DE2939666C2 - Verfahren zur lunkerfreien Verlötung eines metallisierten Halbleiterplättchens mit einem Träger - Google Patents
Verfahren zur lunkerfreien Verlötung eines metallisierten Halbleiterplättchens mit einem TrägerInfo
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Description
Ausführungsbeispiele
1. Ringförmiger Lotrahmen (F i g. 1)
1. Ringförmiger Lotrahmen (F i g. 1)
Als spezielle Ausführungsform ist in F i g. 1 ein ringförmiger Lotrahmen 1 mit einem quadratischen
Plättchen 2 gewählt worden. Mit der geforderten Lotschichtdicke <£ unter dem Plättchen, der Ausgangsdicke
d\ des Lotringes 1 und der Kantenlänge a des Plättchens 2 läßt sich mit Vorgabe eines inneren
Lotringradius R\ der äußere Lotringradius /?2 'inter der
Annahme bestimmen, daß das gesamte Lotmaterial unter das Plättchen 2 fließt Diet■■? Annahme hat sich bei
vielen Lötversuchen als recht gut zutreffend erwiesen. Für den äußeren Lotringradius Λ2 ergibt sich:
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach dem übereinstimmenden Oberbegriff der Ansprüche 1
und 4.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden große Anstrengungen unternommen, um eine
möglichst lunkerfreie Verbindung zwischen dem Halbleiterplättchen und dem wärmeableitenden Träger zu
bekommen, weil die Lunker den thermischen Widerstand zwischen dem Halbleiterplättchen und dem
Träger entscheidend verschlechtern. Das Auftreten von Lunkern bei der Plättchenverlötung kann prinzipiell auf
drei Ursachen zurückgeführt werden:
!. Es rührt von Gaseinschlüssen im Lot her, welche auf eine ungünstige Strömung des Lotes beim
Aufschmelzvorgang zurückzuführen sind.
2. Es rührt von nichtlötfähigen Verunreinigungen auf der Lotfolienoberfläche her.
3. Durch Verunreinigungen werden Zonen auf der Metallisierung des Plättchens bzw. dem Träger
vom Lot nicht benetzt.
Für die Breite b des Auflagesegmentes ergibt sich:
b=V2-(a/2-VR2 t-(a/2)2).
b=V2-(a/2-VR2 t-(a/2)2).
Der innere Lotringradius R\ kann nicht beliebig gewählt werden. Seine Auswahl unterliegt der einschränkenden
Bedingung, daß die Breite der Lotfront, welche am Anfang des Schmelzprozesses der Breite des
Auflagesegments entspricht, einen gewissen Wert nicht überschreiten darf. Beim Aufschmelzen wird das Lot
von den Auflagepunkten 11, 12, 13, 14 durch
bo Kapillarkraft zur Plättchenmitte gezogen. Es hat sich
experimentell gezeigt, daß bei zu großer Breite b des Auflagesegments die Lotfront beim Zusammentreffen
in der Plättchenmitte noch zu breit ist, so daß dort das Gas nicht entweichen kann und ein Zentrallunker
entsteht.
Als kritischer Wert hat sich hierfür das b/a-Verhältnis
ergeben. In Tabelle 1 ist das Ergebnis der Versuche mit zwei Lotringen angegeben:
Lotringmafle
(in mm)
(in mm)
Versuch
Versuch 2
5,7 | 5,7 |
3,33 | 3,656 |
4,03 | 4,30 |
1,59 | 0,792 |
0,28 | 0,14 |
8 von 20 | keine |
Zentrallunker
Bei Versuch 1 mit einem ö/a-Verhältnis von 0,28 trat
bei 8 von 20 Lötu.ngen in der Plättchenmitte ein Zentrallunker auf. Bei Versuch 2 mit £>/a=0,14 wurde
überhaupt kein Zentrallunker mehr beobachtet. Die Grenze für das Auftreten von Zentrallunkern muß also
zwischen 0,28 und 0,14 liegen.
Nach der Vereinigung der vier Lotfronten in der Plättchenmitte läuft der Vorgang ähnlich wie beim
Lotkreuz ab. Das weitere von außen herantranspor
tierte Lot führt zur Verbreiterung der Diagonalen und
zur Abdrängung des Gases nach außen, bis die ganze Plättchenfläche gleichmäßig mit Lot ausgefüllt ist.
2. Rechteckiges oder beliebig gestaltetes
Lotpliittchen mit einem, zwei oder mehreren
beliebig gestalteten Ärmchen (F i g. 2)
Entsprechend Anspruch 4 und Fig.2 wird ein
Lotplättchen 1 mit zwei Ärmchen ib. Ic, einem
rechteckigen Lotreservoir la und ein quadratisches Plättchen 2 verwendet Die beiden Ärmchen Ib, ic
ragen ein Stückchen unter das Plättchen 2, der Lottransport vom Reservoir la unter das Plättchen 2
erfolgt ebenfalls durch Kapillarwirkung. Bei Verwendung von nur zwei Ärmchen Ib, ic ist die Gefahr des
Auftretens von Zentrallunkern ausgeschaltet. Allerdings muß dafür Sorge getragen werden, daß das Plättchen 2
nicht durch die Kapillarwirkung, zum Lotreservoir la gezogen werden kann. Vorteilhafterweise erfolgt das
durch einen lose auf der Unterlage liegenden Anschlag 3, der die Bewegung des Plättchens 2 zum Lotreservoir
la verhindert.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur lunkerfreien Verlötung eines metailisierten Halbleiterplättchens mit einem Träger
unter Verwendung einer Lotfolie, bei welchem die Lotfolie zwischen das Halbleiterplättchen und
den Träger gelegt wird und dann das aus dem Träger, der Lotfolie und dem Halbleiterplättchen
bestehende System auf Löttemperatur erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine
rahmenförmige Lotfolie (1) verwendet und so zwischen den Träger und das Halbleiterplättchen (2)
gelegt wird, daß die Ecken (11, 12, 13, 14) des Halbleiterplättchens (2) auf der rahmenförmigen
Lotfolie (1) aufliegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als rahmenförmige Lotfolie (1) eine
rechteckige, vieleckige, runde oder elliptische Lotfolie verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verlöten eines quadratischen
Halbleiterpiättchens (2) die Größe der rahmenförmigen Lotfolie (1) so gewählt wird, daß
die Breite (b) des Auflagesegments (11, 12, 13, 14) des Halbleiterplättchens (2) auf der rahmenförmigen
Lotfolie (1) kleiner als ein Fünftel der Kantenlänge (a)aes Halbleiterplättchens (2) ist
4. Verfahren zur lunkerfreien Verlötung eines metallisierten Halbleiterplättchens mit einem Träger
unter Verwendung einer Lotfolie, bei welchem die Lotfc^e zwischen das Halbleiterplättchen und
den Träger gelegt wird und dann das aus dem Träger, der Lotfolie und dem Halbleiterplättchen
bestehende System auf Löttemperatur erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine beliebig
gestaltete Lotfolie (1) mit einem großflächigen Reservoirbereich (la) und mindestens einem beliebig
gestalteten Ärmchen (ib, ic) verwendet wird, wobei sich der großflächige Reservoirbereich (\a)
außerhalb des Halbleiterplättchens (2) befindet und das Ärmchen (ib, 1 counter das Halbleiterplättchen
(2) greift.
Zur Vermeidung von Lunkern durch Gaseinschlüsse
sind in der DE-AS 20 32 939 Lotkreuze vorgeschlagen
worden. Beim Aufschmelzen der Lotkreuze wird das zwischen den Diagonalen der Kreuze vorhandene
Restgas durch das Lot mittels Kapillarwirkung unter dem Plättchen herausgedrängt. Wenn jedoch das
Lotkreuz auf der Oberfläche eine nicht lötfähige Verunreinigung aufweist, so muß hier mit einer
Fehlbenetzung des Lotes und mit einem Lunker
lü gerechnet werden.
Das anmeldungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 oder des
Anspruchs 4 hat demgegenüber den Vorteil, daß eine lunkerfreie Lötung auch beim Auftreten von teilweise
verunreinigten Lotfolienoberflächen, die bei einer Mengenfertigung unvermeidlich sind, gewährleistet ist.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die Auflage eines quadratischen Halbleiterplättchens auf eine Ringlotfolie mit Momentaufnahme
der Lotfrontausbreitung,
Fig.2a die Auflage eines quadratischen Halbleiterplättchens
auf eine Lotfolie mit rechteckigem Reservoirbereich und mit zwei Ärmchen in der Draufsicht,
F i g. 2b die Anordnung nach F i g. 2a im Schnitt.
F i g. 2b die Anordnung nach F i g. 2a im Schnitt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792939666 DE2939666C2 (de) | 1979-09-29 | 1979-09-29 | Verfahren zur lunkerfreien Verlötung eines metallisierten Halbleiterplättchens mit einem Träger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19792939666 DE2939666C2 (de) | 1979-09-29 | 1979-09-29 | Verfahren zur lunkerfreien Verlötung eines metallisierten Halbleiterplättchens mit einem Träger |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2939666A1 DE2939666A1 (de) | 1981-04-09 |
DE2939666C2 true DE2939666C2 (de) | 1982-07-15 |
Family
ID=6082325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792939666 Expired DE2939666C2 (de) | 1979-09-29 | 1979-09-29 | Verfahren zur lunkerfreien Verlötung eines metallisierten Halbleiterplättchens mit einem Träger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2939666C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3326322A1 (de) * | 1982-11-19 | 1984-05-24 | SGS-ATES Componenti Elettronici S.p.A., 95121 Catania | Verfahren zum schweissen von halbleiterchips auf traeger aus nicht-edelmetallen |
DE3635708A1 (de) * | 1986-10-21 | 1988-04-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren und anordnung zur kontaktierung einer elektrode mit mehreren emitter-/kathoden-bereichen eines halbleiterbauelementes |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3226554A1 (de) * | 1982-07-16 | 1984-01-19 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur verloetung eines loetfaehigen plaettchens mit einem traeger |
EP0264122B1 (de) * | 1986-10-17 | 1992-03-18 | Hitachi, Ltd. | Verfahren zum Herstellen einer gemischten Struktur für Halbleiteranordnung |
DE4322715A1 (de) * | 1993-07-08 | 1995-01-12 | Bosch Gmbh Robert | Bauelementeinheit mit lunkerarmer Lötverbindung |
-
1979
- 1979-09-29 DE DE19792939666 patent/DE2939666C2/de not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3635708A1 (de) * | 1986-10-21 | 1988-04-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren und anordnung zur kontaktierung einer elektrode mit mehreren emitter-/kathoden-bereichen eines halbleiterbauelementes |
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DE2939666A1 (de) | 1981-04-09 |
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