DE2738021C2 - Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-BauelementenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 15 64 354 bekannt
Nach dem bekannten Verfahren 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 (Halbleiterplättchen) mittels Goldfolie befestigt, während die Enden der restlichen
Leiter über einen feinen Draht mit den Elektroden des Halbleiterplättchens verbunden werden. Die Enden der
Leitereinheit, die die Verbindungsdrähte umfassen, Und das Halbleiterplättchen 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 abschnitts- oder chargenweise durchgeführt wird, wobei ein Leiterrahmen
mit 25 Leitereinheiten für 25 Halbleiter-Bauelemente verwendet wird, hat folgende Nachteile:
1. In jedem Verfahrensschritt ist ein Magazin zur Aufnahme des Leiterrahmens zur leichten Handha-ο
bung 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
3. Da mehrere Transfer-Formmaschinen zum Vergießen mit Harz verwendet werden, ist das Eingeben
und Herausnehmen des Leiterrahmens schwierig. Wird der Vorgang des Eingehens 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 Weise angeordnet und ausgerichtet sein. Außerdem können sich die Leiter oder
Anschlußdrähte leicht verbiegen, wenn voneinander getrennte Transistoren zur Wähl- oder
Sortiereinrichtung gebracht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel 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.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die im
*5 Patentanspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.
Dabei ist es aus der DE-OS 21 38 797 an sich bekannt,
ein Leiterrahmenband aufzuwickeln. Nach dem bekannten Verfahren werden beim Aufbringen von Kontaktfingern
auf Kontsktflächen eines Halbleiterplättchens,
nachdem die Kontaktfinger des Kontaktslreifens an den Kontaktflächen befestigt sind, die Kontaktfinger und die
Halbleiterplättchen mit der klebrigen Seite eines Klebebandes in Berührung gebracht, so daß die
Kontaktfinger und die Halbleiterplättchen am Band kleben. Darauf wird das Band auf eine Rolle
aufgewickelt. D. h., das Band wird auf die Rolle aufgewickelt, ohne daß zuvor die Halbleiterplättchen
und Teile der Kontaktfinger vergossen wurden.
bei offenen Plättchen und Drähten nicht aufgewickelt werden könnte, weil hierbei die Drähte verbogen
würden, Kurzschlüsse zwischen den Drähten und Teilen des Halbleiterkörpers auftreten und das Halbleiterplättchen
beschädigt oder zerstört würde, ließe sich das aus der DE-OS 21 38 797 bekannte Verfahren hierbei nicht
anwenden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also ein von einer Spule zugeführtes Leiterrahmenband zu
einer Reihii von Herstellungsschritten weitergeführt.
Nachdem die Halbleiterplättchen 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 I ο 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.
Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand
der Patentansprüche 2 und 3.
Anhand des in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher
erläutert Die
Fig. ta bis Id zeigen einzelne Arbeitsschritte eines
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen.
In den Figuren sind die links oder rechts oberhalb der
jeweiligen Vorrichtungen gezeigten Teile die an diesen Vorrichtungen nach den einzelnen Arbeitsschritten
hergestellten Teile.
Fig.la zeigt zwei Leiterrahmen-Zuführeinrichtungen
1, zwei Halbleiterplättchen-Befestigungseinrichtungen
2 und zwei Draht-Befestigungseinrichtungen 3. Hinter den Drahtbefestigungseinrichtungen 3 folgen
eine Harz-VergieSmaschine (Transferspritzmaschine) 4 und ein Aufnahmespulen-Gerüst 5 mit zwei Aufnahmespulen
19. Zwei Leiterrahmenbänder 6 und 7 verlaufen zwischen den Leiterrahmen-Zuführeinrichtungen 1 und
dem Aufnahmespulen-Gerüst 5. Die Leiterrahmenbänder 6 und 7 werden durch die jeweils zugehörigen
Halbleiterplättchen- und Draht-Befestigungseinrichtungen 2 und 3 und zwischen der Ober- und Unterform der <o
Harz-Vergießmaschine 4 hindurchgeführt Die Leiterrahmenbänder 6 und 7 sind in Form von Spulen an der
Leiterrahmen-Zuführeinrichtung 1 befestigt Die Form des Leiterrahmenbandes 6,7 ist in F i g. 1 a gezeigt Das
Band besteht aus aneinandergereihten Leiterrahmeneinheiten 9. Jede Leiterrahmencinheit 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 F i g. 1 a sind die freien Enden der Leiter 10 verbreitert; sie dienen als Halbleiterplättchen-Befestigungsteil
13 und als Draht-Befestigungsteile 14. In den Steg 11 jeder Leiterrahmeneinheit 9 ist ein Führungsloch
15 geschnitten; die Führungsstifte der jeweiligen Einrichtungen passen in die Löcher 15 der Leiterrahmenbänder
6, 7, so daß diese schrittweise vorwärtsbewegt werden können.
