DE2707931A1

DE2707931A1 - Verfahren zum aufbringen einer schutzschicht auf halbleiterbauelementen

Info

Publication number: DE2707931A1
Application number: DE19772707931
Authority: DE
Inventors: Madan Mohan Dipl Phys Chadda; Max Schmachtenberger
Original assignee: Semikron GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron GmbH and Co KG
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1977-02-24
Publication date: 1978-08-31

Description

VERFAHREN ZUM AUFBRINGEN EINER SCHUTZSCHICHT AUF
================================================ HALBLEITERBAUELEMENTEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf Halbleiterelementen mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist aus der DT-PS 18 16 427 bekannt. Dabei wird eine an den Halbleiterelementen nicht haftende Kunststoffunterlage bis zu ihrem Erweichungspunkt erwärmt, so daß die vorzugsweise scheibenförmigen Halbleiterelemente beim Aufbringen auf die Unterlage in diese einsinken. Nach dem Abkühlen der Unterlage wird der sich mit dieser nicht verbindende Schutzlack aufgebracht, und nach dessen Aushärten wird die aus diesem gebildete Schutzlackfolie mit den teilweise herausragenden Halbleiterelementen von der Unterlage abgezogen.
Dieses bekannte Verfahren weist einige Nachteile auf. Die Kunststoffunterlage schrumpft beim Abkühlen zuerst an der Auflagefläche und dann an der freien Oberfläche, wodurch eine Wölbung entsteht, die eine ungleichmäßige Verteilung des flüssigen Schutzlackes bei seinem Aufbringen bewirkt. Das hat eine unzureichende Schutzlackabdeckung der Halbleiterelemente im gewölbten Bereich der Schutzlackfolie zur Folge.
Durch die unerwünschte Verteilung des Schutzlackes auf der Unterlage entstehen ferner beim Aushärten desselben Spannungen in der Schutzlackfolie, die beim Trennen der Halbleiterelemente durch Stanzen zu einer ungleichmößigen Abdeckung der Elementenoberfläche führen. Weiter sinken infolge unvermeidbarer Gewichtsunterschiede Halbleiterelemente unterschiedlich tief in die Kunststoffunterlage ein, so daß nach dem Abziehen der Folie nicht bei allen Halbleiterelementen die notwendige Abdeckung des vorgesehenen Oberflächenbereiches gewährleistet ist. Schließlich wurde beim Abziehen der Schutzlackfolie von der Unterlage ein Einreißen der Folie an der zu umschließenden Fläche der Halbleiterelemente festgestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf Halbleiterelementen zu schaffen, bei dem der Schutzlack auf einer ebenen Unterlage gleichmäßig aufgebracht wird und ein die vorgesehene Oberfläche der Halbleiterelemente gleichmößig bedeckender und auch beim Abziehen der Folie überall haftender Überzug erzielt wird.
Untersuchungen haben überraschend gezeigt, daß zur Herstellung des gewünschten Überzuges eine mit einer klebenden Schicht versehene Unterlage, z.B. eine handelsübliche Klebefolie, zur Halterung der Halbleiterelemente geeignet ist.
Die Lösung der Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß gleichzeitig an einer Vielzahl von losen Halbleiterelementen auf deren Oberfläche im Bereich des Austritts des oder der pn-Ubergönge in einer gegenüber dem Bekannten wirtschaftlicheren Weise und besonders einfach ein gleichmaßiger und dauerhafter Uberzug aus einem Schutzlack aufgebracht werden kann.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Anordnung einer Vielzahl von in einem Schutzlack eingeschlossenen Halbleiterelementen erlaubt besonders rationell die gleichzeitige Bearbeitung einer grösseren Anzahl von Halbleiterelementen bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, -baueinheiten und anordnungen und ermöglicht außerdem eine überaus wirtschaftliche Lagerung von vorbereiteten Halbleiterelementen.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung zu behandelnden Halbleiterelemente können eine den unterschiedlichen Anforderungen der Halbleitertechnik entsprechende Ausbildung aufweisen und / oder in einer ihre Weiterverarbeitung begünstigenden geometrischen Gruppierung angeordnet sein.
Anhand der Figuren 1 bis 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren aufgezeigt und erläutert.
Figur 1 zeigt im Schnitt die Anordnung von Halbleiterelementen und Schutzlackfolie auf einer Unterlage, Figur 2 einen Ausschnitt der in Figur 1 dargestellten Anordnung in Draufsicht und Figur 3 eine andere Ausführungsform der Anordnung nach Figur 1.
Für gleiche Teile sind in allen Figuren gleiche Bezeichnungen gewählt.
Gemäß Figur 1 sind Halbleiterelemente 4 in einem gegenseitigen Abstand auf der klebenden Schicht 3 einer Unterlage 1 angeordnet und an ihrer Mantelfläche in einen Schutzlack eingeschlossen, der nach seinem Aufbringen in flüssiger Form auf der Unterlage 1 eine Folie 5 bildet. Die Unterlage 1 dient zur Fixierung der Halbleiterelemente bei der Ausbildung der Schutzlackfolie und besteht aus einem an sich bekannten Trögen material 2 und aus der auf einer Seite desselben aufgebrachten Klebstoffschicht 3. Die Klebstoffschicht 3 besteht aus einem Material, das wasserlöslich ist und mit dem Schutzlack, d.h. insbesondere mit dem beim Aufbringen desselben noch vorhandenen Lösungsmittel, nicht reagiert, ist im Bereich von -200C bis 1000C, in welchem die Temperatur des Schutzlackes bei seinem Aufbringen üblicherweise liegt, temperaturbeständig, weist eine zum Haften der Halbleiterelemente ausreichende Klebekraft auf, die jedoch das einwandfreie Abziehen der Schutzlackfolie 5 ohne Beschädigung derselben gestattet und ist mit dem Trägermaterial 2 zur vorgesehenen Verwendung der Unterlage 1 hinreichend fest verbunden. Im Handel erhältliche,als Klebefolien bezeichnete Haftverbindungsmaterialien mit einem Trägermaterial2 aus Papier oder Kunststoff werden diesen Anforderungen voll und ganz gerecht. Die Klebekraft liegt etwa im Bereich von 10 bis 20 N/25mm. Im übrigen ist die Unterlage 1 an sich nicht Gegenstand der Erfindung. Ihre Dicke ist unkritisch. Sie kann so dick und/oder aus einem solchen Material ausgebildet sein, daß sie gleichzeitig auch als Transportplatte für die Weiterbehandlung der Halbleiterelemente 4 nach dem Aufbringen der Schutzschicht dienen kann. Etwaige Rückstände der Klebstoffschicht 3 an der darauf haftenden Kontaktfläche der Halbleiterelemente 4 sind ohne Einfluß auf deren weitere Behandlung.
Der Schutzlack kann in bekannter Weise aus einem elektrisch isolierenden, auf dem Halbleitermaterial haftenden Trägerstoff, beispielsweise einem Kautschuk bestehen, der in Dispersion oder Lösung vorliegt, und dem bedarfsweise ein stabilisierende Eigenschaften aufweisender Zusatzstoff beigegeben ist. Das Lösungsmittel des Schutzlackes bewirkt durch geringe Oberflächenspannung eine gute Benetzung der Halbleiteroberfläche.
In Figur 2 ist die Anordnung gemäß Figur 1 in Draufsicht gezeigt. Die Halbleiterelemente können z.B. in Reihen und Spalten oder aber in einer durch die vorgesehene Weiterbehandlung bestimmten geometrischen Gruppierung aufgebracht werden.
Figur 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Unterlage. Diese ist mit 10 bezeichnet und weist entsprechend der vorgesehenen Anzahl und Verteilung von Halbleiterelementen 4 durchgehende Aussparungen 6 auf, deren jeweilige Flachenausdehnung kleiner als diejenige der aufzubringenden Halbleiterelemente ist. Die Unterlage 10 dient beispielsweise besonders vorteilhaft zur Halterung von Halbleiterelementen, die aus einer Scheibe aus Halbleitermaterial und aus je einer an ihren beiden Seiten befestigten Kontaktronde bestehen, und bei denen die freie Kontaktfläche der Kontaktronden nach dem Aufbringen eines Lötmetalluberzuges wenigstens teilweise konvex ist. Je nach Wahl der Unterlage liegen derartige Halbleiterelemente nicht mit der ganzen Kontaktfläche auf einer planen Unterlage auf. Das hat beim Aufbringen des Schutzlackes zur Folge, daß dieser beim Ausfließen die Halbleiterelemente teilweise unterläuft, so daß unerwünscht Kontaktflächenbereiche benetzt werden. Das führt zu erhöhtem Arbeitsaufwand. Erfindungsgemäß sind die Aussparungen 6 zur Aufnahme der üblicherweise im zentralen Bereich liegenden konvexen Kontaktfltlchenabschnitte vorgesehen. Die Halbleiterelemente 4 werden konzentrisch mit den Aussparungen auf die Unterlage 10 aufgebracht. Infolge geringerer Flächenausdehnung der Aussparungen werden die Halbleiterelemente an der Randzone ihrer unteren Kontaktfläche durch Kleben auf der Unterlage 10 fixiert, während jeweils der gewölbte zentrale Bereich in die Aussparung 6 hineinragt. Dadurch wird nicht nur das Unterlaufen der Kontaktflächen durch den Schutzlack verhindert sondern auch das Abziehen der Schutzlackfolie erleichtert.
Die Unterlage 1, 10 kann in größerer Breite als zur Aufbringung von Halbleiterelementen vorgesehen ausgebildet werden, und der dadurch gebildete Randstreifen kann für seine Funktion als Transportband für einen Verfahrenstakt zusätzliche Durchbohrungen aufweisen.
Je nach Weiterverarbeitung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Schutzlackfolie eingeschlossenen Halbleiterelemente 4 kann darin deren elektrische Orientierung willkUrlich sein oder aber, zur Herstellung von Halbleiteranordnungen mit zwei oder mehr Halbleiterelementen, in einem für deren gegenseitige geometrische und elektrische Zuordnung fertigungstechnisch günstigen Zyklus wechseln.
Mithilfe bekannter Ansaugvorrichtungen werden sämtliche Halbleiterelemente 4 auf die Klebstoffschicht 3 der planen Unterlage 1, 10 aufgebracht.
Danach wird der Schutzlack durch gezieltes Einbringen in die Zwischenräume zwischen die Halbleiterelemente dosiert so auf der Unterlage verteilt, daß sämtliche Halbleiterelemente an ihren Mantelflächen gleichmäßig umschlossen und vollständig benetzt werden. Nach seinem Aushärten wird die eine Vielzahl von unkontaktierten, ungekapselten Halbleiterelementen aufweisende, folienförmige Anordnung von der Klebstoffschicht 3 der Unterlage 1 abgezogen.
Mithilfe der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Anordnung von in einer Schutzlackfolie eingeschlossenen, beispielsweise kreisscheibenförmigen Halbleiterelementen können in besonders wirtschaftlicher und verfahrenstechnisch einfacher Weise die Verfahrensschritte Ätzen, Spulen, Metallisieren der Kontaktflächen (z.B. zur Vermeidung ihrer Passivierung ), Kontaktieren mit Stromleiterteilen, und, bei Verwendung eines gegen die jeweiligen Bearbeitungsmittel beständigen Schutzlackes, weitere Prozesse gegebenenfalls bis zur Kapselung, gleichzeitig an vielen Halbleiterelementen durchgeführt werden.
Des weiteren ist auch der Zusammenbau von Halbleiteranordnungen mit zwei oder mehr Halbleiterelementen besonders vorteilhaft möglich.
L e e r s e i t e

