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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Glasdurchführung für elektrische oder elektronische Bauelemente, insbesondere Halbleiterbauelemente, mit einer einen Glaskörper umgebenden
Metallkappe mit Ausnehmungen im Boden für die isoliert hindurchgeführten Leiter für einen oder mehrere elektrische Leiter, von denen mindestens einer mit jeweils einem im wesentlichen senkrecht zu den
Anschlussdrähten angeordneten, elektrisch leitenden, von der Metallkappe isolierten Kontaktplättchen in elektrischer Verbindung steht, wobei die Einzelteile der Glasdurchführung zunächst in eine Schmelzform, vorzugsweise aus Graphit, gelegt und hierauf durch Schmelzen und anschliessendes Erstarren des Glaskörpers eingeschmolzen werden.
In der österr. Patentschrift Nr. 223660 und in der USA-Patentschrift Nr. 3, 487, 275 sind beispielsweise Halbleitereinrichtungen beschrieben, bei denen ein Transistor in einer luftdichten Kapsel angeordnet ist, die aus einem Sockelteil und darübergestülptem Metalltopf besteht, wobei diese beiden Teile längs zweier Flansche durch Heiss- oder Kaltschweissung miteinander verbunden sind. Der Sockelteil hat die Form einer Metallkappe, die eine isolierende Glasmasse umschliesst, welche zur Halterung von mehreren metallischen, die Anschlussklemmen der
Halbleitereinrichtung bildenden Zuleitungen dient. Diese Zuleitungen sind jedoch unmittelbar über dünne
Anschlussdrähte mit den Elektrodenflächen der auf einer, an der Oberseite des Sockelteiles angeordneten
Plattform befestigten Halbleiterscheibe verbunden.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine als Sockelteil einer solchen Halbleitereinrichtung verwendbare
Glasdurchführung, wobei jedoch mindestens ein Anschlussdraht mit einem im wesentlichen senkrecht zu diesem angeordneten, elektrisch leitenden Kontaktplättchen in elektrischer Verbindung steht. Bei Halbleitereinrichtungen wird auf diesen Kontaktplättchen der halbleitende Kristall angeordnet.
Das Kontaktplättchen dient nicht nur zum elektrischen Anschluss, sondern vor allem auch zur Kühlung.
Hiefür ist eine möglichst plane Ausführung erwünscht. Von den übrigen nahe benachbart angeordneten Anschlüssen und der Kappe der Glasdurchführung muss das Kontaktplättchen selbstverständlich isoliert sein, um ein einwandfreies Funktionieren des Bauelementes zu ermöglichen. Wegen mechanischer Festigkeit und besserer Wärmeableitung wird verlangt, dass die Kontaktfläche mit dem Glas der Durchführung verschmolzen ist.
Bisher wurde hiebei ein Anschlussdraht zu einem Haken geformt, wobei der lange Schenkel des Hakens den eigentlichen Anschlussdraht bildete und der kurze, plan gequetschte Schenkel als Kontaktplättchen diente. Diese bekannte Ausführung hat mehrere Nachteile. Die Herstellung des gequetschten Hakens kommt teuer. Es ist eine besonders geformte Glaspille notwendig, die eine Aussparung für den kurzen Schenkel des Hakens zwecks dessen Zentrierung aufweist. Trotzdem ist wegen der unvermeidlichen Verschiebungen während des Verschmelzprozesses der Prozentsatz an Durchführungen, bei denen Schluss mit einem andern Anschlussdraht vorliegt, und die daher Ausschuss sind, untragbar hoch. Ferner ist durch die Hakenform ein automatischer Zusammenbau der Einzelteile erschwert.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden.
Erfindungsgemäss werden am Boden der Metallkappe mindestens zwei Ausnehmungen derart vorgesehen, dass jeweils zwischen zwei Ausnehmungen ein als Kontaktplättchen dienender Teil des Bodens verbleibt, der mittels zweier dünner Stege, deren Querschnitt geringer als der des jeweiligen Kontaktplättchens ist, mit dem Rest des Bodens verbunden ist, und dass nach oder während des Einschmelzens die Verbindungsstege zwischen dem bzw. den Kontaktplättchen und der Metallkappe entfernt werden, wobei der bzw. die mit dem bzw. den Kontaktplättchen in elektrischer Verbindung stehenden Anschlussdrähte als von dem bzw. den Kontaktplättchen zunächst gesonderte Bauteil von dem oder während des Einschmelzens mit dem bzw. den Kontaktplättchen verlötet oder verschweisst werden.
Abgesehen davon, dass das angestrebte Ziel vollständig erreicht wird, bietet die Erfindung den Vorteil, dass für erfindungsgemässe Glasdurchführungen bis auf die Kappen die gleichen Einzelteile verwendet werden können, wie für ähnlich aufgebaute Glasdurchführungen ohne Kontaktfläche.
Das Abtrennen des bis zum Einschmelzen mit der Kappe verbundenen Kontaktplättchens bzw. die Entfernung der Verbindungsstege kann auf mehrere Arten, z. B. mechanisch oder auch durch Ätzung erfolgen.
Zweckmässigerweise werden zur Trennung des bzw. der Kontaktplättchen von der Metallkappe die Stege durch elektrischen Stromstoss durchgeschmolzen.
Vorteilhafterweise werden in an sich bekannter Weise der bzw. die Anschlussdrähte mit dem bzw. den Kontaktplättchen während des Einschmelzvorganges hart verlötet.
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nicht von der Kappe getrennt wurde. Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf die Aufbauseite derselben Glasdurchführung nach dem Trennen.
Die in den Zeichnungen dargestellte, beispielsweise als Sockel für elektrische oder elektronische Bauelemente dienende Glasdurchführung besteht aus einem Glaskörpers einer Kappe--2--sowie
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Orientierung der Glasdurchführung bzw. der Kappe bei automatischen Produktionsvorgängen. Am Boden --10-- ist durch zwei Ausnehmungen--11, 12-- ein Kontaktplättchen--13--geformt, das über die
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Halbleiterkristalls. Der Anschlussdraht-6-wird mit der Kappe --2-- bzw. deren Boden --10-- leitend verbunden und dient als Masseanschluss, beispielsweise zur Abschirmung.
Die Verbindung von Anschlussdraht - und Boden-10-sowie von Anschlussdraht-5-und Kontaktplättchen-13-kann durch Schweissen vor dem Verschmelzprozess erfolgen.
Besonders vorteilhaft wendet man jedoch die an sich bekannte Methode an, beim Einlegen in die Schmelzform eine kleine Menge Hartlot--16--an die Verbindungsstelle zu bringen und die Verlötung gleichzeitig mit der Verschmelzung durchzuführen. Dadurch wird nicht nur die automatische Montage vereinfacht, sondern man erhält im fertigen Zustand der Glasdurchführung auch eine wesentlich günstigere Wärmeabfuhr vom Kontaktplättchen--13--, wenn man ein Hartlot--16--mit guten Wärmeleiteigenschaften, beispielsweise Silber verwendet. Da für das Kontaktplättchen--13--notwendigerweise ein Einschmelzwerkstoff, z. B.
Nickeleisen-oder Nickeleisenkobaltlegierung, herangezogen werden muss, wobei Einschmelzwerkstoffe innerhalb der Metalle und Legierungen nur mässige Wärmeleiteigenschaften aufweisen,
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Zweckmässigerweise wird das für den Lötvorgang erforderliche Lot durch Galvanisieren, insbesondere durch Versilbern der Spitzen des bzw. der Anschlussdrähte eingebracht.
Für eine erfindungsgemässe Herstellung eines Sockels entsprechend der Norm JEDEC TO-72 versilbert man
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--10-- zugekehrtenbzw. 6-auf eine Länge von etwa 0, 5 bis 1 mm 10 bis 20 m stark.
Nach dem Verschmelzen wird das Kontaktplättchen -13- durch Entfernen der Stege--14, 15-vom Boden --10-- elektrisch isoliert und ist somit nur mehr über den mittels des Hartlots-16-daran befestigten Anschlussdraht --5-- leitend verbunden. Das Entfernen der Stege-14, 15-erfolgt zweckmässig, wie oben bereits beschrieben, durch Stromstoss.
Bei dem erwähnten Sockel TO-72 weisen die Stege--14, 15-- eine Breite von 0, 2 mm und eine Dicke gleich der Dicke der Gehäusekappe-2-von ebenfalls 0, 2 mm auf. Der Stromstoss erfolgt dann mit den Werten von ungefähr 4 V, 11 A und wird durch das Durchschmelzen der Stege selbsttätig unterbrochen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer Glasdurchführung für elektrische oder elektronische Bauelemente, insbesondere Halbleiterbauelemente, mit einer einen Glaskörper umgebenden Metallkappe mit Ausnehmungen im Boden für die isoliert hindurchgeführten Leiter für einen oder mehrere elektrische Leiter, von denen mindestens einer mit jeweils einem im wesentlichen senkrecht zu den Anschlussdrähten angeordneten, elektrisch leitenden, von der Metallkappe isolierten Kontaktplättchen in elektrischer Verbindung steht, wobei die Einzelteile der Glasdurchführung zunächst in eine Schmelzform, vorzugsweise aus Graphit, gelegt und hierauf durch Schmelzen
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am Boden (10) der Metallkappe (2) mindestens zwei Ausnehmungen (11,12) derart vorgesehen werden, dass jeweils zwischen zwei Ausnehmungen ein als Kontaktplättchen (13)
dienender Teil des Bodens (10) verbleibt, der mittels zweier dünner Stege (14,15), deren Querschnitt geringer als der des jeweiligen Kontaktplättchens (13) ist, mit dem Rest des Bodens (10) verbunden ist, und dass nach oder während des Einschmelzens die Verbindungsstege (14,15) zwischen dem bzw. den Kontaktplättchen (13) und der Metallkappe (2) entfernt werden, wobei der bzw. die mit dem bzw. den Kontaktplättchen (13) in elektrischer Verbindung stehenden Anschlussdrähte (5) als von dem bzw. den Kontaktplättchen (13) zunächst gesonderte Bauteile vor dem oder während des Einschmelzens mit dem bzw. den Kontaktplättchen (13) verlötet oder verschweisst werden.
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