DE2314195A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von halbleiteranordnungen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von halbleiteranordnungen

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DE2314195A1 DE19732314195 DE2314195A DE2314195A1 DE 2314195 A1 DE2314195 A1 DE 2314195A1 DE 19732314195 DE19732314195 DE 19732314195 DE 2314195 A DE2314195 A DE 2314195A DE 2314195 A1 DE2314195 A1 DE 2314195A1
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pliers
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Klaus Heinrich Dipl In Eckardt
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Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Halbleiteranordnungen".
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, wobei eine Scheibe mit einer Vielzahl in regelmässiger Weise gegliederter Halbleiterkörper entsprechend zwei rechtwinklig zueinander stehenden
Liniensätzen gebrochen wird und wobei jeweils ein Halbleiterkörper auf einem Träger angeordnet wird und Kontaktstellen des Halbleiterkörpers über Drähte mit Stromleitern des Trägers elektrisch verbunden werden.
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Bei einem derartigen bekannten Verfahren wird zunächst ein Halbleiterkörper mit dem Träger verbunden, wonach Drahtverbindungen zwischen dem Halbleiterkörper und den Stromzuführungsleitern vorgesehen werden. Beim Verbinden des Halbleiterkörpers mit dem Träger muss zunächst dieser Halbleiterkörper beispielsweise mit einer Vakuumpinzette aufgenommen werden. Dies erfolgt entweder aus einer ungeordneten Menge einzelner Halbleiterkörper oder von einer gedehnten Folie, auf der die Halbleiterkörper verhältnlsmässig gut gegliedert in einigem Abstand voneinander liegen. Dazu ist ein Ausrichten der Vakuumpinzette gegenüber dem Halbleiterkörper notwendig. Weiter muss dieser Halbleiterkörper mit dem Träger verlötet werden, wobei eine Ausrichtung gegenüber dem Träger notwendig ist. Zum Befestigen jedes Drahtstücks ist dann noch zweimal ein äusserst genaues Ausrichten gegenüber den Befestigungsstellen notwendig. Dieses oftmalige Ausrichten kostet verhältnismässig viel Zeit, erhöht die Ausschussgefahr und macht eine automatische Montage verwickelt und schwer durchführbar .
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, das das Ausrichten auf ein Minimum beschränkt und stark vereinfacht. Dazu wird nach
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der Erfindung an den Kontaktstellen eines nach dem Brechen der Scheibe noch in der ursprünglichen Konfiguration liegenden Halbleiterlörpers ein Ende
der Drähte befestigt, der betreffenden Halbleiterkörper an den Drähten auf genommen, wobei der Halbleitei»- körper über den Träger und die Drähte über die zusammenarbeitenden Stromleiter gebracht werden, wonach die Drähte mit den Stromleitern und der Halbleiterkörper auf dem Träger befestigt werden.
Die Halbleiterkörper befinden sich nach dem Brechen genau in derselben Lage, in der sie sich auf der noch ungebrochenen Scheibe befanden. Die Lage der Kontaktstellen auf einem Halbleiterkörper ist also genau bekannt, so dass das Anbringen der Drähte an diesen Kontaktstellen verhältnismässig einfach und dennoch mit grosser Genauigkeit erfolgen kann. Es ist nun nur noch notwendig, die Halbleiterkörper an den Drähten aus der Konfiguration auf der Scheibe herauszu-heben und die freien Drahtenden über den Stromleitern auf dem Träger auszurichten. Die Befestigung auf dem Träger bietet dann keine weiteren Schwierigkeiten.
Das jeweilige Ausrichten des Halbleiterkörpers auf dem Träger kann also fortfallen, während das Verbinden der Drähte mit dem Halbleiterkörper durch dio genau bekannte Lage des Halbleiterkör-303342/0823
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pers stark vereinfacht wird. Eine automatische Durchführung des Verfahrens bietet daher kaum Probleme. Die Halbleiterkörper können beispielsweise auf einer elektrostatisch aufgeladenen Kunststoffolie festgehalten werden bis sie an ihren Drähten angehoben werden. Auch ist beispielsweise eine Befestigung mit Hilfe eines Klebstoffes auf einer Folie möglich, so dass beim Brechen und auch nachher die Lage der Halbleiterkörper untereinander genau eingehalten wird.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden zunächst die Drähte an den Stromleitern befestigt und danach wird der Halbleiterkörper mit dem Träger verbunden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn das Werkzeug zum Befestigen des Halbleiterkörpers auf dem Träger verhält— nismässig viel Raum beansprucht. Auch kann tunächst der Halbleiterkörper auf dem Träger befestigt und danach die Drähte mit den Stromleitern verbunden werden.
Vorzugsweise wird nach der Erfindung das Verbinden des Halbleiterkörpers mit dem Träger und das Befestigen der Drähte an den Stromleitern gleichzeitig durchgeführt werden. Dies macht den Prozesszyklus so kurz wie möglich.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf
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eine Vorrichtung zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens. Diese Vorrichtung weist das Kennzeichen auf, dass sie zwei nebeneinander liegende Zangen enthält, die je zum Aufnehmen eines Drahtabschnitts dienen, dass sie weiter mit einem Mechanismus zum öffnen und Schliessen der Zangen versehen ist und dass auf beiden Seiten jeder Zange je ein Meissel vorhanden ist, und zwar zum Befestigen der Drahtabschnitte durch Thermokompression, wobei die Meissel an Armen befestigt sind, die in den Tragarmen der Zangen gelagert sind und wobei wenigstens die beiden Arme der zwischen der Zangen
liegenden Meissel und die beiden Arne, die die an der Aussenseite der Zangen liegenden Meissel tragen, unabhängig voneinander in den Tragarmen der Zangen einstellbar sind.
Nach dem Zuführen eines Drahtabschnittes zu jeder Zange werden die Drahtabschnitte über den Halbleiterkörper gebracht, wonach die zwei inneren Meissel gleichzeitig die Verbindung mit den Kontaktstellen herstellen. Der Halbleiterkörper wird nun mit Hilfe der Zangen an den Drahtabschnitten angehoben und über den Träger gebracht, wo die Verbindung der freien Drahtenden mit den Stromleitern und die Befestigung des Halbleiterkörpers gegebenenfalls gleichzeitig erfolgt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine gebrochene Scheibe mit darüber liegenden Zangen,
Fig. 2 das gleichzeitige Befestigen der freien Drahtenden mit dem Halbleiterkörper;
Fig. 3 das schrittweise Befestigen der freien Drahtenden mit dem Halbleiterkörper,
Fig. k das Befestigen des Halbleiterkörpers und danach das Befestigen der freien Draht enden,
Fig. 5 eine Sonderausführung des Befestigungskopfes ,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Befestigungsvorrichtung.
In Fig. 1 ist als Beispiel dargestellt, dass auf einer elektrostatisch aufgeladenen Folie 1, beispielsweise aus Kunststoff, eine Anzahl bereits gebrochener aber mit den Bruchflächen noch genau gegeneinander liegender Halbleiterkörper 2 vorhanden sind. Durch die elektrostatische Ladung werden die Halbleiterkörper 2 genau ausgerichtet auf der Folie 1 festgehalten. Zwei Zangen 3 und h bringen je einen Drahtabschnitt 5 über die Kontaktstellen auf einem der Halbleiterkörper 2. Dadurch, 309842/0823
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dass die Anordnung der Halbleiterkörper der ursprünglichen Lage in der nicht gebrochenen Halbleiterscheibe entspricht, ist die>Einstellung der Drähte 5 gegenüber den Kontaktstellen auf einfache Weise genau durchzuführen. Nach der Einstellung drücken die Meissel 6 und 7 je ein Ende der Drahtabschnitte 5 gegen die Kontaktstellen auf dem Halbleiterkörper 2 und diese Drahtenden 5 werden beispielsweise durch eine Wärme-Druckverbindung am Halbleiterkörper 2 befestigt. Nach dem Zurückfahren der Meissel 6 und 7 werden die Zangen 3 und k, die die Drahtabschnitte 5 noch festhalten, nach oben bewegt, wobei der Halbleiterkörper 2 aus der Scheibe gehoben wird, wälirend die übrigen Halbleiterkörper in ihrer ursprünglichen Lage liegen blieben. Es hat sich herausgestellt, dass die Drähte 5 eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um den Halbleiterkörper 2 zu tragen und diesen Körper 2 der elektrostatischen Kraft entgegen von der Folie 1 zu ziehen.
In Fig. 2 ist eine naohfolgende Bearbeitung dargestellt. Die Zangen 3 und h haben den Halbleiterkörper 2 an den Drähten 5 hängend über einen Träger gebracht, der aus einem auf einer Unterlage 8 ruhenden Leiterkamm bestehen kann, dessen im Querschnitt dargestellte Leiter durch 3 ÜS342/0823
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9, 10 und 11 bezeichnet sind. Der Träger kann beispielsweise auch aus einem isolierenden Boden eines Halbleitergehäuses bestehen, auf dem Leiter angeordnet sind. Nur die freien Enden der Drähte 5» die ursprünglich noch gerade sind, brauchen gegenüber den Leitern 9 und 11 ausgerichtet zu werden. Darauf werden die Meissel 6 und 7 und ebenfalls die Meissel 12 und 13 herunterbewegt. Die freien Drahtenden 5 werden durch eine Wärme—Druckverbindung mit den Leitern 9 bzw. 11 verbunden. Die Meissel 6 und 7 drücken gleichzeitig die Unterseite des Halblei— terkörpers 2 gegen den Leiter 10 und mit Hilfe nicht dargestellter Heizmittel wird diese Unterseite mit dem Leiter 10 verlötet. Nun lassen die Zangen 3 und 4 die Drähte 5 los und die Meissel 12 und 13 werden aufwärts bewegt. Sowohl der Halbleiterkörper als auch die Drähte 5 sind befestigt.
Es ist nicht notwendig, dass das Verlöten des Halbleiterkörpers 2 und das Befestigen der Drähte 5 gleichzeitig erfolgt, es kann manchmal vorteilhaft sein, das beschriebene Verfahren derart durchzuführen, dass zunächst die Lötbefestigung durchgeführt wird, während unmittelbar danach die freien Drahtenden 5 verbunden werden.
Es dürfte einleuchten, das» dip Bearbeitungen eine minimale AusrJehtzeit erfordern,
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während die Genauigkeit äusserst gross ist. Dies ist zu einem wesentlichen Teil dem Befestigen der Drähte 5 am Halbleiterkörper 2 zu verdanken, während der Körper 2 sich noch genau in der Lage befindet, die er in der ursprünglich nicht gebrochenen Halbleiterscheibe einnahm und aus der Tatsache, dass gefunden wurde, dass der Halbleiterkörper 2 mit Hilfe der daran befestigten Drähte 5 aus der gebrochenen Scheibe entfernt werden kann. Dies hat eine weitgehende Mechanisierung ermöglicht, die sich mit einfachen Mitteln verwirklichen lässt.
Die Befestigung auf dem Träger kann auch auf eine andere als bei Fig. 2 dargestellte Weise erfolgen. In Fig. 3 ist nacheinander dargestellt, dass die über den Träger gebrachten freien Drahtenden 5 mit Hilfe der Meissel 12 und 13 an den Leitern 9, 11 befestigt werden, wobei der Halbleiterkörper 2 nicht mit dem Leiter TO verbunden wird, während in einer nachfolgenden Arbeitslage der Halbleiterkörper 2 mit dem Leiter 10 verbunden wird. Letzteres kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein heisser Gasstrom gegen den Halbleiterkörper 2 geblasen wird, bis die Unterseite mit dem Leiter 10 verlötet ist und dass danach kühles Gas zugeführt wird, wodurch sich das Zinnlot erhärtet. Die Befestigung kann selbstver-3üu8A2/0823
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ständlich auch auf eine andere Art und Weise erfolgen. Gegenüber dem in Fig. 2 beschriebenen Verfahren gibt es hier mehr Raum für das Lötwerkzeug.
Es ist ebenfalls möglich, wie in Fig. ?4 dargestellt ist, zunächst, den Halbleiterkörper 2 mit dem Leiter 10 zu verlöten und in einer weiteren Arbeitslage die Verbindungen zwischen den freien Drahtenden 5 und den Leitern 9 und 11 herzustellen. Um das Ausrichten möglichst zu beschränken, muss dafür gesorgt werden, dass die freien Drahtenden 5 beim Transport zu der nachfolgenden Arbeitsstation nicht gebogen werden.
In Fig. 5 ist eine Sonderausführung eines Befestigungskopfes zum Durchführen des beschriebenen Verfahrens dargestellt. Diese Ausführungsform eignet sich zur "Keilbefestigung" (wedge-bonding) der Drähte Es dürfte einleuchten, dass das Verfahren auch mit anderen Befestigungstechniken, wie z.B, durch "Nagelkopf—Befestigung" (nail-head-bonding) erfolgen kann; Die Vorrichtung wird dann selbstverständlich anders sein müssen. Der Kopf nach Fig. 5 weist zwei Zangen auf, mit je einem ortsfesten Maulteil 15 und einem beweglichen Maulteil Ib. Die feston Maulteile 15 werden durch je eine Unterstützung 17 getragen, wobei die Unterstützungen 17 mit je einem Tragarm 3Ü3342/Ü823
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j b
18 der Vorrichtung verbunden sind (siehe auch Fig. 6). Die beweglichen Maulteile 16 bilden einen Teil der Unterstützungen 19· An jeder der Unterstützungen 17 der fest angeordneten Maulteile I5 ist eine Lagerbüchse 20 befestigt, durch die eine Achse 21 geführt ist. Die Unterstützungen 19 der beweglichen Maul teile 16 sind an Lagerbüchsen 22 befestigt und um die Achse 21 drehbar. An jeder der Unterstützungen
19 ist weiter ein Hebel 23 befestigt. Die Hebel 23 sind durch nicht dargestellte Federmittel derart belastet, dass die beweglichen Maulteile 16 der Zangen in eine geschlossene Lage gedrückt werden. Das öffnen der Zangen erfolgt mit Hilfe eines Hebels 2U, von dem ein Kopf 25 mittels Bolzen 26 auf ein Ende der Hebel 23 wirkt.
Zwischen den Zangen befinden sich zwei Befestigungsmeissel 27, die mit je einem Arm 28 verbunden sind. An der Aussenseite jeder Zange ist je ein Befestigungsmeissel 29 angeordnet, wobei die Moissel 29 an je einem Arm 30 befestigt sind. Die Arme 28 und 30 sind in den Tragarmon 18 der Zange gelenkig gelagert (siehe Fig. 6), hoispielswoise um eine Achse 31. Auch der Hebel 2k ist in den Tragarmen 18 gelagert, in der Zeichnung auch um dio Acliso 31· Die Zangenarme 18 selbst .sind in Richtung dos Pfeiles 3 5 um eine Achse 32 'J υ J Ο 4 z / U 8 2 3
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2 :: HS
schwenkbar und zwar mit Hilfe nicht dargestellter Mittel. Die Arme 28 und 30 und der Hebel 24 sind mit Hilfe nicht dargestellter, durch Pfeile 33 bzw. 34 bezeichnete Mittel einstellbar.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung bedarf nach Beschreibung des Verfahrens nach Fig. 1 und 2 keiner weiteren Erläuterung.
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Claims (6)

  1. PHN 6i8O
    Patentansprüche:
    /1.) Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, wobei eine Scheibe mit einer Vielzahl in regelmässiger Weise gegliederter Halbleiterkörper entsprechend zwei rechtwinklig zueinander stehenden Liniensätzen gebrochen wird und wobei jeweils ein Halbleiterkörper auf* einem Träger angeordnet wird und Kontaktstellen des Halbleiterkörpers über Drähte mit Stromleitern des Trägers elektrisch verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kontaktstellen eines nach dem Brechen der Scheibe noch in der ursprünglichen Konfiguration liegenden Halbleiterkörpers ein Ende der Drähte befestigt wird, dass der betreffende Halbleiterkörper an den Drähten aufgenommen wird, wobei der-Halbleiterkörper über den Träger und die Drähte über die zusammenarbeitenden Stromleiter gebracht werden, wonach die Drähte mit den Stromleitern und der Halbleiterkörper auf dem Träger befestigt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Drähte an den Stromleitern befestigt werden und dass danach der Halbleiterkörper mit dem Träger verbunden wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-
    30*342/0823
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    PHN 6180
    23 H 195
    kennzeichnet, dass das Verbinden des Halbleiterkörpers mit dem Träger und das Befestigen der Drähte an den Stromleitern gleichzeitig erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Halbleiterkörper auf dem Träger befestigt wird und danach die Drähte mit den Stromleitern verbunden werden.
  5. 5· Halbleiteranordnung, hergestellt mit Hilfe des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4.
  6. 6. Yorr chtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei nebeneinander liegende Zangen enthält, die je zum Aufnehmen eines Drahtabschnittes dienen, dass sie mit einem Mechanismus zum öffnen und Schliessen der Zangen versehen ist und dass auf beiden Seiten jeder Zange je ein Meissel vorhanden ist, um durch Thermokompression die Drahtabschnitte zu befestigen, wobei die Meissel an Armen befestigt sind, die in den Tragarmen der Zangen gelagert sind und wobei wenigstens die beiden Arme der zwischen den Zangen liegenden Meissel und die beiden Arme, die die an der Aussenseite der Zangen liegenden Meici — sei tragen, unabhängig voneinander in den Tragarmen der Zangen einstellbar sind.
    Leerseite
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