DE2108850C2 - Verfahren zur Befestigung von Zuleitungen an Halbleiterplättchen - Google Patents

Verfahren zur Befestigung von Zuleitungen an Halbleiterplättchen

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Description

dadurch gekennzeichnet,
15
— daß im Schritt a) die thermisch veränderliche Haftfähigkeit der Klebemittelschicht (2) so gewählt ist, daß sie bei einer unter Wärmezufuhr erfolgenden Befestigung der Zuleitungen (62) an den Halbleiterplättchen (3) im wesentlichen aufgehoben ist,
— daß im Schritt b) die Rillen (4) so gebildet werden, daß sie in die Ausrichtplatte (1) ragen, wodurch jedes der gebildeten Halbleiterplättchen (3) durch je ein einen freistehenden Sockel bildendes Halterungsteil (15) der Ausrichtplatte (1) gehaltert wird,
— daß sodann im Schritt c) an jedem Halbleiterplättchen (3) mindestens eine äußere elektrische Zuleitung (62) mit Hilfe eines thermischen Bindewerkzeugs (61) befestigt wird, welches während der Befestigung der Zuleitungen (62) an Kontaktansätzen (7) auf dem jeweiligen Halbleiterplättchen (3) dieses und die darunter befindliche Klebemittelschicht (2) genügend erwärmt, so daß die Haftung des Halbleiterplättchens (3) an dem Halterungsteil der Ausrichtplatte (1) im wesentlichen aufgehoben wird, und (
— daß sodann das Halbleiterplättchen (3) mit Hilfe der angebrachten elektrischen Zuleitungen (62) vom Halterungsteil (15) auf der Ausrichtplatte
(1) abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff der Ausrichtplatte (1) so gewählt ist, daß bei der Erwärmung eines jeden Halbleiterplättchens (3) mindestens ein Teil der darunter befindlichen Klebemittelschicht (2) absorbiert wird.
55
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung von Zuleitungen an Halbleiterplättchen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie es aus der US-PS 27 62 954 bekannt ist. Dabei betrifft die Erfindung insbesondere ein Verfahren, durch das eine genaue Ausrichtung eines Halbleiterplättchens gegenüber einer Ausgangs-Halbleiterplatte während der Befestigung der Zuleitungen aufrechterhalten werden kann.
Bisher erforderte das Anbringen von äußeren elektrischen Zuleitungen an entsprechenden metallischen Kontaktansätzen an dem Halbleiterkörperteil eines Bauelements, das in einem Halbleiterplattchen ausgebildet war, häufig eine beträchtliche Zahl von Arbeitsschritten. So mußte die Halbleiterplatte in einzelne Halbleiterplättchen unterteilt werden, dann die einzelnen Halbleiterplättchen in eine gewünschte Stellung in einer Zuleitungsbefestigungsstation gebracht werden und schließlich die Zuleitungen mit den Kontaktansätzen in geeigneter Weise mechanisch und elektrisch verbunden werden.
Aus der US-PS 27 62 954 ist nun bereits bekannt, eine mittels einer Klebemittelschicht mit thermisch veränderlicher Haftfähigkeit an einer Ausrichtplatte befestigte Halbleiterplatte durch Rillen aufzuteilen, um so einzelne Halbleiterplättchen zu erhalten. Diese einzelnen Halbleiterplättchen werden dann von der Trägerplatte gelöst, woraufhin anschließend in einem gesonderten Arbeitsgang Zuleitungen an ihnen angebracht wei den. Dieser gesonderte Arbeitsgang ist mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zu schaffen, mit dem äußere elektrische Zuleitungen an Kontaktansätzen der Halbleiterplättchen mit geringerem Arbeitsaufwand angebracht werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Dabei hält eine Ausrichtplatte Halbleiterplättchen einer unterteilten Ausgangshalbleiterplatte, wobei jedes dieser Halbleiterplättchen in der gleichen Lage gehalten wird, die es relativ zu den anderen Plättchen der Ausgangshalbleiterplatte bereits zuvor eingenommen hatte. Jedes an einer bestimmten Stelle der Ausrichtplatte exakt gehaltene Halbleiterplättchen wird nunmehr in eine Bearbeitungsstation eingeführt, und zwar mit einer Genauigkeit, die für eine automatische Befestigung der äußeren elektrischen Zuleitungen an solch einem Plättchen erforderlich ist.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigt
F i g. 1 die aufeinanderfolgenden Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung bei einem speziellen Ausführungsbeispiel,
F i g. 2 eine Ansicht eines Teils der Anordnung nach Fig. 1D in vergrößertem Maßstab von oben,
Fig.3 einen vergrößerten Querschnitt durch ein einziges Halbleiterplättchen, welches in der unterteilten Halbleiterplatte, die in F i g. 1 dargestellt ist, vorliegt,
F i g. 4 eine vergrößerte Ansicht der genauen Befestigung der äußeren Zuleitungen an den Kontaktansätzen eines Plättchens, das von einer Ausrichtplatte nach F i g. 1 gehaltert ist,
F i g. 5 eine Ansicht ähnlich F i g. 4 bei der die äußeren Zuleitungen mit den Kontaktansätzen eines Plättchens mit Hilfe eines Bindewerkzeugs in Verbindung gebracht sind, so daß sie Kontakt machen und
F i g. 6 eine weitere Ansicht ähnlich den F i g. 4 und 5 eines einzelnen Plättchens, welches von der Ausrichtplatte abgenommen ist, nachdem der Vorgang der Befestigung der äußeren Zuleitungen an den Kontaktansätzen abgeschlossen ist.
