DE1067132B

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Info

Publication number: DE1067132B
Application number: DENDAT1067132D
Authority: DE
Priority date: 1958-08-23
Publication date: 1959-10-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors.

Wenn auch das eigentliche Halbleitersystem einer Halbleiteranordnung, beispielsweise eines Transistors, nicht in ein Vakuum eingebettet sein muß, so ist es jedoch hauptsächlich aus Gründen der Fernhaltung der Feuchtigkeit notwendig, das eigentliche Halbleitersystem in ein gegen die Atmosphäre vollkommen dichtes Gehäuse einzubringen. Es ist bereits bekannt, die Halbleitersysteme ähnlich der Röhrenbauweise auf Glassockeln aufzubringen, die dann mit einer über das Halbleitersystem gestülpten Glasglocke verschmolzen werden. Es ist weiter bekannt, Halbleitersysteme vollständig in Kunststoff einzubetten. Solche Halbleiteranordnungen konnten sich jedoch bis jetzt in der Praxis nicht durchsetzen, da sie keinen absoluten temperaturunabhängigen Abschluß gegen die Feuchtigkeit gewährleisten.

Es ist weiter bekannt, Halbleitersysteme auf einen Sockel aus Isoliermaterial aufzubauen und diesen Sockel dann in einen Metallkörper einzupassen. Diese Anordnung hat, wie nahezu alle Anordnungen mit besonderem Sockel, den Nachteil, daß sich eine gute Ableitung der im Halbleitersystem entstehenden Wärme schlecht oder nur mit zusätzlichem Aufwand verwirklichen läßt.

Es ist bereits auch bekanntgeworden, auf eine Trägerplatte beiderseitig Gehäusekappen aufzubringen, um diese mit der Trägerplatte zu verlöten bzw. die beiden Gehäusekappen selbst klammerartig miteinander zu verbinden. Das Verlöten hat vor allem bei kleinen Systemen den Nachteil, daß der Halbleiterkristall zu leicht durch Wärmeeinwirkung geschädigt wird. Der Aufbau und vor allem das Herstellungsverfahren einer durch zwei Gehäusekappen und durch klammerartige Verbindung abgeschirmten Halbleiteranordnung ist dagegen relativ umständlich.

Aufgabe, der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung aufzuzeigen, bei dem die oben beschriebenen Nachteile nicht auftreten und welches durch einfache Mittel zu einer leicht realisierbaren Halbleiteranordnung führt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß eine Hülse an einem Ende mit einem sich nach innen erstreckenden Flansch versehen wird, daß ein Halbleiterträger mit dem darauf befestigten Halbleiterkörper und mit zu beiden Seiten des Halbleiterkörpers und des Halbleiterträgers vorgesehenen Verschlußkappen in die Hülse eingebracht werden, daß entweder ein Halbleiterträger, der selbst aus einem Dichtungsmaterial besteht, benutzt wird, oder daß zwischen die Berührungsflächen der beiden Verschlußkappen mit dem Halbleiterträger Dichtungsmaterial eingelegt Verfahren zur Herstellung
einer Halbleiteranordnung

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

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Dipl.-Ing. Werner Amersbach₁ Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

wird, und daß an das offene Ende der Hülse ein Flansch nach innen so angedrückt wird, daß die Einzelteile unter einem solchen Druck gegeneinandergepreßt werden, daß eine luftdichte Verbindung zwischen dem Halbleiterträger und den Verschlußkappen entsteht.

Eine nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Anordnung hat den Vorteil, daß der Aufwand bei ihrer Herstellung nur gering ist gegenüber den bisher bekannten Verfahren. Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß die Einzelteile der Anordnung, wie vor allem Halbleiterträger und Isolierteile, in einer durchgehenden und somit nicht unterteilten Hülse untergebracht sind. Die flanschartige Verbindung durch Andrücken der an den Hülsenenden vorgesehenen Flansche an die beiderseitig des Halbleiterträgers und des Halbleiterkörpers macht jegliche Lötverbindung überflüssig und vermeidet somit die bei Lötverbindungen und Glaseinschmelzungen auftretenden Temperaturen.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erklärt werden.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein zylindrisches Rohr bezeichnet, das zunächst an der einen Seite einen Flansch 2 besitzt und das an der entgegengesetzten Seite geöffnet ist. In dieses Rohr wird zunächst eine beispielsweise mit einer Bohrung versehene Isolierscheibe 4 eingebracht. Auf diese Isolierscheibe wird eine Ringscheibe 6 aufgelegt, die aus einem kaltlötenden oder anderem dichtenden Material guter Leitfähigkeit besteht. Auf diese Scheibe wird der scheibenförmige Halbleiterträger 7 aufgebracht, der den Halbleiterkörper 12 mit der Emitterelektrode 13 und der Kollektorelektrode 14 trägt. Auf diesen Halbleiterträger wird dann wieder eine Ringscheibe 8 aus dem gleichen Material wie die Scheibe 6 und darauf eine zweite Isolierscheibe 5 aufgebracht. Die Isolicr-

