DE1208006B - Transistor in einer metallischen Kapsel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

HOIl

Deutsche Kl.: 21g-11/02

A 34560 VIII c/21g

4. Mai 1960

30. Dezember 1965

Bekannt sind Transistoren in einer metallischen Kapsel, die mit einer metallischen Hülse verbunden ist und die weiterhin mit für die Halterung des Halbleiterkörpers dienenden Zuleitungen versehen sind, die in eine Glasperle eingebettet durch die Hülse im Abstand voneinander und im Abstand zu der Innenwand der Hülse nach außen führen.

Wenn in einem solchen gekapselten Transistor der Innendurchmesser der Metallkapsel klein ist, besteht die Gefahr, daß das Transistorplättchen oder die als Halter dienenden Zuleitungen in Kontakt mit der Innenwand der Kapsel kommen, wodurch ein Kurzschluß erzeugt wird. Weiterhin ist es bekannt, zur Vermeidung solcher Kontakte zwischen die Innenwand der Kapsel und die Zuleitungen bzw. das Transistorplättchen hitzebeständige, elektrisch isolierende Schichten einzufügen. Der Nachteil solcher Schichten bei gekapselten Transistoren ist aber der, daß die Wärmeisolierung in bezug auf eine möglichst hohe Leistung des Transistors zu groß ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auf der einen Seite einen derartigen Kontakt zu vermeiden, auf der anderen Seite aber für eine möglichst gute Wärmeableitung zu sorgen.

Diese Aufgabe wird bei einem Transistor in einer metallischen Kapsel, die mit einer metallischen Hülse verbunden ist, mit für die Halterung des Halbleiterkörpers dienenden Zuleitungen, die in eine Glasperle eingebettet durch die Hülse im Abstand voneinander und im Abstand zu der Innenwand der Hülse nach außen führen, und mit einer Isolierschicht innerhalb der Kapsel versehen ist, die einen elektrischen Kontakt des Halbleiterkörpers oder der Zuleitungen mit der Innenwand der Kapsel verhindert, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Kapsel ein selbständiger eloxierter Aluminiumeinsatz vorgesehen ist, der den nur von den Zuleitungen getragenen Halbleiterkörper und die Zuleitungen selbst umgibt. Der eloxierte Aluminiumeinsatz kann dabei als Hohlzylinder ausgebildet sein.

Sind der Halbleiterkörper und die als Halter dienenden Zuleitungen kreuzförmig angeordnet, dann kann der eloxierte Aluminiumeinsatz gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch aus einem massiven Zylinder bestehen, der am einen Ende zwei kreuzförmig zueinander verlaufende Schlitze aufweist, die so bemessen sind, daß sie den Halbleiterkörper und die Zuleitungen aufnehmen können.

Der Einsatz kann aus einem Aluminiumblech geformt werden, das dann irgendeinem bekannten Eloxierprozeß unterworfen wird, wodurch eine hinreichend dicke Außenschicht des Aluminiums oxy-Transistor in einer metallischen Kapsel

Anmelder:
5

Associated Electrical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
ίο Frankfurt/M., Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Paul Martin Shearman, Harlow, Essex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 5. Mai 1959 (15 433)

diert wird. Aluminiumoxyd ist bekanntlich ein guter elektrischer Isolator. Vorzugsweise werden die Kanten des Einsatzes abgerundet, weil die anodische Oxydation nicht immer entlang von scharfen Kanten stattfindet, so daß dort eine blanke Metalloberfläche zurückbleiben würde. Die Kapsel, in die der Einsatz eingebracht werden soll, ist vorher gründlich zu reinigen, damit so weitgehend wie möglich alle Spuren von Stoffen beseitigt werden, die einen schädlichen Einfluß auf die Arbeitsweise des Transistors ausüben können.

Die Zwischenräume zwischen der Kapsel und dem Einsatz sowie zwischen dem Einsatz, dem Transistorplättchen und den Zuleitungen, können mit Silikonverbindungen, die Beimengungen enthalten, die die Arbeitsweise des Transistors günstig beeinflussen, oder mit einem anderen geeigneten Material ausgefüllt werden.

An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Transistor nach der Erfindung;
F i g. 2 zeigt eine Ansicht eines eloxierten AIuminiumeinsatzes, der am unteren Ende gekreuzte Schlitze besitzt und der am oberen Ende gewölbt ausgeführt ist;

F i g. 3 zeigt einen Grundriß des in F i g. 2 gezeigten Einsatzes, in dem die gekreuzten Schlitze besser zu erkennen sind;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Transistor, der ein anders ausgebildetes Gehäuse besitzt.

509 760/269

Fig. 1 zeigt einen Transistor 1, der ein Transistorplättchen 2 enthält, das durch Zuleitungen 3 gehaltert wird, mit denen es elektrisch leitend verbunden ist. Die Zuleitungen 3 verlaufen durch eine Glasperle 4 in bestimmten Abständen zueinander und durch einen Ring 5, der einen Flansch 8 besitzt. Ein Einsatz 6, der die Form einer Hülse aufweist, umgibt das Transistorplättchen 2 und die Zuleitungen 3. Eine Kapsel 7 umgibt den Einsatz 6. Der Flansch 9 der Kapsel kann mit dem Flansch 8 des Ringes verschweißt werden.

Die Hülse kann durch den in den F i g. 2 und 3 gezeigten Einsatz ersetzt werden.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der die Umhüllung bildenden Kapsel und des Ringes, von denen das Transistorplättchen umschlossen ist. Die Kapsel 7 ist als Hohlzylinder ausgebildet, der am oberen Ende geschlossen ist. Das offene Ende umgibt die Außenwand des Ringes 5 und ist mit ihm luftdicht verbunden.

Der Ring kann aus jedem Material bestehen, das mit Glas verschmolzen werden kann. Die Kapsel kann aus jedem beliebigen Metall bestehen, das mit dem Ring beispielsweise durch Schweißen oder Löten verbunden werden kann.

Der eloxierte Aluminiumsatz hat nicht nur besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften, sondern es wird auch bei reiner Verwendung der thermische Widerstand des gekapselten Transistors vermindert. Der thermische Widerstand eines Transistors ist ein Maß für den Energiebetrag, der am Kollektor in Wärme umgewandelt wird und von dort — und damit aus dem Transistor — abgeführt wird. Der thermische Wirkungsgrad wird oft angegeben in Grad Celsius pro Milliwatt Ausgangsleistung bei einer bestimmten Umgebungstemperatur. Wenn z. B. die Umgebungstemperatur 25° C beträgt und der thermische Widerstand 0,1° C/mW, dann steigt die Temperatur des Transistors um 0,1° C für jedes Milliwatt der Ausgangsleistung des Transistors an. Einführung eines eloxierten Alumimumeinsatzes hat zur Folge, daß der thermische Widerstand eines Transistortyps mindestens halbiert wird, d. h. von t° C/mW auf Vz t° C/mW reduziert wird. Für jeden Transistor gibt es eine optimale Betriebstemperatur, bei der der Transistor betrieben werden kann, ohne daß sich seine Kennlinien ändern. Daraus folgt, daß bei gegebener optimaler Betriebs- und Umgebungstemperatur die zulässige Leistung des Transistors um so höher liegt, je niedriger der thermische Widerstand ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Transistor in einer metallischen Kapsel, die mit einer metallischen Hülse verbunden ist, mit für die Halterung des Halbleiterkörpers dienenden Zuleitungen, die in eine Glasperle eingebettet durch die Hülse im Abstand voneinander und im Abstand zu der Innenwand der Hülse nach außen führen, und mit einer Isolierschicht in der Kapsel, die einen elektrisch leitenden Kontakt des Halbleiterkörpers oder der Zuleitungen mit der Innenwand der Kapsel verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kapsel ein selbständiger eloxierter AIuminiumeinsatz vorgesehen ist, der den nur von den Zuleitungen getragenen Halbleiterkörper und die Zuleitungen selbst umgibt.

2. Transistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eloxierte Aluminiumeinsatz ein Hohlzylinder ist.

3. Transistor nach Anspruch 1, bei dem der Halbleiterkörper und die als Halter dienenden Zuleitungen kreuzförmig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der eloxierte Aluminiumeinsatz aus einem massiven Zylinder besteht, der am einen Ende zwei kreuzförmig zueinander verlaufende Schlitze aufweist, und daß die Schlitze so bemessen sind, daß sie den Halbleiterkörper und die Zuleitungen aufnehmen können.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 968 515;
deutsche Auslegeschriften Nr. 1048 358,
648;
belgische Patentschrift Nr. 539 483.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist ein Prioritätsbeleg ausgelegt worden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 760/269 12.65 © Bundesdruckerei Berlin