DE1146205B

DE1146205B - Semiconductor device

Info

Publication number: DE1146205B
Application number: DES67221A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Nixdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-02-23
Filing date: 1960-02-23
Publication date: 1963-03-28

Description

Halbleiteränordnüng Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Aufbau einer Halb16iteranordnung mit einer das Halbleiterelement tragenden Grundplatte mit Schraubenkopfteil, bei welcher mindestens ein frei vom Halbleiterelement ausladender Anschlußleiter durch einen Isolierkörper hindurdligeführt ist.Semiconductor Arrangement The present invention relates to a improved construction of a half-16-liter arrangement with a semiconductor element supporting Base plate with screw head part, in which at least one is free from the semiconductor element The protruding connection conductor is guided through an insulating body.

Es ist eine Anordnung dieser Gattüngsart bekannt, bei der das Hälbleiterelement, z. B. in Form einer Siliziumtablette, in einer Aussparung am Boden einer becherförtnigen metallischen Fassung angeordnet ist, von deren Außenfläche gegenüber dem Sitz der Halbleitertablette an der inneren Bodenfläche der Fassung der Gewindebolzen zur Befestigung des Halbleiterbauelementes au-,ladet, wührend sich von dem Pol des Halbleiterelementes, welcher dem mit der nietalli# sehen Fassung in Kontakt befindlichen Pol des Halbleitereleinentes gegenüberliegt, sich ein biegsamer Litzenleiter in einen hülsenartigen Leiter erstreckt, der init dem inneren Hülsenteil einer elektrisch isolierenden, z. B. mit einer Glasverschmelzung aufgebauten Durchführung erstreckt, deren äußerdr Hülsenteil mit dem Rand der Becherform der ihetallischei! Fas" sung des Halbleiterbauelementes gasdicht verbunden ist. Die Mantelzone der Becherform an dem unteren Rand in Höhe des Bodens ist nach Art eines Sechsu kantschraubenkopfes gestaltet.An arrangement of this type is known in which the semiconductor element, z. B. in the form of a silicon tablet, in a recess at the bottom of a cup metallic version is arranged, of the outer surface opposite the seat of the Semiconductor tablet on the inner bottom surface of the socket for the threaded bolt Attachment of the semiconductor component charges, while moving from the pole of the semiconductor element, which is the pole of the semiconductor element that is in contact with the nietalli # see socket opposite, a flexible stranded conductor extends into a sleeve-like conductor, the init the inner sleeve part of an electrically insulating, z. B. with a glass fusion constructed implementation extends, the outer sleeve part with the edge of the cup shape the ihetallischei! Fas "solution of the semiconductor component is connected in a gas-tight manner. According to Art a hexagonal screw head designed.

Das Halbleiterbauelement bzw. der Halbleiterkörper liegt in diesem Falle versenkt am Boden der becherförmrigen metallischen Fassung.The semiconductor component or the semiconductor body lies in it Trap sunk into the bottom of the cup-shaped metal frame.

M einer bekannten Anordnung für den Aufbau einer Schaltungsbaueinheit, wie z. B. einer dreiphasigen Stromrichterbrückenschaltung mit Halbleiterbauelementen, ist auf einer Grundplatte aus Stahl oder e#inem anderen leitenden Werkstoff die aus Silizium oder einem anderen Halbleitdrwerkstoff bestehende Halbleitertablette mit ihrer einen Fläche z. B. durch Schwrißung befestigt. An der gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleiterkörpers ist eine aus einem Element der Gruppe III des Periodischen Systems, vorzugsweise aus Aluminium, bestehende Gegenelektrodenplatte angeschweißt. An deren gegenüberliegender Stirnseite ist ein biegsamer Leiter angelötet, der durch eine Isolierschicht hindurchläuft und in eihem hülsenfönlügen Anschlußteil endet, wobei der Isoherwerkstoff vorzugsweise noch an seiner Mantel-fläche und einem Randteil seiner freien Stirnfläche mit einem zylindrischen oder prismatischen metallischen Gehäuseteil versehen ist. Beim Einbau werden di6 einzelnen Halbleiterbauelemente mit ihrem Isolierkörper bzw. ihrem Gehäusekörper, Über welchen senkrecht zu seiner Achsrichtuhg ein Randteil des Grund#?lattenteiles nach Art eines Flansches ausladet, in für eine Reibungssitzpassung bemessene Aussparungen von an einem zentralen Halter befestigten Montageplatten, welche gleichzeitig Anschlüsse der Schaltung tragen, bis zu dem genannten, von der Grundplatte der Halbleiterbauelemente gebildeten flarischartigen Teil eingeführt. Die Halbleiterbauelemente werden also über ihre Isolierkörper oder deren Gehäuse getragen, und die zylindrischen An# schlüsse sind Über biegsame Leiter mit inneren orts" festen Anschlußpunkten der Stromrichtereinheit an einer der beiden Montageplatten mechanisch und elektrisch verbunden.M a known arrangement for the construction of a circuit unit, such. B. a three-phase converter bridge circuit with semiconductor components, is on a base plate made of steel or e # inem other conductive material consisting of silicon or another semiconductor tablet with its one surface z. B. fastened by cracking. A counter electrode plate consisting of an element of group III of the periodic system, preferably aluminum, is welded to the opposite surface of the semiconductor body. A flexible conductor is soldered to the opposite end face, which runs through an insulating layer and ends in a sleeve-type connector, the insulating material preferably still being provided with a cylindrical or prismatic metallic housing part on its outer surface and an edge part of its free end face. During installation, the 6 individual semiconductor components with their insulating body or their housing body, over which an edge part of the base plate part protrudes in the manner of a flange perpendicular to its axis direction, into recesses, dimensioned for a friction fit, of mounting plates attached to a central holder, which also have connections of the circuit, inserted up to the mentioned flarish-like part formed by the base plate of the semiconductor components. The semiconductor components are thus carried by their insulating bodies or their housings, and the cylindrical connections are mechanically and electrically connected to one of the two mounting plates via flexible conductors with internal fixed connection points of the converter unit.