In Fig. IA ist ein vergrößerter Querschnitt durch eine Ausrichtplatte 1 dargestellt. Die Platte 1 besteht aus wärmeleitendem Werkstoff. Die Wärmeleitfähigkeit dieses Werkstoffes sollte niedrig genug sein, so daß darauf geklebte Halbleiterplättchen nicht herumrutschen, wenn benachbarte Halbleiterplättchen erwärmt werden, während die Wärmeleitfähigkeit gleichzeitig
genügend hoch sein soll, um eine Klebemittelschicht leicht auf der Platte aufbringen zu können. Es ist auch erwünscht, daß die Platte 1 relativ leicht zerschnitten werden kann. Es ist ferner erwünscht, daß die Platte 1 genügend porös ist, so daß sie überschussiges Klebemittel absorbiert. Die wärmeleitende Platte 1 kann aus einem Werkstoff aus der Gruppe bestehen, die Kunstharzwerkstoffe enthält, die Füllstoffe beispielsweise aus Al2O3, SiO2 und Talk, Keramik, und Glas aufweisen, dk die obenerwähnten Eigenschaften haben.
Bei der in F i g. 1B dargestellten Herstellungsstufe (B) ist eine Schicht 2 aus Klebemittel über die obere Oberfläche der Platte 1 geschichtet Diese Schicht 2 hat eine mit der Temperatur veränderliche Haftfähigkeit, so daß bei einer erhöhten Temperatur in dem Bereich zwischen 1500C und 3500C die Haftfähigkeit gegenüber der Haftfähigkeit bei Raumtemperatur stark abnimmt Außerdem soll sie zweckmäßigerweise die Eigenschaft aufweisen, daß sie im wesentlichen keinen Restklebstoff an der Oberfläche des Plättchens zurückläßt, an dem sie zunächst haftet und von dem sie anschließend freigegeben wird. Es ist auch erwünscht, daß die Schicht 2 gut an der Platte 1 haftet, um sicherzustellen, daß die Oberfläche des Plättchens kein überschüssiges Restklebemittel aufweist, damit kein zusätzlicher Reinigungs-Vorgang erforderlich ist, durch den der Rest eines solchen Klebemittels entfernt wird, wenn das Plättchen nicht länger an der Platte 1 anhaften soll. Die Klebemittelschicht 2 kann aus einem Klebemittel wie Wachs oder thermoplastischen Zementen bestehen, dir die obigen Eigenschaften aufweisen.
Die F i g. IC zeigt das Befestigen einer Halbleiterplatte 3 auf der Ausrichtplatte 1 unter Verwendung der Klebemittelschicht 2. Dies wird dadurch erreicht, daß die Ausrichtplatte 1 zunächst bis auf eine Temperatur in dem Bereich von 75 bis 1500C während einer Zeit erhitzt wird, die ausreicht, die Klebemittelschicht 2 zu erweichen, die entweder vorher oder gleichzeitig auf die obere Oberfläche der Platte 1 aufgebracht wird. Die Halbleiterplatte 3 wird anschließend zentriert und auf ·ό die Klebemittelschicht 2 gedrückt. Es kann keine Wärme mehr zugeführt und die Platte 1 kann abkühlen, wodurch das Klebemittel wieder aushärtet.
Die Fig. ID zeigt die an der Ausrichtplatte 1 angebrachte Halbleiterplatte 3, die in viele Halbleiterplättchen aufgeteilt worden ist. Dabei werden gleichzeitig mehrere Sockel bildende Halterungsteile 15 in der Platte 1 ausgeformt. Nach einem bevorzugten Verfahren zum Unterteilen der Halbleiterplatte 3 wird ein Schneidwerkzeug, beispielsweise eine Drahtsäge, zusammen mit einem Brei verwendet, um die Rillen 4 herzustellen. Wenn das Schneidwerkzeug durch die Halbleiterplatte 3 gelangt ist, schneidet es sich weiter in die Platte 1 ein, wodurch die einen Sockel bildenden Halterungsteile 15 entstehen. Um die Halbleiterplatte 3 soweit wie möglich zu verwenden, sollte die Breite der Rillen 4 nicht größer sein als es zur thermischen Isolation der Halterungsteile 15 voneinander notwendig ist. Die bevorzugte Breite der Rillen 4 liegt zwischen 0,75 mm und 2,00 mm und sie hängt in erster Linie von &o der Form der Plättchen und der Breite des Schneidwerkzeuges ab. Die Tiefe der Rillen 4 in die Platte 1 hinein ist nicht kritisch, solange die notwendige thermische Isolation eines einen Sockel bildenden Halterungsteiles von dem benachbarten, einen Sockel bildenden Halterungsteiles aufrechterhalten bleibt. Die in Fig. ID dargestellte Platte 1 kann in entionisiertem Wasser zur Entfernung überflüssigen Breis abgewaschen werden. Es können naturlich auch andere Schneidverfahren, beispielsweise Laserschneidverfahren, Erosionsschneidverfahren oder Schneidverfahren mit mehreren Schneidflächen, verwendet werden. Ferner kann die Form der Rillen 4 verändert werden, solange dabei die Anforderungen an die thermische Isolation zwischen den Halterungsteilen 15 aufrechterhalten wird.
Wie man aus F i g. 1D sieht, bedecken die einzelnen Plättchen 3 die einen Sockel bildenden Halterungsteile 15 und jedes Plättchen befindet sich in der gleichen relativen Stellung und Ausrichtung wie bei der Ausgangsplatte 3. Außerdem sind die Rillen 4 so ausgebildet, daß jedes abgeteilte Plättchen 3 thermisch von den anderen Plättchen isoliert und auch von diesen getrennt angeordnet ist, so daß keine nachteiligen Wirkungen, beispielsweise durch Änderung der Ausrichtung von Plättchen durch die in einem benachbarten Plättchen oder einem benachbarten Halterungsteil erzeugte Wärme auftreten können.
In Fig.3 ist ein Querschnitt durch ein typisches Halbleiterplättchen 3 dargestellt. Die beiden dargestellten Schaltungselemente, die in dem Halbleiterplättchen 3 gemäß F i g. 3 ausgebildet sind, sind eine PN-Diode mit einer P-leitenden Anodenzone 12 und einer N-leitenden Katodenzone 11 und ein NPN-Transistor mit einer N-leitenden Emitterzone 8, einer P-Ieitenden Basiszone 9 und einer N-leitenden Kollektorzone 10. Der P-leitende Grundkörper 5 wird dazu verwendet, mindestens die beiden erwähnten Schaltungselemente durch Dioden-Grundkörper-Isolation voneinander zu isolieren. Die planaren Übergänge der Schaltungselemente sind durch eine Isolierschicht 6 geschützt. Auf der oberen Oberfläche der Schaltungselemente befinden sich Kontaktansätze 7, an denen anschließend äußere Zuleitungen, die in F i g. 3 nicht dargestellt sind, befestigt werden. Natürlich können neben aktiven Elementen, wie Transistoren und Dioden auch passive Elemente wie Widerstände und Kondensatoren in dem Plättchen 3 ausgebildet sein.
