DE69636853T2 - Herstellunsgverfahren einer Kunststoffpackung für elektronische Anordnungen mit einer Wärmesenke - Google Patents

Herstellunsgverfahren einer Kunststoffpackung für elektronische Anordnungen mit einer Wärmesenke Download PDF

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Roberto 20058 Villasanta Rossi
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bilden eines Kunststoffbausteins für eine elektronische Vorrichtung mit einem freiliegenden Wärmesenkenelement, das sich seitlich aus dem Gehäuse heraus erstreckt, sowie auf eine Form zur Verwendung bei dem Verfahren.
  • Das Verfahren zum Bilden eines Kunststoffbausteins für eine elektronische Leistungshalbleitervorrichtung, die in ein Kunststoffgehäuse einzukapseln ist und mit einem Wärmesenkenelement wärmemäßig zu koppeln ist, das eine freiliegende Hauptfläche und wenigstens einen peripheren Bereich aufweist, der von mindestens einer Seite des Kunststoffgehäuses nach außen ragt, ist gemäß dem Typ ausgebildet, bei dem die Bildung des Kunststoffgehäuses des Bausteins durch einen Formvorgang innerhalb eines Haupthohlraums einer Form erfolgt, nachdem das Wärmesenkenelement mit der Hauptfläche in Kontakt mit dem Boden einer geeigneten Gehäuseeinrichtung positioniert ist, die in einem unteren Bereich der Form vorgesehen ist, der sich in den Haupthohlraum der Form öffnet.
  • Im Folgenden wird anhand eines Beispiels und nicht im Sinn einer Einschränkung insbesondere auf PSO-(Plastic Small Outline) Bausteine bzw. Kunststoffbausteine mit kleinem Grundriss des Dual-in-line-Typs bzw. des Typs mit zwei Reihen von Kontakten Bezug genommen. Im Spezielleren wird auf Bausteine Bezug genommen, die z.B. für Anwendungen in Kraftfahrzeugen, d.h. für die Anbringung an Vorrichtungen zur Ausstattung von Kraftfahrzeugen, vorgesehen sind.
  • Stand der Technik
  • Wie allgemein bekannt ist, weisen elektronische Halbleitervorrichtungen eine elektronische Schaltung auf, die auf einer kleinen Platte oder einem „Chip" aus einem Halbleitermaterial mit einer Oberflächenabmessung von einigen wenigen Quadratmillimetern ausgebildet sind. Typischerweise ist die elektronische Schal tung auf einer Hauptfläche des Chips monolithisch integriert. Der Chip wird wärmemäßig und mechanisch durch Einkapseln in einen Baustein geschützt. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf Kunststoffbausteine verwiesen.
  • Derartige Vorrichtungen benötigen geeignete Einrichtungen zum Abstützen und für die elektrische Zwischenverbindung, um diese mit externen Schaltungen elektrisch zu verbinden. Zu diesem Zweck weist ein leitfähiger Leiterrahmen, der aus einer dünnen bearbeiteten Metallplatte besteht, eine Mehrzahl von schmalen Streifen auf, die elektrische Verbinder oder Leitungen darstellen und mit einem Ende mit der integrierten Schaltung elektrisch verbunden sind. An der anderen Seite erstrecken sich die peripheren Enden der Leitungen von dem Bausteinkörper nach außen, um eine elektrische Zwischenverbindung der Vorrichtung zu ermöglichen. Nach Abschluss des Vorgangs zum Bilden des Bausteins werden die peripheren Enden der Leitungen gebogen und bilden jeweilige Stifte zum Anbringen des Bausteins typischerweise an einer elektronischen Leiterplatte.
  • Im Fall von integrierten Leistungsschaltungen, um die es im vorliegenden Fall geht, d.h. bei Vorrichtungen, bei denen die Wahrscheinlichkeit der Entstehung einer relativ großen Wärmemenge besteht, beispielsweise aufgrund ihrer hohen Komponentendichte und/oder ihrer Anzahl oder aufgrund ihrer beabsichtigten Verwendung zum Betrieb bei hohen Strömen, wird üblicherweise auf sog. Leistungsbausteine Bezug genommen. Durch diesen Begriff soll angezeigt werden, dass die Vorrichtung Wärme mittels einer eigenen Einrichtung abführen kann.
  • In diesem Fall hat die den Chip tragende Konstruktion auch eine Wärmeabführfunktion, und ferner beinhaltet sie ein Wärmesenkenelement oder einen Einsatz für diesen Zweck. Der Chip ist mit dem Wärmesenkenelement wärmemäßig gekoppelt, um die während seines Betriebs erzeugte Wärme nach außen zu transferieren.
  • Bei dem Wärmesenkenelement handelt es sich lediglich um ein metallisches Element oder jedenfalls um einen guten Wärmeleiter, dessen Masse definitiv größer ist als die des Chips oder die der elektronischen Vorrichtung. Normalerweise liegt es in Form einer Kupferplatte mit nicht vernachlässigbarer Dicke vor.
  • Bei einer typischen Ausbildung ist der Chip aus Halbleitermaterial direkt auf einer Hauptfläche des Wärmesenkenelements derart angebracht, dass die Oberfläche, auf der die Schaltung gebildet ist, frei bleibt. Der Leiterrahmen ist ebenfalls an dem Wärmesenkenelement angebracht.
  • Leitungsbausteine sind typischerweise derart ausgebildet, dass bei dem in den Kunststoffbausteinkörper eingebetteten Wärmesenkenelement seine nicht mit dem Chip in Kontakt stehende Hauptfläche freiliegt, d.h. nicht von Kunststoffmaterial bedeckt ist. Diese Konfiguration unterstützt den Transfer von Wärme von der Vorrichtung nach außerhalb des Bausteins. Zum Verbessern der Wärmeabführung kann diese freiliegende Oberfläche des Wärmesenkenelements optional in vorteilhafter Weise mit einem externen Wärmesenkenelement mit noch größerer Größe und Masse in Kontakt stehen, so das in entsprechender Weise für eine gesteigerte Wärmeabführung gesorgt ist. In der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen wird durchweg auf den Fall Bezug genommen, in dem es sich bei der freiliegenden Hauptfläche des Wärmesenkenelements um die untere Oberfläche handelt, die sich auf der gleichen Seite befindet wie die Krümmung der Stifte. Das externe Wärmesenkenelement ist typischerweise durch die eigentliche Konstruktion gebildet, mit der das Gehäuse verlötet ist. Alternativ hierzu könnte die obere Hauptfläche des Wärmesenkenelement freiliegen, an der ein geeignetes externes Wärmesenkenelement angebracht werden kann.
  • Typischerweise weist bei einem Leistungsbaustein das Wärmesenkenelement nur eine freiliegende Hauptfläche auf, während die andere Hauptfläche und alle Seitenflächen isoliert sind, d.h. mit dem Kunststoffmaterial des Gehäuses bedeckt sind. In der gesamten nachfolgenden Beschreibung handelt es sich bei den Seitenflächen um diejenigen Oberflächen des Wärmesenkenelements, die die beiden Hauptflächen umfangsmäßig im Wesentlichen parallel zuteinander verbinden.
  • In 1 ist schematisch ein Baustein mit einem freiliegenden Wärmesenkenelement in einer Form dargestellt, wie sich diese unmittelbar nach der Bildung des Kunststoffgehäuses präsentiert. Der Baustein ist in einer Seitenansicht parallel zu der Richtung der Leitungen dargestellt, wobei der Baustein in dem linken Bereich der Zeichnung teilweise im Schnitt dargestellt ist. Bei dem im Schnitt dargestellten Bereich handelt es sich um die schraffierte Fläche. Der Baustein ist in dieser Zeichnung allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet.
  • Diese Zeichnung sowie die nachfolgenden Zeichnungen veranschaulichen anhand eines Beispiels einen Baustein des DIP-(Dual-In line Package-)Typs, d.h. um einen Baustein, dessen Leitungen von zwei entgegengesetzten Seiten des Bausteinkörpers nach außen ragen.
  • Zum Zweck der Klarheit und der Vereinfachung der Darstellung ist der Halbleitermaterial-Chip in der Schnittdarstellung weggelassen worden.
  • Ein Kunststoffgehäuse, das bei dem Bezugszeichen 2 dargestellt ist, besitzt ein Wärmesenkenelement 3, das derart in dieses eingebettet ist, dass nur die untere Hauptfläche 4 von diesem auf dem gleichen Niveau wie die Gehäusebodenfläche freiliegt. Ein Leiterrahmen 5 ist mit dem Wärmesenkenelement 3 auf der entgegengesetzten Seite zu der Oberfläche 4 durch Verbindungseinrichtungen, wie z.B. Nieten oder Schweißstellen, verbunden, wobei dies in der Schnittdarstellung nicht gezeigt ist. Der Leiterrahmen ist in das Gehäuse 2 teilweise eingeschlossen, so dass die mit dem Bezugszeichen 6 bezeichneten Enden von diesem sich in der Zeichnung nach links und nach rechts nach außen erstrecken. Außerhalb von dem Gehäuse 2 sowie sich aus der Ebene heraus erstreckend, die durch die betrachtete Gehäuseseitenfläche gebildet ist, ist eine Abstützkonstruktion 7 des Leiterrahmens dargestellt, die eine Anzahl von Leiterrahmen miteinander verbindet, wie dies im Folgenden noch erläutert wird.
  • Für ein besseres Verständnis der Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden die üblichen Schritte eines Verfahrens zum Bilden eines herkömmlichen Bausteins mit freiliegendem Wärmesenkenelement im Folgenden kurz beschrieben.
  • Jedes Wärmesenkenelement wird durch Abscheren von einem relativ dicken Metallblech, z.B. Kupfer, gebildet. Von einem dünneren Flachmaterialkörper, bei dem es sich ebenfalls typischerweise um Kupfer handelt, wird eine Tragekonstruktion in Form eines Streifens und einer Serie von Leiterrahmen gebildet, von denen jeder eine Anordnung von schmalen Metallstreifen beinhaltet, die durch quer verlaufende Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind und die spä ter zu den Leitungen werden. Mit der Tragekonstruktion an jedem Leiterrahmen wird eine entsprechende Anzahl von Wärmesenkenelementen verbunden.