Bei einer anderen bekannten Anordnung ist das Halbleiterelement eines Flächengleichrichters bzw. -trausistors zwischen zwei an einem Fundamentteil geführten und elektrisch isoliert befestigten elektrischen Anschlußkörpem bzw. Haltern mechanisch eingespannt, wobei der Einspannkörper an dem einen Halter axial verschiebbar geführt ist und unter der Wirkung eines Kraftspeichers steht. Dabei ist die Einspannstelle des Halbleiterelementes zwischen den beiden Halt--körpem von emier Kunstharzinasse derart umschlossen, daß die relative Beweglichkeit des einen unter der Wirkung des Kraftspeicheis. Verstellbaren Einspanngliedes erhalten bleibt.In another known arrangement, the semiconductor element is one Surface rectifier or -trausistor between two guided on a foundation part and electrically insulated fastened electrical connection bodies or holders mechanically clamped, wherein the clamping body is guided axially displaceably on the one holder is and is under the effect of an energy store. Here is the clamping point of the semiconductor element between the two holding bodies made of synthetic resin enclosed in such a way that the relative mobility of the one under the action of the Power spoke. Adjustable clamping member is retained.

Hierbei ist also kein elektrischer Anschlußleiter vorhanden, der von dem der Befestigungsstelle des Halbleiterkörpers gegenüberliegenden Fläche des Halbleiterkörpers aus frei ausladet und dann durch einen Isolierkörper hindurchgeführt ist, denn die elektrische Trennung der beiden zugleich als eIcktrische Anschlußkörper dienenden Halter erfolgt an ihrem gemeinsamen fundamentartigen Träger über eine zwischengelegte isolierende Folie.In this case, there is no electrical connection conductor available from the surface of the semiconductor body opposite the fastening point of the semiconductor body from freely protrudes and then passed through an insulating body, because the electrical separation of the two also serving as an eIcktrische connection body Holder takes place on their common foundation-like carrier via an intermediate insulating film.

Bei einer anderen Ausführungsforni eines Halbleiterbaueleinentes, mit einem elektrischen Diodensystem ist auf einem sechskantigen Bodenteil mit einer von der einen Oberfläche desselben ausladenden Befestigungskappe auf der gegenüberliegenden Oberflache eine das Halblerterelement einschließende Kappe festgeschweißt, in deren Oberseite ein Durchführungsisolator eingeschmolzen ist, welcher ein metallisches Röhrchen umgibt, durch welches ein mit dem eingeschlossenen HalbleiteTeleinent elektrisch verbundener Litzendraht herausgeführt und durch Zusammenpressen des Röhrchens in diesem festgespannt wird. An seinem flachgepreßten Teil wird eine Verbindungsöse angeschweißt und dann mittels Hochfrequenz der frei ausladende" z. B. aus Kupfer bestehende Litzendraht geschmolzen, so daß dieses Kupfer über die Verbind:ungsöse und das Ende des Röhrchens für dessen vollständige, Abdichtung fließt. Hierbei sind also zwei metallisch miteinander verschweißte Gehäuseteile benutzt, wobei der eine mit der elektrisch isolierenden Durchführung versehen ist.In another embodiment of a semiconductor component, with an electrical diode system is on a hexagonal Bottom part with a fastening cap projecting from one surface of the same on the opposite surface one enclosing the halter element Welded cap, with a bushing insulator melted into the top is, which surrounds a metallic tube through which a with the enclosed Semiconductor Teleinent electrically connected stranded wire brought out and pressed together of the tube is clamped in this. On its flattened part there is a Welded connection eyelet and then the freely sweeping "z. B. made of copper existing stranded wire melted, so that this copper on the Connection loop and the end of the tube for its complete, sealing flows. So here two metal-welded housing parts are used, wherein the one is provided with the electrically insulating bushing.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsforrn werden die in den Halbleiterkörper einzulegierenden Aktivatorkörper bzw. Dotierungsmaterialkörper auf von einer abschirmenden Abdeckung freien Oberflächenteilen des Halbleiterkörpers aufgesetzt, wobei auf jeden der Aktivatorkörper ein Begranzungskörper von senkrecht zur Achsrichtung größerer Flächenausdeähnung wirkt, der an seiner freien Oberflache eine eingearbeitete Gewindebohrung züm Einschrauben von Kühlfahnen aufweist und sich beim Einleglexungsprozeß bis auf seinen Weg begrenzende Zwischenkörper aufsetzt, die ihn dann gegen die Halbleiteroberfläche abstützen.In a further known embodiment, they are inserted into the semiconductor body to be alloyed activator body or doping material body on from a shielding Cover free surface parts of the semiconductor body placed on each the activator body is a border body larger than perpendicular to the axial direction Area detail acts, which has an incorporated threaded hole on its free surface has züm screwing cooling fins and is in the Einleglexungsprozess up to his path limiting intermediate body is placed, which then against the semiconductor surface prop up.

