DE2161945C3

DE2161945C3 - Method for securing a semiconductor body on a carrier by soldering

Info

Publication number: DE2161945C3
Application number: DE19712161945
Authority: DE
Inventors: Alan David Brooklands Langley Weston (Grossbritannien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-12-15
Filing date: 1971-12-14
Publication date: 1976-04-08

Description

das Vorhandensein einer vertikalen Säule aus ungleichartigem Material, die sich durch den zertraten Teil des Verlötungsgebietes erstreckte. Es läßt sich folgern, daß während des Erhitzungsprozesses zur Erhaltung der Verlötung einige Interdiffusionsmechanismen zwischen den unterschiedlichen Elementen, die im Lötmaterial und in den benachbarten Oberflächen des Siliziumkörpers und des Halters vorhanden sind, auftreten, wodurch mögliche unerwünschte intermetallische Verbindungen an bestimmten Stellen des Verlötungsgebietes entstehen.the presence of a vertical column of dissimilar material extending through the trampled part of the Soldering area extended. It can be concluded that during the heating process to maintain the Soldering some interdiffusion mechanisms between the different elements that are in the soldering material and are present in the adjacent surfaces of the silicon body and the holder, whereby possible undesired intermetallic connections at certain points of the soldering area develop.

Nach der Erfindung werden bei einem Verfahren zum Befestigen eines Halbleiterkörpers auf einem Träger durch Verlötung der Halbleiterkörper und wenigstens ein aus Lötmaterial bestehender Körper einander nicht überlappend auf einer Oberfläche des Trägers angeordnet, wobei der Lötkörper bzw. die Lötkörper derart neben dem Halbleiterkörper liegt bzw. liegen, daß die einander zugewandten Flächen des Halbleiterkörpers und des Trägers einander unmittelbar berühren, wonach der Träger und die daraufliegenden Körper auf eine Temperatur über dem Schmelzpunkt des Lötmaterials erhitzt werden, und zwar während einer Zeit, die zum Fließen des Lötmaterials über die Oberfläche des Trägers und durch Kapillarwirkung zwischen die einander zugewandten Flächen des Halbleiterkörpers und des Trägers ausreicht zur Bildung einer zwischenliegenden Lötschicht zwischen den genannten Flächen, welche Lötschicht bei Abkühlung den Halbleiterkörper auf dem Träger befestigt.According to the invention in a method for attaching a semiconductor body on a carrier by soldering the semiconductor body and at least one body made of soldering material to one another not overlapping arranged on a surface of the carrier, the solder body or the solder body in such a way next to the semiconductor body is or are that the mutually facing surfaces of the semiconductor body and the wearer touch each other directly, after which the wearer and the body lying on it a temperature above the melting point of the solder material for a time which for the solder to flow over the surface of the carrier and by capillary action between them facing surfaces of the semiconductor body and of the carrier is sufficient to form an intermediate Solder layer between the mentioned areas, which solder layer the semiconductor body when it cools attached to the carrier.

Bei diesem Verfahren, die als Kapillar-Flußverlötung bezeichnet werden kann, treten im Vergleich zu dem obenstehend beschriebenen Verfahren, bei dem der Lötkörper vor der Erwärmung zwischen den Oberflächen angeordnet wird, Vorteile auf. Erstens wird während der Erhitzung, die beispielsweise in einer Wasserstoffatmosphäre stattfindet, die vollständige obere Fläche des Lötkörpers bzw. der Lötkörper exponiert, und aus dem Lötmaterial befreite flüchtige Verunreinigungen können entweichen und machen das flüssige Lötmaterial weitgehend rein und beweglich. Die Fließbewegung des Lötmaterials kann in einer bevorzugten Richtung gesteuert werden, und zwar während des Schmelzvorganges des Lötkörpers bzw. der Lötkörper, wobei das geschmolzene Lötmaterial durch Kapillarwirkung zwischen den Oberflächen des Halbleiterkörpers und des Trägers unterhalb des Halbleiterkörpers verteilt wird. Diese Fließbewegung kann diis eingeschlossene Gas zwischen den Oberflächen entfernen. Eine bessere Verteilung von intermetallischen Verbindungen wird durch die Bewegung des flüssigem Lötmaterials erhalten, wobei die weniger beweglichen Bestandteile an der ursprünglichen Stelle des Lötmaterials bleiben und wodurch vermieden wird, daß sie zwischen den einander zugewandten Flächen eingeschlossen werden. Die Oberfläche des Trägers wird flach gehalten und braucht keine besondere Behandlung, so daß auch die Kosten niedrig gehalten werden. Der Halbleiterkörper kann unmittelbar an den Lötkörper bzw. die Lötkörper grenzend liegen, aber vorzugsweise liegt der Halbleiterkörper mit Zwischenräumen auf beiden Seiten vom Lötkörper bzw. von den Lötkörpern, und zwar zur Vermeidung einer unerwünschten Benetzung der Seiten des Halbleiterkörpers durch das Lötmaterial. In this process, it is called capillary flow soldering can be referred to occur in comparison to the method described above, in which the Solder body is arranged between the surfaces before heating, has advantages. First is during the heating, which takes place, for example, in a hydrogen atmosphere, the entire upper surface of the solder body or the solder body is exposed, and volatile impurities freed from the solder material can escape and make the liquid solder material largely clean and flexible. The flow movement the solder material can be controlled in a preferred direction during the Melting process of the solder body or the solder body, the melted solder material by capillary action between the surfaces of the semiconductor body and the carrier below the semiconductor body is distributed. This flow movement can be trapped Remove gas between surfaces. Better distribution of intermetallic compounds is obtained by moving the liquid soldering material, with the less mobile components remain in the original location of the solder and avoid them between the surfaces facing each other are included. The surface of the carrier is kept flat and does not need any special treatment, so that the cost can also be kept low. The semiconductor body can be directly adjacent to the soldering body or the soldering bodies, but is preferably located the semiconductor body with gaps on both sides of the soldering body or the soldering bodies, and although to avoid undesired wetting of the sides of the semiconductor body by the solder material.

Obschon ein einziger Lötkörper verwendet werden kann in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung, liegen eine Anzahl Lötkörper auf der Oberfläche des Trägers und sind gegenüber dem Halbleiterkörper symmetrisch angeordnet Also in e>ner Form liegen zwei Lötkörper in Form normaler vorgeformter Scheiben an den gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers. Der Halbleiterkörper kann im wesentlichen rechteckig sein und die zwei Lötkörper können aus vorgeformten Scheiben bestehen, die an gegenüberliegenden Seiten des Körpers liegen. Die Größe derartiger vorgeformter Scheiben und ihreAlthough a single solder body can be used in a preferred embodiment of the method According to the invention, a number of solder bodies lie on the surface of the carrier and are opposite the semiconductor body arranged symmetrically So in a> n form there are two solder bodies in the form of normal preformed wafers on opposite sides of the semiconductor body. The semiconductor body can be substantially rectangular and the two soldering bodies can consist of preformed discs, that are on opposite sides of the body. The size of such preformed discs and their

ίο Lage in bezug auf die einander zugewandten Oberflächen ist unter anderem in Übereinstimmung mit dem Gebiet zwischen den einander zugewandten Oberflächen, der Oberflächenaktivität der Trägerfläche, der benutzten Erhitzungstemperatur, dem umgebenden Gas und der Sauberkeit und in Übereinstimmung mit der Zusammensetzung des Lötmaterials gewählt worden. ίο location in relation to the facing surfaces is, among other things, in accordance with the area between the facing surfaces, the surface activity of the support surface, the heating temperature used, the surrounding Gas and cleanliness and has been chosen in accordance with the composition of the soldering material.

Wenigstens zwei Lötkörper in Form von Drähten sind verwendbar. Falls die Drähte erhalten werden können mit einem ausreichend großen Durchmesser, kann dies eine billige Art und Weise sein, die Lötkörper anzuordnen.At least two soldering bodies in the form of wires can be used. In case the wires are preserved can be of a large enough diameter, this can be a cheap way to make the solder body to arrange.

Ein einziger Lötkörper kann verwendet werden, der auf der Oberfläche des Trägers den Halbleiterkörper teilweise, aber nicht völlig umgibt. Auf diese Art und Weise kann eingeschlossenes Gas zwischen den einander zugewandten Oberflächen ausgetrieben werden, und zwar unter Verwendung nur eines einzigen Lötkörpers. A single soldering body can be used to attach the semiconductor body to the surface of the carrier partially but not completely surrounds. In this way, trapped gas can get between each other facing surfaces are driven out using only a single solder body.

Das Verfahren ist anwendbar, wenn der Halbleiterkörper aus Silizium besteht und wenigstens derjenige Teil des Trägers, an dem der Halbleiterkörper angeordnet werden muß, aus Kupfer besteht. Die Oberfläche des kupieren Teils des Trägers kann eine GoIdschicht auf einer Nickel- oder Kobaltschicht enthalten und das Material des Lötkörpers bzw. der Lötkörper besteht im wesentlichen aus einer Legierung aus Blei, Silber und Zinn.The method can be used when the semiconductor body and at least that one consists of silicon Part of the carrier on which the semiconductor body must be arranged consists of copper. The surface the cropped part of the carrier can contain a gold layer on a nickel or cobalt layer and the material of the solder body or the solder body consists essentially of an alloy of lead, Silver and tin.

Bevor der Siliziumkörper auf der Oberfläche des Trägers angeordnet wird, kann auf der zugewandten Fläche des Siliziumkörpers beispielsweise durch Zerstäubung eine Titanschicht auf das Silizium und eine Silberschicht auf das Titan angebracht werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtBefore the silicon body is arranged on the surface of the carrier, on the facing Surface of the silicon body, for example by sputtering a titanium layer on the silicon and a Silver layer can be applied to the titanium. Embodiments of the invention are shown in Drawings shown and are described in more detail below. It shows

F i g. 1 eine Draufsicht eines Halters einer Umhüllung für einen Transistor, wobei auf der Tragfläche ein Siliziumtransistorkörper und zwei vorgeformte Lötkörper ersichtlich sind,F i g. 1 is a plan view of a holder of a casing for a transistor, with a Silicon transistor body and two pre-formed soldering bodies can be seen,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teil der Trägerfläche des Halters aus F i g. 1, auf dem der Siliziumtransistorkörper und vorgeformte Lötkörper vorhanden sind,F i g. FIG. 2 shows an enlarged illustration of part of the support surface of the holder from FIG. 1, on which the silicon transistor body and pre-formed soldering bodies are present,

F i g. 3 eine Draufsicht des Halters nach F i g. I und 2, nachdem das erfindungsgemäße Verfahren zum Anbringen des Siliziumtransistorkörpers auf der Tragfläche durchgeführt worden, ist und nachdem Drahtverbindungen mit den Emitter- und Basiselektroden auf dem Siliziumtransistorkörper angebracht worden sind, F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Halters gemäß der Linie IV-IV aus F i g. 3,F i g. 3 is a plan view of the holder according to FIG. I and 2, after the method according to the invention for attaching the silicon transistor body on the support surface has been performed, and after wire connections to the emitter and base electrodes have been attached to the silicon transistor body, FIG. 4 shows a section through part of the holder according to FIG the line IV-IV from FIG. 3,

F i g. 5 bis 11 eine Draufsicht einiger anderer Ausführungsformen von Lötkörpern und Halbleiterkörpern, die auf einer Tragfläche angeordnet sind.F i g. Figures 5-11 are a top plan view of some other embodiments of solder bodies and semiconductor bodies which are arranged on a support surface.

Der in F i g. 1 dargestellte Halter hat einen genormten Umriß, im allgemeinen als TO 3 bezeichnet und enthält eine Basisplatte 1 aus Stahl mit zwei Montage-The in F i g. The holder shown in FIG. 1 has a standardized outline, generally designated as TO 3 and contains a base plate 1 made of steel with two mounting

Öffnungen 2. Auf der oberen Fläche der Basisplatte 1 aus Stahl ist eine Kupferscheibe 3 mit einer Dicke von etwa 1,65 mm und einem Durchmesser von etwa 17,5 mm angeordnet. Die Kupferscheibe 3 hat zwei Ausnehmungen 4, in denen erhöhte röhrenförmige Teile der stählernen Basisplatte emporragen. In jedem erhöhten röhrenförmigen Teil befindet sich ein Durchführungsleiter 5 aus Nickel-Eisen, der durch ein Glas-zu-Metall-Haftmittel im röhrenförmigen Teil befestigt ist. Die Kupferscheibe 3 hat eine obere Tragfläche 6, die zusammen mit den übrigen Metallteilen des Halters vernickelt worden ist, und zwar mit einer Schicht mit einer Dicke von etwa 3 μιη, worauf sich eine Goldschicht mit einer Dicke von etwa 0,1 μηι befindet. Vor der Verlötung des Siliziumtransistorkörpers mit der Tragfläche 6 wird der Halter in einem Ofen mit einer Wasserstoffatmosphäre gebracht und zwar zur Stabilisierung der Oberflächenaktivität des Halters, wobei die Spitzentemperatur auf etwa 375°C liegt und wobei die Gesamtdauer des Erhitzungs- und Abkühlungszyklus 30 Minuten beträgt.Openings 2. On the upper surface of the steel base plate 1 is a copper washer 3 with a thickness of about 1.65 mm and a diameter of about 17.5 mm. The copper washer 3 has two Recesses 4 in which raised tubular parts of the steel base plate protrude. In each heightened tubular part there is a feed-through conductor 5 made of nickel-iron, which passes through a Glass-to-metal adhesive attached in the tubular portion is. The copper washer 3 has an upper support surface 6, which together with the other metal parts of the Holder has been nickel-plated, with a layer with a thickness of about 3 μιη, whereupon a gold layer with a thickness of about 0.1 μm is located. Before the silicon transistor body is soldered to the support surface 6, the holder is in an oven with brought to a hydrogen atmosphere to stabilize the surface activity of the holder, wherein the peak temperature is about 375 ° C and wherein the total duration of the heating and cooling cycle 30 minutes.

Auf der Tragfläche 6 sind ein Siliziumtransistorkörper 7 und zwei vorgeformte Lötkörper 8 angeordnet. Der Siliziumtransistorkörper ist beispielsweise ein epitaxialer npn-Planartransistor, in dem der Kollektorkontakt mittels der unteren Fläche des Körpers hergestellt ist und wobei die Emitter- und Basiselektroden sich auf der oberen Fläche des Körpers befinden. Vor dem Anordnen des Siliziumkörpers 7 auf der Oberfläche 8 wird die untere Fläche des Siliziumkörpers einer Zerstäubung ausgesetzt, und zwar zum Anbringen einer Titanschicht mit einer Dicke von etwa 0,1 μιη, wonach eine Silberschicht mit einer Dicke von etwa 1,0 μιη angebracht wird, wobei die Verdampfung bei einer Anzahl derartiger Körper, die noch in einer nicht geteilten Siliziumscheibe vorhanden sind, durchgeführt wird. Der Körper 7 hat eine Oberfläche von 1,6 χ 1.6 mm und eine Dicke von etwa 250 μιη. Die vorgeformten Lötkörper 8 bestehen aus Scheiben mit einem Durchmesser von 1,0 mm und einer Dicke von 50 μιη und bestehen aus einer Legierung, die 95,5 Gewichtsprozent Blei, 3,0 Gewichtsprozent Silber und 1,5 Gewichtsprozent Zinn enthält, welches Material eine Soliduspunkt-Temperatur von 294" C und eine Liquiduspunkt-Temperatur von 315°C hatA silicon transistor body 7 and two preformed soldering bodies 8 are arranged on the support surface 6. The silicon transistor body is, for example, an epitaxial npn planar transistor in which the collector contact is made by means of the lower surface of the body and with the emitter and base electrodes on top of each other the upper surface of the body. Before arranging the silicon body 7 on the surface 8 the lower surface of the silicon body is subjected to a sputtering process for the application of a titanium layer with a thickness of about 0.1 μm, after which a silver layer with a thickness of about 1.0 μm is attached is, with the evaporation in a number of such bodies, which are still in a non-divided silicon wafer are available. The body 7 has a surface area of 1.6 1.6 mm and a thickness of about 250 μm. The preformed solder bodies 8 consist of disks with a diameter of 1.0 mm and a thickness of 50 μm and consist of an alloy that is 95.5 percent by weight Contains lead, 3.0 percent by weight silver and 1.5 percent by weight tin, which material has a solidus point temperature of 294 "C and a liquidus point temperature of 315 ° C

F i g. 2 ist eine Draufsicht in vergrößertem Maßstab eines Teils der Tragfläche 6 mit dem Siliziumkörper 7 und dem vorgeformten Lötkörper 8, wobei die vorgeformten Lötkörper 8 in bezug auf den Körper 7 symmetrisch angeordnet sind. Die Mitten der vorgeformten Lötkörper auf beiden Seiten des Körpers 7 liegen in einem Abstand von etwa 3,0 mm.F i g. 2 is a plan view, on an enlarged scale, of part of the support surface 6 with the silicon body 7 and the preformed solder body 8, the preformed solder body 8 being symmetrical with respect to the body 7 are arranged. The centers of the preformed solder bodies lie on both sides of the body 7 at a distance of about 3.0 mm.

Eine Anzahl Halter, wie diese in F i g. 1 und 2 dargestellt sind, werden danach auf ein Fließband gelegt, das durch einen Durchführungsofen fließt. Es wird erhitzt in einer Wasserstoffatmosphäre, wobei die maximale Temperatur 380°C und die Gesamtdauer 30 Minuten beträgt Die Zeit, während der der Halter samt Körpern bei einer Temperatur oberhalb des Soliduspunktes des Lötmaterials verbleibt beträgt etwa 5 Minuten. Während der Erhitzungsperiode werden die oberen Rächen der vorgeformten Lötkörper vor und während tes Schmelzvorganges der Wasserstoffatmosphäre lusgesetzt Flüchtige Verunreinigungen werden aus lern Lötmaterial entfernt und das flüssige Lot wird geeinigt und beweglich. Das flüssige Lot verteilt sich iber die Oberfläche 6, wobei das geschmolzene Mateial der zwei vorgeformten Lötkörper dem Siliziumkörper 7 von gegenüberliegenden Seiten nähert. Beim Erreichen des Siliziumkörpers 7 dringt das Lot durch Kapillarwirkung zwischen die einander zugewandten Flächen des Halters und des Siliziiimkörpers. Dadurch wird eingeschlossenes Gas unter dem Siliziumkörper ausgetrieben. Die Lötmaterialmenge wird derart gewählt, daß sie ausreicht, um durch Kapillarwirkung unter den Siliziumkörper 7 zu gelangen. F i g. 3 zeigt durch eine gestrichelte Linie den Umfang der Verteilung des flüssigen Lötmaterials 9. Beim Abkühlen heftet sich die durch Kapillarwirkung zwischen den einander zugewandten Flächen des Siliziumkörpers und des Halters gebildete Lötschicht gut an die beiden einander zugewandten Flächen, und diese Verbindung enthält keine offenen Stellen und hat keine unerwünschte Verteilung von intermetallischen Verbindungen.A number of holders such as those shown in FIG. 1 and 2 shown are then placed on a conveyor belt that flows through a feed-through furnace. It is heated in a hydrogen atmosphere, the maximum temperature being 380 ° C and the total time being 30 minutes is the time during which the holder and its bodies are at a temperature above the solidus point the solder material remains is about 5 minutes. During the heating period, the top Revenge of the preformed soldering body before and during the melting process of the hydrogen atmosphere Volatile contaminants are removed from the solder material and the liquid solder is cleaned up and agile. The liquid solder spreads over the surface 6, whereby the molten mateial of the two preformed soldering bodies approaches the silicon body 7 from opposite sides. Upon reaching of the silicon body 7, the solder penetrates between the mutually facing surfaces by capillary action of the holder and the silicon body. This creates trapped gas under the silicon body expelled. The amount of solder material is chosen so that it is sufficient to by capillary action to reach the silicon body 7. F i g. 3 shows the extent of the distribution by a broken line of the liquid soldering material 9. When it cools down, the is stuck between each other through capillary action facing surfaces of the silicon body and the holder formed solder layer well on the two each other facing surfaces, and this connection does not contain any vacancies and has no undesirable distribution of intermetallic compounds.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch die Ausgangslage der vorgeformten Lötkörper 8 mittels gestrichelter Linien und letzten Endes die Lötschicht 9 und den Teil 10 der Schicht der durch Kapillarwirkung zwischen den Flächen des Körpers 7 und der plattierten Kupferscheibe 3 gebildet ist.F i g. 4 shows a section through the starting position of the preformed soldering body 8 by means of dashed lines and finally the solder layer 9 and the part 10 of the layer which is formed by capillary action between the Surfaces of the body 7 and the plated copper washer 3 is formed.

Als folgende Stufe der Herstellung werden die Drähte 11 und 12 durch Ultraschall mit dem einen Ende mit der Emitter- und der Basiselektrode auf der oberen Fläche des Siliziumkörpers 9 und mit dem anderen Ende mit den Durchführungsstellen 5 verbunden. Die Einkapselung der Anordnung wird beendet durch Anordnung einer metallenen Haube über die Kupferscheibe 3, wobei die Metallzunge mit der Stahlplatte 1 verschweißt werden kann.As the next stage of manufacture, the wires 11 and 12 are ultrasonically connected to one end the emitter and base electrodes on the upper surface of the silicon body 9 and with the other End connected to the implementation points 5. Encapsulation of the assembly is terminated by assembly a metal hood over the copper washer 3, the metal tongue being welded to the steel plate 1 can be.

Andere Ausführungsformen von Lötkörpern und des Halbleitkörpers auf der Tragfläche zum Gebrauch bei einem Verfahren entsprechend der Erfindung wird nachstehend als Beispiel in bezug auf die F i g. 5 bis 11 beschrieben. Diese Figuren einsprechen der Draufsicht nach Fig.2, wobei der Halbleiterkörper 7 dieselben Abmessungen hat. die Lötkörper jedoch in Form und/oder Lage abweichen. Weiter sind die unterschiedliehen Stufen des Verfahrens im wesentlichen, wie diese in der obenstehenden Ausführungsform beschriebenworden sind.Other embodiments of solder bodies and the semiconductor body on the support surface for use a method according to the invention is exemplified below with reference to FIGS. 5 to 11 described. These figures correspond to the plan view according to FIG. 2, the semiconductor body 7 being the same Dimensions. however, the soldering bodies differ in shape and / or position. Next are the different ones Steps of the process essentially as described in the above embodiment are.

F i g. 5 zeigt einen einzigen vorgeformten Lötkörper 21 mit einer Aussparung, deren Seiten sich parallel zuF i g. Figure 5 shows a single preformed solder body 21 with a recess whose sides are parallel to

zwei angrenzenden Seiten des Haibleiterkörpers 6 erstrecken. two adjacent sides of the semiconductor body 6 extend.

F i g. 6 zeigt zwei dreieckige vorgeformte Lötkörper 22, die angrenzenden Seiten des Halbleiterkörpers 7 zugewandt sind und Fig.7 zwei ähnliche dreieckigeF i g. 6 shows two triangular preformed solder bodies 22, the adjoining sides of the semiconductor body 7 are facing and Fig.7 two similar triangular

vorgeformte Lötkörper 23, die gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers 7 zugewandt sind.preformed solder bodies 23 facing opposite sides of the semiconductor body 7.

F i g. 8 zeigt zwei scheibenförmige vorgeformte Lötkörper 24 in Form von Kreisabschnitten, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers 7 grenzen.F i g. 8 shows two disk-shaped, pre-formed soldering bodies 24 in the form of circular sections, which are connected to two opposite sides of the semiconductor body 7 border.

F i g. 9 zeigt zwei rechteckige vorgeformte Lötkörper 25. die an gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers 7 liegen.
F i g. 10 zeigt zwei vorgeformte Lötscheiben 26, de-F i g. 9 shows two rectangular, pre-formed soldering bodies 25, which lie on opposite sides of the semiconductor body 7.
F i g. 10 shows two pre-formed soldering disks 26, which

ren Mittellinie mit einer Diagonalen des Halbleiterkörpers 7 zusammenfälltRen center line coincides with a diagonal of the semiconductor body 7

Fig. 11 zeigt zwei Lötkörper in Form von Drähten 29, die an gegenüberliegenden Seiten des Halbleiterkörpers 7 liegen.Fig. 11 shows two solder bodies in the form of wires 29, which lie on opposite sides of the semiconductor body 7.

Im Rahmen der Erfindung sind viele andere Ausführungsformen, wie diese in den Ansprüchen beschrieben werden, möglich. Beispielsweise kann die Befestigung der Halbleiterkörper auf dem TO-3-Halter einer ande-Many other embodiments as described in the claims are within the scope of the invention become possible. For example, the fastening of the semiconductor body on the TO-3 holder can be done by another

ren Struktur oder sogar auf einer Oberfläche eines Umhüllungsteils mit einem vollständig anderen Umriß durchgeführt werden. Halbleiterkörper oder Anordnungen anders als Transistoren können mit der Tragfläche, beispielsweise mit aus Silizium bestehenden integrierten Schaltkörpern, verlötet werden. Es sind verschiedenartige Lötmaterialien verwendbar, wobei die Wahl des Lötmaterials unter anderem durch denren structure or even on a surface of a cladding part be performed with a completely different outline. Semiconductor bodies or arrangements unlike transistors can be integrated with the wing, for example with silicon Switch bodies to be soldered. Various types of soldering materials can be used, the Choice of soldering material, among other things, by the

Schmelzpunkt und das Material der einander züge wandten Flächen des Halbleiterkörpers und des Trä gers bestimmt wird. Bei Siliziumkörpern kann statt dei Goldschicht auf der Titanschicht an der unteren Flächt eine Silberschicht auf der Titanschicht angebracht wer den. Die Silberschicht kann mit einem sehr dünner Hauch von Gold versehen werden.Melting point and the material that pulls each other turned surfaces of the semiconductor body and the Trä gers is determined. In the case of silicon bodies, instead of dei Gold layer on the titanium layer on the lower surface a silver layer is attached to the titanium layer the. The silver layer can be provided with a very thin touch of gold.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for securing a semiconductor body on a carrier by soldering, characterized in that the semiconductor body and at least one body of soldering material are arranged non-overlapping on a surface of the carrier, the soldering body or the soldering body in such a way next to the semiconductor body or lie that the facing surfaces of the semiconductor body and the carrier touch each other directly, after which the carrier and the bodies lying thereon are heated to a temperature above the melting point of the soldering material, for a time sufficient to allow the soldering material over the surface of the To let the carrier flow and to flow by capillary action between the mutually facing surfaces of the semiconductor body and the carrier.

2. The method according to claim 1, characterized in that it is on the surface of the carrier there is a gap between the semiconductor body and the soldering body or the soldering bodies.

3. Method according to claim! or 2, characterized in that a number of bodies made of soldering material lie on the surface of the carrier and essentially with respect to the semiconductor body are arranged symmetrically.

4. The method according to claim 3, characterized in that two solder bodies in the form of regular formed preformed solder body arranged on opposite sides of the semiconductor body are.

5. The method according to claim 4, characterized in that the semiconductor body is substantially has a rectangular outline and the two soldering bodies consist of preformed soldering disks attached to opposite sides of the semiconductor body lie.

6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that at least two solder bodies can be used in the form of wires.

7. The method according to claim i, characterized in that a single solder body is used which on the surface of the carrier partially, but not completely, surrounds the semiconductor body.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the semiconductor body consists of silicon and at least that part of the carrier on which the semiconductor body is attached must be made of copper.

9. The method according to claim 8, characterized in that the surface of the consisting of copper Part of the support contains a layer of gold on a layer of nickel or cobalt, and that Material of the soldering body or the soldering body essentially consists of an alloy of lead, silver and Tin is made.

10. The method according to claim 9, characterized in that prior to arranging the silicon body a titanium layer on the surface of the carrier on the facing surface of the silicon body on the silicon and a layer of silver on the titanium.

The invention relates to a method for fastening a semiconductor body on a carrier by soldering.

In the manufacture of semiconductor devices, such as transistors and semiconducting integrated Circuits, it is common to attach a disk-shaped semiconductor body on a carrier, in which the Areas of the circuit element or the circuit elements are formed. The carrier, mostly as a holder ίο can be a metal base with a mounting surface for the semiconductor body and a number of mutually insulated bushing conductors, with which connecting wires can be attached at one end, with the other ends of the connecting wires are fastened with connection areas on the semiconductor body, for example by thermocompression or ultrasonic connection. For arrangements with a relatively high Several methods of attachment were used for dissipation

of the semiconductor body developed on a mounting surface on the holder. Some of these methods are based on enclosing a molybdenum disk between the semiconductor body and the mounting surface on the holder, which can consist in part of copper, for example. The latter method is particularly suitable for silicon semiconductor bodies, since the coefficient of thermal expansion of molybdenum best matches that of silicon and grants a certain degree of protection for the silicon body against thermal shock. This method normally includes the eutectic connection of the silicon body to the molybdenum disk at an elevated temperature, for example using an intermediate layer and with subsequent soldering of the molybdenum disk to the holder part made of copper. This technique, while providing devices with suitable properties, is expensive and, therefore, methods have been developed to place the semiconductor body directly on the mounting surface of the holder using an intermediate preformed solder pad. In such a method, a preformed soldering disk, which consists for example of an alloy of lead, silver and tin, is placed between a nickel-plated and then gold-plated surface of a copper part of the holder and a titanium-covered and then silver-plated surface of a silicon semiconductor body, after which the whole to a temperature of about 380 ⁰ C is used for soldering the silicon body with the gold-plated copper part of the holder. This method can also reduce costs, but is not entirely satisfactory because the contact between the silicon body and the holder deteriorates under high thermal loads. A metallurgical examination of assemblies that had been manufactured using such a process revealed some cracks in the soldering area, with poor wetting of the silver surface on the silicon body and, in some cases, interruptions. If the silicon body is in the form of a discrete transistor element, poor wetting is particularly undesirable, since the area of poor wetting is immediately below the area of the emitter area, and it is precisely in this area of the contact in which deficiencies are present The most disadvantageous is that a further analysis of the soldering area shows