DE1279199B - Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Anordnungen mit wenigstens einem pn-UEbergang - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4007W^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIl

Deutsche Kl.: 21g-11/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 79 199.0-33 (S 77153)

15. Dezember 1961

3. Oktober 1968

Für eine Vielzahl von Anwendungsfällen in den verschiedenen Zweigen der Technik werden Halbleiter-Gleichrichter-Anordnungen unterschiedlicher Schaltung für geringe Strombelastbarkeit und für Betriebsspannungen bis etwa 400 V_eff benötigt. Dafür haben sich Ausführungsformen aus Gleichrichterelementen mit Selen als Halbleitermaterial, die in Aufbau und Herstellung besonders wirtschaftlich sind, auf Grund ihrer hohen Zuverlässigkeit im Betrieb seit langem bewährt.

Durch die Fortschritte in der Entwicklung von Halbleiterbauelementen auf der Basis von einkristallinem Halbleitermaterial, vorzugsweise von Silizium, sind Halbleiter-Gleichrichter-Anordnungen bekannt geworden, welche zwar bezüglich zulässiger Betriebstemperatur, Sperrspannungsbelastbarkeit und Verlustleistung wesentliche Vorteile zeigen, vielfach jedoch einen bedeutenden und vergleichsweise oft unwirtschaftlichen Aufwand zu ihrer Herstellung erfordern.

Nach der deutschen Auslegeschrift 1246 888 wurde ein Verfahren zum Herstellen von Gleichrichter-Anordnungen für kleine Stromstärken vorgeschlagen, bei dem an den Kreuzungspunkten von streifenförmigen, vorbereiteten, sich rechtwinklig überlappenden, metallischen Leiterteilen unter Zwischenlage von scheibenförmigen Kontaktronden Halbleitertabletten in geeigneter elektrischer Anordnung eingefügt, gehaltert und in weiteren Verfahrensschritten mit den gleichzeitig zur Stromleitung dienenden Leiteilen kontaktiert und dabei zu gewünschter Gleichrichterschaltung verschaltet werden. Die Nachteile des vorgeschlagenen Verfahrens bestehen im Verfahrens- und insbesondere vorrichtungstechnischen Aufwand für das Zusammenfügen, Justieren, Fixieren und Kontaktieren von Stromleiterteilen und Halbleitertabletten und in der teilweise unwirtschaftlichen Erhöhung dieses Aufwandes für eine gleichzeitige Herstellung einer größeren Anzahl solcher Gleichrichter-Anordnungen.

Die französische Patentschrift 1242 208 beschreibt einen Vorschlag zur Herstellung einer Vollweggleichrichter-Anordnung, wonach zwei Halbleitertabletten in gleicher elektrischer Polarität auf einer gemeinsamen ebenen metallischen Trägerplatte aufgebracht und in Kunststoff eingebettet werden. Dabei sind die Trägerplatte und die freien Kontaktflächen der Halbleitertabletten mit Stromleitungsanschlüssen versehen. Dieser Aufbau ist jedoch auf die Reihen- oder Parallelschaltung zweier Halbleitertabletten beschränkt und erfordert zur Erzielung anderer Gleichrichterschaltungen sowie zur gleichzeitigen Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Anordnungen mit wenigstens einem pn-übergang

Anmelder:

Semikron, Gesellschaft

für Gleichrichterbau und Elektronik m. b. H.,

8500 Nürnberg, Wiesentalstr. 40

Als Erfinder benannt:

Dr. rer. nat. Horst Irmler, 6800 Mannheim

Herstellung einer größeren Anzahl Halbleiter-Gleichrichter-Anordnungen einen beträchtlichen Aufwand.