Bei einer solchen Anordnung ist es bekannt, den Halbleiterkorper einschließlich der Aktivatorkörper und einer diesen benachbarten Zone der Begrenzungskorper mit einem Kunststoffkorper zu umgießen.In such an arrangement, it is known to include the semiconductor body the activator body and a zone of the limiting body adjacent to it to encapsulate a plastic body.

Bei einem anderen bekannten Halbleiterbaueleinent in Form eines Flächengleichrichters trägt eine metal-Esche Grundplatte das Halbleitereleinent. Sie ist mit einem metallischen Ringkörper gasdicht verbunden, der an dem einen Ende eines Isolierkörpers befestigt is4 dessen anderes Ende in einer zentralen Vertiefung mit einem Kappenteil verbunden ist, in welchen ein starrer Anschlußleiter eingeführt ist, der unmittelbar oder über ein in dem Gehäuseraum an ihn angeschweißtes biegsames Zwischenstück mit dem zweiten Pol des Halbleitereleinentes verbunden ist.In another known semiconductor component in the form of a surface rectifier a metal-ash base plate carries the semiconductor element. She is with a metallic Ring body connected gas-tight, which is attached to one end of an insulating body is4 the other end of which is connected to a cap part in a central recess is, in which a rigid connecting conductor is inserted, which is directly or via a flexible intermediate piece welded to it in the housing space with the second pole of the semiconductor element is connected.

Bei diesem Aufbau ist ein aus mehreren miteinander gasdicht zu verschweißenden bzw. zu verlötenden Teilen bestehendes Gehäuse für das Halbleitereleinent benutzt, welches entweder über Flanschteile mittels einer besonderen Einspannvorrichtung an einem weiteren Träger festgespannt oder mit diesem lediglich verlötet werden soll.In this structure, one of several is to be welded together in a gas-tight manner or parts to be soldered existing housing used for the semiconductor element, which either via flange parts using a special clamping device clamped to another carrier or merely soldered to it target.

Bei einer Halbleiterübertragungsvorrichtung mit Spitzenkontakten für den Ernitter und den Kollektor ist es bekanntgeworden, die Basiselektrode unmittelbar oder mittelbar als Träger des Halbleiterkörpers und zur Bildung einer Tasche zum Einschluß des Halbleitereleinentes und S-förmiger Teile der auf den Halbleiterkörper aufgesetzten Spitzenkontaktelektroden zu benutzen. Hierbei kann jede der Spitzenelektrodeen in ihrer Lage auf dem Halbleiterkörper durch ein Kügelchen aus einem Kunstharzstoff gesichert sein, der bei der Betriebstemperatur weich bleibt, die auf dem Halbleiterkörper ruhende Spitze und den anschließenden S-förmigen Teil des Kontaktdrahtes umhüllt und mit einer dünnen Schicht aus schnell trocknendem Lack, wie einem Vinyllack, zur Bildung einer Kruste an seiner Oberfläche versehen wird. Diese Anordnung wird dann weiterhin in eine Hülle aus einem Gießharz eingeschlossen, aus wolcher nur noch die Anschlußdrähte der Halbleiteräbertragungsvorrichtung heraustreten. Hierbei handelt es sich also um ein Halbleiterbauelement mit Spitzenelektroden, wobei alle elektrischen Anschlusse nur über Anschlußdrühte erfolgen.In a semiconductor transmission device with tip contacts for the emitter and the collector, it has become known to use the base electrode directly or indirectly as a carrier of the semiconductor body and to form a pocket for enclosing the semiconductor element and S-shaped parts of the tip contact electrodes placed on the semiconductor body. Here, each of the tip electrodes can be secured in its position on the semiconductor body by a bead made of a synthetic resin that remains soft at the operating temperature, the tip resting on the semiconductor body and the adjoining S-shaped part of the contact wire, and quickly covered with a thin layer drying varnish, such as vinyl varnish, is provided to form a crust on its surface. This arrangement is then further enclosed in a casing made of a casting resin, from which only the connecting wires of the semiconductor transfer device emerge. This is a semiconductor component with tip electrodes, all electrical connections being made only via connecting wires.

