DE1248812B

DE1248812B -

Info

Publication number: DE1248812B
Application number: DES77798A
Authority: DE
Priority date: 1962-01-31
Publication date: 1967-08-31

Description

AUSLEGESCiiRIFT

Nummer: 1248 812

Aktenzeichen: S 77798 Vni c/21 g

J 248812 Anmeldetag: 31. Januar 1962

Auslegetag: 31. August 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit einem dichten Gehäuse, bestehend aus einem Ringteil aus Isoliermaterial, an dem beidseitig metallische Deckplatten angelötet sind, zwischen den ein Halbleiterkörper mit mindestens einem pn-übergang gleitfähig zugeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren des Gehäuses so zu gestalten, daß die dabei auftretende Wärraebeanspruchung des Halbleiterkörpers möglichst niedrig ist. Das gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß zuerst zwei Deckplatten mit je einem zugeordneten, ringförmigen Isolierteil durch Hartlötung verbunden werden, daß dann der Halbleiterkörper zwischen die so vorgefertigten Gehäusehälften gelegt und diese dann durch eine Weichlötung zwischen den beiden Isolierteilen miteinander verbunden werden.

Eine Weichlötung wurde bisher zur Herstellung eines Gehäuses für Halbleiterbauelemente der eingangs genannten Art nicht verwendet, weil diese weder der bei manchen Bauelementen dieser Art dauernd vorhandenen mechanischen Vorspannung noch der durch unterschiedliche Wärmeausdehnung hervorgerufenen Spannung auf die Dauer gewachsen ist. Bei einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Halbleiterbauelement wird dagegen die Weichlotverbindung mechanisch überhaupt nicht beansprucht, und zwar weder durch eine dauernde Vorspannung — da innerhalb des Gehäuses keinerlei Federkräfte wirksam sind — noch durch temperaturabhängige Änderungen der Abmessungen, da die Weichlotschicht zwischen Bauteilen mit identischem Wärmeausdehnungskoeffizienten liegt.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen.

In diesen ist jeweils in einem zur Veranschaulichung gewählten größeren Maßstab von der Scheibenform nur die rechte Hälfte, bezogen auf die Mittelachse, wiedergegeben. In

F i g. 1 sind sowohl das Halbleiterelement als auch das dieses einschließende Gehäuse im Schnitt wiedergegeben, während in den

F i g. 2 bis 4 nur noch das Gehäuse im Schnitt wiedergegeben ist.

An den gegenseitigen Anlageflächen von Halbleiterelement und Gehäuseteilen ist zweckmäßig dafür gesorgt, daß zur Erhaltung der Gleitfähigkeit bei dem betriebsmäßigen Gegeneinanderpressen entsprechende Werkstoffe zusammentreffen, die keine Neigung zu einer gemeinsamen Legierung oder einer Art Verfahren zum Herstellen eines scheibenförmigen Halbleiterbauelementes

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen, Weraer-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Heinz Martin,
Winfried Speil, München

gegenseitiger Verschweißung oder gegenseitiger Diffusionslötung haben. Sind die Endplatten des Halbleiterelementes aus Molybdän hergestellt, so trifft

ao dessen Anlagefläche zweckmäßig mit Silber an dem oder auf dem Gehäuseteil oder über eine Zwischenlage aus Silber zusammen.

In F i g. 1 ist ein Gehäuse dargestellt, welches aus zwei ringförmigen Isolierkörpern 1 bzw. 2 besteht.

as Jeder dieser ringförmigen Isolierkörper ist über einen Boden- bzw. Deckelteil 3 bzw. 4 durch Hartlötung an den Zonen 5 und 6 mit dem Isolierkörper 1 bzw. 2 verbunden. Es werden also zunächst die beiden Aggregate 1,3 bzw. 2,4 hergestellt. Der Boden- bzw. Deckelteil 3 bzw. 4 ist derart gestaltet, daß er jeweils an einem zentralen Teil 3 a bzw. 4 a einen Sitz für das zwischen den beiden Gehäusehälften eingesetzte Halbleiterelement 9 bildet. Benachbart diesen Sitzstellen 3 α bzw. 4 a ist jeder der Teile 3 bzw. 4 mit einem Teil von bogenförmigem Querschnitt 10 bzw. 11 verbunden, so daß er eine gewisse Nachgiebigkeit besitzt. Die beiden Teile 1 und 2 sind, wie die Figur zeigt, bereits mit ihren stirnseitigen Flächen 7 und 8 gegeneinandergespannt.

Sie bilden an ihrer Randzone mittels zweier Abschrägungen la bzw. 2a eine Ringzone von pfannenförmigem Querschnitt, in weiche das Weichlot 12 eingebracht und dann eine entsprechende Lötverbindung zwischen den Teilen 1 und 2 über dieses Lot hergestellt wurde.

In der Darstellung nach F i g. 1 der Zeichnung ist das in das Gehäuse der Halbleiteranordnung eingesetzte Halbleiterelement 9 außerdem, wie angeführt, noch teilweise im Schnitt dargestellt. Es besteht hiernach z.B. aus einer Hilfsträgerplatte 9a aus Wolfram, Molybdän oder Tantal, einer Schicht bzw. Lage 9 b aus Aluminium, einem Halbleiterkör-

709 639/411

Claims

per 9 c aus schwach p-leitendem Silizium, einer Schicht bzw. Lage9<i aus einer Gold-Antimon-Legierung, einer Silberlage 9 e, einer Mangan-Lotschkht9/ und aus einer zweiten Hilfsträgerplatte 9 g aus Molybdän, Wolfram oder Tantal. Die Aluminiumzwischenlage 9 b und die Gold-Antimon-Lage 9d dienen gleichzeitig als Dotierungsmaterialsubstanzen und als Lotschichten. Nachdem dieses bisher geschilderte Schichtsystem durch einen geeigneten Wärmebehandlungsprozeß bzw. Legierungsprozeß in die Bauform einer Gleichrichtereinheit übergeführt und diese noch entsprechend an ihrem pn-übergang, gegebenenfalls durch einen Ätzprozeß, behandelt worden war, wurde zum besonderen Einschluß der empfindlichen Teile der Anordnung gegenüber der umgebenden Atmosphäre zusätzlich noch eine Lackschicht 9 Λ in der angedeuteten Weise aufgebracht, so daß deren Randzonen in den Mantelflächen der Hilfsträgerplatten9a bzw. 9 g liegen. Die F i g. 2 zeigt eine weitere Lösung, in welcher diejenigen Teile, welche bereits in F i g. 1 vorhanden waren, wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden sind. Bei der Ausführung nach F i g. 2 sind der Isolierkörper 1' und der Isolierkörper 2' mit ihren Stirnflächen unmittelbar über ein Weichlot 13 miteinander verbunden worden. Bei einer Anordnung nach den F i g. 1 und 2 sind in dem Fall, wo kein solches Lot benutzt wird, welches unmittelbar z. B. beim Vorliegen von Isolierteilen aus Keramik eine Lötverbindung zwischen solchen Teilen ermöglicht, die entsprechenden Oberflächenteile der miteinander zu verlötenden Isolierkörper mit einer entsprechenden Vormetallisierung versehen. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit einem dichten Gehäuse, bestehend aus einem Ringteil aus Isoliermaterial, an dem beidseitig metallische Deckplatten angelötet sind, zwischen den ein Halbleiterkörper mit mindestens einem pn-übergang gleitfähig angeordnet ist, dadurchgekennzeichnet, daß zuerst zwei Deckplatten (3, 4) mit je einem zugeordneten ringförmigen Isolierteil (1, 2) durch Hartlötung miteinander verbunden werden, daß dann der Halbleiterkörper zwischen die so vorgefertigten Gehäusehälften gelegt und diese dann durch

ao eine Weichlötung zwischen den beiden Isolierteilen miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierteile und Deckplatten beider Gehäusehälften identisch sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 881 833;
USA.-Patentschrift Nr. 2 956 214;
Zeitschrift Feinwerktechnik, Bd. 57 (1953), H. 10, S. 309 bis 319.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen