DE2738021A1 - Verfahren zur herstellung von halbleiter-bauelementen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von halbleiter-bauelementen

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Description

-A-
Beschreibung;
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, insbesondere auf nach der Befestigung von Elektroden an Halbleiterplättchen auszuführende Herstellungsschritte.
Im allgemeinen werden Halbleiter-Bauelemente, beispielsweise Transistoren unter Benutzung einer als Leiterrahmen bezeichneten Metallplatte hergestellt. Der Leiterrahmen zur Herstellung von beispielsweise 25 Transistoren enthält 25 Leitereinheiten mit gleichem Muster, das wiederholt in einem Band angeordnet ist. Jede Leitereinheit weist drei zueinander parallele Leiter auf. An der Spitze des mittleren Leiters wird ein Halbleiterelement (Plättchen) mittels Goldfolie befestigt, während die Enden der restlichen Leiter über einen feinen Draht mit den Elektroden des Plättchens verbunden werden. Die Enden der Leitereinheit, die die Verbindungsdrähte umfassen, und das Plättchen werden in Harz vergossen und die aus dem Harz hervorstehenden Leiterteile werden mit Lötmittelschichten abgedeckt. Darauf werden die Rippen und Stege, die die Leiter Jeder Leitereinheit miteinander und die Leitereinheiten untereinander verbinden, abgeschnitten, so daß einzelne Transistoren entstehen. Die so hergestellten Transistoren werden in einer automatischen Einrichtung nach ihren Kenndaten aussortiert und mit die Qualitätsklasse angebenden Kennzeichen versehen.
Dieses Herstellungsverfahren, das abschnitte- oder chargenweise durchgeführt wird, wobei ein Leiterrahmen mit 25 Leitereinheiten für 25 Halbleiter-Bauelemente verwendet wird, hat folgende Nachteile:
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1. In jedem Verfahrensschritt ist ein Magazin zur Aufnahme des Leiterrahmens zur leichten Handhabung desselben erforderlich.
2. Der Leiterrahmen kann leicht verformt werden oder am Magazin verklemmen, wenn er in dasselbe eingebracht oder aus demselben herausgenommen wird, so daß die Fehlermöglichkeiten beim Zusammenbau verhältnismäßig hoch sind.
3. Da mehrere Transfer-Formmaschinen zum Vergießen mit Harz verwendet werden, ist das Eingeben und Herausnehmen des Leiterrahmens schwierig. Wird der Vorgang des Eingebens und Herausnehmens automatisiert, so sind für die Lade- und Entnahmeeinrichtung komplizierte und teure Mechanismen erforderlich.
4. Wenn die einzelnen Transistoren zu einer Wähleinrichtung geschickt werden, so müssen sie in bestimmter V/eise angeordnet und ausgerichtet sein. Außerdem können sich die Leiter oder Anschlußdrähte leicht verbiegen, v/enn voneinander getrennte Transistoren zur Wähl- oder Sortiereinrichtung gebracht werden.
Zur Vermeidung der vorstehenden Nachteile wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, nach dem auf eine Rolle gewickeltes Leiterrahmenband verarbeitet wird. Die Erfindung ist ebenfalls auf ein Herstellungsverfahren gerichtet, bei dem bandförmiges Lei terrahmenma ter ial verwendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mangel und Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen angegeben werden, das mit möglichst wenig Arbeitsschritten auskommt, bei dem zur Verminderung der Gerätekosten kein Magazin erforderlich ist und bei dem zur Erleichterung der Überwachung des Produktionsganges, zur Erhöhung der Zusammenbaugeschwindigkeit und zur Verbesserung der Ausbeute beim Zusammenbau Bildung und Aufbau der Halbleiter-Bauelemente automatisiert werden kann.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Leiterrahmenband verwendet, das kontinuierlich den einzelnen Stufen oder Schritten des Herstellprozesses zugeführt wird, so daß ein kontinuierlicher Produktionsgang entsteht. Bei der Hitzehärtung nach dem Vergießen wird das um eine Rolle gewickelte Bandmaterial in einem Chargenprozeß einer Wärmebehandlung unterworfen. Beim Sortieren wird die Baueleraentcharge durch Schneiden in einzelne Elemente getrennt, bevor die Kennwerte gemessen v/erden und die einzelnen Bauelemente beispielsweise einer automatischen Weiterverarbeitungseinrichtung zugeführt werden, während sie ähnlich oder gleich in vorbestimmter Weise angeordnet sind.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also ein von einer Spule zugeführtes Leiterrahmenband zu einer Reihe von IIerstcllun£sschritten weitergeführt. Nachdem die Plättchen und Drähte befestigt sind und nach dem Vergießen mit Harz wird das Band auf eine Aufnahmespule aufgewickelt. Die Hitzehärtung erfolgt bei auf die Spule aufgewickeltem Leiterrahmenband. Das von der Spule abgewickelte Leiterrahmenband wird zu einzelnen Halbleiter-Bauelementen zerschnitten, worauf die Kennwerte gemessen und die so hergestellten Bauelemente klassifiziert und sortiert werden, wobei die Stellungen der Bauelemente beibehalten werden, wie sie beim Schneiden bestanden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt demzufolge eine geringere Anzahl von Arbeitsschritten, so daß die Herstellungskosten vermindert und die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht wird.
Anhand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Pig. 1a bis 1d zeigen einzelne Arbeitsschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen.
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In den Figuren sind die links oder rechts oberhalb der jeweiligen Vorrichtungen gezeigten Teile die an diesen Vorrichtungen nach den einzelnen Arbeitsschritten hergestellten Teile.
Pig. 1a zeigt zwei Leiterrahmen-Zuführeinrichtungen 1, zwei Plättchen-Bcfestigungseinrichtungen 2 und zwei Draht-Befestigungseinrichtungen 3. Hinter den Drahtbefestigungseinrichtungen 3 folgen eine Harz-Vergießmaschine (Transfersprit zmaοchine) 4 und ein Aufnahmespulen-Gerüot 5 mit zwei Aufnahmespulen 19. Zwei Leiterrahmenbänder 6 und 7 verlaufen zwischen den Leiterrahmen-Zuführeinrichtungen 1 und dem Aufnahmespulen-Gerüst 5. Die Leiterrahraenbänder 6 und 7 werden durch die jeweils zugehörigen Plättchen- und Draht-Befestigungseinrichtungen 2 und 3 und zwischen der Ober- und Unterform der Harz-Vergießmaschine 4 hindurchgeführt. Die Leiterrahmenbänder 6 und 7 sind in Form von Spulen an der Leiterrahraen-Zufuhreinrichtung 1 befestigt. Die Form des Leiterrahmenbandes 6, 7 ist in Fig. 1a gezeigt. Das Band besteht aus aneinandergereihten Leiterrahmeneinheiten 9. Jeder Leiterrahmen 9 weist drei zueinander parallele Leiter 10, einen Steg 11, der die Enden der Leiter 10 miteinander verbindet und senkrecht zu diesen verläuft, und einen Steg 12 auf, der die Leiter 10 in der Nähe ihrer anderen Enden miteinander verbindet und parallel zum Steg 11 verläuft. Gemäß Fig. sind die freien Enden der Leiter 10 verbreitert; sie dienen als Plättchen-Befestigungsteil 13 und als Dralrt-Befestigungsteile 14. In den Steg 11 jeder Leiterrahmeneinheit 9 ist ein Führungsloch 15 geschnitten; die Führungsstifte der jeweiligen Einrichtungen passen in die Löcher 15 des Bandmaterials 6, 7, so daß dieses schrittweise vorwärtsbewegt werden kann.
Während sich das Bandmaterial 6, 7 vorwärtsbewegt, werden Halbleiter-Bauelemente (Plättchen) 16 mit je einer
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Transistorschaltung an den Plattehen-Befestigungsteilen 13 mit Hilfe der Plättchen-Befestigungseinrichtungen 2 angebracht. Die Draht-Befestigungseinrichtungen 3 verbinden mittels feiner Drähte 17 die Elektroden der Plättchen 16 mit den Draht-Befestigungsteilen 14. Die so bearbeiteten Leiterrahmeneinhoiten 9 werden dann zum Tisch der Ilarz-Vergießmaschine 4 gebracht und zeitweilig zwischen der unteren, am Tisch und der oberen, am Matrizenrahmen der Maschine 4 angebrachten Form befestigt. Darauf werden das Plättchen 16 und die Drahtanschlußteile 13 und 14 vor den Stegen 12 der Leiter 10 dick mit Harz bedeckt. Das hierbei entstehende Bauelement ist rechts oben von der Harz-Vergießmaschine 4 gezeigt; das Plättchen 16 ist mit Harz 18 bedeckt. Nach dem Vergießen wird das Bandmaterial 6, 7 auf Spulen 19 des Aufnahmespulen-Gerüsts 5 aufgewickelt.
Das auf Spulen 19 gewickelte Bandmaterial 6, 7 wird dann in einen Brennofen 20 eingebracht, in dem die Spulen 19 gemäß Fig. 1b übereinander gestapelt werden. Die Spulen werden für einige zehn (z.B. 16) Stunden gebrannt, so daß das Formharz aushärtet.
Das Bandmaterial 6 wird nach dem Brennen von der Spule 19 abgev/ickelt, nachdem diese auf einem Zuführgerüst 21 (Fig. 1c) befestigt ist. Nachdem unerwünschte, an den Leitern anhaftende Harzrückstände mittels einer Abflammmaschine 22 entfernt sind, wird der die Leiter 10 miteinander verbindende Steg 12 mittels einer Steg-Schneideinrichtung 23 weggeschnitten. Darauf werden in einer Loteinrichtung 24 die nicht mit Harz abgedeckten Teile der Leiter 10 mit einem Lötmittelfilm abgedeckt. Das so behandelte Bandmaterial 6 wird wiederum auf eine Spule 25 eines Aufnahmespulen-Gerüsts aufgewickelt, die an der Löteinrichtung 24 befestigt ist.
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Das auf die Spulen 25 gewickelte Bandmaterial 6, 7 wird in eine Sortiereinrichtung eingesetzt, die die Stege schneidet, die Kennwerte mißt und die Bauelemente markiert und klassifiziert (Fig. 1d). Während das Bandmaterial 6, 7 abgewickelt wird, werden die die Leiter 10 verbindenden Stege 11 mittels einer Steg-Schneideinrichtung 27 weggeschnitten, so daß einzelne, voneinander getrennte Transistoren 28 anfallen. In Kennwert-Meßabschnitten 29 und 30 v/erden die Kennwerte der einzelnen Transistoren 28 gemessen. Entsprechend den Ergebnissen der Messung in den Abschnitten 29 und 30 werden in Markierabschnitten 31 und 32 Markierungen auf die Harzköpfe 18 aufgedruckt und die bedruckten transistoren werden in einem Brennabschnitt 33 gebrannt, um die Markierungen dauerhaft zu machen. Die Transistoren 28 v/erden schließlich in einer Klassifizierstation 34 klassifiziert und in Behälter 35 eingebracht.
Da sich bei dieser Ausführungsform des erfindungogemäßen Verfahrens die Übertragungsgeschwindigkeiten beim Sortieren und Löten von der beim zeitaufwendigen* Brennen unterscheiden müssen, kann das Bandmaterial nicht kontinuierlich vom Ausgangsschritt zum letzten Schritt übertragen werden. Das Bandmaterial kann jedoch kontinuierlich durch die verschiedenen Arbeitspchritte hindurchgeführt werden, so daß der Wirkungsgrad der Herstellung und die Arbeitsgeschwindigkeit verbessert werden können. Weitsr kann die gesamte Herstellvorrichtung billiger ausgeführt werden, da spezielle Ein- und Ausgabeeinrichtungen für die verschiedenen Geräte überflüssig sind. Da die Leiterrahmen in Form von Bandmaterial vorliegen, kann die Gefahr, daß sich der Rahmen verbiegt und daher in den einzelnen Einrichtungen der Anlage verhängt und so zu Fehlern führt, beträchtlich vermindert werden, so daß das Herstellverfahren ohne Störungen ablaufen kann.
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Weiter ist bei dieser Ausführungsform das Bandmaterial zur Zwischenspeicherung auf eine Spule aufgev/ickelt, die eine große Anzahl von Leiterrahmeneinheiten aufnehmen kann. Daher hat das erfindungsgemäß arbeitende System auch bei einer kleinen Anzahl von Spulen eine weit größere Aufnahmefähigkeit als das herkömmliche, bei dem viele Magazine verwendet werden, so daß das erfindungsgemäßo System überaus wirtschaftlich ist.
Erfindungsgemäß wird das Bandmaterial kontinuierlich der Klassifikation nach den Kennwerten zugeführt und in einzelne Transistoren aufgetrennt, und zwar unmittelbar vor der Messung der Kennwerte, so daß sich die einzelnen Transistoren nicht zufällig ausrichten können. D.h., sie befinden sich von seibet in der gewünschten Stellung. Entsprechend brauchen die Transistoren für die Messung der Kennwerte nicht besonders ausgerichtet zu werden, was bei dem herkömmlichen Verfahren wesentlich ist, so daß die Ausbeute bei der Herstellung weiter verbessert werden kann. Es ist praktisch unmöglich, daß sich die Leiter in den entsprechenden Einrichtungen der Anlage verhängen und verbogen werden.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind vielerlei Abwandlungen möglich. Wird beispielsweise eine Verpackungsmaschine in das System eingeführt, so kann der gesamte Prozeß vom Ausgangsraaterial zum Endprodukt automatisiert werden.
Die Erfindung ist weiter außer auf Transistoren auf die Herstellung bzw. den Zusammenbau beliebiger elektronischer Teile anwendbar.
Da erfindungsgemäß das Bandmaterial unmittelbar nach der Befestigung der Drähte auf eine Spule aufgewickelt wird,
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können sich infolge des beim Aufwickeln ausgeübten Druckes die Drähte verbiegen, so daß sie unerwünschte Teile berühren, Das Bandmaterial darf daher nach den Anbringen der Drähte nicht vor dem Vergießen aufgewickelt werden.
Um die Arbeitsergiebigkeit zu erhöhen, können viele Bänder bearbeitet werden, indem eine Kombination aus vielen Plättchen-Befestigungseinrichtungen und einer gemeinsamen Vergießmaschine verwendet wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelement en wird also der Leiterrahmen in Form eines Bandes verarbeitet. E3 werden mehrere Bänder gleichzeitig bearbeitet, so daß die Anzahl der Fabrikationsschritte verringert werden kann. Die Arbeitsge3chwindigkeit kann erhöht werden, die Betriebsfälligkeit der verschiedenen Vorrichtungen wird verbessert und die Überwachung der Produktion wird erleichtert.
Weiter werden erfindungsgemäß nicht viele Magazine verwendet wie bei dem herkömmlichen Verfahren, so daß das erfindungsgemäße Verfahren mit geringeren Kosten betrieben werden kann. Die gleichzeitige Übertragung vieler Leitereinheiten gewährleistet eine hervorragende Verarbeitbarkeit.
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Claims (7)

  1. MARtAHlLFPLATZ 2*3. MÖNCHEN OO POSTADRESSE: POSTFACH 95 016O, O-80OO MÜNCHEN 96
    9 *7 *ϊ Q Π
    4 f vOUt I
    KARL LUDWtO SCHIFF
    DIPL. CHEM. OR. ALEXANDER v. FÜNER
    CHPL. INQ. PETER STHtML
    CMPL. CHEM. DR. URSULA SCHOOEUMOPF
    DIPL. ING. DIETER EOBINOHAUS
    DR. INO. DIETER FINCK
    TELEFON (OSO) 4B9OI4
    TELEX 5 33BOS AURO O
    TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN
    HITACHI, LTD.
    DA-I4I8I
    23. August 1977
    Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen
    Patentansprüche;
    Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, dadurch gekennzeichnet ,
    a) daß aufeinanderfolgend Plättchen auf wenigstens einem Leiterrahmenband befestigt werden, das aus einer Reihe von wiederholt gleichen Mustern aus Leiterrahmeneinheiten besteht und von wenigstens einer Spule zugeführt wird,
    b) daß zur Verbindung der Elektroden jedes Plättchens mit den Leitern jeder Leiterrahmeneinheit Drähte befestigt werden,
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    ORIGINAL INSPECTED
    c) daß die Drahtbefestigungsteile der Plättchen und die Leiter mit Harz vergossen werden,
    d) daß das Leiterrahmenband auf eine neue Spule gewickelt wird,
    e) daß die aufgewickelten, mit Harz vergossenen Leiterrahmen gebrannt werden,
    f) daß zum Abdecken der aus der Harzvergußmasse herausragenden Leiter mit Lötmittel gelötet wird,
    g) daß das Leiterrahmenband in einzelne Halbleiter-Bauelemente geschnitten wird, und
    h) daß die Kennwerte jedes Halbleiter-Bauelements gemessen und die Bauelemente klassifiziert und markiert werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichn e t , daß vor dem Vergießen mehrere parallele Linien vorgesehen sind, bei denen je Plättchen und Drähte befestigt werden, wobei mehrere Leiterrahmenbänder in den jeweiligen Linien beim Vergießen in eine Linie zusammengeführt werden.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichn e t , daß jede Leiterrahmeneinheit (9) mehrere parallele Leiter (10), einen die Enden der Leiter (10) miteinander verbindenden, sich senkrecht zu den Leitern (10) erstreckenden Steg (11) und einen Steg (12) aufweist, der in der Nähe der freien Enden der Leiter (10) diese miteinander verbindet und sich parallel zu dem ersten Steg (11) erstreckt.
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  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennze lehnet, daß die freien Enden der leiter (10) verbreitert sind und als Plättchen-Befestigungsteile (13) und als Drahtbefestigungstelle (14) dienen.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsloch (15) in jede Leiterrahmeneinheit (9) geschnitten ist und Führungsstifte der in den einzelnen Verfahrensschritten angewendeten Einrichtungen in die Führungslöcher (15) der LeiterrahmenbSnder (6, 7) zur schrittweisen Übertragung derselben passen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da8 Vergießen mit Harz auegeführt wird, indem das Leiterrahmenband (6, 7) zwischen einer oberen und einer unteren Form hindurchgeführt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Kennwerte, die Klassifizierung und Markierung der Halbleiter-Bauelemente mit unveränderter Ausrichtung derselben ausgeführt wird.
    Beschreibung 809810/0756
DE2738021A 1976-08-25 1977-08-23 Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen Expired DE2738021C2 (de)

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