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Claims

1 scheiben 4 und 5 können öffnungen 11 für die an die Emitter- bzw. Kollektorelektrode angelöteten Zuführungsdrähte 10 aufweisen. Nachdem die einzelnen Teile der Halbleiteranordnung in dem Rohr 1 aufeinandergeschichtet sind, werden die einzelnen scheibenförmigen Teile zusammengepreßt und an das offene Ende des Rohres ein Flansch 3 angedrückt. Dadurch findet eine Dichtung des Hohlraumes, in dem sich das Halbleitersystem befindet, infolge der kaltlötenden Eigenschaft der beigefügten Ringscheiben 6 und 8 statt, und außerdem ergibt sich eine Kontaktgabe zwischen dem Rohr 1 und Halbleiterträger 7. Schließlich werden noch die Zuleitungen 10 mit den Isolierscheiben 4 und 5 verschmolzen oder verlötet. Es ist zweckmäßig, sämtliche Stellen der Isolierscheiben 4 und 5, an denen eine Lötung stattfinden soll, beispielsweise die Bohrungen 11 und die Flächen 15 und 16, in üblicher Weise vorher zu metallisieren, um eine feste Haftung der Lötmaterialien auf den ao Isolierkörpern zu gewährleisten. In Fig. 2 ist eine andersartige Ausbildung der Zuführungen für Kollektor bzw. Emitter dargestellt. Durch die Isolierscheibe 21 führt ein Niet 22, der auf der einen Seite der Scheibe eine Feder 23 trägt, as Diese Feder 23 kann dann direkt auf die Kollektorbzw. Emitterelektrode aufdrücken und so die gewünschte Kontaktgabe herstellen. AnSteIle des Nietes 22 kann selbstverständlich auch eine anders gestaltete Lötbefestigung der Feder 23 vorgenommen werden. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß nach erfolgtem Zusammenbau der Halbleiteranordnung keinerlei Wärmebehandlung der Halbleiteranordnung mehr notwendig ist. Es entfällt dadurch auch das sehr diffizile Anlöten eines Drahtes an die Emitter- oder Kollektorelektrode. Es ist auch möglich, an Stelle der Isolierscheibe 21 kappenförmige Metallscheiben zu verwenden. In diesem Falle müßte dann die Feder 23 in einer in die Metallkappe eingeschmolzenen Glasperle gehaltert werden. In Fig. 3 ist ein Ausschnitt der in Fig. 1 dargestellten Halbleiteranordnung gezeigt, in der auch an den mit dem Halbleiterkörper leitend verbundenen Halbleiterträger ein Zuführungsdraht 31 angelötet ist In diesem Falle ist es zweckmäßig, in das Rohrl in der Ebene des Halbleiterträgers eine Bohrung 32 anzubringen, so daß der Draht direkt mit dem Halbleiterträger 7 verlötet werden kann. Man kann natürlich ebenso den Halbleiterträger mit einer Anschlußfahne versehen, die durch die Bohrung der Hülse nach außen hindurchragt. Dies wird im allgemeinen jedoch nicht notwendig sein, da die Hülse infolge der Kaltlötung fest elektrisch- und wärmeleitend mit der Hülse verbunden ist. Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens liegen in dem Wegfall großflächiger Lötungen, wodurch eine Zerstörung des Halbleitersystems während der Fertigung vermieden wird. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß der Aufbau der Halbleiteranordnung besonders für Massenherstellung sehr geeignet ist. Ein weiterer Vorteil besteht in der großflächigen Wärmeableitung des Halbleitersystems, da der 132 scheibenförmige Halbleiterträger auf seinem ganzen Umfang mit dem metallischen Rohr 1 verbunden ist. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, insbesondere eines Transistors, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse an einem Ende mit einem sich nach innen erstreckenden Flansch versehen wird, daß ein Halbleiterträger mit dem darauf befestigten Halbleiterkörper und mit zu beiden Seiten des Halbleiterkörpers und des Halbleiterträgers vorgesehenen Verschlußkappen in die Hülse eingebracht werden, daß entweder ein Halbleiterträger, der selbst aus einem Dichtungsmaterial besteht, benutzt wird, oder daß zwischen die Berührungsflächen der beiden Verschlußkappen mit dem Halbleiterträger Dichtungsmaterial eingelegt wird, und daß zum Schluß an das offene Ende der Hülse ein Flansch nach innen so· angedrückt wird, daß die Einzelteile unter einem solchen Druck gegeneinander gepreßt werden, daß eine luftdichte Verbindung zwischen dem Halbleiterträger und den Verschlußkappen entsteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmaterial kaltlötendes Material benutzt wird und daß durch den Druck eine Kaltlötverbindung des Halbleiterträgers sowohl mit den Verschlußkappen als auch mit der Hülse hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse aus wärme- und elektrisch leitendem Material benutzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappen mit Bohrungen zur Durchführung der Zuleitungsdrähte versehen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Innenseiten der Verschlußkappen von außen elektrisch zugängliche Federn zur Kontaktierung der Halbleiterelektroden angebracht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Verschlußkappen aus Isoliermaterial, insbesondere Keramik, benutzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötflächen der Verschlußkappen metallisiert werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse in der Ehene des Halbleiterträgers mit einer öffnung versehen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Halbleiterträger eine Anschlußfahne angebracht wird, die durch die öffnung der Hülse hindurchgesteckt und mit der Hülse, beispielsweise durch Löten, verbunden wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung S 41978 VIIIc/21g (bekanntgemacht am 16.8. 1956);

französische Patentschrift Nr. 1 149 240.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen