DE2460346A1 - Verfahren zum kontaktieren von halbleiterbauelementen und/oder integrierter schaltungen sowie kontaktierungsstreifen zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum kontaktieren von halbleiterbauelementen und/oder integrierter schaltungen sowie kontaktierungsstreifen zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2460346A1 DE19742460346 DE2460346A DE2460346A1 DE 2460346 A1 DE2460346 A1 DE 2460346A1 DE 19742460346 DE19742460346 DE 19742460346 DE 2460346 A DE2460346 A DE 2460346A DE 2460346 A1 DE2460346 A1 DE 2460346A1
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BBC Brown Boveri France SA
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Description

MANNHEIM BROWN BOVERI
Mp.-Nr. 689/74 Mannheim, den 19. Dezember1974
ZFE/P 3-Pp./Ha.
Verfahren zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen und/oder integrierter Schaltungen sowie Kontaktierungsstreifen zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen und/oder integrierter Schaltungen (IC), bei dem die Halbleiterkörper mit ihrer einen Oberflächenseite auf Kühlfahnen eines Kontaktierungsstreifens elektrisch leitend befestigt, nachfolgend mit ihrer anderen Oberflächenseite mit Kontaktbeinen des Kontaktierungsstreifens verlötet werden und wobei schließlich nach dem Umgeben der Halbleiterkörper und der Kontaktstellen mit einem Isolierstoff der die Kühlfahnen und Kontaktbeine verbindende Steg abgetrennt wird und die aus dem Isolierstoff herausragenden Teile der Kühlfahnen und Kontaktbeine als Elektrodenzuleitungen verbleiben. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Kontaktierungsstreif en zur Durchführung dieses Verfahrens. Das Verfahren dient bevorzugt der Massenfertigung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Thyristoren und Dioden.
Es ist allgemein bekannt und entspricht dem konventionellen Fertigungsverfahren z.B. für Thyristoren einen Kühlfahnenkamm für die Anodenseite des Halbleitersystems und
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Pat4 (172 3500/KE)
einen Beinchenkamm für die Kathode und die Gate-Kontaktierung zu benutzen. Dabei werden die beiden getrennten Kämme aufeinandergelegt, die Halbleiterbauelemente werden zwischen diese beiden Kämme geschoben und anschließend wird gelötet.
Es ist weiterhin ein Verfahren zum Kontaktieren von Dioden, Planartransistoren und integrierten Schaltungen bekannt, bei dem in Abwandlung des vorbeschriebenen Zweikammsystems ein Kontaktierungsstreifen verwendet wird, der beidseitig eines mittleren Holmes die beiden benötigten Kämme besitzt (DT-AS 1 564 867). Die Halbleiterbauelemente werden bei dem bekannten Verfahren mit ihrer Kollektorseite auf den Sprossen des einen Kammes befestigt und anschließend wird dieser Kamm mit den Halbleiterkörpern um die Holmmitte um 180° auf den anderen Kamm geklappt, der eine der Anzahl der Basis- und Emitterelektroden entsprechende Zahl von Sprossen besitzt. Diese Klappung wird zwar durch eine Perforierung in der Holmmitte erleichtert, aber bereits bei sehr geringen Abweichungen der tatsächlichen Klapplinie von der Mittellinie des Kontaktierungsstreifens ergeben sich unterschiedliche und im Randbereich des Kontaktierungsstreifens starke Versetzungen der Kontaktstellen. Diese Versetzungen setzen sich zwangsläufig aus Versetzungen in Längs- und Querrichtung des Kontaktierungsstreifens zusammen. Die Versetzungen sind insbesondere in den Fällen nachteilig, in denen streifenförmige Elektroden zu kontaktieren sind. Weiterhin ist bei dem bekannten Verfahren neben der späteren Abtrennung des Mittelholmes auch eine Abtrennung des Kammrückens des Emitter-Gate-Kammes notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Kammsystem die Montage zu vereinfachen, insbesondere mit geringer Ausrichtarbeit eine genaue Kontaktierung zu erreichen.
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Pat 4 F 1 (172.11500/KE)
Die Lösung dieser Aufgabe bestellt darin, daß erfindungsgemäß als Kontaktierarngsstreifen ein einziges Kammteil dient, das von einer Seite des üamsteges ausgehende, zunächst in einer Grundebene liegende Mitalfalmen und Kontaktbeine besitzt, daß die Kontaktbeine und/oder"Künlfahnen durch Umbiegung derart verfonnt werden, dia© die Kontaktbeine oder die Kühlfahnen aus der Grundetseme heraus in eine dazu parallele Ebene gelangen, ihre Federkraft erhöhen und teilweise die Kühlfahnen oder die Kontaktteile mit für die Aufnahme der Halbleiterkörper und/oder IC*s geeignetem Zwischenraum überspannen. Bei dem erfindnarngsgemaBen "»Einkaram-Konzept" erfolgt vorteilhaft die zur Vorljereitemg der Kontaktierung notwendige Ausrichtung von KiShIfahmen, nand Kontaktbeinen in zueinander parallelen Achsem, so daß die Gefahr von Versetzungen der Kontaktstellen gegeneinander erheblich reduziert ist.
Zweckmäßig wird das Kamateil vor der durch Prägen bewirkten Umbiegung aus einem Blechstreifen aus gut wärmeleitendem und. elektrisch leitendem Material herausgestanzt, werden die Kühlfahnen im Kontaktstelleribereich tauchverbleit und die Halbleiterkörper und/oder ICs durch Thermokompression auf den Kontaktsteilem vorfixiert. Nach der umbiegung von Kontaktbeinen und Kiihlfahnen wird das Kammteil mit den Halbleiterkörpern und/oder ICs bestückt, im Kontaktstellenbereich tauchverlötet, tanichverlackt und unter Ausnutzung eines am Kammteil vorgesehenen Kunststoff-Abdichtungs Steges zum Kammsteg hin begrenzt mit Kunststoff umgeben. Schließlich werden die Halbleiterbauelemente und/oder ICs mit ihren Elektrodenzuleitungen in üblicher.Welse aus dem Kammsystem herausgestanzt. . .
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen Kontaktierungsstreifen mit Kiihlf ahnen und Kontaktbeinen zu schaffen, mit dessen Hilfe eine einfache Montage möglich ist.
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WJ4FI O72
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß sich erfindungsgemäß die Kühlfahnen und die Kontaktbeine an einem einzigen Kammteil befinden, von einer Seite des Kammsteges ausgehen und daß sich jeweils ein Kontaktteil der Kühlfahne und/oder der Kontaktbeine parallel zum Kammsteg erstreckt.
zum Kammsteg
Die Ausbildung des/parallelen Kontaktteiles hat einerseits
j den Vorteil, daß in einfacher Weise die vorherige Tauchverbleiung im Kontaktstellenbereich möglich ist. Als weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die vorbeschriebene Umbiegung im Prinzip in parallelen Achsen erfolgen kann, so daß sich
dabei z.B. die Kontaktbeine über das Kontaktteil der ent- ! sprechenden Kühlfahne schieben. Eine Umbiegung mit einer Komponente in Kamm-Längsrichtung ist zwar prinzipiell auch ! möglich (z.B. Hammerschlag oder Prägen in einem äußeren Bereich der jeweils streifenförmigen Kühlfahnen oder Kontaktbeine); ein solches Umbiegen ist jedoch schwerer kontrollierbar, als die bevorzugte Ausbiegung aus der Grundebene und Umlenkung in eine parallel dazu verlaufende Ebene sowie die dabei bewirkte Versetzung quer zur Längsrichtung des Kammteiles. Zweckmäßig sind die jeweils für ein Halbleiterbauelement benötigten Kontaktbeine über einen Kunststoffabdichtungsteg miteinander verbunden und ist die Kühlfahne mit einem Kontaktteil und einem Abdichtungsstegteil im wesentlichen F-förmig gestaltet. Die Abdichtungsstege übernehmen dabei vorteilhaft einmal die an sich bekannte Funktion von Versteifungs- bzw. Stabilisierung3stegen (DT-AS 1 564 867) und zum anderen bilden sie Grenzflächen für die vorgesehene Kunststoffabdichtung.
Für die Fixierung der Halbleiterkörper kann entweder von dem gestanzten Kammteil oder von einem Kammteil ausgegangen werden das bereits montagefertig mit durch Umbiegung stark verkürzten Kühlfahnen, tauchverbleitem Kontaktteil und über
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■ I -1 I 1 |1 7? I IfiOD KfI
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diesem liegenden Kontaktbeinen vorrätig ist.
Nähere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein gestanztes Kammteil,
Fig. 2 ein vorverbleites Kammteil,
Fig. 3 ein umgebogenes Kammteil in Seitenansicht,
Fig. 4 ein umgebogenes Kammteil in Draufsicht,
Fig. 5 ein mit einem Halbleiterkörper bestücktes und tauchgelötetes Kontaktteil in Seitenansicht,
Fig. 6 die Draufsicht auf das in Fig. 5 dargestellte Element,
Fig. 7 ein Kammteil in montagefertiger Form und
Fig. 8 ein mit Kunststoffabdichtung versehenes Halbleiterbauelement.
In Fig. 1 ist ein gestanztes Kammteil 1 dargestellt, das für Jedes zu erstellende Halbleiterbauelement 2 (Fig. 8), im Ausführungsbeispiel Thyristoren, eins Kühlfahne 3 und zwei Kontaktbeine 4 und 5 besitzt. Die Kühlfahne 3 ist dabei für die Anodenseite des Halbleiterkörpers und die Kontaktbeine k und 5 sind für die Kathoden- und Gate-Kontaktierung vorgesehen. Sie sind weiterhin über einen Kunststoff-Abdichtungssteg 6 miteinander verbunden. Dieser Kunststoff-Abdichtungssteg 6 kehrt an der Kühlfahne 3 wieder. Die Kühlfahne besitzt parallel zum Kunststoffabdichtungssteg 6 und zum Kammrücken 7 ein Kontaktteil 8, so daß sie im wesentlichen F-förmig gestaltet ist.
Fig. 2 zeigt wie Fig. 1 einen Ausschnitt aus dem Kammteil, wobei jedoch das Kontaktteil 8 der Kühlfahne 3 bereits tauchverbleit ist.
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Pal 4 F 1 (172 11500/KE)
Das durch Biegung veränderte Kammteil 1 zeigt Fig. 3 in Seitenansicht. Die Kühlfahne 3 erhält eine verhältnismäßig starke Biegung, so daß sie sich entsprechend verkürzt; die Kontaktbeine 4 und 5 werden mechanisch so umgebogen, daß sie über das Kontaktteil 8 der KUhIfahne 3 gelangen und gleichzeitig ihre Federkraft erhöhen (Fig. 4). Nach der Umbiegung liegen die Teile des Kunststoff-Abdichtungssteges luFeinir*? Linie quer zur Kühlfahne 3 und quer zu den Kontaktbeinen 4 und 5. Die Biegestellen sind mit 31, 41 bis 43 und 51 bis bezeichnet. Es sind prinzipiell auch andere Biegungen möglich; aber bevorzugt wird eine parallele Versetzung von Kühlfahne und Kontaktbeinen angestrebt.
Zwischen die Gate-Kathoden-Kontaktbeine 4 und 5 und die Anoden-Kühlfahne 3 wird jeweils ein Halbleiterkörper 9 eingesetzt (Fig. 5 u. Fig. 6).
Es kann jedoch auch vorteilhaft derart vorgegangen werden, daß zunächst die Anoden-Kühlfahne 3 tauchverbleit wird und der Halbleiterkörper 9 auf dem vorverbleiten Kontaktierungsteil 8 genau zu dem Beinchenkamm-Kontaktstellen orientiert durch Thermokompression vorfixiert wird. Danach folgt dann die Umbiegung und schließlich eine Tauchlötung von Kontaktteil 8, Halbleiterkörper 9 und den Kontaktbeinen 4 und 5 (Fig. 5 u. Fig. 6).
Weiterhin kann auch von einem montagefertig vorgebogenen Kammteil 1 ausgegangen werden (Fig. 7).
Nach einer zusätzlichen Tauchverlackung bzw. Passivierung erfolgt ein Vorpressen mit Kunststoff 11, wobei der Kunststoff-Abdichtungssteg 6 als Grenzfläche für den Kunststoff dient. Natürlich können die Halbleiterkörper 9 und teilweise die Elektrodenzuleitungen auch mit Kunststoff 11 bis zum Kunststoff-Abdichtungssteg 6 umgössen werden. Aus der stark vergrösserten Darstellung in Fig. 8 ist ersichtlich, daß der
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Pat 4 F 1 (172.11500/KE)
Halbleiterkörper 9 zweckmäßig durch einen besonderen Podest aus thermisch und elektrisch leltfähigem Material vom Kontaktteil 8 der Kühlfahne abgesetzt ist. Diese Maßnahme entspricht einem älteren Vorschlag (Patentanmeldung P 24 00 Dadurch wird vermieden, daß ein bis zur Randfläche des .Halbleiterkörpers reichender pn-übergang sich in Nachbarschaft von leitfähigem Material, z.B. Lot, auf dem Kontaktteil 8 der Kühlfahne 3 befindet.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen und/oder integrierter Schaltungen (IC), bei dem die Halbleiterkörper mit ihrer einen Oberflächenseite auf Kühlfahnen eines Kontaktierungsstreifens elektrisch leitend befestigt, nachfolgend mit ihrer anderen Oberflächenseite mit Kontaktbeinen des Kontaktierungsstreifens verlötet werden und wobei schließlich nach dem Umgeben der Halbleiterkörper und der Kontaktstellen mit Isolierstoff der die KUhlfahnen und Kontaktbeine verbindende Steg abgetrennt wird und die aus dem Isolierstoff herausragenden Teile der Kühlfahnen und Kontaktbeine als Elektrodenzuleitungen verbleiben, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktierungsstreifen ein einziges Kammteil dient, das von einer Seite des Kammsteges ausgehende, zunächst in einer Grundebene liegende Kühlfahnen und Kontaktbeine besitzt, daß Kontaktbeine und/oder Kühlfahnen durch Umbiegung derart verformt werden, daß die Kontaktbeine oder die Kühlfahnen aus der Grundebene heraus in eine dazu parallele Ebene gelangen, ihre Federkraft erhöhen und teilweise die Kühlfahnen oder die Kontaktbeine mit für die Aufnahme der Halbleiterkörper und/oder ICs geeigneter Kraft bzw. mit geeignetem Zwischenraum überspannen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der durch Prägen bewirkten Umbiegung die KUhlfahnen im Kontaktstellenbereich tauchverbleit und die Halbleiterkörper und/oder ICs durch Thermokompression auf den Kontakt stellen vorfixiert werden.
    J5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daf das Kammteil nach der Umbiegung mit Halbleiterkörpern und/ oder ICs bestückt, im Kontaktstellenbereich tauchverlötet,
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    Ι'·ΙΙ ι (1 Γ2 ' 'l;Ofi Ι<Έ·
    tauchverlackt und unter Ausnutzung eines am Kammteil vorgesehenen Kunststoff-Abdichtungsteges zum Kammsteg hin begrenzt mit Kunststoff umgeben wird und daß schließlich die Halbleiterbauelemente und/oder ICs mit ihren Elektrodenzuleitungen herausgestanzt werden.
    4. Kontaktierungsstreifen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder folgenden mit Kühlfahnen und Kontaktbeinen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die KUhIfahnen (.3) und die Kontaktbeine (4,5) an einem einzigen Kammteil (1) befinden, von einer Seite des Kammsteges (-101) ausgehen und daß sich jeweils ein Kontaktteil (8) der Kühlfahne (3) und/oder der Kontaktbeine (4,5) parallel zum Kammsteg erstreckt.
    5. Kontaktierungsstreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Kunststoff-Abdichtungssteg (6) an der Kühlfahne (3) und an dem Kontaktbein bzw. den Kontakt beinen (4,5) sitzt.
    6. Kontaktierungsstreifen nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Kühlfahne (3) mit Kontaktteil (8) und Abdichtungssteg (6) im wesentlichen F-förmig gestaltet ist.
    7. Kontaktierungsstreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundebene, die über den Kunststoff-Abdichtungssteg (.6) verbundenen Kontaktbeine zwischen dem Kammsteg (101) und dem Kontaktteil (8) liegen.
    8. Kontaktierungsstreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammteil (l) montagefertig mit durch Umbiegung stark verkürzten Kühlfahnen (3), deren tauchverbleites Kontaktteil (8) von jeweils dem bzw. den federnden Kontaktbein(en) teilweise überspannt ist, verwendet wird.
    609826/0488
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