DE2400863B2 - Verfahren zur Kontaktierung der Elektroden eines scheibenförmigen Halbleiterelementes - Google Patents

Verfahren zur Kontaktierung der Elektroden eines scheibenförmigen Halbleiterelementes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kontaktierung der Elektroden eines scheibenförmigen Halbleiterclementes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch·, i. Das Verfahren dient bevorzugt der Massenfertigung von Halbleiterbauelementen, insbesondere von steuerbaren Halbleiterbauelementen.
Bei einem derartigen bekannten Verfahren zur Herstellung von Dioden werden aus einem für die Kontaktierung der einen Elektroden der Halbleiterelemente dienenden Blechstreifen selbst herausgestanzte, mit einer Blei- bzw. Bleilegierungsschicht versehene Eisenscheiben als Endkontaktscheiben, d. h. als äußere Anschlüsse für die anderen Endkontaktscheiben, d. h. als äußere Anschlüsse für die anderen Elektroden der Halbleiterelemente verwendet (DEOS 15 64 720). Die Halbleiterelemente werden dazu auf die Blechstreifenbereiche zwischen den durch das Ausstanzen entstandenen Löchern aufgelegt. In einer weiteren Verfahrensphase werden die ausgestanzten Eisenscheiben als Endkontaktscheiben auf die andere Seite bzw. Hauptoberfläche des Halbleiterplättchens gebracht. Dieses System wird dann in einer Lötform verlötet. Danach wird der Blechstreifen aufgetrennt.
Die dabei aus dem Blech herausgetrennten Blechtcile wird man zwecks Abführung der Verlustwärme größer als die einen metallisierten Hauptoberflächen, also z. B. die Anodenflächen, gestalten, d. h., sie dienen als Kühlfahnen. — Die Halbleiterelemente sitzen beim Lötvorgang und danach unmittelbar auf dem mit Lot versehenen Blechstreifen. Es müssen für diesen Lötvorgang die Kathodenseiten und die Anodenseiten bezüglich der Endkontaktscheiben und der Kühlfahnenflächen genau ausgerichtet sein. Zur Erleichterung dieser Arbeil ist es üblich, sogenannie »geschlagene Bleche« zu verwenden, d. h. die Stellen für Anodenkontaktierung vorzuprägen.
Für Leistungsthyristoren und Triacs ist außer der meist anodcnseitigen Befestigung auf einem Kühlelement bzw. einer Kühlfahne auch die direkte gleichzeitige Kontakiierung der Steuerelektrode und der Kathode mit entsprechenden Anschlußleitiingen zu bewerkstelligen. Verschiebungen der Halbleiterelemente aus vorbe-
stimmten Bereichen auf dem Kontaktierungsblechstreifen können zu unterschiedlichen und schlechten Lötbedingungen, zu Schwierigkeiten beim Auftrennen in Einzelbauelemente und somit zu Exemplarstreuungen hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften oder zu einer bleibenden Verschlechterung derselben überhaupt führen.
Der Erfindung liegt, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Gattung, die Aufgabe zugrunde, trotz vereinfachter Kontaktierung der Halbleiterelemente gute elektrische und mechanische Eigenschaften derselben zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen ies Patentanspruchs 1.
Die Verwendung des Distanzplättchens, das in seinen Haupiabmessungen etwas kleiner gehalten ist als die damit zu kontaktierende Hauptoberfläche d^s Halbleiterelementes, in der Regel die Anodenseite, ist gegenüber dem direkten Auflöten auf die Kühlfahne im eingangs beschriebenen bekannten Fail einmal deswegen besonders vorteilhaft, weil sie den dem Distanzplättchen nächstliegenden PN-Übergang von Lotstellen auf der Kühlfahne distanziert Das heißt, es wird vermieden, dieser bis zur Randfläche des Halbleiterelementes reichende PN-Übergang sich in Nachbarschaft von Lot befindet und eine ansonsten erfolgende Ionenwanderung — selbst durch eine auf einem Mesarand eines Thyristors befindliche Glaspassivierung im Bereich des PN-Überganges — eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften, insbesondere der Sperrfähigkeit desselben, bewirkt. Zum anderen wird das an sich spröde Halbleitermaterial mechanisch stabilisiert. Zum dritten entsteht durch die Fixierung von Halbleiterplättchen, Distanzplättchen und Kühlfahne eine schon vorweg fertig ausgerichtete Anordnung, so daß der äußere Anschluß der übrigen Elektroden des Halbleiterelementes, beispielsweise der Kathode und der Steuerelektrode eines Thyristor'., mit Hilfe eines an sich bekannten kammförmigen Anschlußbleches (DD-PS 90 396) ohne Berücksichtigung der bereits ausgerichteten vorfixierten Seite, beispielsweise der Anode eines Thyristors, erfolgen kann. Im letztgenannten bekannten Fall werden die Halbleiterelemente auf einem vergoldeten Teilblechstreifen direkt aufgebracht, der in einen die anderen Anschlüsse bereitstellenden, zur Einsparung von Gold unvergoldeten Trägerstreifen eingefügt bzw. mit diesem verschweißt wird. Dieser Technik liegt eine andere Problemstellung zugrunde als vorliegender Erfindung, nämlich die Ermöglichung einer Aluminiumdrahtkontaktierung auf der unveredelten Oberfläche des Trägerstreifens. Der vergoldete Teilblechstreifen ist mit den Distanzplättchen vorliegender Erfindung nur hinsichtlich der Vorfixierung und mechanischen Stabilität, nicht jedoch hinsichtlich der
μ Distanzierungsfunktion vergleichbar.
Für die Massenfertigung ist es vorteilhaft, die Halbleiterelemente, die Distanzplättchen und den in Form eines Kühlfahnenkammes ausgebildeten Blechstreifen zueinander ausgerichtet durch eine an sich
M) bekannte Thermokompression vorzufixieren (DD-PS 90 396).
Im bekannten Fall wird mit Thermokompression bei der Kontaktierung mit den unvergoldeten Trägerstreifenteilen gearbeitet, z. B. bei Kontaktierung von
i)r> Steuerelektrode und Kathode.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Thermokompression zur Vorfixierung, um einen Lötvorgang mit relativ hoher Temperatur am Halbleiter-
ilement zu vermeiden, d. h. das Halbleiterelement — inodenseilig — und das Distanzplättchen werden auf Jer Oberfläche des Kühlfahnenkammes in einem :inzigen Arbeitsgang fixiert. Durch Thermokompresiion bei etwa 280°C und leichtem Druck erfolgt eine ί Contaktverschmelzung. Nachfolgend werden die Anichlüssezu den übrigen Elektroden angebracht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichiungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Fixierung von Halbleiterelement, Distanz- πι )lättclien und Kühlfahnenkamm und
F i g. 2 ein fertig kontaktiertes Halbleiterbauelement.
Aus Fig. 1 ist die Thermokompression eines Halbeiterelementes 10 mit Mesarand 11, eines vorverbleiten Distanzplättchens 12 und einer Kühlfahne 13, die Bestandteil eines Kühlfahnenkammes ist, mittels eines Werkzeuges 14 ersichtlich. Die Thermokompression kann intermittierend bei durchlaufendem Kühlfahnenkamm mit aufgelegten Halbleiterelementen 10 oder in Parallelarbeit erfolgen.
Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß das Distanzplättchen 12 mit einer Bleitlotschicht 15 im bis auf das Isoliergehäuse fertigen Halbleiterbauelement 16 mit Glaspassivierung 17 verbleibt. Ein unterer PN-Übergang 18 ist im Berer.h 19 des Mesarandes 11 durch eine Glaspassivierung 17 geschützt und von kritischen Lotstellen distanziert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit 20 der Steuerelektroden- oder Gate-AnschluLS. mit 21 der Kathodenanschluß bezeichnet, und die Kühlfahne 13 bildet den Anodenanschluß.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Kontaktierung der Elektroden eines scheibenförmigen Halbleiterelementes mit mindestens einem PN-Übergang, wobei ein anzulötender äußerer Anschluß gleichzeitig als Kühlfahne vorgesehen ist, die insbesondere Teil eines später aufzutrennenden Blechstreifens für mehrere Halbleiterelemente ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement (10) und die Kühlfahne (13) über ein in seinen Hauptabmessungen kleiner als die zu kontaktierende Hauptoberfläche des Halbleiterelementes gehaltenes, vorverbleites Distanzplättchen (12) aus elektrisch und thermisch leitfähigem Material miteinander verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement (10), das Distanzplätichen (12) und der in Form eines Kühlfahnenkammes ausgebildete Blechstreifen zueinander ausgerichtet durch Thermokompression fixiert werden.
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