Während sich die Leiterrahmenbänder 6,7 vorwärtsbewegen,
werden Halbleiter-Bauelemente (Halbleiterplättchen) 16 mit je einer Transistorschaltung an den
Halbleiterplättchen-Befestigungsteiien 13 mit Hilfe der Befestigungseinrichtungen 2 angebracht Die Draht-Befestigungseinrichtungen
3 verbinden mittels feiner Drähte 17 die Elektroden der Halbleiterplättchen 16 mit
den Draht-Befestigun?steilen 14. Die so bearbeiteten
Leiterrahmeneinheiten 9 werden dann zum Tisch der Harz-Vergießmsschine 4 gebracht und zeitweilig
zwischen der unteren, am Tisch und der oberen, am Matrizenrahmen der Maschine 4 angebrachten Form
befestigt Darauf werden das Halbleiterplättchen 16 und die Befestigungsteile 13 und 14 vor den Stegen 12 der
Leiter 10 dick mit Harz bedeckt Das hierbei entstehende Bauelement ist rechts oberhalb der
Harz-Vergießmaschine 4 gezeigt; das Halbleiterplättchen 16 ist mit Harz 18 bedeckt Nach dem Vergießen
wird das Leiterrahmenband 6, 7 auf Spulen 19 des Aufnahmespulen-Gerüsts 5 aufgewickelt
Das auf Spulen 19 gewickelte Leiterrahmenband 6,7 wird dann in einen Brennofen 20 eingebracht in dem die
Spulen 19 gemäß Fig. Ib übereinander gestapelt werden. Die Spulen werden für einige zehn (z. B. 16)
Stunden gebrannt so daß das Formharz aushärtet
Das Leiterrahmenband 6, 7 wird nach dem Brennen von der Spule 19 abgewickelt nachdem diese auf einem
Zuführgerüst 21 {Fig. Ic) befestigt ist Nachdem
unerwünschte, an den Leitern anhaftende Harzrückstände mittels einer Abflammmas.,/u'ne 22 entfernt sind,
wird der die Leiter 10 miteinander verbindende Steg 12
mittels einer Steg-Schneideinrichtung 23 weggeschnitten. Darauf werden in einer Löteinrichtung 24 die nicht
mit Harz abgedeckten Teile der Leiter 10 mit einem Lötrrittelfilm abgedeckt Das so behandelte Leiterrahmenband
6 wird wiederum auf eine Spule 25 eines Aufnahmespulen-Gerüsts 5 aufgewickelt, die an der
Löteinrichtung 24 befestigt ist
Das auf die Spulen 25 gewickelte Leiterrahmenband 6, 7 wird in eine Sortiereinrichtung eingesetzt die die
Stege schneidet, die Kennwerte mißt und die Bauelemente markiert und klassifiziert (F i g. Id). Während das
Leiterrahmenband 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 Kenriwert-Meßabschnitten 29 und 30 werden 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 werden
schließlich in einer Klassifizierstation 34 klassifiziert und in Behälter 35 eingebracht
Da sich bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Übertragungsgeschwindigkeiten
beim Sortieren und Löten von der beim zeitaufwendigen Brennen unterscheiden müssen, kann das Leiterrahmenband
nicht kontinuierlich vom Ausgangsschritt 7.um
letzten Schritt übertragen werden. Das Leiterrahmenba.id
kann jedoch kontinuierlich durch die verschiedenen Arbeitsschritte hindurchgeführt werden, so daß der
Wirkungsgrad der Herstellung und du; Arbeitsgeschwindigkeit
verbessert werden können. Weiter 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 werdpn, so daß das Herstellverfahren ohne Störungen ablaufen kann.
Weiter ist bei dieser Ausführungsform das Leiterrahmenband zur Zwischenspeicherung auf eine Spule
aufgewickelt, 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 erfindungsgemäße System überaus
wirtschaftlich ist
Erfindungsgemäß wird das Leiterrahmenband 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. Das heißt, sie befinden sich von
selbst 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 dl? Ausbaut? bpi ^pr Herstellung weiter verbessert
werden kann. Es ist praktisch unmöglich, daß sich die Leiter in den entsprechenden Einrichtungen der Anlage
verhängen und verbogen werden.
Wird eine Verpackungsmaschine in das System eingeführt, so kann der gesamte Prozeß vom Ausgangsmaterial
zum Endprodukt automatisiert werden.
Die Erfindung ist außer auf Transistoren auf die Herstellung bzw. den Zusammenbau beliebiger elektronischer
Teile anwendbar.
Da erfindungsgemäß das Leiterrahmenband unmittelbar nach der Befestigung der Drähte auf eine Spule
aufgewickelt wird, können sich infolge des beim Aufwickeln ausgeübten Druckes die Drähte verbiegen,
so daß sie unerwünschte Teile berühren. Das Leiterrahmenband darf daher nach dem Anbringen der Drähte
nicht vor dem Vergießen aufgewickelt werden.
Um die Arbeitsergiebigkeit zu erhöhen, können viele Bänder bearbeitet werden, indem eine Kombination aus
ίο vielen Halbleiterplättchen-Befestigungseinrichtungen
und einer gemeinsamen Vergießmaschine verwendet wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen wird also der
Leiterrahmen in Form eines Bandes verarbeitet. Es werden mehrere Bänder gleichzeitig bearbeitet, so daß
die Anzahl der Fabrikationsschritte verringert werden kann. Die Arbeitsgeschwindigkeit kann erhöht werden,
die Betriebsfähigkeit 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 hervoTagende Verarbeitbarkeit.
Claims (3)
- Patentansprüche;J. Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen, bei dem Halbleiterplättchen auf wenigstens einem Leiterrahmenband befestigt werden, das aus einer Reihe von wiederholt gleichen Mustern aus Leiterrahmeneinheiten besteht,
bei dem die Elektroden jedes Halbleiterplättchens mit den Leitern jeder Leiterrahmeneinheit durch Drähte verbunden werden,bei dem der Draht und das Halbleiterplättchen jeder Leiterrahmeneinheit mit einem Harz vergossen wird, undbei dem die Leiterrahmeneinheiten in einzelne Halbleiter-Bauelemente getrennt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbleiterplättchenbefestigung, die Drahtbefestigung und das Vergießen mit Harz in dieser Reihenfolge durchgeführt wird, während das LeiterrahmenbiLid von einer ersten auf eine zweite Spule gewickeU wird,daß das auf die zweite Spule gewickelte Leiterrahmenband zur Aushärtung des Harzes einer Wärmebehandlung unterzogen wird, und
daß dann der Trennschritt während des Abwickeins des Leiterrahmenbandes von der zweiten Spule durchgeführt wird. - 2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß jede Leiterrahmeneinheit (9) ein Leiterteil (13) zur Befestigung des Halbleiterplättchens (16) und zwei weitere Leiterteile (14) zur Verbindung mit den Elektroden des Halbleiterplättchens aufweist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lei* erteile (13, 14) der Leiterrahmeneinheit miteinander durch einen Steg (12) verbunden sind, der sich in Richtung der Reihe der wiederholt gleichen Leiterrahmeneinheiten erstreckt.
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