DE2064856A1 - Halterung für Halbleiterplättchen

Info

Publication number: DE2064856A1
Application number: DE19702064856
Authority: DE
Inventors: Murray St. Paul Minn. Olyphant jun. (V.St.A.)
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1970-01-02
Filing date: 1970-12-31
Publication date: 1971-07-08
Also published as: GB1337791A; CH540567A; JPS4919023B1

Description

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Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota 55101 (V«St_ov.A·) Halterung für Halbleiterplättchen

(ie genet and der Erfindung ist eine Halterung, auf der ein Halbleiterplättchen dauerhaft angebracht werden kann, und dit eine Prüfung des Halbleiterplättchena ermöglicht, bevor es an einer weiteren elektrischen Einrichtung angebracht wird, und ferner dient die Halterung ale ein Mittel zum Anbringen des Halbleiterplättchene an einer elektrischen Einrichtung.

In der litktroinduetri· au·»en Halbleiterplättchtn, wie Ijraniietoren, integrierte Schaltungen usw· nach der Anfertigung geprüft werden, ob sie auch die erfordernohen elektrischen Merkmalt auf«ti«en· Diese Prüfung mute gegenwärtig durchgeführt werdtn, n&ohdta das Halbleittrplättohen alt einer Schaltung dauerhaft verbunden worden iit,a.B» mit einem iieitungarerteiler odtr alt *iata Leiterrahmen, aus welchem ürunde es niolit möglioh ist, dae lalblelterplä^toiitn auTtrlüsif eu prüf tu» btror e·

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an der Gebrauchestelle befestigt worden istο

Bei Transistoren beispielsweise wird jedes Plättchen mit einem jjeiterverteiler elektrisch dauerhaft verbunden, dessen Jjeiterdrähte am Transistor angebracht werden. Da es praktisch unmöglich ist, das Transistorplättehen zu Prüfen, bevor es mit dem Verteiler verbunden wird, und wegen der möglichen Gefahr einer Beschädigung als Folge der bei der Herstellung der Verbindung auftretenden Hitze und wegen der U-efahr der Herstellung falscher Verbindungen kann erst nach der Herstellung dieser Verbindung geprüft werden, ob der Transistor in der gewünschten Weise wirkt» Ergibt die Prüfung, dass keine Transistorwirkung vorliegt, so wird im allgemeinen der Transistor zusammen mit dem Leiterverteiler als Ausschuss beseitigt« Der Ausschuss beträgt je nach den besonderen Umständen 20 bis 60#o

Da der Leitungsverteiler häufig teurer ist als das Transistorplättchen, so wird es sehr kostspielig, bei 'jedem fehlerhaften Transistor zugleich den Verteiler opfern zu müssen. Eine Rückgewinnung des Verteilers anstelle dessen Beseitigung ist gleichfalls mit hohen Kosten verbunden, welche Schwierigkeiten in der Indistrie bisher bestanden«

Die Erfindung sieht eine Halterung vor, an der ein Halbleiterplättchen dauern angebracht, überprüft und danach an der endgültigen Gebrauchsstelle befestigt werden kann, wach dem Anbringen dee Halbleiterplättohens an der Halterung kann das Plättchen ohne Schwierigkeiten gehandhabt und in derselben Weise überprüft werden, als wenn es an der Gebrauchastelle befestigt wird. Stellt eich heraus, dass das Halbleiterplättehen als Ausschuss angesehen werden muss, so wird es zusammen mit der billigen Halterung beseitigt. Erfüllt das Halbleiterplättchen die getteilton Anforderungen, so kann die Halterung an tinea Leitungsverteiler oder an einem anderen Leiter befestigt werden, ohne data das Plättchen beschädigt wird.

Die Erfindung sieht ferner eine leiht von Halbltittrplättohen-Halterungen vor in fartlftufetiftor Aueführung, ao das» die Halterungen fortlaufend zu Maschinen befördert werden können, die die Plättchen an d«n Halterungen anbringen. Die·· aioh

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aneinander anschließenden Halterungen ermöglichen ferner eine automatische Prüfung der Halbleiterplättchen.

Die Erfindung sieht eine Halterung für Halbleiterplättehen vor, die das Handhaben und eine Prüfung der Plättchen ermöglicht, welche Halterung später an der Gebrauchsstelle in einer elektrischen Einrichtung befestigt werden kann. Diese Halterung besteht aus einer Unterlage aus einem dünnen, biegsamen und dielektrischen Material mit leitenden hochstehenden Bezirken, welches Material an mindestens einem der hochstehenden leitenden Bezirke umgefaltet wird, so dass dieser Bezirk von der einen Seite der Halterung zur anderen Seite fortlaufend aufgedeckt wird. Das Halbleiterplättchen wird an dem Teil des leitenden Bezirkes an der Oberseite der Halterung so angebracht, dass derjenige Teil des leitenden Bezirkes, der sich bis zur Unterseite der Halterung fortsetzt, als Mittel zum Befestigen der Halterung an einem äußeren Leiter dient.

Es wurde bereits von anderer Seite vorge-schlagen, eine dauerhafte Halterung für Halbleiterplättchen mit einer steifen dielektrischen Unterlage vorzusehen, die an der Ober- und Unterseite mit einander in Verbindung stehende leitende Bezirke aufweist, wobei ein Halbleiterplättchen am oberen leitenden Bezirk angebracht wird, das später geprüft und danach an einem äußeren elektrischen Leiter befestigt werden kann. Dieser Vorschlag führt jedoch nicht zu der erfindungsgemäßen Halterung, die nachstehend ausführlich beschrieben· In der beiliegenden Zeichnung ist die

i eine schaubildliche Darstellung eines Zuschnittes für eine Halterung nach der Erfindung,

Fig.2 eine aus dem Zuschnitt nach der Pigei hergestellte Halterung nach der Erfindung,

Pig·3 eine schaubildliche Darstellung eines an der Halterung nach der Fig·2 angebrachtes Halbleiterplättchen,

Pig.4 eine ewhaubildliche Darstellung einer ein Halbleiterplättchen tragenden Halterung, die an einem Sockel angebracht ist,

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Fig«5 eine schaubildliche Darstellung einer Reihe von, eine Einheit bildenden Halterungen nach der Erfindung,

Figo6 eine Draufsicht auf eine andere Ausführung der Halterung nach der Erfindung,

Figo 7 eine schaubildliche Darstellung einer weiteren anderen Ausführung der Halterung nach der Erfindung, und die

Fig.8 eine schaubildliche Darstellung einer Halterung für ein Plättchen mit einer integrierten Schaltung, das mehr als drei Leiter aufweist.

Die Js'igol zeigt einen Zuschnitt 10 für eine Halterung, der die höher gelegenen und elektrisch leitenden Bezirke 12, 14 und 16 auf einer dünnen» biegsamen und dielektrischen rechteckigen Unterlage 18 aufweist» Der leitende Bezirk 12 schließt sich an die eine Seitenkante 20 der dielektrischen Unterlage 18 an, während die leitenden Bezirke 14 und 16 sich an die entgegengesetzten Kantenteile 22 der Unterlage anschließen. Die elektrisch leitenden Bezirke weisen von einander einen Abstand auf und sind daher von einander isoliert. Jeder leitende Bezirk ist, wie bei 17 dargestellt, an der Endkante der Unterlage in der Mitte mit einem Ausschnitt versehen. ls ;

Die i'ig.2 zeigt eine ein Plättchen enthaltende Halterung 24, die aus dem in der Fig_e1 dargestellten Zuschnitt hergestellt ist. Die Seitenkahtenteile 20 und 22 des Zuschnittes sind an Falzlihien umgefaltet, die von den Ausschnitten 17 der leitenden Bezirke bestimmt werden, so dass ein Teil der leitenden Bezirke 12, 14 und 16 sich auf der Oberseite und der übrige Teil sich auf der Unterseite der Unterlage befindet, wie in der Fig«2 dargestellt. ,

Die von den Ausschnitten 17 bestimmten Jfalzlinien verlaufen parallel zu einander, »ach dem Umfalten befindet sich der auf der Oberseite der Unterlage gelegene Teil der leitenden Bezirke? direkt über dem auf der Unterseite der Unterlage gelegenen Teil. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich; es genügt vielmehr, wenn die Bezirke auf der Unterseite der Unterlage so gelegen einA, dass anwiesen der gewünschte äußere I»eiter befestigt:

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werden kann· Sie Unterlage kann weiterhin auch anders ausgestaltet werden, ala dargestellt, ζ·ϋ» rund, oval oder vieleckig.

Die Anzahl der leitenden Bezirke auf jeder Halterungsunterlage 24 wird bestimmt von dem Verwendungszweck des zu halternden Halbleiterplättehens* Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung einer bestimmten Anzahl von leitenden-Bezirken auf der Unterlage beschränkt·

Mr die Hera teilung einer Halterung nach der Erfindung ist jedes dielektrische Material geeignet, das als Unterlage in der dargestellten Weise zusammengefaltet werden kann. Die Dicke des dielektrischen Materials ist nicht wesentlich} jedoch sind aus praktischen örtinden dünne, selbsttragende und biegsame Unterlagen z.B. aus Papier, Kunststoffolien usw* erforderlich. Von besonderem nutzen sind dünne biegsame Kunststoffolien mit einer hohen dielektrischen festigkeit, 2»JB· aus !Polyolefin und im besonderen aus Polyethylen und Polypropylen, aus Polyester» im besonderen aus Polyethylenterephthalat usw> für die Verwendung bei hohen Temperaturen eignet sich ausgezeichnet eine Unterlage aus einer Polyimidfolie, die durch Polymerisation einer polyamiachen Säure hergestellt wird, die bei der HeaktiOÄ von pyro« aiellitischem Dianhydrid mit Oxydianilin entsteht» Ein weiteres geeignetes Material ist ein Glae, das mit Polytetrafluorethylen verstärkt ist» Die folie soll vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 2»5 Mikron bis 50 Mikron aufweisen, kann jedoch auch dicker sein bis 500 Mikron öder mehr, wenn tit Unterlage die erforderliche Biegsamkeit aufweist und das leitende Material genügend anschmiegsam ist.

Die genannten Bezirke kö&aseii aus jedem, den el eic t riechen Strom leitenden biegsamen Material bestehen. Eu diesem 2weck kann Kupfer, Öold, Silber, .Nickel, Aluminium und ähnliche Metalle und deren Legierungen aοwie auch mehrere Lagen dieser Metalle oder ein andtres leitendes Material verwendet werden, da« in ein·* dünmem Abechnitt genllgena biegea* ist und umgefaltet werden kann, ohn· eii reißen oder brechen. All· diea· Materialien beh*dten ihr» form nach dea Umfalten bei, so dass die $&m o'tiü« heitere Bearbeitung aufreöhterhiil'Un bleibt,

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obwohl die einander be-rührenden Teile der zusammengefalteten Unterlage 18 mit einander verbunden werden können, wenn gewünscht» Das leitende Material wird im allgemeinen als fortlaufende Folie vorgesehen* an der die dielektrische Unterlage angebracht wird» Das leitende Material kann jedoch auch in form einer Dispersion, einer Lösung oder auch auf eine andere, an sich bekannte Weise aufgetragen werden« Die Dicke der leitenden Bezirke ist nicht kritisch, solange ein elektrischer Strom weitergeleitet werden kann» Sehr dünne Schichten sind jedoch aus Gründen der Gewichta- und taumersparnis vorzuziehen.

Die fig·3 aeigt eine Halterung 24 mit einem Halbleiterplättöhen 26, bei dem iswei Jbeiter 28 und 30 benötigt werden» Das Hälbleiterplättöhen 26 steht aechaniseh und elektrisch mit dem leitenden Bezirk 12 in Verbindung, und die Drahtleiter 28 und 30 sind an dem einen Ende am Halbleiterplättchen 26 und am anderen Inte an den leitenden Bezirken H und 16 befestigt» lia mit dieser Halterung t4 versehenes Salbleiterplättohen J>6 kann ohne Schwierigkeiten gehandhabt und darauf überprüft werden, ob es die für einen bestimmten Verwendangsaweök erforderliche» Eigenschaften aufweist, wonach die Halterung mit dem Halbleiterplättchen ohne Be&chädigimg an der GebrauchsstelIe in elektrischen Sls^iehtung angebracht werden kann* Ergibt söiöhe i)fe«z$£tti&Mg die Vesjwentbar&eil des ao kann die Halterung mit dem Plättchen und den angebrachten leitern mn der Gebrauchestelle mit Hilfe der umgefaltefeen Teile der leitenden Bezirke befestigt Werdern, ohne dass ims Halbleiterplättchen beschädigt wird»

Die fig ο 4- zeigt, in welcher Weist die das Halbleiterplättohen tragende Halterung 24 an einem Sockel befestigt wird· Die an der Unterseite der Unterlage gelegei&en feile der leitenden Bealrke 1£_f 14 and 16 ruhen auf €er Obtrinalt« %imm Sockel« 38, wobei die Bezirke H und 16 an die -vorstehenden Enden der Stifte 34 und M angesühweiSt sind* wE&read der Bezirk 1t mit dem oberen fail des Sockel* oberhalb dt-s Stiftes 32 z.B. mittels «uttktiftäh*? laegleamng od<w SehwtiSiiBf verbimdsa ist» lia isoliert diö Stifte 34 mat IS vom Soekel^ehius« 39»

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Die I¹Ig₈ 5 zeigt eine eine Einheit bildende Anordnung einer Reihe von Halterungen 24. Bei einer solchen Anordnung können die Halbleiterplättchen und die Leiterdrähte fortlaufend angebracht werden, wonach die einzelnen Halterungen 24 an den unterbrochenen Linien durchgeschnitten und von einander getrennt werden, welche genannten Linien lediglich die Stellen bezeichnen, an denen das Durchtrennen erfolgt·

Es wurde eine fortlaufende Anordnung von Halterungen 24 nach der Pig·5 hergestellt unter Verwendung eines langgestreckten Metailstreifens mit einer Beschichtung aus einem Polyimidfilm der polyamischen Säure, wie bereits erwähnt, mit einer Dicke von ungefähr 0,025 mm und einer Breite von ungefähr 4 mm als Unterlage. Die aus Metall bestehenden leitenden Inseln oder Bezirke erhöhten die Dicke um ungefähr 0,04 mm und setzten sich zusammen aus einer verhältnismäßig dicken Unterschicht aus Kupfer und aus einer darüberliegenden Schicht aus Nickel mit einer sehr geringen Dicke, die einen aus Gold bestehenden Belag mit einer Dicke von ungefähr 1,5 Mikron trug. An der gesamten Länge des Streifens wurde jeder Seitenkanteil der Folie in einer Breite von ungefähr 1 mm um die leitenden Bezirke herum umgefaltet, wobei eine fortlaufende Anordnung von Halterungen 24 hergestellt wurde. Die Länge jeder Halterung betrug ungefähr 2 mm bei einem Abstand von ungefähr 0,25 mm zwischen den Halterungen,, Die leitenden Inseln 12, 14 und 16 jeder Halterung wurden am Streifen vor dem Umfalten durch herkömmliche Ätzverfahren erzeugt, wobei unerwünschte Teile der fortlaufenden Metallbelags in bestimmten Bezirken entfernt wurden.

Wie in der 3?ig_o3 dargestellt, können Transistorplättchen an allen Halterungen dadurch angebracht werden_p dass der Metallbezirk 12 auf ungefähr 450 - 500⁰C erhitzt wird, 2 oder 3 Sekunden lang, wonach dann sofort das Transistorplättchen in die erhitzte Metalifläche hineingepresst wird. Die Drahtleiter 28 und 30 werden mit den Inseln 14 und 16 und mit dem Transistorplättchen durch Thermokompression oder mittels anderer, an sich bekannter Verfahren verbunden. Dies kann fortlaufend durchgeführt werden, ohne die Halterungen von einander zu trennen, und zu dieser Zeit können die Transistorplättchen auf ihre

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Wirksamkeit als Transistor überprüft werden. Erweisen sich die Iransistorplättchen als verwendungsfähig, so werden die Halterungen dann einzeln an Sockeln befestigt, wie in der Pig.4 dargestellt.

Mit der erfindungsgemäßen Halterung wird eine seit langer Zeit bestehende Schwierigkeit beseitigt.

Für Sachkundige ist es naheliegend, dass zum Erzielen des gleichen Ergebnisses verschiedene Änderungen bei der Ausgestaltung der Halterungen vorgenommen werden können, Die Mg.6 zeigt eine andere Ausführung einer Halterung 42 nach der Erfindung mit einer dünnen, biegsamen und dielektrischen Unterlage 44, an deren vier Kanten die Inseln oder Bezirke 46, 48, 50 und 52 vorgesehen sind. Bei der Anfertigung dieser Halterung wurde jeder Kantenteil der Unterlage an dem an diesen Kantenteil angrenzenden Bezirk umgefaltet, wie bei 54 (unterbrochene Linien) dargestellt, wobei eine Halterung hergestellt wurde, deren leitende Bezirke an jeder Kante der Halterung sich fortlaufend von der Oberseite zur Unterseite erstrecken.

Die i'ige7 zeigt noch eine weitere anderen Ausführung einer Halterung, die als Ganzes mit 55 bezeichnet ist und aus einem Streifen 56 besteht, in dessen Mittelteil die Inseln 58, 60 und 62 gelegen sind, wobei der Streifen in der Mitte der Inseln zusammengefalten wurde, so dass die leitenden Bezirke ununterbrochen von der Oberseite zur Unterseite der Unterlage verlaufen.

In der Fig·8 ist eine Halterung 64 für eine miniaturisierte Schaltung dargestellt, die aus einem eine integrierte Schaltung tragenden Plättchen besteht, wobei an zwei parallelen Kanten Kontaktpunkte vorgesehen sind (in der Industrie als DIP-Einheit bezeichnet - Dual Inline Package). Die Halterung 64 weist eine Unterlage 66 mit einer Anzahl von strahlenförmig verlaufenden Schenkeln 68 als leitende Bezirke auf, welche Schenkel 68 zum Mittelteil der Halterung zusammenstreben, an der das Plattohen angebracht werden soll, wobei die nach außen gerichteten Teile der Schenkel sich zu Jfüßen 70 verbreitern, unter denen die Seitenkant ent eile 72 der Unterlage 66 herumgefaltet sind. Im Rahmen der Erfindung sind noch weitere Varianten möglich.

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Claims

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Patentansprüche

Halterung für Halbleiterplättchen zum Erleichtern der Handhabung und der Prüfung, welche Halterung an einer elektrischen Einrichtung angebracht wird und eine aus einem dünnen und biegsamen dielektrischen Material bestehende Unterlage mit einer auf dieser angeordneten Anzahl von leitenden .Bezirken aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Bezirke von einander elektrisch isoliert sind, und dass die Unterlage an mindestens einem der leitenden Bezirke umgefaltet ist, so dass die umgefalte-ten Seiten der dielektrischen Unterlage einander zugewandt sind, wobei ein leitender Bezirk freigelegt bleibt zum Anbringen an einer weiteren elektrischen Schaltung und sich von der einen Seite der Halterung zur anderen Seite fortsetzt»

2« Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte eine leitende Bezirk vor dem Umfalten der Unterlage von deren Kanten einen Abstand aufweist«

3· Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte eine leitende Bezirk vor dem Umfalten der Unterlage an deren Kante vorgesehen ist-

4· Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere umgefaltete leitende Bezirke vorgesehen sind, von denen jeder Bezirk mit einer Kante an die Kante der Unterlage angrenzt, bevor diese umgefaltet wird«,

5· Halterung für ein Transistorplättchen zum Erleichtern der Handhabung und der Überprüfung des Plättohens, welche Halterung später mit einer weiteren elektrischen Schaltung verbunden wird und eine Unterlage aus einer dünnen, biegsamen und dielektrischen Kunststoffolie aufweist, die aus einem Metall bestehende und von einander elektrisch isolierte 109828/1750

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leitende .bezirke trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten leitenden Bezirke auf der Unterlage einen Abstand von einander aufweisen und an entgegengesetzten Kantenteilen der Unterlage angeordnet sind, dass jeder üLantenteil der Unterlage an jedem leitenden Bezirk so umgefaltet ist, dass jeder leitende Bezirk sich von der Oberseite der Halterung aus zur Unterseite fortsetzt, so dass eine elektrische Verbindung mit den leitenden Bezirken auf der Oberseite der Halterung eines Transistorplättchens hergestellt werden kann, während an den auf der Unterseite der Halterung gelegenen leitenden Bezirken eine Verbindung mit einer weiteren elektrischen Schaltung hergestellt werden kann.

Halterung mit einem Transistorplättchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung aus der Halterung nach Anspruch 5 besteht und drei leitende Bezirke aufweist, von denen jeder Bezirk sowohl die Oberseite als auch die Unterseite der Halterung bedeckt, und dass an einem der leitenden Bezirke auf der Oberseite der Halterung das Transistorplättehen angebracht und mit den anderen beiden leitenden Bezirken elektrisch verbunden isto

Anordnung aus einer eine Einheit bildenden Reihe von Halterungen für Halbleiterplättchen, bestehend aus einer Unterlage aus einem selbsttragenden, dünnen, biegsamen und dielektrischen Material, auf dem leitende Bezirke angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Unterlage die Form eines Streifens aufweist, auf dem in ijängsabständen die genannten leitenden Bezirke vorgesehen sind, dass der Streifen in dessen Längserstreckung längs einer Linie umgefaltet ist, die mindestens einige der leitenden Bezirke überkreuzt, so dass jeden umgefaltete leitende Bezirk sich von der einen Seite der Unterlage zur anderen Seite fortsetzt, dass, die umgefalteten Bezirk® in der längsrichtung der Unterlage einen Abstand von einander aufweisen, und dass jede Halterung mindestens einen der umgefalteten leitenden Bezirke aufweist_o

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