DE102009001534A1 - Optoelectronic semiconductor component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein durch Licht aktivierbares elektronisches Bauelement, das ein hermetisch verschlossenes Gehäuse (10; 11, 12, 13) aus Metall, das eine durchgehende Öffnung (14), einen Halbleiter-Chip (20) mit einem lichtempfindlichen Bereich, der in dem Gehäuse angeordnet ist, eine lichtdurchlässige Scheibe (40), die derart an der Öffnung (14) angeordnet ist, dass durch die Öffnung (14) und die Scheibe (40) Licht durch das Gehäuse (10) auf den lichtempfindlichen Bereich des Halbleiter-Chips (20) fallen kann und dass die Scheibe (40) die Öffnung (14) hermetisch verschließt, aufweist, wobei an einer Oberfläche (111) des Gehäusedeckels (11) ein im Vergleich mit den Abmessungen der Öffnung (14) schmaler, umlaufender Steg aus Metall (112) ausgebildet ist, mit dem die lichtdurchlässige Scheibe (40) stoffschlüssig verbunden ist.The invention relates to a photoactivatable electronic component including a hermetically sealed metal housing (10, 11, 12, 13) having a through opening (14), a semiconductor chip (20) having a photosensitive area formed therein Housing is arranged, a translucent disc (40) which is disposed on the opening (14), that through the opening (14) and the disc (40) light through the housing (10) on the photosensitive region of the semiconductor chip (20) and that the disc (40) hermetically seals the opening (14), wherein on a surface (111) of the housing cover (11) in comparison with the dimensions of the opening (14) narrow, circumferential web of Metal (112) is formed, with which the translucent disk (40) is integrally connected.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, insbesondere die Lichtdurchführung bei lichtzündbaren Thyristoren (light triggered thyristors, LTT).The The invention relates to an optoelectronic semiconductor component, in particular the passage of light in the case of light-ignitable Thyristors (light triggered thyristors, LTT).

HINTERGRUNDBACKGROUND

Optoelektronische Bauelemente werden beispielsweise dann eingesetzt, wenn eine Potentialtrennung zwischen zwei unterschiedlichen Teilen einer elektrischen Schaltung gewünscht wird, wobei ein Teil oft Leistungselektronikkomponenten umfasst, die bei hohen Spannungen und/oder Strömen betrieben werden, und der andere Teil eine Steuerelektronik im Schwachstrombereicht umfasst. Als Beispiel seien lichtzündbare Thyristoren genannt, die in Stromrichteranlagen in der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungtechnik (HGÜ-Technik, high-voltage direct-current power transmission, HVDC power transimssion) eingesetzt werden. In deren Gehäuse befindet sich ein lichtdurchlässiges Fenster, durch das über ein Glasfaserkabel Licht zugeführt wird. Durch das Glasfaserkabel und das Fenster kann ein Lichtimpuls einer Laserdiode zu den lichtempfindlichen Bereichen des Halbleiter-Chips geführt und so das im Chip integrierte elektronische Bauteil aktiviert werden.Optoelectronic Components are used, for example, when a potential separation between two different parts of an electrical circuit is desired, with a part often power electronics components which operated at high voltages and / or currents be, and the other part of a control electronics in the weak current range includes. As an example, be mentioned light-ignitable thyristors, in power converter systems in high-voltage direct-current transmission technology (HVDC technology, high-voltage direct-current power transmission, HVDC power transimssion). Located in their housing a translucent window, through which a fiber optic cable is supplied to light. Through the fiber optic cable and the window may receive a light pulse from a laser diode to the photosensitive one Guided areas of the semiconductor chip and so in the chip integrated electronic component to be activated.

Derartige elektronische Leistungsbauelemente unterliegen starken Temperaturwechselberastungen. Unterschiedliche Tempe raturausdehnungskoeffizienten (coefficient of thermal expansion, CTE) verschiedener Gehäusekomponenten können dabei ein Problem darstellen. Insbesondere ist die Lichtdurchführung durch das Gehäuse, d. h. die Befestigung der Lichtdurchlässigen Scheibe, die beispielsweise aus Glas oder einer Glaskeramik (z. B. Mangan-Silikat-Glas) besteht, an dem Kupfergehäuse aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Kupfer (oder auch Aluminium oder entsprechenden metallischen Legierungen) und Glas problematisch und bedarf beim Entwurf des Bauelementes besonderer Berücksichtigung.such Electronic power components are subject to severe thermal cycling. Different Tempe Raturausdehnungskoeffizienten (coefficient of thermal expansion, CTE) of various housing components can be a problem. In particular, the Light passage through the housing, d. H. the Attaching the Translucent Disc, for example glass or a glass ceramic (eg manganese silicate glass), on the copper housing due to the different thermal Expansion coefficients of copper (or aluminum or equivalent metallic alloys) and glass is problematic and requires Design of the component of special consideration.

Bei bekannten Bauteilen sind diese Verbindungen zwischen Glas und Metall komplex aufgebaut. So kann z. B. die Glasscheibe nicht direkt mit dem Kupfer verbunden (z. B. verlötet) werden, sondern es sind Ausgleichsstücke aus Keramik und/oder Metall zwischen Glas und Metallgehäuse notwendig, um die unterschiedlichen thermischen Dehnungen auszugleichen und die entstehenden mechanischen Spannungen aufzunehmen. Derartige Verbindungen sind daher aufwändig in der Herstellung, was das Endprodukt insgesamt verteuert.at known components are these connections between glass and metal complex structure. So z. B. the glass does not directly with the Copper are connected (eg soldered), but it is Ceramic and / or metal shims between glass and metal housing necessary to the different thermal Strains compensate and the resulting mechanical stresses take. Such compounds are therefore complicated in production, which makes the final product more expensive.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden ein durch licht aktivierbares elektronisches Bauelement zur Verfügung zu stellen, das eine möglichst einfach herzustellende, vakuumdichte Lichtdurchführung aufweist. Es ist eine Weitere Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Herstellungsverfahren anzugeben.It It is an object of the present invention to be activatable by light to provide an electronic component that having a simple as possible to produce, vacuum-tight light passage. It is a further object of the invention to provide a corresponding production method specify.

ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION

Die oben genannte Aufgaben werden durch das elektronische Bauteil gemäß Anspruch 1 und durch das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Unterschiedliche Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The The above objects are achieved by the electronic component according to claim 1 and by the manufacturing method according to claim 10 solved. Different developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Im Folgenden wird als ein Beispiel der Erfindung ein durch Licht aktivierbares elektronisches Bauelement offenbart. Das Bauelement weist auf: ein hermetisch verschlossenes Gehäuse aus Metall, das eine durchgehende Öffnung aufweist; einen Halbleiter-Chip mit einem lichtempfindlichen Bereich, der in dem Gehäuse angeordnet ist; eine lichtdurchlässige Scheibe, die derart an der Öffnung angeordnet ist, dass durch die Öffnung und die Scheibe Licht durch das Gehäuse auf den lichtempfindlichen Bereich des Halbleiter-Chips fallen kann und dass die Scheibe die Öffnung hermetisch verschließt. An einer Oberfläche des Gehäusedeckels ist ein dünner umlaufender Steg aus Metall ausgebildet, mit dem die lichtdurchlässige Scheibe stoffschlüssig verbunden ist.in the As an example of the invention, a light activatable electronic component disclosed. The device features: a hermetic closed metal housing, which has a through opening having; a semiconductor chip having a photosensitive region, which is arranged in the housing; a translucent pane, which is arranged at the opening such that through the opening and the disc light through the housing on the photosensitive Area of the semiconductor chip can fall and that the slice the opening hermetically seals. On a surface of the Housing cover is a thin circumferential web formed of metal, with which the translucent disc is connected cohesively.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die folgenden Figuren und die weitere Beschreibung soll helfen, die Erfindung besser zu verstehen. Die Elemente in den Figuren sind nicht unbedingt als Einschränkung zu verstehen, vielmehr wird Wert darauf gelegt, das Prinzip der Erfindung darzustellen. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen korrespondierende Teile.The following figures and the further description should help, the To understand the invention better. The elements in the figures are not necessarily as a limitation, rather it is important to illustrate the principle of the invention. In the figures, like reference numerals designate corresponding ones Parts.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines lichtzündbaren Thyristors mit einer Lichtzuführung über einen Lichtwellenleiter; 1 shows a perspective view of a light-ignitable thyristor with a light supply via an optical waveguide;