  • Eine entsprechende Anzahl von Chips wird in integraler Weise an der derart gebildeten Konstruktion angebracht, so dass sich ein jeweiliger Chip an einer Leiterrahmen-/Wärmesenkenelement-Konstruktion befindet. Wie vorstehend erwähnt worden ist und z.B. in der europäischen Patentanmeldung 545 007 der Anmelderin beschrieben ist, wird jeder Chip gemäß einer Standardtechnik direkt mit dem Wärmesenkenelement verbunden, ohne dass der Leiterrahmen dazwischen angeordnet ist. Der Chip wird in dem zentralen Bereich des Wärmesenkenelements von den Leitungen getrennt positioniert. In der nachfolgenden Beschreibung wird auf den Fall Bezug genommen, in dem der Leiterrahmen keinen speziellen Bereich für die Unterbringung des Chips aufweist. In diesem Fall wird der Chip mit dem Wärmesenkenelement entweder durch Löten mit einer Legierung, wie z.B. Zinn/Blei, oder durch haftendes Verbinden, beispielsweise mit einem Epoxy-Kleber, verbunden. Alternativ hierzu sieht eine weitere Lösung vor, dass der Chip an einem zentralen Bereich des entsprechenden Leiterrahmens, der ebenfalls mit dem Wärmesenkenelement verbunden ist, untergebracht wird. Dünne Drähte, üblicherweise aus Gold oder Aluminium, werden an dem einen Ende mit speziellen metallisierten Anschlussflächen verbunden, die auf der Chipoberfläche dort vorgesehen sind, wo die integrierte Schaltung gebildet ist, während sie mit dem anderen Ende mit den inneren Enden der Leitungen verbunden werden.
  • Anschließend wird der Streifen mit den daran angebrachten Chips in eine Form gesetzt, die den einzelnen Vorrichtungen entsprechende Hohlräume aufweist, um die entsprechenden Kunststoffgehäuse von diesen zu bilden. Dabei ist vorgesehen, dass in jeden Hohlraum ein elektrisch isolierendes Material im geschmolzenen Zustand bei einer hohen Temperatur eingespritzt wird, um den Kunststoffkörper des Bausteins zu bilden. Bei diesem Material handelt es sich typischerweise um ein Kunstharz, z.B. ein Epoxy-Harz.
  • Der Formvorgang umfasst im eigentlichen Sinn das Einspritzen des Harzes in die Hohlräume. Der Formvorgang umfasst jedoch mehrere Phasen, in denen die Temperatur allmählich variiert wird, um eine Rissbildung des Halbleitermaterials, aus dem der Chip gebildet ist, zu vermeiden oder zu vermeiden, dass die Vorrichtung insgesamt unzuverlässig wird. Der Begriff Formvorgang wird hierin derart verwendet, dass er alle Vorgänge umfasst, die im Inneren des Formhohlraums ausgeführt werden: das Schmelzen des Kunststoffmaterials, das Ausbreiten-Lassen von diesem in den Hohlraum sowie das Erstarren.
  • Nach einem anfänglichen Kühlschritt sowie nachfolgenden thermischen Harzaushärtschritten zum Erzielen einer gründlichen Polymerisation sind die Kunststoffgehäuse vollständig gebildet, und die Serie der Bausteine ist bereit für das Entformen.
  • 2 zeigt in schematischer Weise eine Form in einem Stadium unmittelbar vor dem Formvorgang zum Bilden des in der vorangehenden Zeichnung dargestellten Bausteins. Insbesondere zeigt die Zeichnung einen einzigen Formhohlraum.
  • Eine Form für das Einspritzen von Harz ist allgemein bei dem Bezugszeichen 8 dargestellt. Diese besitzt in der in der Zeichnung dargestellten, üblichen Ausführungsform eine obere Halbschale oder ein oberes Formteil, das mit dem Bezugszeichen 8a bezeichnet ist, sowie eine untere Halbschale oder ein unteres Formteil 8b. Die beiden Formhälften weisen einen entsprechenden Hohlraum auf, und wenn die Form geschlossen wird, sind die beiden Formhälften mit ihren Hohlräumen einander zugewandt gegenüber liegend angeordnet, um dadurch einen einzigen Formhohlraum zu bilden, in den das Harzmaterial eingespritzt werden kann.
  • Das geschmolzene Harzmaterial wird durch einen Einlass vom Eingusskanal-Typ, der in 2 mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet ist, eingespritzt, der in der Form, genauer gesagt in dem unteren Formteil 8b ausgebildet ist, das sich mit dem einen Ende in den Formhohlraum öffnet. Der Eingusskanal 9 weist eine im Wesentlichen horizontale Hauptachse auf. Seine Position ist in jedem Fall derart gewählt, dass der Hohlraum selbst in seinem Bereich an dem äußersten rechten Ende in der Zeichnung, das am weitesten von dem Harzeingang entfernt ist, gefüllt werden kann.
  • Die Konstruktion bestehend aus dem Wärmesenkenelement 3 und dem Leiterrahmen 5 ist für den Formvorgang in den Formhohlraum eingebracht worden, und zwar gemäß der in der Zeichnung dargestellten Konfiguration. Auch ist in dieser Zeichnung ein Chip aus einem Halbleitermaterial 10 dargestellt, der an dem Zen trum der oberen Oberfläche des Wärmesenkenelements 3 gegenüber von der freiliegend zu verbleibenden Hauptfläche 4 festgelegt ist.
  • Wie zu sehen ist, befindet sich der Leiterrahmen 5 auf dem gleichen Niveau wie die Grenzfläche zwischen den beiden Formhälften und ist derart positioniert, dass die Anschlussbereiche der Leitungen 6 außerhalb von dem Formhohlraum verbleiben. Zum Bilden eines derartigen Bausteins hat die Form 8 somit typischerweise nur ein Schließniveau bzw. eine Schließebene bei Betrachtung im Längsschnitt, das bzw. die aus den Oberflächen an der Grenzfläche der beiden Formhälften besteht und der Ebene des Leiterrahmens 5 entspricht. Das Vorhandensein einer derartigen Schließebene ist effektiv, um das Einbringen des Leiterrahmens in den Hohlraum in einfacher Weise derart zu ermöglichen, dass seine äußersten Bereiche außen bleiben.
  • Das Wärmesenkenelement befindet sich auf dem Boden des Formhohlraums, der in dem unteren Formteil 8b ausgebildet ist, so dass die Bodenfläche 4 nicht von dem Harzmaterial bedeckt wird. Andererseits hat der Formhohlraum größere seitliche Abmessungen als das Wärmesenkenelement 5, so dass er dieses vollständig umschließt und das Wärmesenkenelement 5 um seinen gesamten Umfang in seitlicher Richtung isoliert gehalten wird.
  • Sowohl der untere Bereich als auch der obere Bereich des Formhohlraums besitzen im Wesentlichen die Formgebung eines Quaders. Auf diese Weise ist die Hohlraumformgebung zum Formen von dieser Art von Baustein besonders einfach.
  • Für bestimmte Anwendungen hat der Leistungsbaustein jedoch eine andere Konstruktion als die dargestellte. Aus mehreren erforderlichen Gründen erstreckt sich das Wärmesenkenelement zusätzlich zu der freiliegenden Ausbildung einer Hauptfläche partiell seitlich aus dem Kunststoffgehäuse heraus, und zwar von wenigstens einer Seite von diesem. Zum Beispiel weist das Wärmesenkenelement zwei Randbereiche auf, die von zwei entgegengesetzten Seiten des Kunststoffgehäuses weg stehen.
  • Somit weisen solche Bausteine auch einen freiliegenden Bereich an der anderen Hauptfläche sowie an den Seitenflächen des Wärmesenkenelements an solchen peripheren Bereichen auf. Die vorliegende Beschreibung nimmt auf diesen Typ von Baustein Bezug.
  • 3 zeigt eine Perspektivansicht einer bekannten Ausführungsform eines Leistungsbausteins, bei dem sich das Wärmesenkenelement partiell aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstreckt. Dabei wird anhand eines Beispiels auf einen unter der Bezeichnung PSO bekannten Baustein des Typs Bezug genommen, wie er bei Kraftfahrzeuganwendungen typischerweise verwendet wird.
  • Der Baustein ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet und am Ende seiner Herstellung nach dem Biegen der Stifte sowie bereit für das Verlöten mit einer externen elektrischen Schaltung dargestellt.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, kapselt das Kunststoffgehäuse 2 das Wärmesenkenelement, das hier allgemein mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist, teilweise ein, wobei das Wärmesenkenelement 12 sich zusätzlich zu einer freiliegenden Bodenfläche in seitlicher Richtung aus dem Kunststoffgehäuse 2 heraus erstreckt, und zwar in der mit y bezeichneten Richtung. Dagegen übersteigen in der dazu orthogonalen x-Richtung die Abmessungen des Kunststoffgehäuses 2 die der entsprechenden Seiten des Wärmesenkenelements 12.
  • Im Spezielleren weist das Wärmesenkenelement 12 bei diesem Beispiel zwei in 3 mit 13 bezeichnete Randbereiche auf, die sich in symmetrischer Weise nach außen erstrecken. In diesen Bereichen 13 sind die obere Hauptfläche 14, die in der x-Richtung liegende Seitenfläche 15 sowie ein Teil der Seitenflächen 16 parallel zu der durch die Achse y bestimmten Richtung ebenfalls freiliegend angeordnet.
  • Das Profil des Kunststoffgehäuses 2 und das Profil des Wärmesenkenelements 12 sind durch die jeweilige Gestalt des speziellen Beispiels bestimmt.
  • Die Leitungen, die zum Bilden der Stifte 17 umgebogen sind, erstrecken sich in der x-Richtung von entgegengesetzten Seiten aus dem Kunststoffgehäuse 2 des Bausteins 11 nach außen, und zwar orthogonal zu der Richtung, in der sich das Wärmesenkenelement 12 über das Gehäuse 2 hinaus erstreckt.
  • Zum Bilden des Kunststoffgehäuses eines Bausteins dieses Typs muss eine Form verwendet werden, die einen komplexeren Formhohlraum als die in der vorangehenden 2 dargestellte Form aufweist.
  • Der Begriff Haupthohlraum wird in der nachfolgenden Beschreibung zum Bezeichnen von demjenigen Bereich des Formhohlraums verwendet, der die Formgebung der Umhüllenden des Kunststoffgehäuses ohne Berücksichtigung des Vorhandenseins des Wärmesenkenelements in diesem aufweist. Somit hat er üblicherweise eine im Wesentlichen quaderförmige Gestalt. Der Hauptformhohlraum, wie z.B. der Formhohlraum, der bei dem in 2 dargestellten Beispiel verwendet wird, resultiert typischerweise aus der Kombination eines oberen Hohlraums, der in dem oberen Formteil gebildet ist, und einer unteren Aussparung, die in der entsprechenden Halbschale vorhanden ist.
  • In diesem Fall muss jedoch die Abmessung des Hauptformhohlraums entlang der y-Richtung kürzer sein als die Länge des Wärmesenkenelements 12 entlang der y-Richtung. Daher ist es notwendig, dass die insgesamt betrachtete Form einen speziellen Sitz für das Wärmesenkenelement aufweist, wobei insbesondere eine Gehäuseeinrichtung für das Wärmesenkenelement vorgesehen werden muss, die sich in der y-Richtung außerhalb von dem Hauptformhohlraum erstreckt und die ferner mit dem Hauptformhohlraum in Verbindung steht, so dass das Kunststoffgehäuse in der x-Richtung um das Wärmesenkenelement herum geformt werden kann. Bei dieser Gehäuseeinrichtung handelt es sich um eine Blindöffnung, d.h. eine Öffnung ohne seitliche Auslässe, die in dem Bodenbereich der Form gebildet ist.
  • Die Formtechnik sieht vor, dass die Form zu diesem Zweck zusätzlich zu einer herkömmlichen ersten Schließebene, die dem Leiterrahmen entspricht, wie bei dem vorstehend beschriebenen einfacheren Fall, eine zweite Schließebene an der oberen Hauptfläche des Wärmesenkenelements aufweist. Die vorstehend genannte Gehäuseeinrichtung ist zumindest unterhalb von diesem Niveau vorgesehen.
  • Eine derartige Konfiguration kann während des Formvorgangs typischerweise einige Nachteile verursachen. Im Spezielleren können Probleme an der Grenzfläche zwischen den Gehäuseeinrichtungsbereichen, die zum Aufnehmen des Be reichs des Wärmesenkenelements außerhalb von dem Kunststoffgehäuse dienen, und dem Hauptformhohlraum auftreten. In der Tat ist auf dem zweiten Schließniveau die Abdichtung der Form während des Formvorgangs besonders kritisch. Insbesondere zwischen den Oberflächen des Wärmesenkenelements, die freiliegend bleiben müssen, und der in der Form ausgebildeten Gehäuseeinrichtung ist die hermetische Abdichtung sehr schwer zu erzielen. Somit kann es während des Formvorgangs zu einer teilweisen Leckage des geschmolzenen Harzes aus dem Formhohlraum in der y-Richtung zu den am äußersten Rand befindlichen Bereichen des Wärmesenkenelement kommen. Über die zugehörigen Oberflächen des Wärmesenkenelements kann die Harz-Leckage zur Bildung von Graten führen, d.h. dünnen Schichten aus Kunststoffmaterial, das an den äußeren Oberflächen des Wärmesenkenelements erstarrt.
  • Zur Veranschaulichung dieses Problems zeigt 4 eine schematische Draufsicht auf den unteren Bereich einer Form während des Formvorgangs des Bausteins, der in der vorausgehenden Figur dargestellt ist. Sowohl der Leiterrahmen als auch der Chip aus Halbleitermaterial sind weggelassen worden, und nur das Wärmesenkenelement ist aus Gründen der Klarheit dargestellt.
  • Der untere Bereich des Formhaupthohlraums, der mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet ist, erstreckt sich in der x-Richtung seitlich von dem Wärmesenkenelement 12 in Verbindung mit dem zentralen Bereich von diesem. Das Wärmesenkenelement 12 ist derart angeordnet, dass sich seine peripheren Bereiche 13 an den Enden einer mit 19 bezeichneten Gehäuseeinrichtung befinden, die in dem unteren Formbereich gebildet ist und sich im Wesentlichen in der y-Richtung über den Formhaupthohlraum 18 hinaus erstreckt. Der obere Abschluss der Gehäuseeinrichtung 19 ist durch die obere Konstruktion der Form bestimmt, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
  • 4a zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Bereichs, der in 4 von einem in unterbrochener Linie dargestellten Bereich umschlossen ist.
  • Wie zu sehen ist, ist es unmöglich, für eine perfekte Adhäsion der Bereiche der Seitenflächen 16 des Wärmesenkenelements, die außerhalb von dem Gehäuse bleiben sollen, an den Wänden der Gehäuseeinrichtung 19 zu sorgen. Damit eine korrekte Positionierung des Wärmesenkenelements 12 in der Gehäuseeinrich tung 19 ohne Risiko einer Rissbildung in der Tat gewährleistet werden kann, ist dieses mit seiner Breite in der x-Richtung in den Bereichen 13 geringfügig kleiner ausgebildet als der Hohlraum, der die Gehäuseeinrichtung bildet. Auf diese Weise verbleibt ein Durchgangskanal in der Größenordnung von einigen wenigen μm auf der Seite der Bereiche 13. Ein Pfeil in der Zeichnung veranschaulicht eine Strömungsrichtung einer Harz-Leckage von dem Formhaupthohlraum in Richtung auf die Gehäuseeinrichtung 19. Nach dem Erstarren des Harzmaterials sind dünne Harzschichten an den Oberflächen des Bereichs 13 gebildet.
  • Damit die Vorrichtung korrekt arbeiten kann, muss nach dem Formvorgang ein zusätzlicher Schritt zum Entfernen von Graten vorgesehen werden. Diese Harzmaterial-Grate sind jedoch aufgrund ihrer Position sehr schwer zu entfernen.
  • Andererseits sind Formen bekannt, deren innere Formgebung sich in den Hohlraumelementen zeigt, die den Metalleinsatz gegen den Boden der Gehäuseeinrichtung drücken, in der er platziert ist, um dadurch die Adhäsion des Wärmesenkenelements an der Form zu verbessern. Selbst diese Konfiguration ist jedoch nicht geeignet, um die Entstehung von Harzformationen an den freiliegenden Seitenflächen des Wärmesenkenelements zu verhindern, obwohl sie eine gute Adhäsion des Gehäuseeinrichtungsbodens an der Bodenfläche des Wärmesenkenelements gewährleistet.
  • Eine bekannte Lösung dieses Problems sieht die Verwendung von Blockierleisten vor, die in der Konstruktion des Wärmesenkenelements an den peripheren Bereichen von diesem gebildet sind. Zu diesem Zweck wird die Konstruktion aus Wärmesenkenelement und Leiterrahmen in integraler Weise aus einem dicken Metallblech gebildet, und zwar durch Formen des Wärmesenkenelements und anschließendes Reduzieren der Dicke an den Seiten sowie Ausbildung durch Abscheren des Leiterrahmens.
  • Eine Konstruktion dieses Typs ist in 5 dargestellt. Der stark umrahmte Bereich stellt das Wärmesenkenelement 12 dar, während dünnere Linien zum Zeichnen des Leiterrahmens 5 verwendet werden. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, bilden der Leiterrahmen 5 und das Wärmesenkenelement 12 eine Mono-Komponente, wobei sie durch Blockierleisten bzw. Verblockungsleisten 20 miteinander verbunden sind. Diese Leisten 20 aus Kupfer bestehen aus seitlichen Ver längerungen der peripheren Bereiche 13 des Wärmesenkenelements 12 in der x-Richtung. Wenn die Konstruktion der 5 in die Form gesetzt wird, verschließen die Leisten 20 im Wesentlichen den seitlichen Kanal für den Harzfluss, wie er in 4a dargestellt ist.
  • Bei Abschluss des Formgebungsvorgangs müssen die Leisten 20 entfernt werden, um das Wärmesenkenelement 12 entlang der gestrichelten Linien in der Zeichnung zu trennen. Dieser zusätzliche Vorgang macht das Verfahren jedoch kritisch, da an den seitlichen Verlängerungen aufgrund von Ungenauigkeiten der Trennvorrichtung, die geeignet kalibriert sein muss, Risse entstehen können.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösung gemäß 5 besteht in Verbindung mit der Ausbildung der Monokomponenten-Wärmesenken-/Leiterrahmen-Konstruktion. Die Leiterrahmendicke kann nicht geringer sein als ein Mindestwert, wenn er nicht während seiner Bildung durch das Gewicht des Wärmesenkenelements, dessen Masse weit größer ist, beschädigt werden soll.
  • Ferner muss bei dieser bekannten Lösung die Form eine recht komplexe Konfiguration erhalten, um der Monokomponenten-Konstruktion Rechnung zu tragen.
  • Während die Zuverlässigkeit und die Reproduzierbarkeit eines auf diese Weise gebildeten Bausteins verbessert werden können, kann dennoch die Entstehung von Harz-Graten nicht insgesamt verhindert werden.
  • Eine weitere bekannte Lösung ist in dem US-Patent 5 445 945 der gleichen Begünstigten offenbart. Die Form ist dort derart modifiziert, dass das Harzmaterial entlang der y-Richtung frei von den peripheren Bereichen des Wärmesenkenelements weiter nach außen in geeignete Kammern fließen kann.
  • 6 zeigt in schematischer Weise einen Längsschnitt entlang der y-Richtung durch eine Form, die gemäß diesem Patent gebildet ist. Druckbeaufschlagungselemente, die mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet sind, drücken das Wärmesenkenelement gegen den Boden seiner Gehäuseeinrichtung. Wie gezeigt ist, werden die Kammern 22 außerhalb von dem Wärmesenkenelement durch geeignete, nicht dargestellte Kanäle mit Harzmaterial gefüllt. Ihre Breite in x-Richtung ist identisch mit der Breite der Bereiche des Wärmesenkenelements, die außerhalb des Kunststoffgehäuses verbleiben sollen.
  • Die auf diese Weise gebildeten Kunststoffspitzen müssen dann entfernt werden, nachdem das Gehäuse aus der Form genommen worden ist. Dieser zusätzliche Vorgang ist insbesondere bei solchen Konfigurationen wie der z.B. in 3 dargestellten kritisch, bei der die peripheren Bereiche des Wärmesenkenelements die gleiche Breite wie das Wärmesenkenelement aufweisen und im Wesentlichen die gleiche Größenordnung wie das Kunststoffgehäuse besitzen. Hierbei können während dieses Schrittes Risse in dem Kunststoffgehäuse entstehen.
  • Es ist somit unmöglich, einen Baustein zu bilden, der frei von Harzrückständen an den freiliegenden Oberflächen des Wärmesenkenelements ist, ohne dass dies von Nachteilen begleitet wird.
  • Weitere Konfigurationen von Leistungsbausteinen finden sich in den folgenden Dokumenten: EP 0 539 095 ; US 5 445 995 ; Patent Abstract of Japan JP04 116 942; Ehnert A et al. „A new surface mount power package", 7. März 1993, Proceedings of the annual applied power electronics conference and exposition (APEC), Seiten 380-384; DE 1 944 098 ; Patent Abstract of Japan JP06 061 400; sowie EP 545 007 der gleichen Anmelderin.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung eines Verfahrens, mit dem lediglich durch den Formvorgang und ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Schritten ein Kunststoffbaustein mit einem freiliegenden Wärmesenkenelement gebildet werden kann, bei dem Bereiche, die sich peripher von dem Kunststoffgehäuse weg erstrecken, frei von Harz-Leckagen gehalten werden können.
  • Darüber hinaus sollten die verwendete Form und die Gestalt der Wärmesenkenelement-/Leiterrahmen-Konstruktion besonders einfach sein.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Der Lösungsgedanke, auf dem die vorliegende Erfindung basiert, gründet sich auf die Überlegung, dass es möglich ist, während des Formvorgangs den hermetisch dichten Abschluss zwischen den Seitenflächen des Wärmesenkenelements, die außerhalb von dem Kunststoffgehäuse verbleiben sollen, und dem in dem unteren Bereich der Form ausgebildeten, entsprechenden Wänden der Gehäuseeinrichtung sicherzustellen, während gleichzeitig eine korrekte Positionierung des Wärmesenkenelements in seiner Gehäuseeinrichtung gewährleistet wird, und zwar durch Verwendung einer Gehäuseeinrichtung mit geneigten Wänden sowie durch Formgebung der Seitenflächen des Wärmesenkenelements in dieser Neigung entsprechender Weise zumindest in der Zone, die sich am nächsten bei dem Kunststoffgehäuse befindet.
  • Ein Verfahren des Typs gemäß der vorliegenden Erfindung sieht die Bildung eines Kunststoffgehäuses für eine elektronische Leistungshalbleitervorrichtung mit einem teilweise freiliegenden Wärmesenkenelement vor. Die elektronische Halbleitervorrichtung ist in ein Kunststoffgehäuse vollständig eingekapselt und wärmemäßig mit einem Wärmesenkenelement gekoppelt. Letzteres hat eine freiliegende Hauptfläche und wenigstens einen peripheren Bereich, der sich von wenigstens einer Seite von dem Kunststoffgehäuse nach außen erstreckt. Das Kunststoffgehäuse wird durch einen Formvorgang in einem Haupthohlraum einer Form gebildet. Das Wärmesenkenelement ist zuerst in einer geeigneten Gehäuseeinrichtung platziert worden, die in einem unteren Bereich der Form vorgesehen ist, so dass die Hauptfläche, die freiliegend verbleiben soll, mit dem Gehäuseeinrichtungsboden in Kontakt tritt. Diese Gehäuseeinrichtung öffnet sich ebenfalls in den Haupthohlraum der Form.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind folgende Schritte vorgesehen:
    Ausbilden des Wärmesenkenelements derart, dass zumindest Seitenflächen, die von der Seite des Kunststoffgehäuses nach außen ragen, zumindest in einer der genannten Seite benachbarten Zone und in dem peripheren Bereich in einem Winkel, der im Wesentlichen größer als null ist, zu einer senkrechten Linie auf die Hauptfläche derart geneigt sind, dass – von außen betrachtet – eine negative Neigung vorhanden ist;
    Ausbilden der Gehäuseeinrichtung in entsprechender Weise derart, dass ihre Innenwände, die den Seitenflächen des Wärmesenkenelements zugewandt sind, zumindest in dieser Zone derart geneigt sind, dass sie einen Winkel im Wesentlichen gleich dem Winkel mit der senkrechten Linie bilden, so dass – vom Inneren der Gehäuseeinrichtung betrachtet – eine positive Neigung vorhanden ist; und
    Bereitstellen einer Druckbeaufschlagungseinrichtung, die bei geschlossener Form von oben her mit zumindest einem Teil des peripheren Bereichs des Wärmesenkenelements in Eingriff gebracht wird, um eine Kompressionskraft auf diesen auszuüben, deren Richtung im Wesentlichen zum Boden der Gehäuseeinrichtung hin geht und die ein vorübergehendes hermetisches Abschließen in der Zone bewirkt, die der genannten Seite des Kunststoffgehäuses zwischen den Seitenflächen des Wärmesenkenelements und den Innenwänden der Gehäuseeinrichtung benachbart ist.
  • Bei geschlossener Form werden somit die geneigten Seitenflächen des Wärmesenkenelements in dem peripheren Bereich von diesem, der außerhalb von dem Kunststoffgehäuse verbleiben soll, durch die Druckbeaufschlagungseinrichtung in Richtung auf die entsprechenden geneigten Wände des Gehäuses gedrückt. Indem sowohl diese Seitenflächen als auch diese Wände geneigt ausgebildet sind, hat die von der Druckbeaufschlagungseinrichtung in der nach unten gehenden Richtung ausgeübte Kompressionskraft eine Komponente orthogonal zu diesen Flächen. Auf diese Weise wird eine perfekte vorübergehende relative Adhäsion während des Formvorgangs der Seitenflächen des Wärmesenkenelements an den Wänden der Gehäuseeinrichtung, in der es positioniert ist, zumindest in der am nächsten bei dem Formhaupthohlraum befindlichen Zone gewährleistet, d.h. an der Seite des Kunststoffgehäuses, von der sich das Wärmesenkenelement weg erstreckt. Der hermetische Abschluss beim Klemmverschließen bzw. Zuklemmen der Form wird somit durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung selbst bei dem vorstehend genannten zweiten Schließniveau sichergestellt. Auf diese Weise können unangenehme Leckagen von Kunststoffmaterial aus dem Formhaupthohlraum in Richtung auf die peripheren Bereiche des Wärmesenkenelements verhindert werden.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Bilden eines Kunststoffbausteins mit einem peripher erweiterten Wärmesenkenelement des vorstehend angegebenen Typs gelöst, wie es in den Kennzeichnungsteilen von Anspruch 1 und den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.
  • Vorzugsweise besteht gemäß der vorliegenden Erfindung die Gehäuseeinrichtung für das Wärmesenkenelement aus einem geeigneten Bereich einer durchgehenden Nut, die in dem unteren Bereich der Form gebildet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es in der Tat nicht notwendig, eine Blindöffnung zum Aufnehmen des Wärmesenkenelements vorzusehen, da die Druckbeaufschlagungselemente zusammen mit dem Wärmesenkenelement als Barriere oder seitlicher Abschluss der Form in der Richtung wirken, in der sich das Wärmesenkenelement aus dem Gehäuse heraus erstreckt. Die Form ist somit in einfacherer Weise herzustellen.
  • Ferner ist jedes Wärmesenkenelement mit seinem zentralen Bereich, der innerhalb des Kunststoffgehäuses verbleiben soll, entsprechend Verbreiterungen der Nut positioniert, die den unteren Bereich des Formhaupthohlraums bilden. Der periphere Bereich der Wärmesenkenelemente, der außerhalb des Kunststoffgehäuses verbleiben soll, ist außerhalb der Verbreiterungen korrekt in die Nut eingesetzt. Vorteilhafterweise sind die Tiefe der Nut und des Hohlraums im Wesentlichen äquivalent, so dass die Ränder der dadurch gebildeten Vertiefungen auf dem gleichen Niveau liegen. Auf diese Weise kann der untere Bereich der Form dadurch gebildet werden, dass eine Vertiefung von der Oberfläche der unteren Form gebildet wird, um dadurch sowohl die Nut als auch den unteren Bereich des Hohlraums zu bilden.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Nut gerade und besitzt innere Seitenflächen, die über die gesamte Länge der Nut geneigt sind, sowie eine Mehrzahl von Verbreiterungen bzw. Erweiterungen zum Aufnehmen einer bestimmten Anzahl von Wärmesenkenelementen, die parallel und im Abstand voneinander in der Nut positioniert sind. Das bevorzugte Verfahren sieht ferner vor, dass die Wärmesenkenelemente über den gesamten Bereich, der außerhalb des Gehäuses verbleiben soll, diejenigen äußeren Seitenflächen in geneigter Weise aufweisen, die im Wesentlichen orthogonal zu den Seiten des Gehäuses sind, von denen sie austreten.
  • Ferner wird die technische Aufgabe durch eine Form der vorstehend beschriebenen Art gelöst, wie sie in den Kennzeichnungsteilen von Anspruch 8 sowie der nachfolgenden Ansprüche definiert ist.