Bei einer eingangs angeführten Halbleiteranordnung mit einer das Halbleiterelement tragenden Grundplatte mit Schraubenkopfteil, bei welcher mindestens ein frei von &in Halbleiterkörper ausladender Anschlußleitver durch einen Isolierkörpeir hindurchgeführt is4 läßt sich gemäß der Erkenntnis, welche der Erfindung zu Grunde liegt, eine technisch sehr vorteilhafte Verbesserung dadurch erreichen, daß erfindungsgemaß der Isolierkörper durch einen Preß- oder Gießvorgang um das von der Grundplatte getragene Halbleiterelement mit zylindrisch-er Außenmantelfläche von der Grundplatte bis über eine, ge,-wisse Länge des bzw. der Anschlußleiter erzeugt ist und dabei an dem Aggregat aus Grundplatte und Halbleitereleinent um Ausladungen herumgreift oder in Aussparungen eingreift.In the case of a semiconductor arrangement mentioned at the outset with a semiconductor element load-bearing base plate with screw head part, in which at least one is free of & in the semiconductor body protruding connection lead through an insulating body is4 can be carried out according to the knowledge on which the invention is based is to achieve a technically very advantageous improvement in that according to the invention the insulating body by a pressing or casting process around that of the base plate Supported semiconductor element with a cylindrical outer jacket surface from the base plate until over a, ge, -wisse length of the connecting conductor or conductors is generated and thereby grips around projections on the assembly consisting of the base plate and semiconductor element or engages in recesses.

Dieser Isolierkörper wird dabei gleichzeitig außer als integrierender Bestandteil des das Halbleiterelement einschließenden Gehäuses bzw. der dieses einschließenden Hülle als ein Organ zur mechanischeu Zugentlastung derjenigen elektrischen Anschlußleiter an dem Halbleiterbaueleinent wirksam, welche nicht in unmittelbarer mechanischer Verbindung mit dem Grundplattenteil gegebenenfalls übeT ein den Halbleiterkorper mechanisch stabilisierende Zwischentrügerplatte aus Molybdän, Tantal oder Wolfram, also einem Werkstoff mit einem demjenigen des Halbleiterkörpers nahe benachbarten Wärineausdehnungskoeffizienten. stehen. Ein einfacher Lösungsweg hierfür bietet sich, indem die genannte Trägerplatte aus Molybdan, Wolfram oder Tantal, auf weilcher das eigentliche Halbleiterschichtensystem vorzugsweise im Wege eines LegienmgsprozeGses und Verlötungsprozesses aufgebaut ist, etwas größer bemessen ist als diejenige Fläche, über welche sie mit dem vielkantigen Grundplattenkörper verbunden ist. Ein um dieses System herumgegossener bzw. gepreßter Körper aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus einem geeigneten Kunstharz, wird somit hinter die seitlich ausladende Randzone der genannten Trägerplatte greifen. Da aber der Isolierkörper durch den Gießvorgang bzw. Preßvorgang gleichzeitig auch damit an dem Anschlußleiter, z. B. einem biegsamen Anschlußleiter, der an dem anderen Pol der Halbleiteranordnung angeschlossen ist, unmittelbar oder einem besonderen auf diesem für die Zwecke der Zugentlastung angeordneten KorM anheg wird auf diese Weise eine unmittelbare mechanische Verbindung zwischen der Mantelfläche dieses Anschlußleiters und der Trägerplatte des Systems sowie dem weiteren Metallkörper der Halbleiteranordnung, der die Sechskant- oder eine andere Vieleckforin besitzt, über den Isolierkörper geschaffen, die also eine; unmittelbare mechanische Brücke aus Isoliermaterial von dem genannten Anschlußleiter um die Elektroden der Halbleiteranordnung herum zu dem GrundplattenkörpeT darstellt-Es könnte jedoch auch der vielkantige Grundplattenkörper an oder nahe seinem oberen Ende oder an dem Stutzen, an dessen Stimfläche er das Halbleitersystem trägt, mit entsprechenden Ausladungen oder einer Eindrehung versehen sein, die bei der Erzeugung des Isolierkörpers an der Anordnung in diesen eingeschlossen werden, so daß sich eine sinngemäße Zugentlastungseinrichtung ergibt.This insulating body is at the same time effective as an integral part of the housing enclosing the semiconductor element or the casing enclosing it as an organ for mechanical strain relief of those electrical connecting conductors on the semiconductor component which are not in direct mechanical connection with the base plate part, possibly providing a mechanically stabilizing effect on the semiconductor body Intermediate support plate made of molybdenum, tantalum or tungsten, that is to say a material with a coefficient of thermal expansion that is close to that of the semiconductor body. stand. A simple solution for this is that the aforementioned carrier plate made of molybdenum, tungsten or tantalum, on which the actual semiconductor layer system is preferably built up by means of an alloying and soldering process, is somewhat larger than the area over which it is connected to the polygonal base plate body . A body made of insulating material, preferably made of a suitable synthetic resin, which is cast or pressed around this system, will thus grip behind the laterally projecting edge zone of the aforementioned carrier plate. But since the insulating body by the casting process or pressing process at the same time also with it on the connecting conductor, for. B. a flexible connection conductor, which is connected to the other pole of the semiconductor device, directly or a special on this KorM arranged for the purpose of strain relief is attached in this way a direct mechanical connection between the outer surface of this connection conductor and the carrier plate of the system and the another metal body of the semiconductor device, which has the hexagonal or other polygonal shape, created on the insulating body, so the one; However represents-Es direct mechanical bridge of insulating material from said connecting conductors to the electrodes of the semiconductor device around to the GrundplattenkörpeT could also be of the multi-edged base body at or near its upper end or on the connection piece, on the end face it carries the semiconductor system, with corresponding projections or be provided with a recess, which are included in the production of the insulating body on the arrangement in this, so that there is a corresponding strain relief device.

Es kann sich gegebenenfalls als zweckmäßig erweisen, dem thermischen Verhalten der Einzelteile unter dem Gesichtspunkt Rechnung zu tragen, daß bei verschiedenen Temperaturen, die das System annimmt, keine unerwünschte mechanische Belastung des zweiten Anschlußpals der Gleichrichteranordnung durch den mit diesem verbundenen Anschlußleiter stattfindet, der aus dem Isollierkörper heraustritt. Zur Erreichung die:ses Effektes wird der Aufbau zweckmäßig derart gewählt, daß dem aus dem Isolierkörper herausgeführten Anschlußleiter über eine gewisse Länge, gerechnet vom Halbleitersystemaufbau, ein gewisser Freiheitsgrad gewährt wird. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß im Falle der Benutzung eines biegsamen Anschlußleitersein unmittelbar dem Halbleitersysternaufbau benachbart liegender Teil nicht unmittelbar an dem unigossenen bzw. herumgepreßten Isolierkörper zur Anlage kommt. Hierzu kann die entsprechende Länge des Anschlußleiters mit einer nachgiebigen Masse, z. B. einem Silikonfett, unischlossen werden. Dieser Fettkörper wird dann auch, nachdem der Isolierkörper als umschließender Körper aufgebracht worden ist, den Charakter einer nachgiebigen Masse behalten, innerhalb welcher der nachgiebige Anschlußleiterteil sich räumlich verlagern bzw. in eine verkürzte zusammengeschobene bzw. gestreckte Form übergehen kann. F-in anderer Lösungsweg würde der sein, daß der genannte Anschlußleiterteil über eine gewisse Länge bereits vorher von einer kleineren Isolierglocke umschlossen ist, so daß also das um den Gleichrichtersystemaufbau und dem Anschlußleiter herum aufgebrachte Isoliermaterial nicht bis unriiiittelbar an den Anschlußleiter herangebracht werden bzw. gelangen kann.It may prove expedient if necessary, the thermal Behavior of the individual parts from the point of view to take into account that with different Temperatures that the system assumes no undesirable mechanical stress on the second connection pals of the rectifier arrangement through the one connected to it Connection conductor takes place, which emerges from the insulating body. To achieve this effect, the structure is expediently chosen in such a way that that from the insulating body Leading out connecting conductors over a certain length, calculated from the semiconductor system structure, a certain degree of freedom is granted. This can be B. can be achieved by that in the case of using a flexible lead, it is directly related to the semiconductor system structure adjacent part not directly on the uncast or pressed around Insulating body comes to rest. The corresponding length of the connecting conductor can be used for this purpose with a resilient mass, e.g. B. a silicone grease, be closed. This Fat body is then also applied after the insulating body as an enclosing body has retained the character of a yielding mass within which the yielding connection conductor part move spatially or pushed together in a shortened or stretched form can pass. F-Another approach would be that said connection conductor part over a certain length already beforehand by one smaller insulating bell is enclosed, so that so that around the rectifier system structure and the insulating material applied around the connecting conductor not or even directly can be brought up to the connecting conductor or can reach it.

Eine im Prinzip gleichartige Lösung läßt sich auch dann anwenden, wenn aus dem Isolierkörper nicht ein biegsamer Anschlußleiter, sondern einstarrer Anschlußleiter heraustritt, wenn ein solcher für die Zwecke des betriebsmäßigen Einsatzes der Halbleiteranordnung sich als zweckmäßiger ergibt. In diesem Falle wird also zwischen dem teilweise im Isolierkörper und teilweise außerhalb des Iselierkörpers an der fertigen Anordnung liegenden starren Anschlußleiter ein biegsames Anschlußleiterteil zwischen dem einen Anschlußpol der umschlossenen Halbleiteranordnung und dem inneren Ende des starren Anschlußleiters vorgesehen.A solution of the same kind in principle can also be used, if the insulating body is not a flexible connecting conductor, but rigid Terminal conductor emerges if such is used for operational purposes Use of the semiconductor arrangement is found to be more expedient. In this case is thus between the partially in the insulating body and partially outside the insulating body on the finished arrangement lying rigid connecting conductor a flexible connecting conductor part between the one terminal pole of the enclosed semiconductor device and the inner one End of the rigid connecting conductor provided.

Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung ist an dem äußeren Aufbau des Halbleiterelementes oberhalb des metallischen, als Schraubenkopf oder Mutterkörper einer zwischen dem Halbleiterbauelement und einem Träger bzw. Kühlkörper herzustellenden Schraubverbindung dienenden Säulenteiles des Grundplattenkörpers nur ein zylindrischer Isolierkörper vorhanden, aus welchem der oder die weiteren Anschlüsse des Halbleiterelementes heraustreten. Will ein Bedienender eine solche gekapselte Gleichrichteranordnung mittels einer Schraubverbindung an einem Träger befestigen, so wird er also zwangläufig darauf verwiesen, einen geeigneten Schraubenschlüssel zu benutzen, um den Grundplattenkörper als Schraubenkopf bzw. Mutter für die Drehmomentübertragung sicher zu erfassen und unter Erreichung eines güte, mäßig hochwertigen elektrischen oder/und thermischeu Überganges an dem anderen Träger oder Kühlkbrper festzuspannen. Hierbei kann er aber mit dem Schraubenschlüssel wegen des besonderen Aufbaues der Halbleiteranordnung nur an dem mutter- oder schraubenkopfähnlichen Teil, nicht aber an dem zylindrischen Isolierteil, angreifen, so daß dieser von jeder mechanischen Beanspruchung bei der Herstellung dieser Schraubverbindung verschont bleibt. Für die Herstellung der Schraubverhindung kann, wie bereits angedeutet, der vielkantige Grundplattenkörper entweder mit einem ausladenden Bolzen nach Art einer Schraube oder auch mit einer Gewindebohrung versehen sein, so daß im letzteren Falle der Grundplattenkörper z. B. nach Art einer Gewindemutter auf einen entsprechenden Gewindebolzen aufgeschraubt werden kann. Es kann jedoch auch in das Muttergewinde eine entsprechende Befestiguingsschraube eingedreht werden, um die Halbleiteranordnung an einem Träger festzuspannen.In an arrangement according to the invention, only one cylindrical insulating body is present on the outer structure of the semiconductor element above the metallic column part of the base plate body serving as a screw head or nut body of a screw connection to be established between the semiconductor component and a carrier or cooling body, from which the further connection or connections of the semiconductor element are present stepping out. If an operator wants to fasten such an encapsulated rectifier arrangement to a carrier by means of a screw connection, he is inevitably advised to use a suitable wrench in order to securely grasp the base plate body as a screw head or nut for torque transmission and to achieve a quality, moderate high-quality electrical and / or thermal transition to the other carrier or cooling element. Here, however, because of the special structure of the semiconductor device, he can only attack the nut or screw head-like part with the wrench, but not the cylindrical insulating part, so that it is spared any mechanical stress during the production of this screw connection. For the production of the screw connection, as already indicated, the polygonal base plate body can be provided either with a protruding bolt in the manner of a screw or with a threaded hole, so that in the latter case the base plate body z. B. in the manner of a threaded nut can be screwed onto a corresponding threaded bolt. However, a corresponding fastening screw can also be screwed into the nut thread in order to clamp the semiconductor arrangement onto a carrier.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen.To explain the invention in more detail using an exemplary embodiment reference is now made to the figures of the drawing.

Die Ausführung nach den Fig. 1 und 2 zeigt in den beiden einander entsprechenden Rissen einen metallischen Grundplattenkörper 1, der an seiner unteren Stirnfläche mit einer Gewindebohrung 2 versehen ist. Dieser Körper 1 weist einen unteren Teil von sechseckförmigem. Querschnitt auf, wie ihn beispielsweise ein Gewindemutterkörper oder ein Schraubenkopf besitzt. Diese sechskantige Säule la geht in einen kegelstumpfförmig gedrehten Teil lb über. An dessen Stirnfläche ist die Trägerplatte 3 aus Molybdän, Tantal oder Wolfram befestigt, auf welcher die eigentliche Halbleiteranordnung 9, welche z. B. durch einen Legierungsprozeß hergestellt sein und durch diesen gleichzeitig mit der genannten Trägerplatte und gegebenenfalls auch noch über diese mit dem Teil 1 verbunden worden sein kann, z. B. als eine Diode mit einem Halbleiterkörper aus oder nach Art von Silizium oder Germanium aufgebaut ist. Die Trägerplatte 3 bzw. der Körper 1 bilden unmittelbar den einen elektrischen Anschlußpol dieser Diode. An dem zweiten Pol der Diode ist ein biegsamer Leiter 4 über eine sein Ende umschließende bzw. auf dieses durch einen Rollprozeß aufgepreßte Kappe 4a durch Lötung bzw. Legierung befestigt.The embodiment according to FIGS. 1 and 2 shows, in the two mutually corresponding cracks, a metallic base plate body 1 which is provided with a threaded hole 2 on its lower end face. This body 1 has a lower part of hexagonal shape. Cross-section, as it has, for example, a threaded nut body or a screw head. This hexagonal column la merges into a frustoconical rotated part lb. At its end face, the carrier plate 3 made of molybdenum, tantalum or tungsten is attached, on which the actual semiconductor device 9, which z. B. be made by an alloy process and by this at the same time with the said carrier plate and possibly also connected to this with the part 1 , z. B. is constructed as a diode with a semiconductor body made of or in the manner of silicon or germanium. The carrier plate 3 or the body 1 directly form one electrical connection pole of this diode. A flexible conductor 4 is attached to the second pole of the diode by soldering or alloying via a cap 4a which encloses its end or is pressed onto it by a rolling process.