2 zeigt als Schnittansicht in vergrößerter Darstellung die Lichtdurchführung durch das Thyristorgehäuse mit einer Glas- oder Glaskeramikscheibe, die auf einem dünnen Steg des Gehäuses befestigt ist; 2 shows as a sectional view in an enlarged view of the light passage through the thyristor housing with a glass or glass ceramic disc which is mounted on a thin web of the housing;

3 zeigt in einer weiteren Schnittansicht die Glasscheibe der Lichtdurchführung aus 2. 3 shows in a further sectional view of the glass of the light passage 2 ,

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In 1 zeigt in teilweise aufgebrochener und vereinfachter Darstellung perspektivisch ein Beispiel eines lichtzünd baren (Leistungs-)Thyristor (LTT, light triggerable thyristor). Der Thyristor umfasst ein Gehäuse 10 mit einen metallischen Gehäusedeckel 11 und einen matallischen Gehäuseboden 12, die durch eine Isolierwandung 13 (z. B. eine Aluminiumoxid-Keramik) getrennt und somit voneinander elektrische isoliert sind. Der Gehäusedeckel 11 und der Gehäuseboden 12 sind beispielsweise aus Kupfer hergestellt, wobei die Oberfläche vernickelt ist. Sowohl der Gehäusedeckel 11 als auch der Gehäuseboden 12 sind jeweils als ein metallisches Kontaktstück ausgebildet und dienen auch zur elektrischen Kontaktierung des Thyristors. Der Gehäusedeckel 11 ist somit gleichzeitig die Kathode des Thyristors und der Gehäuseboden 12 die Anode. Das eigentliche Leistungshalbleiterbauelement 20, d. h. der Halbleiter-Chip ist zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen 110 und 120 des Gehäusedeckels 11 bzw. des Gehäusebodens 12 eingeklemmt.In 1 shows a partially broken and simplified representation in perspective an example of a lichtzünd ble (power) thyristor (LTT, light triggerable thyristor). The thyristor comprises a housing 10 with a metallic housing cover 11 and a matallic caseback 12 passing through an insulating wall 13 (For example, an alumina ceramic) separated and thus isolated from each other electrical. The housing cover 11 and the case back 12 are made of copper, for example, with the surface being nickel plated. Both the housing cover 11 as well as the caseback 12 are each formed as a metallic contact piece and also serve for electrical contacting of the thyristor. The housing cover 11 is thus at the same time the cathode of the thyristor and the housing bottom 12 the anode. The actual power semiconductor component 20 ie, the semiconductor chip is between the opposite surfaces 110 and 120 of the housing cover 11 or the housing bottom 12 trapped.

Zum Zünden des Leistungshalbleiterbauelement 20 weist der Gehäusedeckel 11 eine Bohrung 14 auf, an deren (in 3 nicht ersichtlich) dem Leistungshalbleiterbauelement 24 zugewandten Ende eine Scheibe (vgl. 4, Bezugszeichen 40) aus Glas oder Glaskeramik (z. B. Aluminiumoxid-Saphir) angeordnet ist. Durch eine in den Gehäusedeckel 11 eingebrachte Nut und durch die Bohrung 14 ist ein Lichtwellenleiter 30 bis zu der Scheibe 40 geführt. Das aus dem Lichtwellenleiter 30 austretende Licht gelangt so durch die Scheibe 40 in das Innere des Gehäuses 10 und trifft dort auf die lichtempfindlichen Bereiche des Leistungshalbleiterbauelement 20. Durch Senden eines Lichtimpulses über den Lichtwellenleiter 30 wird auf diese Art und Weise der lichtzündbare Thyristor aktiviert.For igniting the power semiconductor component 20 has the housing cover 11 a hole 14 on, on whose (in 3 not apparent) the power semiconductor device 24 facing the end of a disc (see. 4 , Reference number 40 ) made of glass or glass ceramic (eg alumina-sapphire) is arranged. Through one in the housing cover 11 introduced groove and through the hole 14 is an optical fiber 30 up to the disc 40 guided. That from the optical fiber 30 Exiting light passes through the glass 40 in the interior of the case 10 and there meets the photosensitive areas of the power semiconductor device 20 , By sending a light pulse over the fiber optic cable 30 In this way the light-ignitable thyristor is activated.

Um das Leistungshalbleiterbauelement 20 vor Korrosion und anderen unerwünschten Umwelteinflüssen zu schützen, soll die Verbindung zwischen der Glasscheibe 40 und dem Gehäusedeckel 11 vakuumdicht sein, sodass die im Gehäuseinneren befindlichen Komponenten, insbesondere das Leistungshalbleiterbauelement 20 hermetisch verschlossen (hermetically sealed) ist.To the power semiconductor device 20 To protect against corrosion and other undesirable environmental influences, the connection between the glass pane 40 and the housing cover 11 be vacuum-tight, so that the components located inside the housing, in particular the power semiconductor device 20 hermetically sealed.

Beispielsweise kann die Glasscheibe (40) am Gehäusedeckel angelötet sein, um die Bohrung 14 vakuumdicht zu verschließen.For example, the glass pane ( 40 ) are soldered to the housing cover to the bore 14 close vacuum-tight.

Das Problem, welches eine derartige Glas-Metall-Verbindung mit sich bringt, wird deutlich, wenn das Gehäuse 10 einer Temperaturwechselbelastung ausgesetzt wird. Bei Leistungselektronikbauteilen liegen diese Temperaturwechselbelastungen je nach Verwendung bei über 100 Grad Celsius Temperaturdifferenz, z. B. bei rund 160 Grad Celsius. Der thermische Ausdehnungskoeffizient liegt bei Glas je nach Typ zwischen 0.5 ppm/°C und 10 ppm/°C, der von den meisten Metallen jedoch deutlich über 15 ppm/°C (Kupfer: 17 ppm/°C, Aluminium: 24 ppm/°C, Stahl: 13 ppm/°C, etc). Daraus folgt, dass die Grenzschicht zwischen Glas und Metall (z. B. das Lot) die durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen von Glas und Metall verursachten mechanischen Spannungen aufnehmen muss. Was dazu führt, dass sich die Glasscheibe nach einigen Temperaturzyklen ablöst. Im Falle einer Lötverbindung wird die Lotschicht durch die Temperaturwechselberastungen mit einer Scher-/Biegebelastung beansprucht, was nach einer bestimmten Anzahl von Zyklen zum Ermüdungsbruch führen kann. So können z. B. Sprünge in der Glassscheibe oder undichte Stellen in der Verbindungsschicht (z. B. der Lotschicht) entstehen.The problem associated with such a glass-to-metal connection becomes apparent when the housing 10 is exposed to a thermal cycling. For power electronics components, these thermal cycling depending on the use at over 100 degrees Celsius temperature difference, z. B. at around 160 degrees Celsius. Depending on the type, the thermal expansion coefficient for glass is between 0.5 ppm / ° C and 10 ppm / ° C, but for most metals it is well above 15 ppm / ° C (copper: 17 ppm / ° C, aluminum: 24 ppm / ° C, steel: 13 ppm / ° C, etc). It follows that the boundary layer between glass and metal (eg the solder) has to absorb the mechanical stresses caused by the different thermal expansions of glass and metal. This causes the glass to peel off after a few temperature cycles. In the case of a solder joint, the solder layer is stressed by the thermal cycling with a shear / bending load, which can lead to fatigue failure after a certain number of cycles. So z. B. cracks in the glass sheet or leaks in the connecting layer (eg., The solder layer) arise.

Um das oben erläuterte Problem zu lösen können beispielsweise zwischen die Glassscheibe (40) und das Metallgehäuse (11) ein oder mehrere Ausgleichsstücke z. B. aus Keramik angeordnet werden. Eine derartige Konstruktion mit mehreren Ausgleichsstücken (beschrieben z. B. in der Druckschrift DE 103 52 670 A1 ) ist verhältnismäßig aufwändig. Eine direkte Verbindung der Glasscheibe mit einem metallischen Gehäuseteil wäre zwar einfacher konnte aber bisher aufgrund der oben beschriebenen Problematik nicht realisiert werden.To solve the problem explained above, for example, between the glass pane ( 40 ) and the metal housing ( 11 ) One or more compensating pieces z. B. be arranged from ceramic. Such a construction with several shims (described for example in the document DE 103 52 670 A1 ) is relatively expensive. Although a direct connection of the glass pane with a metallic housing part would be simpler, it has not yet been possible to realize it because of the problems described above.

2 illustriert ein Beispiel der Erfindung, bei dem zwischen Glas und Metall keine weiteren Bauteile, insbesondere keine Keramik-Ausgleichsstücke, notwendig sind, um die Unter schiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Glas und Metall auszugleichen. Die 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines vertikalen Schnittes durch die vertikale Mittelachse des oberen Gehäusedeckels 11 des Gehäuses 10 aus der 1. In der Mitte ist die Öffnung 14 (z. B. Bohrung) zu sehen, in die der Lichtwellenleiter 30 teilweise eingeführt werden kann und durch die Licht ins Gehäuseinnere zu den lichtempfindlichen Bereichen des Halbleiter-Chips 20 gelangen kann. In der Bohrung 14 kann ein Absatz 15 vorgesehen sein, an dem sich die Bohrung 14 nach Innen hin verjüngt. Der Abschlag kann so z. B. als Anschlag für den Lichtwellenleiter 30 dienen. 2 illustrates an example of the invention, in which between glass and metal no other components, in particular no ceramic shims, are necessary to compensate for the differences in the thermal expansion coefficients of glass and metal. The 2 is an enlarged section of a sectional view of a vertical section through the vertical center axis of the upper housing cover 11 of the housing 10 from the 1 , In the middle is the opening 14 (For example, bore) to see in which the optical fiber 30 can be partially introduced and by the light into the housing interior to the photosensitive areas of the semiconductor chip 20 can get. In the hole 14 can be a paragraph 15 be provided, where the bore 14 tapered towards the inside. The tee can be such. B. as a stop for the optical waveguide 30 serve.

Das Ende der Bohrung 14 auf der Gehäuseinnenseite ist als schmaler umlaufender Steg 112 ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel ist der umlaufende Steg 112 einstückig mit dem Gehäusedeckel 11 ausgebildet. Folglich besteht der umlaufende Steg 112 aus dem selben Material wie der Gehäusedeckel 11, d. h. aus einem Metall, z. B. aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Der um die Bohrung 14 umlaufende Steg 112 kann auf der der Gehäuseinnenseite zugewandten Seite des Deckels 11 an dessen Hauptfläche 110 oder auch an einer von der Hauptfläche 110 zurückgesetzten Oberfläche 111 angeordnet sein. Die letztgenannte Variante ist in 2 dargestellt.The end of the hole 14 on the inside of the case is a narrow circumferential web 112 educated. In the present example, the circumferential land is 112 integral with the housing cover 11 educated. Consequently, there is the circumferential ridge 112 made of the same material as the housing cover 11 , ie made of a metal, for. B. of copper or a copper alloy. The one around the hole 14 circumferential jetty 112 can on the inside of the housing facing side of the lid 11 on the main surface 110 or at one of the main surface 110 recessed surface 111 be arranged. The latter variant is in 2 shown.

An einer Stirnseite des umlaufenden Steges 112 ist die Glasscheibe 40 angeordnet. Die Glasscheibe 40 ist derart stoffschlüssig mit der Stirnseite des Steges 112 verbunden, dass die Bohrung 14 hermetisch, d. h. vakuumdicht, abgedichtet wird. Beispielsweise kann die Glasscheibe 40 an der Stirnseite des Steges 112 angelötet sein, wobei, um die Lötbarkeit der Glasscheibe zu erhöhen, die Glasscheibe 40 zumindest an jenen Stellen, die später die Stirnseite des Steges 112 berühren, mit einer Metallschicht versehen werden kann (z. B. durch Aufdampfen). Es bestehen jedoch auch andere Möglichkeiten, die Glasscheibe 40 direkt mit dem metallischen Steg 112 zu verbinden.At one end face of the circumferential bridge 112 is the glass pane 40 arranged. The glass pane 40 is so cohesively with the end face of the web 112 connected to that hole 14 hermetically, ie vacuum-tight, sealed. For example, the glass pane 40 at the front of the bridge 112 soldered to, in order to increase the solderability of the glass, the glass sheet 40 at least in those places that later the front of the bridge 112 can be provided with a metal layer (eg by vapor deposition). However, there are other options, the glass 40 directly with the metallic bridge 112 connect to.

Da die Bauform des Gehäuses meist zylindrisch ist, kann der Deckel 11 sehr einfach als Drehteil mit Hilfe einer Drehmaschine (zumindest teilweise) automatisiert hergestellt werden. Die Bohrung 14 verläuft in diesem Fall genau durch die Rotationsachse des Gehäusedeckels 11 und die Aussparung 114 in der Hauptfläche 110 des Gehäusedeckels 11 wird, z. B. mit einem Drehmeißel, kreisringförmig konzentrisch um die Bohrung 14 herum ausgeformt, so dass am gehäuseinnenseitigen Ende der Bohrung 14 diese lediglich durch den schmalen umlaufender Steg 112 begrenzt wird. Die Stirnseite des Steges 112 ist in diesem Fall ebenfalls kreisringförmig. Die Stirnseite des Steges 112 kann von der Hauptfläche 110 des Deckels 11 zurückgesetzt sein, wie in 2 dargestellt. Alternativ zur Materialbearbeitung durch Drehen ist auch Fräsen möglich.Since the design of the housing is usually cylindrical, the lid can 11 be very easily produced as a turned part using a lathe (at least partially) automatically. The hole 14 runs in this case exactly through the axis of rotation of the housing cover 11 and the recess 114 in the main area 110 of the housing cover 11 is, for. B. with a turning tool, concentric annularly around the bore 14 formed around, so that at the housing-side end of the bore 14 this only by the narrow circumferential web 112 is limited. The front of the bridge 112 is also circular in this case. The front of the bridge 112 can from the main surface 110 of the lid 11 be reset, as in 2 shown. As an alternative to material processing by turning, milling is also possible.

Der Steg 112, d. h. dessen Wandstärke t, ist im Vergleich mit dem Durchmesser der Bohrung verhältnismäßig schmal. Um eine robuste und temperaturwechselbeständige Verbidnung zwischen der Glasscheibe 40 und dem metallischen Gehäusedeckel 11 zu gewährleisten, sollen die mechanischen Spannungen in der Grenzschicht (z. B. der Lotschicht und/oder der Metallisierung) zwischen Glasscheibe 40 und Steg 112 bei einer vorgegebenen maximalen Temperaturbelastung ΔT des Gehäuses 11 einen maximalen Spannungswert σMAX nicht überschreiten. Dieser maximale Spannungswert σMAX kann z. B. gleich der 0,2%-Dehngrenze (σMAX = RP,0.2) gewählt werden, sodass es in der Grenzschicht zu keinen plastischen Verformungen kommt, d. h. im Falle einer Lötverbindung, dass die Scher- und Biegebeanspruchungen in der Lotschicht (und/oder in der Metallisierung) im elastischen Bereich liegen.The jetty 112 , ie its wall thickness t, is relatively narrow in comparison with the diameter of the bore. To ensure a robust and temperature-resistant connection between the glass pane 40 and the metallic housing cover 11 To ensure the mechanical stresses in the boundary layer (eg the solder layer and / or the metallization) between glass pane 40 and footbridge 112 at a given maximum temperature load .DELTA.T of the housing 11 do not exceed a maximum voltage value σ MAX . This maximum voltage value σ MAX can be z. B. equal to the 0.2% proof stress (σ MAX = R P, 0.2 ) are selected so that there is no plastic deformation in the boundary layer, ie in the case of a solder joint, that the shear and bending stresses in the solder layer (and or in the metallization) in the elastic range.

Es hat sich gezeigt, dass obiges Kriterium erfüllt ist, wenn bei Stegen mit einer Höhe h von größer oder gleich 2 mm die Wandstärke t kleiner ist als 0,25 mm, z. B. kleiner oder gleich 0,20 mm.It has shown that the above criterion is met, if in webs with a height h of greater or equal to 2 mm, the wall thickness t is less than 0.25 mm, z. B. less than or equal to 0.20 mm.

Als weitere Richtline für die Wandstärke kann folgendes angegeben werden: Das Verhältnis zwischen Wandstärke t und der Höhe h des (hier kreisringförmigen) Steges 112 soll z. B. kleiner sein oder gleich 1/5, z. B kleiner oder gleich 1/10 sein. Nach unten ist die Wandstärke nur durch die Bedingung begrenzt, dass der Steg eine ausreichende mechanische Stabilität aufweist, d. h. der Steg 112 nicht knickt. Die Abmessungen des Steges 112 und der Glasscheibe 40 sind in der Schnittansicht aus 3 noch genauer dargestellt. Alternativ (nicht dargestellt) muss der umlaufende Steg nicht einstückig mit dem Gehäusedeckel 11 ausgeführt sein, sondern er kann auch aus einer metallischen Hülse gebildet sein, die mit einer Oberfläche des Gehäusedeckels (z. B. mit der zurückgesetzten Oberfläche 111) verbunden ist (z. B. in die Bohrung 14 eingepresst oder eingeschraubt). Im Ergebnis ist sieht diese Ausführungsform sehr ähnlich aus wie das Beispiel aus 2.As a further guideline for the wall thickness, the following can be stated: The ratio between the wall thickness t and the height h of the (here annular) bar 112 should z. B. be less than or equal to 1/5, z. B is less than or equal to 1/10. Down the wall thickness is limited only by the condition that the web has sufficient mechanical stability, ie the web 112 not kinks. The dimensions of the bridge 112 and the glass pane 40 are off in the sectional view 3 shown in more detail. Alternatively (not shown), the circumferential web does not have to be integral with the housing cover 11 It may also be formed from a metallic sleeve which is connected to a surface of the housing cover (eg with the recessed surface 111 ) is connected (eg in the bore 14 pressed or screwed in). As a result, this embodiment looks very similar to the example 2 ,

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Claims (12)

Durch Licht aktivierbares elektronisches Bauelement, das aufweist: ein hermetisch verschlossenes Gehäuse (10; 11, 12, 13) aus Metall, das eine durchgehende Öffnung (14) aufweist; einen Halbleiter-Chip (20) mit einem lichtempfindlichen Bereich, der in dem Gehäuse angeordnet ist; eine lichtdurchlässige Scheibe (40), die derart an der Öffnung (14) angeordnet ist, dass durch die Öffnung (14) und die Scheibe (40) Licht durch das Gehäuse (10) auf den lichtempfindlichen Bereich des Halbleiter-Chips (20) fallen kann und dass die Scheibe (40) die Öffnung (14) hermetisch verschließt; wobei an einer Oberfläche (111) des Gehäusedeckels (11) ein im Vergleich mit den Abmessungen der Öffnung (14) schmaler, umlaufender Steg aus Metall (112) ausgebildet ist, mit dem die lichtdurchlässige Scheibe (40) stoffschlüssig verbunden ist.Light activatable electronic component, comprising: a hermetically sealed housing ( 10 ; 11 . 12 . 13 ) made of metal, which has a through opening ( 14 ) having; a semiconductor chip ( 20 ) having a photosensitive area disposed in the housing; a translucent pane ( 40 ), which at the opening ( 14 ) is arranged through the opening ( 14 ) and the disc ( 40 ) Light through the housing ( 10 ) on the photosensitive area of the semiconductor chip ( 20 ) and that the disc ( 40 ) the opening ( 14 ) hermetically seals; being on a surface ( 111 ) of the housing cover ( 11 ) in comparison with the dimensions of the opening ( 14 ) narrow, circumferential metal bridge ( 112 ) is formed, with which the translucent disc ( 40 ) is integrally connected. Das Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei die Breite (t) des Steges so dünn ist, dass bei einer vorgegebenen maximalen Temperaturbelastung des Gehäuses die mechanischen Spannungen in einer Grenzschicht zwischen Scheibe (40) und Steg (112) einen Maximalwert nicht überschreiten.The device according to claim 1, wherein the width (t) of the web is so thin that, for a given maximum temperature load of the housing, the mechanical stresses in a boundary layer between the disk ( 40 ) and bridge ( 112 ) do not exceed a maximum value. Das Bauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Steg (112) kreisförmig ausgebildet ist.The device according to claim 1 or 2, wherein the web ( 112 ) is circular. Das Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Steg (112) eine Höhe h und eine Dicke t aufweist und das Verhältnis t/h kleiner oder gleich 1/5 ist.The component according to one of claims 1 to 3, wherein the web ( 112 ) has a height h and a thickness t and the ratio t / h is less than or equal to 1/5. Das Bauelement gemäß Anspruch 4, wobei das Verhältnis t/h kleiner oder gleich 1/10 ist.The component according to claim 4, wherein the ratio t / h is less than or equal to 1/10. Das Bauelement gemäß Anspruch 4 oder 5, bei dem die Höhe h des Steges größer oder gleich 2 mm und die Dicke t eines Steges kleiner oder gleich 0,25 mm ist.The component according to claim 4 or 5, wherein the height h of the web is larger or equal to 2 mm and the thickness t of a web is less than or equal to 0.25 mm is. Das Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gehäuse einen Gehäusedeckel (11) aufweist und der Steg (112) an einer der Gehäuseinnenseite zugewandten Oberfläche (110) des Gehäusedeckels (11) angeordnet ist.The device according to one of claims 1 to 6, wherein the housing has a housing cover ( 11 ) and the web ( 112 ) on one of the inside of the housing facing surface ( 110 ) of the housing cover ( 11 ) is arranged. Das Bauelement gemäß Anspruch 7, wobei der Steg (112) an einer von der Oberfläche (110) des Gehäusedeckels (11) zurückgesetzten Fläche (111) angeordnet ist.The device according to claim 7, wherein the web ( 112 ) at one of the surface ( 110 ) of the housing cover ( 11 ) recessed surface ( 111 ) is arranged. Das Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Steg (112) mit dem Gehäusedeckel (11) einstückig ausgebildet ist.The component according to one of claims 1 to 8, wherein the web ( 112 ) with the housing cover ( 11 ) is integrally formed. Das Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem Steg (112) durch eine am Gehäusedeckel angeordnete dünnwandige Hülse gebildet ist.The component according to one of claims 1 to 8, wherein the web ( 112 ) is formed by a housing cover arranged on the thin-walled sleeve. Verfahren zur Herstellung eines für ein durch Licht aktivierbares elektronisches Bauelement, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Gehäusedeckel-Rohlings (11); Bohren oder Fräsen einer Öffnung (14) durch den Gehäusedeckel (11); Drehen oder Fräsen einer Aussparung in eine Oberfläche (110) des Gehäusedeckels um das Ende der Öffnung (14), so dass ein umlaufender Steg (112) am Ende der Öffnung (14) entsteht; Bereitstellen einer lichtdurchlässigen Scheibe (40); Stoffschlüssiges Verbinden der Scheibe (40) mit einer Stirnseite des umlaufenden Steges (112) derart, dass die Scheibe (40) die Öffnung (14) hermetisch verschließt.A method of making a photoactivatable electronic device, comprising: providing a package lid blank ( 11 ); Drilling or milling an opening ( 14 ) through the housing cover ( 11 ); Turning or milling a recess into a surface ( 110 ) of the housing cover around the end of the opening ( 14 ), so that a circumferential bridge ( 112 ) at the end of the opening ( 14 ) arises; Providing a translucent pane ( 40 ); Cohesive connection of the disc ( 40 ) with an end face of the circumferential web ( 112 ) such that the disc ( 40 ) the opening ( 14 ) hermetically seals. Das Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Breite (t) des Steges (112) so dünn gewählt wird, dass bei einer vorge gebenen maximalen Temperaturbelastung des Gehäusedeckels (11) die mechanischen Spannungen in einer Grenzschicht zwischen Scheibe (40) und Steg (112) einen Maximalwert nicht überschreiten.The method of claim 11, wherein the width (t) of the web ( 112 ) is selected so thin that at a given maximum temperature load of the housing cover ( 11 ) the mechanical stresses in a boundary layer between disc ( 40 ) and bridge ( 112 ) do not exceed a maximum value.
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