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht auf Halbleiterelementen, bei dem lose Halbleiterelemente in gegenseitigem Abstand nebeneinander mit einer ihrer Kontaktflächen auf eine ebene Unterlage aufgebracht und auf dieser gehaltert werden, danach zwischen die Halbleiterelemente ein aushärtbarer Schutzlack eingebracht wird, der jeweils eine den oder die pn-Ubergdnge der Halbleiterelemente im Bereich ihres Austritts an die Oberflache umschließende, die Sperreigenschaften verbessernde und stabilisierende Abdeckung bildet, und anschließend die nach dem Aushärten des Schutzlacks vorliegende und mit eingeschlossenen Halbleiterelementen versehene Schutzlackfolie von der Unterlage abgezogen wird, d a d u r c h gekennzeichnet, daß eine Unterlage (1,10) aus einem an sich bekannten Trägermaterial (2) und einer auf dessen einer Seite angebrachten Klebstoffschicht (3) verwendet wird, und daß die Halbleiterelemente (4) auf der Klebstoffschicht (3) der Unterlage angeordnet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzlack ein Kautschuk in Dispersion oder Lösung mit einer geringen Oberflächenspannung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Unterlage (1,10) mit einer Schicht (3) eines Klebstoffs verwendet wird, der mit dem Schutzlack nicht reagiert, wasserunlöslich und im Temperaturbereich der Aufbringung des Schutzlackes beständig ist und eine derjenigen von an sich bekannten, als Klebefolien bezeichneten Haftverbindungsmaterialien entsprechende Klebekraft aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als ebene Unterlage (1) eine an sich bekannte Klebefolie mit einem Trägermaterial (2) aus Papier verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als ebene Unterlage (1) eine an sich bekannte Klebefolie mit einem Trägermaterial (2) aus Kunststoff verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine ebene Unterlage (10) verwendet wird, die durchgehende Aussparungen (6) in einer mit der Anzahl und der Verteilung der vorgesehenen Halbleiterelemente (4) übereinstimmenden Anordnung und mit einer gegenüber der Auflagefläche der Halbleiterelemente geringeren Flächenausdehnung aufweist, und daß die Halbleiterelementa (s) konzentrisch mit den Aussparungen (6) auf die Unterlage (10) aufgebracht und an der Randzone ihrer Auflagefläche durch Kleben gehaltert werden.