Weiterhin wird nach der USA.-Patentschrift 2 847 623 zur Herstellung von Vollweggleichrichter-Anordnungen vorgeschlagen, an Glasdurchführungen eines geeignet ausgebildeten Gehäusesockels streifenförmige Leiterteile anzuschweißen und diese mit entsprechend vorbereiteten, zwischengefügten Halbleitertabletten durch Löten zu verbinden. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für eine wirtschaftliche Massenfertigung von Gleichrichter-Anordnungen für geringe Strombelastbarkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung einer größeren Anzahl von Gleichrichter-Anordnungen zu schaffen, bei dem eine oder mehrere vorbereitete Halbleitertabletten aus einkristallinem Halbleitermaterial, vorzugsweise aus Silizium, in vorteilhafter Weise mit Stromleitungsanschlüssen kontaktiert und zu gewünschten Gleichrichterschaltungen angeordnet werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-Anordnungen, bei dem die Halbleiterkörper zwischen den Schenkeln von Metallbügeln festgeklemmt, die Kontaktelektroden der Halbleiterkörper mit den Metallbügeln verlötet und dann die Metallbügel durch Auftrennen bzw. durch Entfernen von Teilen der Metallbügel für die Verschaltung mit weiteren Leitungsanschlüssen vorbereitet werden.

Die deutsche Patentschrift 1021080 beschreibt ein Verfahren zum Anbringen von Anschlußdrähten an einem Bauteil mit einem rohrförmigen, innen und außen mit einem Metallbelag versehenen Körper aus

809 £19/426

dielektrischem oder halbleitendem Material, wonach das Rohr auf einen Schenkel eines in Form einer Haarnadel gebogenen Drahtstückes aufgeschoben und in einiger Entfernung von der Biegung zwischen den Schenkeln des Drahtstückes festgeklemmt wird, wobei jeder Schenkel mit einem Metallbelag in Berührung steht und wonach anschließend eine Tauchlötung vorgenommen wird und gegebenenfalls erst beim Einbau des Bauteils die Verbindungsstelle zwi-

ber, Kupfer, Bronze oder einer Fernicolegierung, dessen Schenkel 1 gerade und eben verläuft, und dessen zum Schenkell paralleler Schenkel 2 an geeigneter Stelle V-förmig gegen den Schenkel 1 gebogen ausge-5 bildet ist und infolge einer vorbestimmten mechanischen Vorspannung mit der Spitze des V-förmigen Kontaktbogens 3 unter Federdruck auf der Innenfläche des Schenkels 1 aufliegt, so daß eine an dieser Stelle zwischengefügte Halbleitertablette 5 unter

durch die Druckempfindlichkeit des Halbleitermaterials festgelegt. Die Spitze des Kontaktbogens 3 ist zur Erzielung eines flächenhaften Kontakts mit der

nach bekannten Diffusionsverfahren hergestellt, weist wenigstens einen pn-übergang auf und ist beidseitig mit gut haftenden, metallischen Überzügen, beispielsweise aus Nickel versehen, welche Kontaktelektroden

sehen den verschiedenen Metallbelägen aufgetrennt io einem für die Durchführung verschiedener Verfahwird. rensschritte zur Herstellung von Halbleiter-Anord-

Das vorgeschlagene Verfahren zur Kontaktierung nungen ausreichenden Druck gehaltert wird. Der Mevon mit metallischen Kontaktüberzügen versehenen tallbügel kann auch aus Runddrahtmaterial hergerohrförmigen Körpern mit Stromleitungsanschlüssen stellt werden. Die Länge der zueinander parallelen ist infolge der im Zusammenhang mit der Kontaktie- 15 Schenkel 1 und 2 wird, da dieselben gleichzeitig die rung von Halbleiterscheiben bekannten Schwierig- Stromleitungsanschlüsse für die Halbleiter-Anordkeiten nicht ohne weiteres auf die Herstellung von nung darstellen, durch die Forderungen der Anwen-Halbleiter-Anördnungen anwendbar und läßt auch der bezüglich des Einbaues bestimmt. Die mechakeine Möglichkeiten erkennen, die als Stromleitungs- nische Vorspannung zwischen Schenkel 1 und Konanschluß vorgesehenen Drahtstücke zur vorteilhaften ao taktbogen 3 ist durch die Forderung nach ausreichen-Durchführung von weiteren, für die Fertigung von der Halterung von zwischengefügten Bauteilen sowie Halbleiterbauelementen wesentlichen Verfahrensschritten zu benutzen.

Gemäß der schweizerischen Patentschrift 348 208

werden zur Herstellung von Transistoren Draht- 25 angrenzenden Kontaktfiäche der Halbleitertablette systeme benutzt, wie sie in der Fertigung von Elek- abgeflacht ausgebildet. Der Metallbügel wird bedarfstronenröhren als Spanngitter bekannt sind. Solche weise wenigstens an seinen für die Kontaktierung mit Drahtgitter werden gleichzeitig als Träger der mit der oder den Halbleitertabletten vorgesehenen Stellen dem Halbleitermaterial für die Transistoren zu legie- mit einem metallischen Überzug aus einem Weichlot renden Stoffe verwendet. Durch Abtrennen von 30 versehen. Die Halbleitertablette 5 ist vorzugsweise Drahtgitterteilen entstehen zwei kammartig ineinandergreifende Elektrodensysteme. Dieses Verfahren
und die dabei verwendeten Drahtanordnungen eignen
sich jedoch nicht zur Herstellung von Halbleiter-Anordnungen gemäß der der Erfindung zugrunde liegen- 35 darstellen und zur Verbesserung einer Lötverbindung den Aufgabenstellung. mit den Schenkeln des Metallbügels noch eine be-

Die Erfindung besteht darin, daß die zum Fest- netzungsfördernde Schicht, beispielsweise aus Gold, klemmen von Halbleiterkörpern vorgesehenen Me- und einen Überzug aus einem Weichlot erhalten, tallbügel so geformt sind, daß sich ihre Schenkel an Dieser Überzug kann z. B. auch aus Kupfer oder einer oder mehreren geeignet ausgebildeten Stellen 40 Zinn bestehen. Die Halbleitertablette kann durch federnd berühren, daß zwischen den Berührungsstel- Unterteilen einer Siliziumscheibe größerer Flächenlen der Bügelschenkel ein oder mehrere, wenigstens ausdehnung erzielt werden. Zur Herstellung eines einen pn-übergang aufweisende Halbleiterkörper mit Halbleiterbauelements wird die Halbleitertablette 5 ihren Kontaktierungsflächen in vorbestimmter An- zwischen Schenkel 1 und Kontaktbogen 3 des Metallordnung festgeklemmt werden und daß die auf diese 45 bügeis eingefügt und, falls alle einander zugeordneten Weise vorbereiteten Halbleiter-Anordnungen in einer Verbindungsflächen einen Weichlotüberzug aufweigrößeren Anzahl durch Tauchen gelötet, geätzt, ge- sen, in einer nachfolgenden Wärmebehandlung, die reinigt, oberflächengeschützt und bedarfsweise in ein beispielsweise in einem Durchlaufofen und bedarfsgeeignetes Gehäuse eingebracht werden. weise unter Schutzgas oder in einem Ölbad erfolgen An Hand der in den Fig. 1 bis 19 dargestellten 50 kann, mit ihren Stromleitungsanschlüssen verlötet. Ausführungsbeispiele von Halbleiter-Anordnungen Die Kontaktierung kann auch in der Weise erfolgen, wird das erfindungsgemäße Verfahren aufgezeigt und daß die zu verbindenden Bauteile ohne Weichloterläutert. Für gleiche Teile sind jeweils gleiche Be- überzug durch Festklemmen der Halbleitertablette in zeichnungen gewählt. In den Fig. 1 bis 4 sind Aus- gewünschter Weise angeordnet und durch Tauchen in führungsformen von Halbleiter-Anordnungen mit 55 ein Flußmittel und in ein geeignetes Lötbad fest vereinem Halbleiterkörper aufgezeigt. Die Fig. 5 bis 8 bunden werden. Der Aufbau der nach dem erfinbetreffen Ausführungsformen mit zwei Halbleiter- dungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterkörpern in unterschiedlicher elektrischer Schaltung. Anordnung ermöglicht es, die an den Lötprozeß zur Die F i g. 9 bis 16 beziehen sich auf Gleichrichter- Kontaktierung anschließenden Verfahrensschritte in Anordnungen in Einphasenbrückenschaltung, die 60 vorteilhafter Weise besonders rationell durchzufuh-Fig. 17 zeigt die Herstellung eines Transistors nach ren. Das Reinigen von Flußmittelresten, das Ätzen

der verbliebenen Halbleiteroberfläche, insbesondere an der Stelle, an welcher der pn-übergang an die Oberfläche tritt, als reinigende und qualitätsverbes-65 sernde Oberflächenbehandlung zur Verbesserung der Sperrspannungsbelastbarkeit sowie Spül- und Trocknungsprozesse und schließlich die Passivierung der Halbleiteroberfläche durch Aufbringen eines Schutz-

dem erfindungsgemäßen Verfahren, und die F i g. 18 und 19 stellen die Anordnung eines nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Halbleiterbauelements in einem geeigneten Gehäuse dar.

Fig. 1 zeigt einen U-förmig ausgebildeten Metallbügel aus elektrisch gut leitendem, beispielsweise hartgezogenem Bandmaterial, vorzugsweise aus SiI-

lackes können jeweils durch Tauchen an einer größeren Anzahl von erfindungsgemäßen Anordnungen gleichzeitig durchgeführt werden.

Ein Teil dieser Verfahrensschritte kann entfallen, und der mit diesen Verfahrensschritten verbundene Aufwand kann wesentlich vermindert werden, wenn die für eine Weichlotkontaktierung mittels Wärmebehandlung vorbereiteten, zwischen den Schenkeln der Metallbügel gehalterten Halbleitertabletten vor Durchführung des Lötprozesses an ihrer Randzone in der Umgebung des oder der pn-Übergänge mit einem die Oberfläche passivierenden Überzug aus einem Schutzlack versehen werden. Dabei hat sich ein Siliconlack mit einem Zusatz von 5 bis 30 Gewichtsprozent Titandioxyd als besonders geeignet erwiesen. In einer daran anschließenden Wärmebehandlung kann dann sowohl eine Weichlötung der Kontaktflächen als auch ein Trocknen und gegebenenfalls Aushärten des Schutzlacküberzuges auf der Randfläche der Halbleitertablette erfolgen, wobei die Wärmebehandlung insbesondere in der Weise durchgeführt werden kann, daß zuerst kurzzeitig die zur Erzielung des Lötprozesses erforderliche Temperatur und anschließend die für die Behandlung des Schutzlackes notwendige geringere Temperatur, vorzugsweise 200° C, erreicht wird. Die Wärmebehandlung kann in vorteilhafter Weise in einem Durchlaufofen erfolgen. Als Material für die zur Verbesserung der Kontaktierung dienenden Weichlotüberzüge auf den Kontaktflächen von Metallbügel und Halbleitertablette eignen sich insbesondere zinn- und bleihaltige Lote. Zur Lotkontaktierung von nach einem Diffusionsverfahren erzielten Halbleitertabletten haben sich vorzugsweise Blei-Silber-Lote und Blei-Silber-Kupfer-Lote als besonders vorteilhaft erwiesen. Besteht der Metallbügel bereits aus gut lötfähigem Material, so ist ein entsprechender benetzungsfördernder Überzug lediglich noch auf den Kontaktflächen der Halbleitertablette erforderlich.

Schließlich wird der Abschnitt 4 des Metallbügels an geeigneter Stelle und in einem Abstand von der Halbleitertablette, der durch die Größe des für die Anordnung vorgesehenen Gehäuses gegeben ist, abgetrennt. Die Stellen sind durch Strichelung in den Figuren angedeutet. Es liegt dann ein Halbleiterbauelement gemäß Fig. 2 vor, das sich zum Einbau in eine Umhüllung, beispielsweise zum Umpressen mit einem Kunststoff oder zum Einbau in ein Gehäuse durch Vergießen mittels Gießharz eignet.

Als Material für den Metallbügel kann auch ein Werkstoff geringer Wärmedehnung, beispielsweise Wolfram, Molybdän oder Tantal verwendet werden.

Die F i g. 3 und 4 betreffen eine Ausführungsform mit achsparallel entgegengesetzt gerichteten Stromleitungsanschlüssen. Dazu ist gemäß Fig. 3 ein Metallbügel vorgesehen, der zueinander parallele Schenkel ungleicher Länge aufweist, von welchen der kürzere 8 an seinem freien Ende zu einem V-förmigen Kontaktbogen 3 ausgebildet ist und mit dessen Spitze unter Federdruck etwa in der Mitte des längeren Schenkels 6, 7 auf diesem aufliegt. Für die Herstellung dieser Ausführungsform gelten die Erläuterungen zu Fig. 1, und abschließend wird durch Abtrennen des Schenkelabschnitts 7 und des Bügelteils 4 an den durch Strichelung bezeichneten Stellen die in F i g. 4 dargestellte Anordnung erhalten. Der Metallbügel kann auch in der Weise ausgebildet sein, daß die Stromleitungsanschlüsse der fertigen Halbleiter-Anordnung achsengleich entgegengesetzt gerichtet sind.

Die F i g. 5 bis 8 zeigen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare Gleichrichter-Anordnungen mit jeweils zwei Halbleitertabletten in unterschiedlicher elektrischer Verschaltung. Die vorgesehenen Metallbügel weisen an ihrem einen der beiden gleichlangen Schenkel jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnete V-förmige Kontaktbogen 9 und 10 auf, die in vorbeschriebener Weise unter Druck an dem jeweiligen zweiten Schenkel anliegen und jeweils eine Halbleitertablette haltern. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 sind die beiden Halbleitertabletten in elektrisch gleicher Anordnung zwischengefügt, so daß nach Entfernen der gestrichelt dargestellten Bügelabschnitte 11 und 12 eine Mittelpunktschaltung gegeben ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 dagegen sind die beiden Halbleitertabletten in elektrisch unterschiedlicher An-Ordnung zwischen die Kontaktstellen des Metallbügels gefügt, so daß nach Entfernen der gestrichelt dargestellten Bügelabschnitte 1, 11 und 13 eine Reihenschaltung gegeben ist. Auch bei diesen Ausführungsbeispielen kann der Metallbügel aus einem band- oder drahtförmigen Material bestehen, wobei die Kontaktstellen bedarfsweise durch geeignete Verformung des Materials flächenhaft ausgebildet sind. Die Fig. 9 bis 11 betreffen eine Ausführungsform einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Halbleiter-Anordnung mit vier zu einer Einphasenbrückenschaltung verbundenen Halbleitertabletten. Aus einem draht- oder bandförmigen Ausgangsmaterial geeigneter Länge werden, wie in F i g. 9 dargestellt, vier räumlich in Reihe angeordnete und zusammenhängende Metallbügel gebildet, wie sie einzeln in Fig. 1 dargestellt sind, wobei die äußeren Schenkel 18 und 19 der äußeren Metallbügel verlängerte Abschnitte 15 und 14 aufweisen, die rechtwinkelig gegeneinander gebogen sind und sich an ihren Enden 17 und 16 überlappen. Zwischen die Kontaktstellen der einzelnen Metallbügel wird je eine Halbleitertablette 5 beispielsweise in der in der Figur symbolisch angedeuteten elektrischen Anordnung eingeklemmt. Nach Durchführung aller erforderliehen Verfahrensschritte werden die Bügelabschnitte 18 zwischen den durch Strichelung gekennzeichneten Stellen entfernt, so daß für die fertige Gleichrichterschaltung die Bügelabschnitte 19 als Wechselstromleitungsanschlüsse und die Bügelabschnitte 20 und 21 als Gleichstromleitungsanschlüsse gegeben sind. Bedarfsweise können in sinnvoller Weise andere Bügelabschnitte entfernt und weiterhin die Halbleitertabletten sinnvoll zyklisch vertauscht angeordnet werden. Die Bügelabschnitte 14 bis 17 bilden die erforderliche elektrische Verbindung zwischen den auf gleichem Potential liegenden äußeren Kontaktflächen der äußeren Halbleitertabletten und werden beim Kontaktierungsprozeß ebenfalls fest verbunden.