Nachdem die bisher beschriebene Halbleiteranordnung in dieser Weise fertiggestellt worden ist, wird der oberhalb des sechskantförnügen Teiles la liegende Teil der Anordnung mit einer Kunstharzmasse 5 umgossen bzw. umpreßt, so daß ein außen zylindrischer Körper 5 entsteht, der alle Teile von dem oberen Rand der Sechskantform des Teiles la bis über eine bestimmte Länge des biegsamen Leiters 4 als Kapselung sowie als mechanische Zugentlastungsbrücke vom Anschlußleiter 4 um das Halbleiterelement herum zum Grundplattenkörper 1 umschließt und in diesem Falle in seinem Außendurchmesser demjenigen des einbeschriebenen Kreises bzw. Inkreises der Sechseckform des Teiles 1 entspricht. Da die Trägerplatte 3 der Halbleiteranordnung mit einer Randzone über die obere Fläche des Teiles 1 b seitlich ausladet, greift also der Isolierkörper um den Rand dieser Platte 3 herum. Hieraus ergibt sich, wie bereits in der allgemeinen Erläuterung der Erfindung angegeben worden ist, eine Zugdiitlastung fÜr den Anschluß des biegsaitien Anschlußleiters 4 an dem zweiten Pol der Siliziumdiode. Als ein geeignetes Istfliermaten'al für das Umpressen bzw. Umgießen der Halbleiteranordhung kann z.B. ein Gießharz auf Epöxybasis, wie z.B. Äthyoxyllti, benutzt werden.After the semiconductor arrangement described so far has been completed in this way, the part of the arrangement lying above the hexagonal part la is encapsulated or pressed with a synthetic resin compound 5 , so that an externally cylindrical body 5 is created, which contains all parts of the upper edge of the hexagonal shape of the part la up to a certain length of the flexible conductor 4 as an encapsulation and as a mechanical strain relief bridge from the connection conductor 4 around the semiconductor element to the base plate body 1 and in this case corresponds in its outer diameter to that of the inscribed circle or inscribed circle of the hexagonal shape of part 1. Since the carrier plate 3 of the semiconductor arrangement protrudes laterally with an edge zone over the upper surface of the part 1 b , the insulating body therefore engages around the edge of this plate 3 . As has already been stated in the general explanation of the invention, this results in a tension load for the connection of the flexible connecting conductor 4 to the second pole of the silicon diode. A casting resin based on epoxy, such as, for example, Ethyoxyllti, can be used as a suitable material for pressing or casting around the semiconductor arrangement.

