DE2656019B2 - Vorrichtung zum Ausrichten und Anlöten von Podesten bzw. Ronden bezüglich der bzw. an den lötfähigen ohmschen Kontakten) von Halbleiterbauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung /um Ausrichten und Anlöten von Podesten bzw. Ronden bezüglich der bzw. an den lötfähigen ohmschen Kontakte(n) von Halbleiterbauelementen. Sie findet Anwendung bei der Massenfertigung von Halbleiterbauelementen, bevorzugt, jedoch nicht iiusschließlich. bei der Herstellung von Thyristoren.

Es ist allgemein bekannt, daß Halbleiterbauelemente ausgehend von einer diffundierten, d. h., mindestens zwei Zonen unterschiedlichen Leilfähigkcilstyps aufweisenden Siliciiim-Tablette, die durch eine Ätzung entsprechend einem Gittermuster in Halbleiierchips unterteilt ist, hergestellt werden können. Die einzelnen Halbleiterbauelemente werden mit lötfähigen ohmschen Kontakten (Elektroden) und mindestens randsci-(ig mit einer Glaspassivierung versehen.

Es ist bekannt (DE-OS 24 00 863), zur Verbindung /um anodenseitigen äußeren Anschluß einen Podest bzw. eine Ronde vorzusehen, der bzw. die im Bereich des durch die Glaspassivierung geschützten doppelt abgeschrägten Randes des Halbleiterbauelementes für eine Distanzierung zwischen den notwendigen Lotstellen für den Anodenanschluß und dem pn-übergang in diesem Bereich sorgt. Gleichzeitig dient der Podest natürlich zur Stromleitung und zur Abführung der Verlustwärme. Im bekannten Fall wird der an die anodenseitige Elektrode angrenzende Podest mit einem andererseits an ihn grenzenden Köhlfahnenkamm ausgerichtet und durch Thermokompression vorfixiert Auf die andere HaüptoberflSche wird ein aus zwei Kämmen unterschiedlicher Blechstärke gefertigter Doppelkamm mit Kontaktbeinen und zusätzlichen Kontaktfahnen gelegt Ein Kontaktbein dient jeweils zum Anschluß an eine Steuerelektrode, eine Kontaktfahne zum Anschluß an eine Emitterelektrode, Kühlfahnen, Kontaktbeine und Kontaktfahnen werden in einem ίο Lötvorgang mit den entsprechenden Elektroden verbunden. Bei dem bekannten Verfahren ist vorauszusetzen, daß die Silicium-Tablette bereits in einzelne Halbleiterchips zerteilt ist. Es kann jedoch für den Herstellungprozeß rationeller sein, möglichst viele i> Arbeitsvorgänge an der unzerteilten Tablette durchzuführen.

Zur gleichzeitigen Verbindung mehrerer Halbleiterbauelemente mit auf einem gemeinsamen Substrat angeordneten Anschlüssen ist es ferner bekannt, die einzelnen Halbleiterbauelemente in einer Maske durch Rütteln auszurichten (US-PS 39 82 979).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Podeste bzw. Ronden bezüglich der bzw. an den lötfähigen ohmschen Kontakte(n) (Elektroden) der unzerteilten Silicium-Tablette ausgerichtet bzw. angelötet werden können.

Die Lösung besteht darin, daß erfindungsgemäß ein Rüttler mit einer Maske zum Ausrichten der Podeste bzw. Ronden bezüglich einer auf einem Unterteil einer Löteinrichtung angeordneten unzerteilten Silicium-Tablette vorgesehen ist und daß die Löteinrichtung ferner einen abnehmbaren Oberteil zum zeitweisen Festhalten der Podeste bzw. Ronden und eine abnehmbare obere J5 Platte aufweist

Vorteilhaft kann das Unterteil der Löteinrichtung mit der darin justierten Silicium-Tablette und der Maske auf derselben einfach auf den Rüttler gelegt werden, so daß aufgeschüttete Podeste durch die Rüttelbewegung des Rüttlers durch die Maske- auf die Elektroden der Halbleiterchips geraten. Hierdurch wird Ausrichtarbeit gespart und der Lötvorgang kann unmittelbar anschließend nach Wegnahme der Maske erfolgen.

Um den Lötvorgang, beispielsweise in einem Durchlauflötofen, zu ermöglichen, sind zweckmäßig der Unterteil, der Oberteil und die als Gewichtsfixierung dienende obere Platte durch justierstifte übereinander und zueinander ausgerichtet gehalten.

Das Unterteil ist zweckmäßig als Lötlehre aus so Graphit ausgebildet, so daß die Silicium-Tablette aus dieser Löllehre justierbar ist und auch beim Lötvorgang auf der Lötlehre verbleiben kann.

Vorzugsweise besitzt die Maske eine Gitterstruktur und besteht aus Bronze. Die vorzugsweise aus Molybdän bestehenden, mindestens einseitig vorverbleiten Podeste werden über eine solche Maske störungsfrei auf das entsprechende Gitlermuster der Silicium-Tablette aufgegeben.

Der elektromagnetisch angetriebene Rüttler besitzt M) zweckmäßig eine leicht geneigte Zufiihrungsfläche mit Sortierrinnen und einem Seleklionskamm sowie pneumatische Saugnäpfc zum Festhalten der Lötlehre auf dem sich an die Zuführungsflächc anschließenden Rütteltisch.

h-i Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Seitenansicht eines Rüttlers mit auf ihm gehaltener Löteinrichtiing,

F ig, 2 eine Draufsicht auf den Rüttler mit Lötejnrieh· tungnach Fig, I,

F i g. 3 eine Explosionszeichnung der Leiteinrichtung,

F i g, 4 eine Silicium-Tablette mit aufgelöteten Podesten und F i g, 5 ein Halbleiterchip mit angelötetem Podest

Die Vorrichtung besteht aus einem elektromagnetisch betriebenen Rüttler 1, der auf einer Grundplatte 2 angeordnet ist und einen Rütteltisch 3 mit pneumatischen Saugnäpfen 4 besitzt, und einer Löteinrichtung mit einem als Lötlehre ausgebildeten Unterteil 5 zur Aufnahme einer unzerteilten Silicium-Tablette 6, einem abnehmbaren Oberteil 7 zum zeitweisen Festhalten der Podeste 8 und einer abnehmbaren oberen Platte 9, Oberteil 7 und Platte 9 sind in Fig. 1 abgenommen und is aus F i g. 3 ersichtlich. Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Maske 10 mit öffnungen 11, die etwas größer sind, als es dem Umfang der Podeste 8 entspricht, und mit einer Gitterstruktur, die dem Gittermuster der Siliciumtablette 6 angepaßt ist. An die Maske kann sich eine leicht zu ihr hin abfallende Zuführungsfläche 12 anschließen, die mit Sortierrillen 13 und einem Selektionskamm 14 versehen ist (F i g. 2).

Die Lötlehre 5 mit der darauf justierten Silidumscheibe 6, das Oberteil 7, und die Platte 9 sind durch Justierstifte 15 zueinander fixierbar.

In F i g. 5 ist ein einzelner Halbleiterchip mit 16, seine Gate mit 17, seine Kathode mit 18, ein strichliniert angedeuteter pn-übergang mit 19 und seine untere, zusammen mit dem angelöteten Podest 8 die Anode darstellende Elektrode mit 20 bezeichnet. Das Halbleiterchip 16 besitzt in bekannter Weise zur Erhöhung der Sperrspannungsbeanspruchung einen doppelt abgeschrägten Rand mit einer Glaspassivierung 21.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Vorrich- r> tung erläutert.

Das Unterteil 5 bzw. die Lötlehre der Löteinrichtung / wird auf den Rütteltisch 3 des Rüttlers I gelegt. In dem Unterteil 5 wird die bereits glaspassivicrle Silicium-Tablette 6 justiert. Dabei zeigt die Anodenseite nach oben. Die Maske 10 wird auf der Silicium-Tablette 6 so justiert, daß die Anodenflächen durch die Maske frei sichtbar bleiben. Die Podeste 8 können nuti lose auf die Maske 10 geschüttet werden, oder es wird die zur Maske hin abfallende Zuführungsfliiche 12 beschickt. Der Rüttler 1 wird in Bewegung gcset/t. so daß alle Löcher 11 der Maske 10 mit jeweils einem Podest 8 beschickt werden. De.' Abstand zwischen der Maske lü und den Anodenflächen ist so gewählt, daß nicht me|ir als ein Podest 8 auf eine Anodenfläche gerät. Während des Rütteins wird die Lötlehre durch Wirkung der pneumatischen Saugnäpfe 4 auf dem Rütteltisch 3 festgehalten. Nach Füllung aller Löcher 11 bzw. Beschickung aller Anodenflächen und während dieser Vorgänge rutschen die überzähligen Podeste 8 in eine in der Zeichnung linksseitig angeordnete Auffangrinne 22. Die Zuführungsfläche 12 bzw. die Rinne 13 können zur Ausrichtung der Podeste 8 dienen. Der Kamm 14 vereinzelt die Podeste 8, so daß sie nacheinander auf die Lochreihen 11 der Maske 10 geraten.

Wenn die Maske 10 gefüllt ist, wird die Rüttelvorrichtung ausgeschaltet und die Maske angehoben und entfernt. Die Podeste 8 befinden sich nun ausgerichtet auf der Anodenseite der Silicium-Tableite 6. Gemäß F i g. 3 wird nunmehr das Oberteil 7 und die obere Platte 9 aufgelegt und die Lötlehre 5, das Oberteil 7 und die Platte 9 werden durch die in en tspr<.-.Senden Bohrungen 22 gesteckten Justierstifte 15 zueinarder fixiert. Die Platte 9 kann selbst als Gewicht dienen oder zusätzlich beschwert sein. Die bestückte Löteinrichtung / ist jetzt transportfähig. Sie wird in einen Durchlauflötofen gebracht, und es folgt der Lötvorgang unter Wasserstoffatmosphäre. Das Oberteil 7 kann zur Erleichterung der Wärmeeinwirkung Perforierungen 23 aufweisen, und die Justierstifte können derart abgesetzt sein, daß zwischen der oberen Platte 9 und d\.-m Oberteil 7 ein Abstand besteht. Nachdem der Lötvorgang beendet ist, wird die in der Löteinrichtung / befindliche, nunmehr kontaktierte Silicium-Tablette herausgenommen, nach üblichen Methoden (Laserstrahl, Sandstrahl oder Diamantsäge) vorgeritzt und in einzelne Halbleiterchips 16 im in Fig.4 strichpunktiert angedeuteten Sinne gebrochen. Jeder Halbleiterchip 16 weis; gemäß F i g. 5 auf der Anodcnseite einen Podest 8 auf. In vorteilhafterweise kann nun jederzeit an den Podest ö ein äußerer Anodenanschluß angelötet werden und außerdem ohne Gefahr für den benachbarten pn-Übergang. Zweckmäßig ist der Podest 8 mittels eines Weichlotes, z. B. Blei-Silber-Lot oder Blei-Zinn-Lot, beidseitig vorbenetzt, so daß dieser nachfolgende Lötvorgang ebenso wie der vorbeschriebenc Lötprozeß an der anodenseitigen Elektrode erleichtert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   t. Vorrichtung zum Ausrichten und Anlöten von Podesten bzw, Ronden bezüglich der bzw. an den lötfähigen ohmschen Kontakte(n) von Halbleiterbauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rüttler (1) mit einer Maske (10) zum Ausrichten der Podeste bzw. Ronden (8) bezüglich einer auf einem Unterteil (5) einer Lötdnricbtung (I) angeordneten unzerteilten Silicium Tablette (6) vorgesehen ist und daß die Löteinrichtung (I) ferner einen abnehmbaren Oberteil (7) zum zeitweisen Festhalten der Podeste bzw. Ronden (8) und eine abnehmbare obere Platte (9) aufweist

   Z Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil (5), der Oberteil (7) und die obere Platte (9) der Löieinrichtung (I) durch Justierstifte (15) übereinander und zueinander fixiert gehalten sind (F i g. 3).

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil (5) als Lötlehre aus Graphit ausgebildet ist

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (10) eine Gitterstruktur besitzt und aus Bronze besteht

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, i;aß der Rüttler (1) elektromagnetisch angetrieben ist und eine leicht geneigte Zuführungsfläche (12) mit Sortierrillen (13) und einein Selektionskamm (14) aufweist (F i g. 2).

   6. Vorrichtung nach Anspruch I oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Platte (9) schwer ist und aus ros.'^c~eiem austenitischem Chrom-Nickel-Stahl besteht.

   7. Vorrichtung nach Anspri¹ h 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch pneumatische Saugnäpfe (4) im Rütteltisch (3) des Rüttlers (I).