Fig. 10 zeigt die in Fig. 9 dargestellte Brückengleichrichter-Anordnung nach dem Entfernen der Bügelabschnitte 18 und nach dem Einbau, beispielsweise dem Vergießen mittels Gießharz, in einem Gehäuse 23, das vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff besteht.

Fig. 11 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 10 in Draufsicht. Die beiden Stirnwände des becherförmigen Gehäuses weisen auf ihrer Innenseite je eine senkrecht zur Bodenfläche verlaufende Nut 24 auf,

ist, so daß jeder Kontaktbügelabschnitt 42 die gewünschte galvanische Verbindung zwischen entsprechenden Halbleitertabletten bildet.

In F i g. 15 ist die auf diese Weise erzielte Anordnung perspektivisch dargestellt, wobei der Bogen zwischen den beiden Schenkeln 41 des Kontaktbügels bereits entfernt ist.

In Fig. 16 ist der Aufbau nach Fig. 15 in einer Ansicht von den Kontaktbügelschenkeln her aufge-

deren Breite der Breite des für die Metallbügel vorgesehenen Bandmaterials entspricht, und in welchen das in F i g. 9 dargestellte zusammenhängende Gebilde gehaltert wird.

Die Herstellung einer Brückengleichrichter-Anordnung ist nicht auf die in F i g. 9 dargestellte Ausführungsform beschränkt. Benutzt man beispielsweise
die in F i g. 5 im Aufbau und in F i g. 6 symbolisch
aufgezeigte Ausführungsform einer Mittelpunktschaltung als Baueinheit, so kann unter Verwendung io zeigt. Die nach dem Festklemmen der Baueinheiten zweier solcher Baueinheiten, wobei die beiden Halb- zwischen den Abschnitten 42 des Kontaktbügels erleitertabletten jeder Baueinheit gegenseitig gleiche forderlichen Verfahrensschritte wie Löten, Reinigen, elektrische Anordnung, gegenüber den Halbleiter- bedarfsweise Ätzen und Passivieren der Halbleitertabletten der anderen Baueinheit jedoch entgegenge- tabletten sowie die Anordnung in einem geeigneten setzte elektrische Anordnung aufweisen, bei sinn- 15 Gehäuse sind die gleichen, wie sie für die in den

F i g. 1 bis 8 aufgezeigten Ausführungsbeispiele erläutert wurden. Die Kontaktflächen der einzelnen Bauteile können bedarfsweise mit einem geeigneten Weichlotüberzug versehen werden. Werden Baueinrichterschaltung erzielt werden. Dabei stellen die je- 20 heiten verwendet, bei denen die Trägerkörper 39 jeweils zwei Halbleitertabletten tragenden Bügeischen- weils zwei Halbleitertabletten in gleicher elektrischer

Anordnung tragen, so stellen die Trägerkörper im endgültigen Aufbau der Halbleitergleichrichter-Anordnung die Gleichstromleitungsanschlüsse und die Schenkel 41 des Kontaktbügels die Wechselstromleitungsanschlüsse dar.

Bedarfsweise können die Trägerkörper 39 auch in der Weise zwischen die Schenkel 41, 42 der Kontaktbügel eingefügt sein, daß ihre freien Enden zu den leitungsanschlüsse nach einer anderen Seite aus dem 30 Schenkeln 41 entgegengesetzt gerichtet verlaufen. Da-Gehause der Halbleiter-Anordnung herausgeführt durch ist eine räumliche Anordnung der Stromleitungsanschlüsse in der Weise gegeben, daß die Wechselstromleitungsanschlüsse nach einer Seite und die Gleichstromleitungsanschlüsse nach der entgegenge-35 setzten Seite aus dem Gehäuse der fertigen Gleichrichter-Anordnung nach außen geführt sind.

F i g. 17 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kontaktierung eines Transistors. Die Halbleitertablette 43 weist auf der Untereinen besonders gedrängten und raumsparenden Auf- 40 seite die Basiselektrode 44 und auf der Oberseite die bau aus. Die F i g. 12 und 13 zeigen in zwei zuein- Kollektorelektrode 45 und die Emitterelektrode 46 ander senkrechten Ansichten einen aus bandförmigem Material hergestellten metallischen Trägerkörper
39, der auf beiden Flächen seines einen Endes je eine
Halbleitertablette 40 trägt. Die Halbleitertabletten 45 zwei V-förmige Kontaktbogen 49 aufweisender können in gleicher oder unterschiedlicher elektrischer Schenkel 48 mit der Kollektorelektrode 45 und mit Anordnung aufgebracht, beispielsweise aufgelötet
sein. Betrachtet man einen solchen Aufbau mit zwei
Halbleitertabletten als Baueinheit, so ist ersichtlich,

daß bei Verwendung von zwei derartigen Baueinhei- 50 den, so daß die Lötverbindung der drei Kontaktstelten, die jeweils Halbleitertabletten in unterschied- len in vorteilhafter Weise durch eine Wärmebehandlicher elektrischer Anordnung tragen, die Trägerkörper 39 den jeweiligen Wechselstromleitungsanschluß
darstellen, und daß bei Herstellung einer metallischen
Verbindung zwischen den freien Kontaktflächen von 55
elektrisch gleichsinnig angeordneten Halbleitertabletten beider Baueinheiten zwei solche Verbindungen
erforderlich sind, welche dann die Gleichstromleitungsanschlüsse darstellen. Zur Erzielung dieser Verbindungen kann das in F i g. 14 gezeigte Bauteil ver- 60 Gleichrichter-Anordnung mit zwei, entsprechend der wendet werden, das einen U-förmigen Kontaktbügel in den F i g. 7 und 8 aufgezeigten Ausführungsform 41 mit T-förmig ausgebildeten Schenkelenden 42 dar- in Reihe geschalteten Halbleitertabletten so in ein stellt. Der Kontaktbügel ist vorzugsweise ein Stanzteil Kunststoffgehäuse 52 eingebracht, daß die beispielsaus elektrisch gut leitendem Fedennaterial und weist weise aus Runddraht bestehenden Stromleitungsaneine mechanische Vorspannung auf, die zum Fest- 65 Schlüsse 53 und 54 achsengleich auf entgegengesetzklemmen des die Halbleitertabletten tragenden Endes ten Seiten aus dem Gehäuse 52 herausragen, wobei der Baueinheiten gemäß Fig. 13 zwischen den bei- das Ende des Stromleitungsanschlusses 54 durch eine den Enden seiner T-fönnigen Abschnitte ausreichend Durchbohrung 55 in der Bodenfläche des Gehäuses

voller elektrischer Verbindung der freien Leitungsanschlüsse der Halbleitertabletten beider Baueinheiten unter Verwendung von freien Bügelschenkeln eine wirtschaftliche Anordnung einer Brückengleich-

kel jeder Baueinheit die Gleichstromleitungsanschlüsse und die beiden mit jeweils einer Halbleitertablette jeder Baueinheit zu verbindenden Bügelschenkel die Wechselstromleitungsanschlüsse dar.

Sinngemäß lassen sich in der beschriebenen Weise auch Mehrphasengleichrichterschaltungen herstellen. Ferner können bedarfsweise die Wechselstromleitungsanschlüsse nach einer Seite, die Gleichstromwerden, wobei gegebenenfalls für eine gewünschte Leitungsführung die verbleibenden Enden von gekürzten Metallbügelschenkeln in geeigneter Weise verlängert werden können.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Herstellung eines Einphasenbrückengleichrichters unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den F i g. 12 bis 16 aufgezeigt. Es zeichnet sich durch

auf. Zur Kontaktierung wird ein Metallbügel benutzt, wie er in F i g. 5 dargestellt ist, dessen einer Schenkel 47 mit der Basiselektrode 44 und dessen anderer,

der Emitterelektrode 46 verbunden werden. Der Metallbügel und die Transistorelektroden können zuvor mit einem Überzug aus einem Weichlot versehen wer-

lung erzielt wird. Nach Entfernen der Bügelabschnitte 50 und 51 weist der Transistor drei voneinander getrennte Stromleitungsanschlüsse auf.

Die Fig. 18 und 19 zeigen in zwei Schnitten ein Ausführungsbeispiel für den Einbau von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gleichrichter-Anordnungen in ein Gehäuse.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine

geführt ist. Die im Gehäuse befindlichen Abschnitte und 57 der Stromleitungsanschlüsse sind in der Weise gebogen ausgebildet und bedarfsweise bei Verwendung von Runddrahtmaterial, flachgequetscht, daß sie gleichzeitig zur Führung der aus Metallbügel 5 und Halbleitertabletten bestehenden Anordnung zwischen einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses dienen. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse an den entsprechenden Innenflächen senkrecht zur Bodenfläche verlaufende Nuten aufweisen.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-Anordnungen, bei welchem die Halbleiterkörper zwischen den Schenkeln von Metallbügeln festgeklemmt, die Kontaktelektroden der Halbleiterkörper mit den Metallbügeln verlötet und dann die Metallbügel durch Auftrennen bzw. durch Entfernen von Teilen der Metallbügel für die Verschaltung mit weiteren Leitungsanschlüssen vorbereitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbügel so geformt sind, daß sich ihre Schenkel an einer oder mehreren geeignet ausgebildeten Stellen federnd berühren, daß zwischen den Berührungsstellen der Bügelschenkel ein oder mehrere wenigstens einen pn-übergang aufweisende Halbleiterkörper mit ihren Kontaktierungsflächen in vorbestimmter Anordnung festgeklemmt werden und daß die auf diese Weise vorbereiteten Halbleiter-Anordnungen in einer größeren Anzahl durch Tauchen gelötet, geätzt, gereinigt, oberflächengeschützt und bedarfsweise in ein geeignetes Gehäuse eingebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbügel aus einem gut lötfähigen Material, vorzugsweise aus einem hartgezogenen Draht oder Band aus Silber, Kupfer oder Bronze bestehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbügel aus einem Werkstoff geringer Wärmedehnung z. B. aus Wolfram, Molybdän oder Tantal bestehen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbügel vor dem Kontaktieren mit den Halbleiterkörpern wenigstens an den zur Kontaktierung dienenden Stellen mit einem Lotüberzug versehen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von nach dem Diffusionsverfahren mit wenigstens einem pn-übergang versehenen Halbleitertabletten, die auf den zur Kontaktierung mit den Metallbügeln versehenen Flächen mit auf dem Halbleiterkörper gut haftenden leitenden Überzügen, z. B. aus Nickel, versehen sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die leitenden Überzüge weitere zur Weichlötung geeignete Überzüge, z. B. aus Kupfer oder Zinn aufgebracht sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlöten der Kontaktelektroden der Halbleiterkörper mit den Metallbügeln mittels einer Wärmebehandlung bei einer vorgegebenen Temperatur, vorzugsweise unter Schutzgas, in einem Durchlaufofen vorgenommen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schenkeln der Metallbügel festgeklemmten Halbleiterkörper vor Durchführung des Lötprozesses in der Umgebung des oder der pn-Übergänge mit einem Überzug aus einem Kunststoff, insbesondere aus Siliconlack, versehen werden, dem etwa 5 bis 30 Prozent Titandioxyd beigemischt ist, und daß anschließend eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, bei der sowohl eine Weichlötung der Kontaktverbindungen als auch eine Trocknung und gegebenenfalls Härtung des Kunststoffüberzugs erfolgt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung in der Weise erfolgt, daß nach dem Aufheizen kurzzeitig eine Temperatur eingehalten wird, bei der das verwendete Lot schmilzt und die nachfolgende Trocknung und Härtung des Kunststoffs bei einer hierfür geeigneten geringeren Temperatur, z. B. bei 200° C, erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 021 080;
schweizerische Patentschrift Nr. 348 208;
IBM-Techn. Diselos. Bull. B 4, 1961, H. 5, S. 46.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 619/426 9.68 © Bundesdruckerei Berlin