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Vakuumdichte, aus Metall bestehende Hülle für Halbleitersysteme
Die Erfindung bezieht sich auf eine vakuumdichte, aus Metall bestehende Hülle für Halbleitersyste- me, wie Transistoren oder Kristalldioden.
Es wurde bereits vorgeschlagen, eine solche Hülle aus mindestens zwei Teilen herzustellen, wobei einander zugewandte Flächen dieser Teile durch Pressen miteinander vereinigt waren und eine Pressflä- i che aus verhältnismässig hartem Metall und eine andere an ihr anliegende Pressfläche aus verhältnismä- ssig weichem Metall bestand, während in der aus dem härteren Metall bestehenden Pressfläche wenigstens eine Nut hergestellt war, deren Seitenwände sich angenähert senkrecht zu dieser Fläche erstreckten, und welche Nut oder Nuten mit dem weicheren Metall ausgefüllt war oder waren.
Dabei wurde irh wesentlichen an Kombinationen von Teilen gedacht, bei denen die weicheren aus
Metallen wie Kupfer und Aluminium mit einer Härte von der Ordnung'von 60 V. P. N. (Vicker's Pyramidal
Number) und die härteren aus Eisen und Stahl mit einer Härte in der Ordnung von 120 V. P. N. oder mehr bestanden. Bei manchen Halbleiterelektrodensystemen spielt die Wärmeableitung eine wichtige Rolle und in dieser Hinsicht weisen aus Eisen und Stahl bestehende Teile der Hülle den Nachteil auf, dass sie einen verhältnismässig hohen Wärmewiderstand besitzen.
Die Erfindung bezweckt unter anderem eine Bauart anzugeben, bei der die Hülle nahezu vellig aus
Metallen, wie beispielsweise Kupfer und Aluminium, hergestellt werden kann.
Gemäss der Erfindung weist die Hülle wenigstens zwei Teile aus verhältnismässig hartem Metall auf, die beide mit einander zugewandten Pressflächen versehen sind und in diesen Flächen Nuten aufweisen, deren Wände sich angenähert senkrecht zu diesen Flächen erstrecken, wobei zwischen diesen Flächen eine Schicht aus sehr weichem Metall vorgesehen ist, dass die Nuten ausfUllt, während einer der erwähn- ten zwei Teile einen Falzrand aufweist, der um den andern Teil herumgreift und die Teile zusammen- presst. Unter einem sehr weichen Metall wird ein Metall verstanden, dessen Härte kleiner als 25 V. P. N.
(Vicker's Pyramidal Number) ist.
Bei dem Gegenstand gemäss der Erfindung sind also die Metalle Kupfer und Aluminium, deren Härte in der Ordnung von 60 V. P. N. liegt, schon als verhältnismässig hart zu betrachten.
Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform liegt die Pressfläche des einen Teiles in einer Vertiefung des andern Teiles, wobei ein Rand dieser Vertiefung als Falzrand ausgebildet ist.
Es ist schon bekannt, zwei Teile einer Umhüllung mittels eines Falzrandes aufeinander zu pressen und dabei ein verhältnismässig weiches Metall als Dichtung zu verwenden. Dabei wurden jedoch die oben be- schriebenen Nuten, welche die Vakuumdichte befördern, nicht verwendet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der
Zeichnung dargestellt sind.
Die beiden Figuren stellen einen Schnitt durch eine Hülle für einen Transistor oder eine Kristalldiode dar, wobei der Halbleiterkörper mit den Elektroden und die Durchführungsleiter durch die HUlle nicht dargestellt sind.
Die in Fig. 1 dargestellte Wille besteht aus einem Boden 1 und einem Deckel 2. Der Boden 1 ist mit einer Pressfläche versehen, die in einer Vertiefung 3 liegt ; in dieser Vertiefung ist eine Nut 4 mit angenähert senkrechten Wänden hergestellt. Der Deckel 2 weist einen Flansch 5 auf, dessen Unterseite eine Pressfläche bildet, in der eine Nut 6 hergestellt ist. Zwischen den beiden Pressflächen ist in der Ver-
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tiefung 3 eine Schicht aus einem sehr weichen Metall, wie beispielsweise Blei, Zinn oder Indium, vorgesehen, z. B. in Form eines Ringes. Die Schicht kann auch dadurch erzielt werden, dass ein solches Me- tall in der Vertiefung geschmolzen wird und ausfliesst.
Dann ist der Boden 1 auf einen Tisch gelegt und es ist auf dem Flansch 5 des Deckels ein Stempel angeordnet, mittels dessen die Pressflächen so kräftig aufeinander gedrückt sind, dass die Nuten 4 und 6 völlig mit dem sehr weichen Metall ausgefüllt werden. vorzugsweise ist ferner während der Ausübung dieses Druckes ein Falzrand 8, der aus dem Rand der Ver- tiefung 3 gebildet ist, über den Flansch 5 gepresst, so dass die Teile 1 und 2 hermetisch aneinander be- festigt sind.
Die Hülle nach Fig. 2 besteht aus einem Boden 1i und einem Deckel 12. Am Rand des Bodens 11 sind zwei Nuten 13 vorgesehen. Der Deckel 12 weist einen Flansch 14 auf, in dem zwei Nuten 15 hergestellt sind. Diejenigen Teile des Bodens und des Deckels, in denen diese Nuten vorgesehen sind, bilden wiederum die Pressflächen, zwischen die eine Schicht 16 aus einem sehr weichen Metall gelegt ist.
Diese Pressflächen sind wieder unter hohem Druck zusammengepresst, wonach ein Falzrand 17 des Dekkels 12 um den Boden 11 gefalzt ist
Ein Vorteil dieser Bauarten ist der, dass für die Weichmetallschicht 7 bzw. 16 ein Metall gewählt werden kann, das nur eine sehr geringe Festigkeit aufweist ; diese Schicht besorgt den vakuumdichten Verschluss, jedoch der Falzrand 8 bzw. 17 gewährleistet den mechanischen Verschluss der Hülle.
Ein weiterer Vorteil ist der, dass für den Boden 1 bzw. 11 und den Deckel 2 bzw. 12 praktisch jedes Metall Verwendung finden kann, das die sonst für solche HUllen zu stellenden Anforderungen erfüllt. Sowohl Eisen als auch Kupfer oder Messing haben sich als sehr geeignet erwiesen.
Es hat sich herausgestellt, dass das Vorhandensein der Nuten 4,6 bzw. 13, 16 zum Erzielen eines vakuumdichten Verschlusses erforderlich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vakuumdichte, aus Metall bestehende Hülle für Halbleitersysteme, wie Transistoren oder Kristalldioden, die aus wenigstens zwei Teilen besteht, wobei einander zugewandte Flächen dieser Teile durch Pressen miteinander vereinigt sind, und eine Pressfläche aus verhältnismässig hartem Metall und eine andere an ihr anliegende Pressfläche aus einem verhältnismässig weichen Metall besteht, wobei in der aus dem härteren Metall bestehenden Pressfläche wenigstens eine Nut hergestellt ist, deren Seitenwände sich angenähert senkrecht zu dieser Fläche erstrecken, welche Nut oder Nuten mit dem weicheren Metall gefüllt ist oder sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle mindestens zwei Teile (1 und 2 bzw.
11 und 12) aus verhältnismässig hartem Metall aufweist, die beide mit einander zugewandten Pressflächen versehen sind und in diesen Flächen solche Nuten (4 und 6 bzw. 13 und 15) aufweisen, wobei zwischen diesen Flächen eine Schicht (7 bzw. 16) Åaus sehr weichem Metall vorhanden ist, das die Nuten ausfüllt, während einer (1 bzw. 12) der erwähnten zwei Teile einen Falzrand (8 bzw. 17) aufweist, der um den andern Teil (2 bzw. 11) herumgreift und die Teile zusammenpresst.