  • Weiterhin besitzt ein Baustein für eine elektronische Leistungshalbleitervorrichtung ein durch einen Formvorgang zu bildendes Kunststoffgehäuse, in das mindestens eine Platte bzw. ein Chip aus einem Halbleitermaterial vollständig eingekapselt ist, in der bzw. dem eine elektronische Schaltung ausgebildet ist und die bzw. der wärmemäßig mit einem Wärmesenkenelement gekoppelt ist, das eine freiliegende Hauptfläche und wenigstens einen peripheren Bereich aufweist, der von mindestens einer Seite des Kunststoffgehäuses von diesem nach außen ragt. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind zumindest Seitenflächen des Wärmesenkenelements, die sich von der Seite des Kunststoffgehäuses nach außen erstrecken, zumindest in einer dem Gehäuse benachbarten Zone und in dem peripheren Bereich in einem Winkel, der im Wesentlichen größer als null ist, zu der Richtung einer senkrechten Linie auf die Hauptfläche des Wärmesenkenelements mit einer – von außen betrachtet – negativen Neigung geneigt.
  • Die Merkmale und Vorteile des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform von dieser, die anhand eines Beispiels und nicht als Einschränkung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht unter schematischer Darstellung eines Kunststoffbausteins mit freiliegendem Wärmesenkenelement bekannten Typs, das sich nicht seitlich aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstreckt;
  • 2 eine Darstellung des Formgebungsschritts des in der vorausgehenden Figur dargestellten Bausteins;
  • 3 eine Perspektivansicht eines Kunststoffgehäuses bekannten Typs mit einem Wärmesenkenelement, das sich an der Peripherie teilweise aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstreckt;
  • 4 eine Draufsicht unter Darstellung des Formgebungsschritts gemäß einer herkömmlichen Technik zum Bilden des Bausteins der 3, wobei 4a eine vergrößerte Darstellung von diesem zum Hervorheben eines Nachteils bei dieser Technik zeigt;
  • 5 eine Darstellung einer Leiterrahmen-/Wärmesenkenelement-Konstruktion gemäß einer ersten bekannten Ausführungsform zum Vermeiden des dargestellten Nachteils;
  • 6 eine Darstellung eines Verfahrens zum Bilden eines Bausteins mit einem Wärmesenkenelement, das sich teilweise aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstreckt, gemäß einer zweiten bekannten Lösung;
  • 7 und 8 Schnittdarstellungen entlang von zwei zueinander orthogonalen Linien, wobei diese jeweils ein Schema für eine Vorrichtung zur Verwendung bei dem Formgebungsverfahren der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
  • 9 eine Perspektivansicht des unteren Bereichs einer geöffneten Form am Ende des Formgebungsvorgangs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht der vorausgehenden Figur orthogonal zu der Nut; und
  • 11 eine Perspektivansicht eines Kunststoffbausteins, wie er gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielt wird.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 ist ein Schema dargestellt, das ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert, und in denen eine Vorrichtung zum Bilden eines Kunststoffbausteins mit einem Wärmesenkenelement zu sehen ist, das sich teilweise aus dem Gehäuse heraus erstreckt.
  • Bei den Figuren handelt es sich um eine Längsschnittdarstellung einer Form, die im Allgemeinen schematisch bei dem Bezugszeichen 23 dargestellt ist und die Grundlagen der vorliegenden Erfindung verkörpert. Die Schnittdarstellungen sind entlang von Richtungen aufgenommen, die jeweils orthogonal und parallel zu der Richtung sind, in der sich das Wärmesenkenelement aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstreckt, wie dies in den 8 und 7 durch die Linien B-B bzw. A-A dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf die vorausgehenden Figuren sind im Spezielleren die 7 und 8 parallel zu den mit x bzw. y bezeichneten Richtungen.
  • Die Zeichnungen zeigen einen einzelnen Formhohlraum zum Bilden eines einzelnen Bausteins, obwohl die Form typischerweise eine Mehrzahl von Hohlräumen beinhaltet.
  • Die Form 23 beinhaltet eine obere Halbschale oder ein oberes Formteil 23a und eine untere Halbschale oder ein unteres Formteil 23b. In beiden Figuren ist die Form geschlossen dargestellt, wobei die beiden Formhälften einander zugewandt gegenüber liegen, wie dies während des Formvorgangs typischerweise der Fall ist.
  • Ein oberer Hohlraum und ein unterer Hohlraum, die in den beiden Formhälften 23a und 23b gebildet sind, definieren im geschlossenen Zustand der Form einen Formhaupthohlraum 24 zum Bilden des Kunststoffgehäuses des Bausteins. In den Figuren sind die beiden Bereiche des Formhaupthohlraums durch eine imaginäre unterbrochene Linie zwischen den beiden Formhälften voneinander abgegrenzt dargestellt.
  • Nur das Wärmesenkenelement, wie es bei dem Bezugszeichen 25 dargestellt ist, ist im Inneren der Form dargestellt, wobei die anderen Teile, die zum Bilden des Bausteins erforderlich sind, aus Gründen der Vereinfachung weggelassen sind, da sie sowohl hinsichtlich der Konstruktion als auch hinsichtlich der Position herkömmlich ausgebildet sind.
  • Das Wärmesenkenelement 25 wird in einer geeigneten Gehäuseeinrichtung platziert, die insgesamt bei dem Bezugszeichen 26 dargestellt ist und die in dem unteren Bereich der Form 23, genauer gesagt in dem unteren Formteil 23b ausgebildet ist. Die untere Hauptfläche 27 des Wärmesenkenelements steht in Kontakt mit der Bodenfläche der Gehäuseeinrichtung 26. Letztere öffnet sich in den Formhaupthohlraum 24, von dem sie in der y-Richtung nach außen verläuft, wie dies in 8 dargestellt ist.
  • In dieser schematischen Darstellung erstreckt sich das Wärmesenkenelement lediglich anhand eines Beispiels von zwei entgegengesetzten Seiten des Formhaupthohlraums in einer im Wesentlichen symmetrischen Anordnung nach außen. Es könnte sich jedoch auch um eine andere Konfiguration handeln, die immer noch im Umfang der Erfindung liegt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung und wie in 7 dargestellt ist, sind die Seitenwände des Gehäuses 26, die parallel zu der y-Richtung sind, d.h. der Richtung, in der das Wärmesenkenelement sich aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstrecken soll, im Gegensatz zu herkömmlichen Gehäusen zu der vertikalen Richtung geneigt ausgebildet. Mit anderen Worten bilden diese Wände, wie diese bei dem Bezugszeichen 28 in der Zeichnung dargestellt sind, einen Winkel α mit einer senkrechten Richtung, die durch die halben Linien N bestimmt ist, auf die Hauptfläche des Wärmesenkenelements 25 und genauer gesagt auf die Oberfläche 27 oder die Bodenfläche der Gehäuseeinrichtung, so dass – vom Inneren der Gehäuseeinrichtung betrachtet – eine positive Neigung vorhanden ist. Bei dem Bezugszeichen 29 sind in den Zeichnungen die Seitenflächen des Wärmesenkenelements 25 dargestellt, die parallel zu der y-Richtung sind und die partiell in das Kunststoffgehäuse einzuschließen sind. Entsprechend der Neigung der Innenwände 28 der Gehäuseeinrichtung sind diejenigen Bereiche der Seitenflächen 29 des Wärmesenkenelements, die außerhalb von dem Kunststoffgehäuse verbleiben sollen und den Gehäuseeinrichtungswänden 28 zugewandt sind, geneigt ausgebildet, wobei sie einen Winkel bilden, der im Wesentlichen gleich dem Winkel α mit der N-Richtung ist.
  • In der Zeichnung sind die Seitenflächen 29 des Wärmesenkenelements und die Wände 28 der Gehäuseeinrichtung 26 aus Gründen der Vereinfachung in miteinander zusammenfallender Weise dargestellt. Wie jedoch vorstehend in Verbindung mit der bekannten Lösung erläutert worden ist, sollte für eine korrekte Positionierung des Wärmesenkenelements 25 innerhalb seiner Gehäuseeinrichtung 26 ein minimaler Spalt in der Größenordnung von einigen wenigen μm zwischen den beiden Oberflächen vorhanden sein.
  • Vor dem Formvorgang muss das Wärmesenkenelement positioniert werden, ohne in seiner Gehäuseeinrichtung fixiert zu werden, um Formverschleißprobleme und eine Beschädigung der Vorrichtung beim Entfernen aus der Form an dem Ende des Formvorgangs zu vermeiden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Wärmesenkenelement 25 während des Schließens der Form nach unten in die Form gedrückt und dazu veranlasst, an den Innenwänden anzuhaften.
  • Zu diesem Zweck wird bei geschlossener Form eine Druckbeaufschlagungseinrichtung von oben her mit zumindest einem Teil der peripheren Bereiche des Wärmesenkenelements 25 in Eingriff gebracht, die sich außerhalb von dem Formhaupthohlraum 24 befinden und innerhalb der Gehäuseeinrichtung 26 enthalten sind. Wie schematisch in 8 gezeigt ist, besteht eine solche Druckbeaufschlagungseinrichtung vorzugsweise aus Elementen (Kerbgebilden) 30, die von dem oberen Formteil 23a hervorstehen und sich seitlich von der Vertiefung des oberen Formteils 23a und somit des Hauptformhohlraums 24 nach unten erstrecken und diesem benachbart sind. Die Kerbgebilde 30 üben eine im Wesentlichen nach unten gehende Kompressionskraft auf die peripheren Bereiche des Wärmesenkenelements aus. Das Wärmesenkenelement 25, das typischerweise aus einem verformbaren Material, wie z.B. Kupfer, gebildet ist, erfährt in diesem Bereich eine leichte Verformung.
  • Im Spezielleren handelt es sich bei dem Effekt insgesamt um einen Dichtungseffekt. Die Kompressionskraft gemäß der vorliegenden Erfindung übt auch Druck auf die Seitenfläche 29 des Wärmesenkenelements aus. Diese Kraft hat in der Tat eine von null verschiedene Komponente orthogonal zu diesem, da die Rich tung der Kraft ebenfalls einen Winkel α mit den Flächen 29 bildet. Letztere werden in diesen Bereichen gegen die entsprechenden Innenwände 27 der Gehäuseeinrichtung gedrückt, die parallel zu ihnen sind. Die Stärke der von den Kerbgebilden 30 ausgeübten Kompressionskraft ist derart gewählt, dass die Flächen 29 zum Anhaften an den Wänden 28 veranlasst werden.
  • Auf diese Weise wird eine perfekte Adhäsion während des Formvorgangs zwischen den Seitenflächen des Wärmesenkenelements außerhalb von dem Kunststoffgehäuse und den gegenüber liegenden Wänden der Gehäuseeinrichtung, d.h. in dem kritischsten Bereich hinsichtlich des hermetischen Abschlusses, sichergestellt. Leckagen von Kunststoffmaterial aus dem Formhaupthohlraum auf die Oberflächen des Wärmesenkenelements im Inneren der Gehäuseeinrichtung sind somit verhindert.
  • Die Barriere für das Ausfließen von Harzmaterial aus dem Formhaupthohlraum wird durch die kombinierten Wirkungen der nach unten drückenden Kerbgebilde sowie des als Stopfen wirkenden Wärmesenkenelements gebildet.
  • Es ist zu berücksichtigen, dass es gemäß der vorliegenden Erfindung notwendig ist, dass diese Wirkungen in der Nähe der Zonen vorhanden sind, an denen sich die Seitenflächen des Wärmesenkenelements aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstrecken, d.h. nahe dem Formhaupthohlraum. In diesen Bereichen müssen die Gehäusewände und die entsprechenden Seitenflächen geneigt sein. Dagegen ist die Formgebung der Gehäuseeinrichtung außerhalb von diesen Zonen nicht unter den Hauptzielen der vorliegenden Erfindung.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Zuverlässigkeit des resultierenden Gehäuses somit sichergestellt. Während des Vorgangs zum Bilden des Bausteins sind somit keine besonders komplexen Schritte sowie nachfolgende Schritte zum Entfernen von Restharz erforderlich. Das Verfahren ist somit besonders einfach, und die Unterbringungszeit der Vorrichtung insgesamt lässt sich in vorteilhafter Weise verkürzen.
  • Andererseits sind keine zusätzlichen Schritte zu dem Formvorgang in intrinsischer Weise ins Auge gefasst, wie das Entfernen von Metall- oder Kunststoffteilen, wie dies bei den eingangs beschriebenen bekannten Prozessen der Fall ist, da die Form bereits zum Schaffen des Bausteins in seiner fertigen Form ausgebildet ist. Dies vermeidet die Notwendigkeit für spezielle Gerätschaften, die gelegentlich teuer sind. Darüber hinaus wird die Integrität des Kunststoffgehäuses dadurch geschützt, dass dieses von dem Risiko einer Rissbildung oder dem Erleiden irgendeines Schadens während solcher zusätzlichen Schritte ferngehalten wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Winkel α in der Darstellung derart gewählt, dass Schwierigkeiten bei der Herstellung der Form und des Wärmesenkenelements vermieden sind; typischerweise kann er kleiner als 30° gewählt werden.
  • Die Seitenflächen des Wärmesenkenelements, die in den 7 und 8 mit dem Bezugszeichen 31 bezeichnet sind und orthogonal zu den Flächen 29, d.h. entlang der x-Richtung, vollständig außerhalb des Kunststoffgehäuses angeordnet sind, könnten für die Zwecke der vorliegenden Erfindung in der herkömmlichen Weise vertikal bleiben. Mit anderen Worten bilden sie einen Winkel von im Wesentlichen null mit der geraden Linie N. Auf diese Weise ist die Herstellung des Wärmesenkenelements in vorteilhafter Weise vereinfacht.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass durch geneigte Ausbildung der Wände 28 der Gehäuseeinrichtung in ähnlicher Weise wie die Flächen 29 des Wärmesenkenelements die Gehäuseeinrichtung 26 in vorteilhafter Weise als Führung beim Positionieren des Wärmesenkenelements 25 in ihrem Inneren verwendet werden kann. Dies kann als Selbstausrichtungsmerkmal in der x-Richtung betrachtet werden, da das Wärmesenkenelement 25, sollte es fälschlicherweise gekippt platziert werden, sich automatisch drehen würde und wieder in seine korrekte Position gelangen würde. Aufgrund dieses Problems machten frühere Prozesse ein Eingreifen von Hand oder zumindest eine zusätzliche Überprüfung des Wärmesenkenelements zum Platzieren von diesem in einer korrekten Position erforderlich.
  • Die Erfindung gestattet somit die Verwendung von automatischen Maschinen des Aufnahme- und Platzierungs-Typs, die die Wärmesenkenelemente ohne irgendeine weitere Überprüfung aufnehmen und positionieren.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass gemäß der vorliegenden Erfindung die Gehäuseeinrichtung für das Wärmesenkenelement nicht in y-Richtung abgegrenzt sein muss; der Grund hierfür besteht darin, dass die Vorrichtungskonfiguration ein perfektes Schließen der Formhohlräume selbst in dieser Richtung gewährleistet. In 8 bezeichnen die beiden horizontalen unterbrochenen Linien bei dem Bezugszeichen 32 auf dem Niveau der Bodenfläche 27 des Wärmesenkenelements 25 die Möglichkeit, dass die Konstruktion der Gehäuseeinrichtung über die Länge des Wärmesenkenelements in der y-Richtung, in der es sich aus dem Formhaupthohlraum heraus erstreckt, verlängert werden kann.
  • In diesem Sinn ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in den 9 und 10 dargestellt. In diesen Figuren werden wiederum die gleichen Bezugszeichen wie bei den vorangehenden Figuren verwendet, um gleiche oder funktionsmäßig ähnliche Teile und Elemente zu bezeichnen.
  • Bei diesem Beispiel wird insbesondere auf ein Verfahren zum Bilden eines Bausteins vom PSO-Typ Bezug genommen, wie z.B. den Baustein, der in Verbindung mit dem Stand der Technik der 3 veranschaulicht worden ist. Bei diesem Baustein handelt es sich um den Dual-in-line-Typ, bei dem elektrische Zwischenverbindungsstifte von zwei entgegengesetzten Seiten sowie orthogonal zu der Richtung aus dem Baustein austreten, in der sich das Wärmesenkenelement aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstreckt.
  • 9 zeigt eine Perspektivansicht einer geöffneten Form am Ende des Formvorgangs für das Kunststoffgehäuse des Bausteins. Im Spezielleren ist die Form unter Bezugnahme auf eine einzelne Vorrichtung dargestellt. 10 zeigt eine vertikale Schnittdarstellung in der orthogonalen Richtung zu der nach außen gehenden Verlängerung des Wärmesenkenelements, nämlich der y-Richtung der 9.
  • Die Form ist insgesamt bei dem Bezugszeichen 33 dargestellt, wobei in beiden Figuren nur ihr unterer Bereich 33b zu sehen ist. An seiner Außenseite ist das Kunststoffgehäuse 2 teilweise in den unteren Bereich des Formhaupthohlraums eingesetzt und ragt von dem unteren Formteil 33b nach oben.
  • Aus Gründen der Vereinfachung ist der Leiterrahmen weggelassen worden, der sich auf dem Niveau der oberen Oberfläche des unteren Formteils 33b befindet und bei dem vorliegenden Beispiel Verbindungsleitungen aufweist, die in x-Rich tungen von beiden Seiten des Kunststoffgehäuses teilweise nach außen geführt sind.
  • Gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zum Aufnehmen des Wärmesenkenelements 25 eine Nut 34 in dem unteren Formteil 33b vorgesehen, die durch das untere Formteil 33b von der einen Seite zu der anderen Seite hindurch geht. Die Nut 34 hat eine Hauptachse entlang der Richtung, in der sich das Wärmesenkenelement 25 aus dem Kunststoffgehäuse 2 heraus erstrecken soll, d.h. parallel zu der y-Richtung. Die Breite der Nut 34 ist gleich der Abmessung entlang der x-Richtung des Wärmesenkenelements 25.
  • Die zu der y-Richtung parallelen Wände der Nut 34, die in diesen Zeichnungen mit 28' bezeichnet sind, sind gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Winkel α zu der Senkrechten N geneigt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde ein Winkel α im Bereich von 15° gewählt.
  • Die Tiefe der Nut 34 ist derart, dass ihr Boden entsprechend der Bodenfläche des Bausteins angeordnet ist. Ihr Rand befindet sich auf dem Niveau des Leiterrahmens, d.h. der Trennungslinie zwischen den beiden Formhälften, so dass die Leitungen außerhalb des Formhohlraums verbleiben können. Im Wesentlichen ist ihre Tiefe die gleiche wie die des unteren Hauptformhohlraums. Das Wärmesenkenelement 25, das mit seiner oberen Oberfläche in dem Baustein üblicherweise auf einem niedrigeren Niveau als der Leiterrahmen angeordnet ist, ist vollständig innerhalb der Nut 34 enthalten, wobei seine Höhe geringer ist als die Nuttiefe.
  • Der untere Bereich des Formhaupthohlraums bildet eine Erweiterung in der x-Richtung der Nut 34 an der Stelle, an der das Wärmesenkenelement 25 platziert werden soll. Insbesondere ist das Wärmesenkenelement derart angeordnet, dass sein zentraler Bereich, der in das Kunststoffgehäuse eingekapselt werden soll, entsprechend der Erweiterung angeordnet ist, wobei seine peripheren Bereiche innerhalb der Nut 34 jedoch außerhalb der Erweiterung angeordnet sind.
  • Die Seitenflächen 28' des Wärmesenkenelements sind zumindest innerhalb der Nut in den Bereichen außerhalb des Kunststoffgehäuses sowie in Berührung mit den Nutwänden geneigt. Andererseits ist es nicht notwendig, dass die zentralen Bereiche der Seitenflächen des Wärmesenkenelements in ähnlicher Weise ange ordnet sind, da diese mit der Nut in Eingriff stehen, ohne mit irgendwelchen Wänden in Kontakt zu stehen, die der durch den unteren Formhohlraum gebildeten Erweiterung gegenüberliegen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind diese zentralen Bereiche nicht geneigt, sondern orthogonal zu der unteren Hauptfläche 27 des Wärmesenkenelements.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die peripheren Flächen des Kunststoffgehäuses und entsprechend dazu die nicht sichtbaren Innenwände des Formhohlraums unabhängig von den Zielen der vorliegenden Erfindung wie bei der herkömmlichen Konstruktion für ein einfaches Entfernen aus der Form geneigt sind.
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die durchgehende Nut eine bestimmte Anzahl von Wärmesenkenelementen aufnehmen, wobei es sich typischerweise um einige zehn von diesen handelt, die parallel angeordnet sind. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel könnte die Nut 34 etwa 15 Wärmesenkenelemente enthalten, wobei das untere Formteil 33b mit mehreren parallelen durchgehenden Gräben ausgebildet ist.
  • In ihrer bevorzugten Ausführungsform ist somit jede Nut 34 in einer Hauptfläche des unteren Formteils in von einer Seite auf die andere Seite durchgehender Weise ausgebildet. Sie hat das Erscheinungsbild eines Hohlraums mit geneigten Wänden, der eine einzige Hauptachse aufweist und eine entsprechende Anzahl von Erweiterungen aufweist, die ebenfalls parallel und im Abstand voneinander an den Stellen vorgesehen sind, an denen die Wärmesenkenelemente 25 platziert werden.
  • Die Wärmesenkenelemente werden typischerweise gleichzeitig in der Nut platziert, und zwar nach dem Vernieten von diesen an einem einzelnen Metallstreifen, der ihre jeweiligen Leiterrahmen beinhaltet. Jedoch könnten die Wärmesenkenelemente auch nacheinander in der Nut platziert werden, zur Schaffung eines anderen Prozesses, bei dem die Wärmesenkenelemente nach der Platzierung in der Form an den Leiterrahmen angebracht werden.
  • Es ist zu erkennen, dass das Wärmesenkenelement 25 bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem die Gehäuseeinrichtung für das Wärmesenkenelement anders als eine Blindöffnung ausgebildet ist, in besonders einfacher Weise in dem Formteil 33b platziert werden kann. Die Nut stellt eine gerade Führung dar, die die Platzierung jedes Wärmesenkenelements in seiner Position ermöglicht, indem dieses in seitlicher Richtung der Form durch die eine der beiden seitlichen Mündungsöffnungen der Nut eingeführt wird.
  • Die Kerbgebilde sind an dem in der Zeichnung nicht dargestellten oberen Bereich der Nut gebildet und passen beim Schließen der Form in die Nut 34, um mit den Bereichen des Wärmesenkenelements in Eingriff zu treten, die außerhalb des Haupthohlraums angeordnet sind. Dies ist der Grund dafür, dass die Kerbgebilde seitlich von dem oberen Bereich des Formhaupthohlraums gebildet sind. Ihre Breite ist im Wesentlichen die gleiche wie die der Nut. Für jeden Formhohlraum ist typischerweise ein Paar Kerbgebilde auf gegenüber liegenden Seiten vorgesehen, so dass zwischen einander benachbarten Hohlräumen zwei begrenzte Kerbgebilde in der y-Richtung vorhanden sind. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können zwei Kerben von zwei benachbarten Hohlräumen zu einem einzigen, erweiterten Kerbgebilde zwischen den beiden benachbarten Hohlräumen vereinigt sein, das sich in die Nut einsetzen lässt. Die Höhe der Kerbgebilde ist derart, dass ihre Spitzen bei geschlossener Form den Boden nicht erreichen, sondern auf dem gleichen Niveau enden wie die obere Hauptfläche des darunter liegenden Wärmesenkenelements.
  • Die Formkonstruktion, und insbesondere die Konstruktion des unteren Formbereichs, ist somit gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besonders einfach. Dies führt vorteilhafterweise zu geringeren Herstellungskosten als bei herkömmlichen Formen. Bei den bekannten Lösungen müsste die Form in der Tat eine kompliziertere Konstruktion haben. Nirgends konnte eine „offene" Konfiguration wie bei der des bevorzugten Ausführungsbeispiels mit einer durchgehenden Nut verwendet werden, da es erforderlich war, einen abgegrenzten Bereich in dem unteren Formteil zum Aufnehmen des Kunststoffmaterials zu definieren.
  • 11 veranschaulicht den insgesamt bei dem Bezugszeichen 35 dargestellten Baustein nach dessen Entnahme aus der Form 33 sowie nach anschließenden Schritten, in denen die einzelnen Bausteine durch Zertrennen des Metallstreifens, an dem die Serie von Leiterrahmen ausgebildet ist, voneinander getrennt werden (Vereinzelungsschritt) und die Leitungen zum Bilden der Stifte 17 gebogen werden.
  • Das Wärmesenkenelement 25 ist in den peripheren Bereichen 36 außerhalb von dem Kunststoffgehäuse 2, wie in der Zeichnung dargestellt, mit seinen zu der y-Richtung parallelen Seitenflächen 29 zu einer orthogonalen geraden Linie auf die Hauptflächen des Wärmesenkenelements mit einer negativen Neigung nach außen geneigt. Bei diesem Beispiel sind die Bereiche von diesen Flächen innerhalb des Kunststoffgehäuses, die in 11 nicht zu sehen sind, stattdessen orthogonal zu den Hauptflächen des Wärmesenkenelements 25. Bei einem typischen Ausführungsbeispiel weisen diese zentralen Bereiche eine andere, geringfügig kleinere Breite als der nach außen erweiterte Bereich auf.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung zwar in Verbindung mit Bausteinen des Dual-in-line-Typs speziell beschrieben worden ist, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei Bausteinen verwendet werden, die nur von einer Seite des Kunststoffgehäuses hervorstehende Stifte aufweisen, d.h. bei Bausteinen des Single-in-line-Typs. Darüber hinaus könnten die Stifte zum Erzielen des gleichen Effekts entweder orthogonal oder parallel zu der Richtung hervorstehen, in der das Kunststoffgehäuse nach außen erweitert ist, und zwar sowohl bei der vorliegend dargestellten Dual-in-line-Version als auch bei der Single-in-line-Version.
  • Obwohl ein einzelnes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich, dass viele Variationen und Modifikationen auf der Basis des gleichen allgemeinen Erfindungsgedankens möglich sind.
  • Es sollte in Auge gefasst werden, dass die durchgehende Nut, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt ist, nicht gerade verlaufen könnte und einem anderen Verlauf folgen könnte, jedoch stets entsprechend jedem Wärmesenkenelement Bereiche beinhaltet, die z.B. zum Aufnehmen eines einzelnen Wärmesenkenelements ausgebildet sind. Diese Bereiche können typischerweise eine Hauptachsenrichtung parallel zu der Richtung haben, entlang der sich das Wärmesenkenelement von dem Kunststoffgehäuse nach außen erstreckt. Zum Beispiel kann die durchgehende Nut das Gesamtmuster einer polygonalen Linie aufweisen.
  • Die Anzahl der im Inneren jeder durchgehenden Nut aufgenommenem Wärmesenkenelemente kann in Anpassung an spezielle Anwendungen variieren. Im Extremfall könnte jede durchgehende Nut auch nur ein Wärmesenkenelement aufnehmen.
  • Während das beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise die Verwendung einer durchgehenden Nut zum Aufnehmen von jedem Wärmesenkenelement vorsieht, ist dies für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kein strenges Erfordernis, und es könnte stattdessen auch eine Blindöffnung verwendet werden, wie sie bei dem vorausgehenden Schema der Erfindung gemäß den 7 und 8 dargestellt ist.
  • Die Tiefe der anhand der Figuren beschriebenen Nut ist größer als die Höhe des Wärmesenkenelements, die es aufnehmen soll, doch ihre Funktionalität ändert sich selbst dann nicht, wenn eine spezielle Anwendung eine Nut mit kleinerer oder gleicher Tiefe erforderlich macht, wobei sich das Wärmesenkenelement in Richtung auf den oberen Bereich des Formhaupthohlraums nach oben erstreckt.
  • Die Seitenflächen des Wärmesenkenelements, die parallel zu der y-Richtung verlaufen, könnten bei einem anderen Ausführungsbeispiel auch in ihrem in das Kunststoffgehäuse eingebetteten, zentralen Bereich geneigt sein, so dass eine vereinfachte, leicht herstellbare Konstruktion entsteht. Im Extremfall können die Seitenflächen, die zu der x-Richtung parallel sind und vollständig außerhalb von dem Kunststoffgehäuse angeordnet sind, ebenfalls geneigt sein, wobei dies immer noch im Umfang der vorliegenden Erfindung liegt.
  • Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es kein strenges Erfordernis, dass sich das Wärmesenkenelement in symmetrischer Weise aus dem Gehäuse heraus erstreckt, wobei das Wärmesenkenelement auch nicht symmetrisch sein muss. Das Wärmesenkenelement kann verschiedene Formgebungen und Abmessungen auch hinsichtlich des Kunststoffgehäuses aufweisen, und seine Breite entlang der x-Richtung könnte z.B. mit der des Gehäuses identisch sein.
  • Die beschriebenen Zeichnungen beziehen sich auf den typischen Fall des Wärmesenkenelements, das sich von zwei entgegengesetzten Seiten aus dem Kunststoffgehäuse heraus erstreckt. Alternativ hierzu könnte das Wärmesenkenelement auch nur aus einer Seite austreten, so dass jedenfalls eine y-Richtung bestimmt ist, entlang der die Wände seiner Gehäuseeinrichtung geneigt wären. Auch könnten die Seitenflächen des Wärmesenkenelements in einer anderen Richtung als in einer Richtung orthogonal zu der jeweiligen Seite des Gehäuses aus dem Kunststoffgehäuse heraus ragen. Wenn die peripheren Bereiche des Wärmesenkenelements außerhalb des Kunststoffgehäuses derart ausgebildet sind, dass sie sich von drei oder mehr Seiten weg erstrecken oder in einer komplexeren Anordnung erstrecken, hätte die Gehäuseeinrichtung nicht länger eine einzige Hauptrichtung, sondern gemäß der vorliegenden Erfindung müssten ihre Wände zumindest in jedem Bereich in Kontakt mit ebenfalls entsprechend geneigten Seitenflächen des Wärmesenkenelements in der Nähe und außerhalb von dem Kunststoffgehäuse geneigt sein.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Bilden eines Kunststoffbausteins (35) für eine elektronische Leistungshalbleitervorrichtung, die in ein Kunststoffgehäuse (2) einzukapseln ist und mit einem Wärmesenkenelement (25) wärmemäßig zu koppeln ist, das eine freiliegende Hauptfläche (27), wenigstens einen peripheren Bereich (36), der von mindestens einer Seitenfläche des Kunststoffgehäuses (2) in einer zu der Hauptfläche (27) orthogonalen Richtung nach außen ragt, sowie Seitenflächen aufweist, die abgesehen von dem Material in dem mindestens einen peripheren Bereich (36) mit dem Kunststoffmaterial des Gehäuses bedeckt sind, und zwar des Typs, bei dem die Bildung des Kunststoffgehäuses (2) des Bausteins durch einen Formvorgang innerhalb eines Haupthohlraums (24) einer Form (23) erfolgt, nachdem das Wärmesenkenelement (25) mit der Hauptfläche (27) in Kontakt mit dem Boden einer geeigneten Gehäuseeinrichtung (26) positioniert ist, die in einem unteren Bereich der Form (23) vorgesehen ist, der sich in den Haupthohlraum (24) der Form öffnet; dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesenkenelement (25) derart ausgebildet wird, dass zumindest Seitenflächen (29) in dem peripheren Bereich (36), die von der Seite des Kunststoffgehäuses (2) nach außen ragen, zumindest in einer der genannten Seite benachbarten Zone in einem Winkel (?), der im Wesentlichen größer als Null ist, zu einer senkrechten Linie (N) auf die Hauptfläche (27) derart geneigt sind, so dass – von außen betrachtet – eine negative Neigung vorhanden ist; dass die Gehäuseeinrichtung (26) in entsprechender Weise derart ausgebildet wird, dass ihre Innenwände (28), die den Seitenflächen (29) des Wärmesenkenelements zugewandt sind, zumindest in dieser Zone derart geneigt sind, dass sie einen Winkel im Wesentlichen gleich dem Winkel (?) mit der senkrechten Linie (N) bilden, so dass – vom Inneren der Gehäuseeinrichtung betrachtet – eine positive Neigung vorhanden ist; und dass eine Druckbeaufschlagungseinrichtung (30) vorhanden ist, die bei geschlossener Form (23) von oben her mit zumindest einem Teil des peripheren Bereichs (36) des Wärmesenkenelements (25) in Eingriff gebracht wird, um eine Kompressionskraft auf diesen auszuüben, deren Richtung im Wesentlichen zum Boden der Gehäuseeinrichtung (26) hin geht und die ein vorübergehendes hermetisches Abschließen in der Zone bewirkt, die der genannten Seite des Kunststoffgehäuses zwischen den Seitenflächen (29) des Wärmesenkenelements und den Innenwänden (28) der Gehäuseeinrichtung benachbart ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (?) kleiner ist als 30°.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseeinrichtung (26) für das Wärmesenkenelement in Form einer durchgehenden Nut (34) vorliegt, von der zumindest ein Bereich zum Aufnehmen von mindestens einem Wärmesenkenelement (25) an dessen Boden ausgebildet ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmesenkenelement (25) in dem Bereich der Nut (34) bei einer Erweiterung des Nutbereichs, die den Haupthohlraum (24) in dem unteren Bereich (33b) der Form bildet, platziert wird, und zwar derart, dass der periphere Bereich (36) entlang der Nut (34) sowie außerhalb von der Erweiterung angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Nut (34) eine Hauptachsenrichtung (y) hat, dass die Innenwände (28) der Gehäuseeinrichtung Seitenwände (28') des Bereichs der Nut (34) bilden und im Wesentlichen parallel zu der Hauptachsenrichtung (y) sind und dass gleichermaßen die Seitenflächen (29) des Wärmesenkenelements (25), die sich von der Seite des Kunststoffgehäuses nach außen erstrecken, in der Nut im Wesentlichen parallel zu der Hauptachsenrichtung (y) angeordnet sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den Formvorgang eine Mehrzahl von Wärmesenkenelementen (25) entlang einer gemeinsamen Hauptachsenrichtung in voneinander beabstandeter Weise in die durchgehende Nut (34) eingebracht wird, um gleichzeitig eine entsprechende Mehrzahl von Kunststoffgehäusen (2) zu bilden.
  7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (30) in Form von von einem oberen Bereich der Form (33) angrenzend an den Hauptformhohlraum (24) hervorstehenden Elementen vorliegt und sich in die Nut (34) einsetzen lässt, wobei deren Querschnittsabmessungen im Wesentlichen gleich denen der Nut sind.
  8. Form zum Bilden eines Kunststoffgehäuses (2) zum Schützen einer elektronischen Halbleitervorrichtung, die vollständig in das Kunststoffgehäuse (2) eingekapselt ist und mit einem Wärmesenkenelement (25) wärmemäßig gekoppelt ist, das eine freiliegende Hauptfläche (27) und wenigstens einen peripheren Bereich (36) aufweist, der von dem Kunststoffgehäuse (2) von mindestens einer Seitenfläche von diesem in einer zu der Hauptfläche (27) orthogonalen Richtung nach außen ragt, und zwar des Typs, der einen Haupthohlraum (24) zum Bilden des Kunststoffgehäuses (2) durch einen Formvorgang aufweist, wobei in einem unteren Bereich (23b) eine Gehäuseeinrichtung (26) vorhanden ist, die zum Positionieren des Wärmesenkenelements (25) auf einer Bodenfläche ausgebildet ist, die sich in den Hauptformhohlraum (24) hinein öffnet; dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich, der zum Aufnehmen des peripheren Bereichs des Wärmesenkenelements vorgesehen ist, Innenwände (28) der Gehäuseeinrichtung zumindest in einer Zone, die dem Hauptformhohlraum (24) benachbart ist, in einem Winkel (?), der im Wesentlichen größer als Null ist, zu einer senkrechten Linie (N) auf die Bodenfläche der Gehäuseeinrichtung (26) mit einer – vom Inneren der Gehäuseeinrichtung (26) betrachtet – positiven Neigung geneigt sind; und dass sich eine Druckbeaufschlagungseinrichtung (30) von oben her zu dem genannten Bereich der Gehäuseeinrichtung (26) erstreckt und dazu ausgebildet ist, zumindest mit dem peripheren Bereich (36) des Wärmesenkenelements in Eingriff zu treten.
  9. Form nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (?) kleiner ist als 30°.
  10. Form nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseeinrichtung (26) für das Wärmesenkenelement in Form einer durchgehenden Nut (34) vorliegt, von der zumindest ein Bereich zum Aufnehmen von mindestens einem Wärmesenkenelement (25) an dessen Boden ausgebildet ist.
  11. Form nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Nut (34) eine Erweiterung aufweist, die den Haupthohlraum (24) in dem unteren Bereich (33b) der Form bildet.
  12. Form nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Bereichs der Nut (34) auf der gleichen Höhe wie der Rand des Haupthohlraums (24) in dem unteren Bereich (33b) der Form angeordnet ist.
  13. Form nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Nut (34) eine Hauptachsenrichtung (y) hat und die Innenwände der Gehäuseeinrichtung Seitenwände (28') des Nutbereichs bilden sowie im Wesentlichen parallel zu der Hauptachsenrichtung (y) sind.
  14. Form nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Nut (34) eine einzige Hauptachse hat und eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Bereichen aufweist.
  15. Form nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Seitenwände (28') der Nut über die gesamte Länge der Nut (34) geneigt sind.
  16. Form nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagungseinrichtung (30) in Form von von einem oberen Bereich der Nut angrenzend an den Hauptformhohlraum (24) hervorstehenden Elementen vorliegt und sich in die Nut (34) einsetzen lässt, wobei deren Querschnittsabmessungen im Wesentlichen gleich denen der Nut sind.
  17. Baustein für eine elektronische Leistungshalbleitervorrichtung des Typs, die ein durch Formen zu bildendes Kunststoffgehäuse (2) aufweist, in das mindestens eine Platte aus Halbleitermaterial eingekapselt ist, in der eine elektronische Schaltung ausgebildet ist und die wärmemäßig mit einem Wärmesenkenelement (25) gekoppelt ist, das eine freiliegende Hauptfläche (27), wenigstens einen peripheren Bereich (36), der von mindestens einer Seitenfläche des Kunststoffgehäuses (2) in einer zu der Hauptfläche (27) orthogonalen Richtung von dem Kunststoffgehäuse nach außen ragt, sowie Seitenflächen aufweist, die abgesehen von dem Material in dem mindestens einen peripheren Bereich (36) mit dem Kunststoffmaterial des Gehäuses bedeckt sind; dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Seitenflächen (29) des Wärmesenkenelements in dem peripheren Bereich (36), die sich von der Seite des Kunststoffgehäuses (2) nach außen erstrecken, zumindest in einer dem Gehäuse benachbarten Zone in einem Winkel (?), der im Wesentlichen größer als Null ist, zu der Richtung einer senkrechten Linie (N) auf die Hauptfläche (27) des Wärmesenkenelements mit einer – von außen betrachtet – negativen Neigung geneigt sind, wobei die Bereiche der Seitenflächen (29) des Wärmesenkenelements, die im Inneren des Kunststoffgehäuses (2) liegen, einen Winkel von im Wesentlichen Null mit der senkrechten Linie (N) bilden.
  18. Baustein nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (?) kleiner ist als 30°.
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