Einen weiteren beispielsweisen Aufbau, niiiiniehr mit frei beweglichem Anschlußleitärteil, veranschaulicht die Fig._3 der Zeichnung. Soweit in dieser Darstellung wieder die gleicheil Teile vorhanden sind wie in dem Ausführungsbei§piel nach den Pig. 1 und 2, sind für diese Teile unmittelbar die gleichen Bezugszeichen gewählt worden. Aus der Darstellung ist zu erkennen, daß nunmehr dem zweiten Pol des Halbleitergleichrichtersysteinaufbaues zunächst ein biegsamer Anschlußleiterteil 6 und diesem dann ein starrer Anschlußleiterteill folgt. Der blegsame Anschlußleiterteil 6 ist in der Darstellung als ein teilweise, korbartig aufgeweiteter Litzenkörper veran# schaulicht, der somit am fertigen Einbau eine solche Form haben kann, daß er auch in der Längsrichtung eine gewisse Nachgiebigkeit aufweist. In dieser Ausführungsform ist ein Isolierglockenteil 8 benutzt, der sich mit seinem Mantelkörper zwischen dem unteren Ende des starren Anschlußleiterteiles 7 und der oberen Fläche der Trägerplatte 3 des Gleichrichtersysteras erstreckt, welche z. B., wie bereits früher angegeben, aus einem der Werkstoffe Molybdän, Wolfram oder Tantal bestehen kann, also aus einem Werkstoff, der in seinem thernüschen Ausdehnungskoeffizienten demjenigen des Halbleiterkörpers, der z. B. aus Germanium, Silizium oder einer intennetallischen Verbindung nach Art einer AllBv-Verbindung bestehen kann, möglichst dicht benachbart liegt. Der eigentliche Kunstharzkörper 5 wird also um den Halbleitersystemaufbau herum erst aufgebracht, nachdem der glockenförmige Teil 8 an dem System angebracht worden ist. Es ist zu übersehen, daß bei diesem Aufbringungsverrgang des Kunstharzkörpers kein Kunstharz unmittelbar bis zu dem biegsamen Anschlußleiterteil 6 gelangen kann, der Kunstharzkörper jedoch wieder den Anschlußleiter 7 und den Grundplattenkörper 1 an ihren Mantehlächen faßt, wobei er hinter 3 greift und eine unmittelbare Zug- feste mechanische Brücke zwischen beiden Körpern bildet. Der Anschlußleiterteil 6 braucht naturgemäß nicht aus einem Litzenkörper zu bestehen, sondern könnte auch den Charakter eines biegsamen massiven Bandes haben.Another exemplary structure, niiiiniehr with freely movable connecting lead part, illustrates Fig._3 of the drawing. Insofar as the same parts are present in this representation as in the exemplary embodiment according to the Pig. 1 and 2, the same reference numerals have been chosen for these parts. It can be seen from the illustration that now the second pole of the semiconductor rectifier system is initially followed by a flexible connection conductor part 6 and then followed by a rigid connection conductor part. The flexible connection conductor part 6 is shown in the illustration as a partially widened, basket-like strand body, which can thus have a shape in the finished installation that it also has a certain flexibility in the longitudinal direction. In this embodiment, an insulating bell part 8 is used, which extends with its jacket body between the lower end of the rigid connecting conductor part 7 and the upper surface of the support plate 3 of the rectifier syste, which z. B., as already stated earlier, can consist of one of the materials molybdenum, tungsten or tantalum, that is, of a material that in its thermal expansion coefficient that of the semiconductor body, the z. B. can consist of germanium, silicon or an intennetallischen connection in the manner of an AllBv connection, is as close as possible. The actual synthetic resin body 5 is therefore only applied around the semiconductor system structure after the bell-shaped part 8 has been attached to the system. It can be overlooked that in this application process of the synthetic resin body no synthetic resin can get directly to the flexible connection conductor part 6 , but the synthetic resin body again grips the connection conductor 7 and the base plate body 1 at their outer surfaces, engaging behind 3 and an immediate tensile strength mechanical bridge between the two bodies. The connection conductor part 6 naturally does not have to consist of a stranded wire body, but could also have the character of a flexible, solid band.

Claims

PATENT CLAIM: 1. Semiconductor arrangement with a base plate carrying the semiconductor element with a screw head part, in which at least one connecting conductor protruding freely from the semiconductor element is passed through an insulating body, characterized in that the insulating body is formed by a pressing or casting process around the semiconductor element carried by the base plate with a cylindrical The outer circumferential surface of the base plate is produced over a certain length of the exclusion conductor or conductors and, in the process, engages around projections or engages in recesses on the assembly comprising the base plate and semiconductor element.

2. A semiconductor device according to claim 1, characterized in that the carrier plate carrying the semiconductor system, in iltfeni Wärnieausdähüujiggkooffiziänten your one of the semiconductor device, over which the semiconductor system is attached to the base plate, gidli laterally over the mutual contact zone with this expands, and that around the semiconductor arrangement molded or pressed isoz lierkörper behind it as a projection wit-Icb: ddd Tiägdrplattd engages. 3. Semiconductor arrangement according to Afisprüch 1 or 2, characterized in that the Giühdplatte is provided with a threaded bolt. 4. Semiconductor arrangement üacli Ansp't * ü'ch 1 or 2, characterized in that the green & plate is provided with a blind thread. 5. Semiconductor arrangement according to Ailsptuüli 1 or one of the following, thereby geke-nn eidlitiet ' -that extends from the second pole of the embedded semiconductor arrangement through the insulating cylinder + of a rigid connecting conductor. 6. Semiconductor arrangement according to. Claim 1 or one of the following up to and including Claim 4, characterized in that a flexible connecting conductor extends through the insulating body through the second pole of the enclosed semiconductor arrangement. 7. A semiconductor device according to claim 4, characterized in that a rigid connecting conductor emerges from the insulating core, which is connected to the second pole of the semiconductor device at its inner end via a flexible, freely movable conductor part with the second pole. 8. Semiconductor device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the diameter of the insulating material cylinder is at most that of the inscribed circle of the polygon of the base plate. is equivalent to. 9. A method for producing a semiconductor device according to claim 7, characterized in that the flexible conductor part before seirie # h inclusion in the insulating body with a resilient mass, for. B. a fat, such Völumeris is surrounded that in the finished state of the semiconductor device, the flexible conductor is sufficiently freely bälich within this mass. 10. A method for producing a half-leaf arrangement according to claim 7, characterized in that first the bleA.ganie conductor part is enclosed by a hollow body part with a cavity sufficient for its free mobility and only then is the insulating body produced on the semiconductor element. Pamphlets under consideration -. German Patent Publication No. 969 491; German exhibition letters. R 13210 Vill c / 21 (published May 17, 1956), No. 1 W 010; German utility model No. 1758 688; 17111343 U.S. Patent No. 2 92i 869; »Sieinens-7 # eitschiift«, 13d. 32 (19A), issue pp. 115 to 129.