DE1265874B - Vacuum-tight housing for semiconductor components and process for its manufacture - Google Patents

Vacuum-tight housing for semiconductor components and process for its manufacture

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DE1265874B
DE1265874B DE1963C0030075 DEC0030075A DE1265874B DE 1265874 B DE1265874 B DE 1265874B DE 1963C0030075 DE1963C0030075 DE 1963C0030075 DE C0030075 A DEC0030075 A DE C0030075A DE 1265874 B DE1265874 B DE 1265874B
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Germany
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vacuum
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insulating
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components
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Pending
Application number
DE1963C0030075
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German (de)
Inventor
Raoul Kacirek
Slavomir Kosler
Dimitrij Lezal
Oldrich Pokorny
Petr Spiess
Zdenek Zavazal
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CKD PRAHA NARODNI PODNIK
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CKD PRAHA NARODNI PODNIK
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    • H01L23/02Containers; Seals
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    • H01L23/043Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOIlHOIl

Deutsche Kl.: 21g -11/02 German class: 21g -11/02

Nummer: 1 265 874Number: 1 265 874

Aktenzeichen: C 30075 VIII c/21File number: C 30075 VIII c / 21

Anmeldetag: 30. Mai 1963Filing date: May 30, 1963

Auslegetag: 11. April 1968Open date: April 11, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein vakuumdichtes Gehäuse für Halbleiterbauelemente, bestehend aus zwei plattenförmigen Abnahmeelektroden, zwischen denen das Halbleitersystem angeordnet ist, und die durch eine aus einer isolierenden plastischen Substanz bestehenden Fassung miteinander verbunden sind, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a vacuum-tight housing for semiconductor components, consisting of two plate-shaped pick-up electrodes between which the semiconductor system is arranged, and the connected to one another by a socket made of an insulating plastic substance and a process for their manufacture.

Ein solches Gehäuse schützt Halbleitersysteme vor Einflüssen der Atmosphäre, insbesondere Feuchtigkeit, schädlichen Gasen, Dämpfen und Verunreinigungen jeder Art. Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, einerseits den Verschluß vakuumdicht zu halten, andererseits aber die im Halbleiterbauelement entstehende Wärme in befriedigender Weise nach außen abzuführen.Such a housing protects semiconductor systems from the effects of the atmosphere, especially moisture, harmful gases, vapors and impurities of all kinds. However, it is difficult to on the one hand to keep the closure vacuum-tight, on the other hand that which arises in the semiconductor component Dissipate heat to the outside in a satisfactory manner.

Es ist eine Konstruktion bekannt, bei der die plattenförmigen Abnahmeelektroden, zwischen denen das Halbleiterbauelement gehalten ist, durch Umfangsflansche zu vergrößern, die vollständig im plastischen oder Kunststoffmaterial der Fassung eingeschlossen sind. Dies erfordert — bezogen auf das Halbleitersystem — sehr große Plattenabmessungen. Außerdem ist diese Bauart bei einer unsymmetrischen Anordnung der Halbleiterbauteile nur mit Schwierigkeiten zu verwenden. Ferner bringt der Einbau von zusätzlichen Anschlußelektroden Probleme mit sich.It is known a construction in which the plate-shaped pickup electrodes between which the semiconductor component is held to enlarge by circumferential flanges, which are completely in the plastic or plastic material of the socket are included. This requires - based on the Semiconductor system - very large plate dimensions. In addition, this type of construction is asymmetrical To use arrangement of the semiconductor components only with difficulty. Furthermore, the installation of additional connection electrodes problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.The invention is based on the object of eliminating these disadvantages.

Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahmeelektrodenplatten zur Verankerung kegelstumpfförmig ausgebildet und mit ihren größeren Grundflächen einander zugekehrt sind, wobei die Fassung nur die seitlichen Flächen der Kegelstümpfe umfaßt und die kleineren Grundflächen der Kegelstümpfe frei läßt.The solution according to the invention is characterized in that the removal electrode plates for Anchoring is frustoconical and has larger bases facing each other, wherein the socket comprises only the lateral surfaces of the truncated cones and the smaller base surfaces which leaves truncated cones free.

Bei dieser Konstruktion brauchen die Abnahmeelektroden nur geringfügig über die Halbleiterbauelemente überzustehen. Die nahezu der gesamten Querschnittsfläche entsprechende Stirnfläche und gegebenenfalls ein Teil der Umfangsfläche ist nicht vom Kunststoffmaterial umgeben und kann daher der Wärmeabfuhr dienen. Trotzdem ergibt sich eine sichere Befestigung, weil die Abnahmeelektroden an ihren Kegelstumpfflächen durch die Fassung gegeneinander gezogen werden. Durch geeignete Wahl der Wärmedehnzahl der plastischen Substanz im Vergleich zu der der anderen Bestandteile kann eine mäßige Druckbeanspruchung erzielt werden, welche die entstehenden Wärmedehnungen ausgleicht und unerwünschte Spannungen im Halbleitersystem vermeidet. With this construction, the pick-up electrodes need only marginally over the semiconductor components to survive. The end face corresponding to almost the entire cross-sectional area and, if applicable part of the circumferential surface is not surrounded by the plastic material and can therefore be the Serve heat dissipation. Nevertheless, there is a secure attachment because the pick-up electrodes their frustoconical surfaces are drawn against each other by the socket. By suitable choice of Thermal expansion coefficient of the plastic substance in comparison to that of the other components can be a moderate compressive stress can be achieved, which compensates for the resulting thermal expansion and avoids undesirable stresses in the semiconductor system.

Insbesondere sollte die Wärmedehnzahl der isolie-Vakuumdichtes GehäuseIn particular, the thermal expansion coefficient should be the insulating vacuum-tight casing

für Halbleiterbauelemente und Verfahrenfor semiconductor components and processes

zu seiner Herstellungfor its manufacture

Anmelder:Applicant:

CKD Praha, närodni podnik, PragCKD Praha, närodni podnik, Prague

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. U. Knoblauch, Patentanwalt,Dr.-Ing. U. Knoblauch, patent attorney,

6000 Frankfurt, Kühhornshofweg 106000 Frankfurt, Kühhornshofweg 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Slavomir Kosler,Slavomir Kosler,

Raoul Kacirek,Raoul Kacirek,

Oldfich Pokorny, Prag;Oldfich Pokorny, Prague;

Petr Spiess, Celakovice;Petr Spiess, Celakovice;

Dimitrij Lezäl,Dimitrij Lezäl,

Zdenek Zaväzal, Prag (Tschechoslowakei)Zdenek Zaväzal, Prague (Czechoslovakia)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Tschechoslowakei vom 21. Juni 1962 (3803)Czechoslovakia June 21, 1962 (3803)

renden Fassung größer sein als die der Kontaktplatten. be larger than that of the contact plates.

Da die Abnahmeelektroden nur wenig über das Halbleitersystem überzustehen brauchen, kann man auch eine Hilfselektrode ohne Schwierigkeiten anbringen. Sie kann vorzugsweise in dem Raum zwischen den Kontaktplatten herausgeführt und durch die zylindrische isolierende Fassung festgehalten und vakuumdicht abgedichtet werden. Die Zahl der erforderlichen Bestandteile ist ein Minimum. Man benötigt im einfachsten Fall lediglich das Halbleitersystem, die Fassung, die beiden Abnahmeelektroden und gegebenenfalls die Hilfselektroden.Since the pick-up electrodes only need to protrude a little over the semiconductor system, one can also attach an auxiliary electrode without difficulty. It can preferably be in the space between the contact plates led out and held by the cylindrical insulating socket and be sealed vacuum-tight. The number of components required is a minimum. Man In the simplest case, only the semiconductor system, the socket, and the two pick-up electrodes are required and optionally the auxiliary electrodes.

Des weiteren können auch auf sehr einfache Weise Schwierigkeiten im Zusammenbau und in der Kontrolle der gelöteten Stellen behoben werden. Insbesondere ist ein Verfahren zur Herstellung des vakuumdichten Gehäuses dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wärmebehandlung der isolierenden Fassung alle elektrischen Verbindungen der einzelnen Bestandteile mit einer Lötschicht versehen werdenFurthermore, difficulties in assembly and control can also be very simple the soldered points can be corrected. In particular, a method for producing the vacuum-tight housing, characterized in that before the heat treatment of the insulating Version all electrical connections of the individual components are provided with a layer of solder

809 538/418809 538/418

und die darauffolgende Wärmebehandlung bei einer solchen Temperatur vor sich geht, daß eine vollkommene Verlötung der Bestandteile erzielt wird.and the subsequent heat treatment takes place at such a temperature that a perfect Soldering of the components is achieved.

Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below in connection with the exemplary embodiments shown in the drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse undF i g. 1 shows a section through a housing according to the invention and

Fig. 2 eine Ansicht auf ein abgewandeltes Gehäuse. 2 shows a view of a modified housing.

Mit einem Halbleitersystem 1 stehen zwei Kontaktplatten 2 und 3 sowie die erforderlichen Hilfselektroden 5 in Verbindung. Diese Teile werden durch eine Fassung 4 zusammengehalten, die aus einer plastischen Substanz von beträchtlicher elektrischer Festigkeit und großem Widerstand hergestellt ist. Diese Fassung sichert einesteils den vakuumdichten Verschluß des eigentlichen Halbleitersystems 1 und bringt andererseits in diesem System von vornherein eine Druckbeanspruchung hervor, die zum Ausgleich der zu erwartenden Wärmedehnungen dient. Um eine vollkommene Vakuumdichtheit und die verlangte Druckbeanspruchung zu sichern, erhalten die Kontaktplatten 2, 3 die Gestalt von Kegeln, deren Grundflächen einander zugekehrt sind. Die Wärmedehnzahl der isolierenden Fassung wählt man etwas höher als die der Kontaktplatten 2, 3. Die für Mehrelektrodenbauelemente, z. B. Transistoren, erforderlichen Elektroden werden zwischen den Kontaktplatten herausgeführt. Beim Zusammenbau werden sie durch den eingefüllten Kunststoff vakuumdicht befestigt. Alle elektrischen Verbindungen der Bestandteile werden vorher schon durch eine Lötmittelschicht gesichert, deren Erwärmung während der Wärmebehandlung der Fassung genügt, um eine vollkommene Verbindung zu sichern. Wenn notwendig, werden die Platten 2 und 3 gemäß F i g. 2 mit Anschlußschrauben 6 versehen.With a semiconductor system 1 there are two contact plates 2 and 3 as well as the necessary auxiliary electrodes 5 in connection. These parts are held together by a socket 4, which consists of a plastic substance of considerable electrical strength and resistance. This version secures on the one hand the vacuum-tight closure of the actual semiconductor system 1 and on the other hand, creates a compressive stress in this system from the outset that compensates for it the expected thermal expansion is used. About a perfect vacuum tightness and that required To secure compressive stress, the contact plates 2, 3 get the shape of cones, their bases facing each other. The coefficient of thermal expansion of the insulating frame is chosen to be slightly higher than that of the contact plates 2, 3. The multi-electrode components such. B. transistors, required electrodes are led out between the contact plates. When assembling, they are through the Filled plastic attached vacuum-tight. All electrical connections of the components are made previously secured by a layer of solder, which is heated during the heat treatment the frame is sufficient to ensure a perfect connection. If necessary, the Plates 2 and 3 according to FIG. 2 provided with connecting screws 6.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vakuumdichtes Gehäuse für Halbleiterbauelemente, bestehend aus zwei plattenförmigen Abnahmeelektroden, zwischen denen das Halbleitersystem angeordnet ist, und die durch eine aus einer isolierenden plastischen Substanz bestehenden Fassung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahmeelektrodenplatten (2, 3) zur Verankerung kegelstumpfförmig ausgebildet und mit ihren größeren Grundflächen einander zugekehrt sind, wobei die Fassung (4) nur die seitlichen Flächen der Kegelstümpfe (2,3) umfaßt und die kleineren Grundflächen der Kegelstümpfe (2, 3) frei läßt.1. Vacuum-tight housing for semiconductor components, consisting of two plate-shaped pick-up electrodes, between which the semiconductor system is arranged, and which are connected to one another by a socket consisting of an insulating plastic substance, characterized in that the pick-up electrode plates (2, 3) are frustoconical for anchoring and face one another with their larger base areas, the mount (4) only encompassing the lateral surfaces of the truncated cones (2,3) and leaving the smaller base areas of the truncated cones (2, 3) free. 2. Vakuumdichter Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derWärmedehnungskoeffizient der isolierenden Fassung (4) größer ist als derjenige der Kontaktplatten (2, 3).2. Vacuum-tight closure according to claim 1, characterized in that the coefficient of thermal expansion of the insulating mount (4) is greater than that of the contact plates (2, 3). 3. Vakuumdichter Verschluß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum zwischen den Kontaktplatten (2, 3) Hilfselektröden herausgeführt sind und durch die zylindrische isolierende Fassung (4) festgehalten und vakuumdicht abgedichtet werden.3. Vacuum-tight closure according to claim 1 and 2, characterized in that auxiliary electrodes are led out in the space between the contact plates (2, 3) and are held and sealed vacuum-tight by the cylindrical insulating socket (4). 4. Verfahren zur Herstellung des vakuumdichten Gehäuses nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wärmebehandlung der isolierenden Fassung alle elektrischen Verbindungen der einzelnen Bestandteile mit einer Lötschicht versehen werden und die darauffolgende Wärmebehandlung bei einer solchen Temperatur vor sich geht, daß eine vollkommene Verlötung der Bestandteile erzielt wird.4. A method for producing the vacuum-tight housing according to claim 1 to 4, characterized characterized in that before the heat treatment of the insulating socket all electrical Connections of the individual components are provided with a solder layer and the subsequent heat treatment takes place at such a temperature that a perfect Soldering of the components is achieved. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 840 496;
französische Patentschrift Nr. 1289 309.
Considered publications:
German utility model No. 1 840 496;
French patent specification No. 1289 309.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 809 538/418 4.6S © Bundesdruckerei Berlin809 538/418 4. 6S © Bundesdruckerei Berlin
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CH (1) CH410200A (en)
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1840496U (en) * 1960-03-17 1961-11-02 Int Standard Electric Corp SEMI-CONDUCTOR RECTIFIER.
FR1289309A (en) * 1960-05-18 1962-03-30 Siemens Ag Semiconductor device

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AT239310B (en) 1965-03-25
CH410200A (en) 1966-03-31
GB1010368A (en) 1965-11-17

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