DE1033783B - Elektrodensystem mit mindestens einem halbleitenden Koerper, insbesondere Kristalldiode oder Transistor - Google Patents

Elektrodensystem mit mindestens einem halbleitenden Koerper, insbesondere Kristalldiode oder Transistor

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DE1033783B
DE1033783B DEN9878A DEN0009878A DE1033783B DE 1033783 B DE1033783 B DE 1033783B DE N9878 A DEN9878 A DE N9878A DE N0009878 A DEN0009878 A DE N0009878A DE 1033783 B DE1033783 B DE 1033783B
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DEN9878A
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Jan Coenraad Van Vessem
Augustinus Aloysius Anto Koets
Wilhelmus Antonius Roovers
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektroden system mit mindestens einem halbleitenden Körper, insbesondere auf eine Kristalldiode oder einen Transistor, in einer gasdichten Umhüllung, in deren Wand Leitungen eingeschmolzen sind, deren Querschnitt kleiner ist als der größte Querschnitt des dazugehörigen Kristalls. Eine solche Umhüllung dient dazu, das System vor atmosphärischer Einwirkung zu schützen.
Bei den bekannten Konstruktionen war es notwendig, den halbleitenden Körper in einem verhältnismäßig großen Abstand von der (den) Schmelzstelle (n) der Leitungen, im folgenden kurzhin als die Schmelzstellen bezeichnet, anzuordnen, da der Körper hohen Temperaturen nicht gewachsen ist.
Mit der vorliegenden Anordnung gelingt es unter anderem, übermäßige Erhitzung des halbleitenden Körpers beim Einschmelzen zu verhüten; auch kann die Abfuhr der im Körper durch Stromdurchgang entwickelten Wärme nach außen gesteigert werden.
Gemäß der Erfindung weist der Raum innerhalb der Umhüllung mindestens zwei Teile auf, von denen der (die) den (die) halbleitenden Körper umgebende^) Teil(e) einen niedrigeren spezifischen Wärmewiderstand als der (die) an eine Schmelzstelle grenzende(n) Teile(n) hat (haben) und der (die) den (die) Halbleiter umgebende (n) Teil(e) erstreckt erstrecken sich bis zur Umhüllung.
Der (die) erstgenannte(n) Teile(e) von niedrigem spezifischem Wärmewiderstand kann (können) z. B. aus an sich bekannten Füllmassen bestehen, die in flüssigem Zustand angebracht werden und sich später erhärten, oder aus viskosen Füllmassen oder pulverförmiger! Stoffen. Einige Beispiele sind im folgenden gegeben.
Das Elektrodensystem kann gegebenenfalls vor seiner Einführung in die Umhüllung z. B. in eine erhärtende Masse eingebettet und anschließend in der Umhüllung angeordnet werden, wonach gegebenenfalls verbliebene Zwischenräume ausgefüllt werden können.
Die letztgenannten Teile können evakuiert oder mit Gas gefüllt sein; auch feste Stoffe, wie z. B. Glaswolle oder Quarzwolle, sowie die Wärme schlecht leitende pulverförmige Stoffe sind brauchbar.
Durch den erwähnten Unterschied des Wärmewiderstandes wird erreicht, daß die zum Einschmelzen erforderliche Wärme schwer bis zum Teil der Umhüllung eindringt, in dem sich der halbleitende Körper befindet, und zugleich ist etwaige Wärme dieses Teiles leicht abführbar, z. B. indem dieser Teil in eine gekühlte Klemme gefaßt wird.
Die Erfindung wird an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Elektrodensystem mit mindestens
einem halbleitenden Körper,
insbesondere Kristalldiode
oder Transistor
Anmelder:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)
Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 12. Dezember 1953
Augustinus Aloysius Antonius Maria Koets,
Jan Coenraad van Vessem
und Wilhelmus Antonius Roovers,
Eindhoven (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden
Fig. 1 ist ein Schnitt des Elektrodensystems beim Abschmelzen;
Fig. 2 ist ein Schnitt einer Kristalldiode vor dem Abschmelzen;
Fig. 3 zeigt diese Kristalldiode nach dem Abschmelzvorgang ;
Fig. 4 ist ein Schnitt einer sogenannten Doppeldiode:
Fig. 5, 8 und 9 zeigen einen Transistor im Schnitt; Fig. 6 und 7 stellen zwei Herstellungsphasen einer Diode dar.
Die Umhüllung des Elektrodensystems nach Fig. 1 besteht aus einem an einem Ende geschlossenen Glasrohr 1 mit einem Deckel 2, in den drei Drähte 3 eingeschmolzen sind, die das Elektrodensystem 4 tragen. In diesem Fall ist hierfür ein sogenannter Legierungstransistor gewählt, der aus einem halbleitenden Körper und zwei nicht einzeln angedeuteten aufgeschmolzenen Elektroden besteht. Unten im Rohr ist eine Füllung 5 angeordnet, die z. B. aus Silikonvakuumfett besteht. Diese Füllung kann derart viskos gewählt werden, daß es zwar möglich ist, das Elektrodensystem hineinzudrücken, die Füllung trotzdem in jeder Lage an Ort und Stelle bleibt.
Nachdem die Teile in der dargestellten Lage angeordnet worden sind, wird das Rohr 1 in einem Halter oder in einer Zange 6 aus die Wärme gut leitendem Metall angeordnet und anschließend die Ränder der
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Umhüllung und des Deckels örtlich zum Schmelzen gebracht. Dies ist schematisch durch Brenner 7 angedeutet. Zweckmäßig wird aber elektrisch erhitzt, entweder mit einer Heizwendel oder auf induktivem Wege.
Die insbesondere für Dioden geeignete Bauart nach Fig. 2 besteht aus einem an beiden Enden offenen Glasrohr 10. Die Enden sind in bezug auf die Mitte des Rohres verjüngt, aber mindestens eine öffnung gestattet den Durchgang des Elektrodensystems 12. Nachdem das System in der Umhüllung angeordnet worden ist, wird' eine viskose Füllmasse 13 mit Hilfe einer Hohlnadel in der Mitte des Rohres angebracht. Anschließend werden die Enden abgeschmolzen, und bei dieser Behandlung kann die Mitte in eine die Wärme abführende Zange gefaßt werden (Fig. 3).
In gleicher Weise ist eine Doppeldiode mit Mittelanzapfung 15 herstellbar (Fig. 4),
Auch Fig. 5 zeigt einen Transistor. Als Füllung 20 innerhalb des den halbleitenden Körper umgebenden Teiles der Umhüllung ist ein die Wärme gut leitendes Pulver, z. B. Quarzpulver, gewählt. Auch kann ein Metallpulver, z. B. Kupfer- oder Aluminiumpulver, zur Verwendung kommen, aber in diesem Fall ist es erforderlich, das Elektrodensystem und die Unterenden der Leitungen 3 mit einer Isolierschicht 21 zu umgeben.
Als Füllung 22 des oberen Teiles der Umhüllung ist ein Wärmeisolierpulver, z. B. Aluminiumoxyd, gewählt. Auch Asbest kommt in Betracht. Diese Füllung dient im wesentlichen dazu, die Füllung 20 an Ort und Stelle zu halten. Diese Füllungen haben den Vorteil, daß sie, sofern vorher gut gereinigt, keine das Elektrodensystem beeinträchtigenden Stoffe angeben. Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Bauart solcher Elektrodensysteme.
Hierbei wird zunächst der halbleitende Körper mit der (den) Elektrode (n) mit einer sich erhärtenden Masse, z. B. mit einem Polystyroltropf en 30 (Fig. 6), umhüllt.
Das Ganze ist nun leicht hantierbar und kann in einer Umhüllung 10 angeordnet werden, wonach der den halbleitenden Körper 12 umgebende Raum weiter mit einer zweckmäßig viskosen Füllmasse 31 ausgefüllt wird (Fig. 7). Anschließend wird diese Umhüllung entsprechend Fig. 3 wieder abgeschmolzen.
In bezug auf die Füllstoffe sei im allgemeinen folgendes bemerkt.
Als erhärtende Stoffe sind Äthoxylinharze und weiter das Polyisobutylen sehr geeignet.
Als viskoser Füllstoff sind Polymethylsiloxane geeignet. Die Verwendung viskoser Stoffe verringert die Gefahr des Springens des Glases durch Spannungen. Die genannten Arten haben außerdem den Vorteil einer sehr geringen Dampfspannung.
Als pulverförmige Stoffe mit niedrigem Wärmewiderstand sind z. B. Metallpulver und auch Isolierstoffe wie z. B. Quarz brauchbar. Durch Vibrieren können diese Pulver einen hohen Dichtigkeitsgrad erreichen.
Auch sind vollkommen flüssige Stoffe brauchbar, aber ihre Wirkung ist natürlich von der Lage des Elektrodensystems abhängig. Bei der Herstellung des Elektrodensystems kann leicht dafür gesorgt werden, daß die Flüssigkeit den halbleitenden Körper beim Einschmelzen umgibt. Wenn es aber erwünscht ist, auch beim Betrieb die in diesem Körper entwickelte Wärme abzuführen, ist die Lage des Systems zu beachten. Auch entfällt bei Verwendung einer Flüssigkeit der Vorteil, daß die Füllung das Elektroden system haltert. Die Umhüllung kann zumeist aus Glas bestehen. Wenn an die Wärmeabfuhr des halbleitenden Körpers hohe Anforderungen gestellt werden, ist es aber auch möglich, die Umhüllung, sofern sie den halbleitenden Körper umgibt, aus Metall und im übrigen aus Glas herzustellen.
Zwei Beispiele solcher Elektrodensysteme sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt.
Beim ersten Beispiel besteht die Umhüllung aus einem an der Unterseite geschlossenen, mit einem Glasrohr 41 verschmolzenen Metallrohr 40. Dieses Rohr ist, nach Einführung des halbleitenden Körpers 4, mit Elektroden und Zuleitungen 3 auf diese Leitungen aufgeschmolzen, so daß eine namentlich bei Glühlampen bekannte »Quetschung« entsteht.
Beim zweiten Beispiel besteht die Umhüllung wieder aus einem an der Unterseite geschlossenen Metallrohr 40, das an der oberen Seite mit einem Glasdeckel verschmolzen ist. Das Festhaften des Rohres an dem Deckel wird durch die Verwendung eines leicht schmelzenden Emails erleichtert.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Elektrodensystem mit mindestens einem halbleitenden Körper, insbesondere Kristalldiode oder Transistor, in einer gasdichten Umhüllung, in deren Wand Leitungen eingeschmolzen sind, deren Querschnitt kleiner ist als der größte Querschnitt des dazugehörigen Kristalls, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum innerhalb der Umhüllung mindestens zwei Teile aufweist, von denen der (die) den (die) halbleitenden Körper umgebende^) Teil(e) einen niedrigeren spezifischen Wärmewiderstand als der (die) an eine Schmelzstelle der Leitungen grenzende(n) Teil(e) hat (haben), und daß der (die) den (die) Halbleiter umgebende(n) Teil(e) sich bis zur Umhüllung erstreckt (erstrecken).
2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) halbleitende (n) Körper mit der (den) Elektrode (n) von einem Ätho'xylharz umschlossen ist (sind).
3. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) halbleitende (n) Körper mit der (den) Elektrode (n) von einer viskosen Masse umgeben ist (sind). :
4. Elektrodensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Masse aus Polymethylsiloxanen besteht.
5. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) halbleitende (n) Körper mit der (den) Elektrode (n) der Reihe nach mit einer erhärtenden Masse und einer viskosen Masse umgeben ist (sind).
6. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung, soweit sie an den (die) den (die) halbleitenden Körper umgebenden Teil(e) grenzt, aus Metall und im übrigen aus Isolierstoff, z. B. Glas, besteht.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 307 647; deutsche Patentanmeldung W 5665/21 g (bekanntgemacht am 28. 2. 52);
USA.-Patentschrift Nr. 2 406 405; schweizerische Patentschrift Nr. 256 718.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 809 560/367 7.58
DEN9878A 1953-12-12 1954-12-09 Elektrodensystem mit mindestens einem halbleitenden Koerper, insbesondere Kristalldiode oder Transistor Pending DE1033783B (de)

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ES (1) ES218906A1 (de)
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