Gemäß der Erfindung werden die Plättchen 3, die auf der Ausrichtplatte 1, wie es in F i g. 1 in Herstellungsstufe (D) dargestellt ist, Plättchen nach Plättchen einer Zuleitungsbefestigungsstation zugeführt, in der die äußeren Zuleitungen an entsprechenden Kontaktansätzen 7 jedes Plättchens befestigt werden. Eine geeignete Vorrichtung, mit der diese Verfahrensschritte ausgeführt werden können, ist in den F i g. 4 bis 6 dargestellt. Fig.4 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Ausrichtplatte 1, wobei die nach oben ragenden Kontaktansätze 7, die sich auf dem Plättchen 3 befinden, direkt unter einem vertikal hin und her bewegbaren thermischen Bindewerkzeug 61 angeordnet sind. Äußere Zuleitungen 62, die an einer Halterung 63 befestigt sind, werden zwischen dem Bindewerkzeug 61 und den Kontaktansätzen 7 angeordnet. Das Bindewerkzeug 61 wird dann abgesenkt bis es die Zuleitungen 62, so wie es in F i g. 5 dargestellt ist, berührt, wodurch die notwendige Voraussetzung geschaffen wird, daß eine gute Verbindung zwischen den Zuleitungen 62 und den entsprechenden Kontaktansätzen 7 entsteht. Die bei diesem Verbindungsverfahren zugeführte Wärme geht durch das Plättchen 3 hindurch und vermindert die Haftfähigkeit der Klebemittclschicht 2 an dem erwärmten Plättchen. Um Restklebemittel zu entfernen, welches übrig geblieben sein kann, nachdem das Plättchen von dem Sockel abgenommen wurde, sollten die Eigenschaften des wärmeleitenden Werkstoffes dpr
Ausrichtplatte und des Klebemittels so aneinander angepaßt sein, daß die Ausrichtplatte 1 dieses überschüssige Restklebemittel während des thermischen Bindeverfahrensschrittes aufnimmt. Eine allgemein bekannte Zufuhrvorrichtung wird dazu verwendet, ·-> einen neuen Satz von äußeren Anschlußleitungen in die Bindestellung gegenüber den Kontaktansätzen 7, so wie es notwendig ist, zu bringen. Beim Entfernen des Bindewerkzeugs 61 kann das Plättchen 3 mit den anhaftenden äußeren Anschlußleitungen 62, so wie es in Fig.6 dargestellt ist, leicht von dem oberen Teil des Sockels 15 der Ausrichtplatte 1 dadurch abgehoben werden, daß eine Anhebewirkung mit Hilfe von Vorrichtungen, die an den Zuleitungszufuhrvorrichtungen angeordnet sind, ausgeübt wird und daß diese Anhebewirkung den Zuleitungen 62 entweder von Hand oder automatisch zugeführt wird. Es wird dann das Bindewerkzeug 61 derart relativ seitlich gegenüber der Ausrichtplatte 1 verschoben, so daß das nächste Plättchen 3 vertikal gegenüber dem Bindewerkzeug 61 ausgerichtet wird, und der Verbindungszyklus, wie er in den F i g. 4 bis 6 dargestellt ist, wird dann solange wiederholt, bis die einzelnen Plättchen alle mit Zuleitungen versehen sind.
Es kann natürlich irgendeine geeignete Vorrichtung, die genügend Wärme abgibt, daß die Plättchen von der Ausrichtplatte abgelöst werden, zum Befestigen der Zuleitungen verwendet werden. Das Anbringen an diesen Zuleitungen kann entweder automatisch oder von Hand vorgenommen werden. Die Zahl der zu befestigenden Zuleitungen kann ferner in Abhängigkeit von den Erfordernissen für die in dem Plättchen vorhandenen Schaltungselemente verändert werden, wodurch jedoch nur die Anordnung und die Zahl der Werkzeuge, die beim Bindevorgang verwendet werden, geändert werden muß.
Ein bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Plättchen, die auf der Ausrichtplatte angeordnet sind, in der ursprünglichen Lage gehalten werden, die sie in der Ausgangsplatte aufwiesen. Dadurch lassen sich die Plättchen automatisch und genau relativ zu einer Zuleitungsbefestigungsstation verschieben, an der die Zuleitungen automatisch mit Kontaktansätzen jedes Plättchens verbunden werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Befestigung von Zuleitungen an Halbleiterplättchen,
a) bei dem eine Halbleiterplatte mittels einer Klebemittelschicht mit thermisch veränderlicher Haftfähigkeit auf einer Ausrichtplatte befestigt wird,
b) bei dem sodann in der Halbleiterplatte mehrere Rillen gebildet werden, die die Halbleiterplatte in einzelne Halbleiterplättchen unterteilen,
c) bei dem an den Halbleiterplättchen Zuleitungen befestigt werden,
DE2108850A 1970-02-26 1971-02-25 Verfahren zur Befestigung von Zuleitungen an Halbleiterplättchen Expired DE2108850C2 (de)

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