DE1439304C - Halbleiterbauelement - Google Patents

Description

I 439 304

Kupfer, bestehen, welches an seiner Oberfläche mit Silber plattiert bzw. galvanisiert sein kann. Ein solcher Kupferkörper 11 bildet dann gleichzeitig wieder ein Element, welches zur Übernahme einer gewissen Wärmemenge bzw. eines Wärmeflusses geeignet ist. Eine wesentliche Funktion erfüllt dieser Kupferkörper 11 aber auch beim betriebsmäßigen Einsatz als ein Druckplattenkörper, über welchen das Halbleiterelement 8 zusätzlich zu der Verbindung, welche über die Lotschichten 9 bzw. 10 geschaffen ist, eine Druckeinspannung mittels eines Kraftspeichers erfährt, so daß also auch die Lotschichten 9 und 10 eine mechanische Druckbelastung zwischen ihren Oberflächen erfahren. Auf der oberen Fläche des Kupferplattenkörpers 11, der entweder die gleiche geometrische Umfangsform wie das Halbleiterelement 8 oder auch eine abweichende haben kann, nämlich, indem z. B. der Halbleiterkörper 8 quadratische oder Rechteckform besitzt und der Körper 11 z. B. eine zylindrische bzw. Scheibenform mit kreisförmigem Umfang hat, sitzt der stangenförmige Anschlußkontakt 12, an dessen unterer Fläche ein flanschartig ausladender Teil 12 vorgesehen ist. Auf diesen Anschlußkontakt 12 ist ein Ringkörper 13 aus Isoliermaterial, z. B. Keramik, aufgeschoben, der sich mit einem inneren Teil seiner unteren Stirnfläche 13 a gegen die obere Fläche des Flanschteiles 12 a legt. Auf der oberen Fläche des Körpers 13 sitzt eine durchgewölbte Sattelfeder 14. Diese hat eine Aussparung 14 α und zwei oder mehr als zwei radial ausladende Schenkel, wie 14 & und 14 c, so daß sie also einen kräftigen Anpreßdruck zwischen den Teilen 13, 12, 11, 8 und 1 erzeugen kann. Sie weist aber zufolge ihrer relativ langen Schenkel auch einen relativ großen Federungsweg auf, damit die Anordnung bei thermischen Dehnungen stets noch eine ausreichende Kraft für die gegenseitige Anpressung der genannten Teile liefert. Diese Sattelfeder 14 stützt sich mit ihren freien Schenkelenden gegen die untere Stirnfläche des Metallringkörpers 15 von, einseitig auf die Achse des Halbleiterbauelementes 15 bezogen, L-förmigem Querschnitt ab. Dieser Metallkörper 15, z. B. aus Stahl, ist der äußere metallische Ring einer elektrisch isolierenden Druckglasdurchführung, deren weitere Teile der

ίο durch den Herstellungsprozeß beim Erkalten der Teile unter radialem Druck gesetzte Glaskörper 16 und der von diesem umschlossene innere Hülsenkörper 17 bilden. Dieser innere Hülsenkörper kann z. B. aus einer Eisen-Nickel-Legierung, wie sie etwa unter dem Handelsnamen Vacovit bekannt ist, hergestellt sein, also einer Metallegierung, welche gleichzeitig besonders dafür geeignet ist, daß bei einer Glasverschmelzung zwischen ihrer Oberfläche und dem Glaskörper eine gute gegenseitige gasdichte Verbindung geschaffen werden kann. Durch den Metallkörper 17 ist, wie die Zeichnung erkennen läßt, der Anschlußkontakt 12 hindurchgeführt und für die Herstellung einer gasdichten Verbindung sein oberes Ende mit der Mantelfläche von 12 über den Lotring 18 verlötet. Der Körper 15 ist an der unteren Fläche seines Flanschteiles, über welche er sich gegen den Stahlring 4 legt, mit diesem durch elektrische Widerstandsverschweißung verbunden, wofür vor der Einleitung dieser Widerstandsverschweißung zweckmäßig mindestens einer der beiden zu verbindenden Teile, vorzugsweise der Flanschteil 15, an der der Stirnfläche von 4 zugewandten Fläche mit einem Ringwarzenkörper versehen ist, so daß eine wirksame Widerstandsverschweißung hoher Güte schnell durchgeführt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand Patentansprüche: eines Ausführungsbeispieles wird nunmehr auf die Figur der Zeichnung Bezug genommen, in welcher

1. Halbleiterbauelement mit einem scheiben- ein Halbleiterelement in einem für die Veranschauförmigen Halbleiterkörper mit pn-übergang und 5 lichung gewählten vergrößerten Maßstab wiedergezwei Kontaktelektroden auf einander gegenüber- geben ist.

liegenden Seiten, mit zwei Anschlußkörpern aus 1 bezeichnet einen becherförmigen Gehäuseteil, einem Material, dessen thermischer Ausdehnungs- der an seiner Mantelfläche mit axial sich erstreckenkoeffizient wesentlich von dem des Halbleiter- den Rippen versehen ist. Dieser becherförmige Körkörpers abweicht, von denen je einer mit einer io per kann zweckmäßig aus einem derart harten Kupfer der Kontaktelektroden, über eine Weichlotschicht bestehen, so daß beim Einpressen dieses becherförverbunden ist, und mit einem Kraftspeicher, migen Körpers in die Bohrung eines Gerüstes oder durch den die beiden Anschlußkörper gegenein- eines anderen Körpers die Rippen 2 eine genügende andergedrückt werden, dadurch gekenn- Festigkeit besitzen, so daß sie sich in den anderen zeichnet, daß durch den Kraftspeicher ein 15 Körper eingraben oder mindestens eine genügende Druck von 0,2 bis 2 kp/mm² auf die Weichlot- innere Festigkeit aufweisen, daß die beim Einpressen schicht ausgeübt wird. in ihnen erzeugte Vorspannung des Materials auch

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, da- mit einem gewissen Speicherwert erhalten bleibt und durch gekennzeichnet, daß das mit seinen ein- damit ein sicherer Sitz des Halbleiterbauelementes in dotierten Bereichen und Anschlußkontaktflächen 20 dem betreffenden weiteren Bauteil gesichert bleibt, versehene Halbleiterelement an diesen Kontakt- Dieser becherförmige Teil ist an dem Rand seines flächen mit einem Verbleiungsüberzug ver- Mantelkörpers mit einem Absatz 3 versehen, auf sehen ist. welchem ein Ring 4, z. B. aus Stahl, sitzt, der mit

3. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter- seiner inneren Mantelfläche einen sich axial erstrekbauelementes nach den Ansprüchen 1 und 2, da- 25 kenden Teil 5 des Fassungskörpers 2 oberhalb des durch gekennzeichnet, daß der Verbleiungsüber- Absatzes 3 umschließt. Zur Herstellung einer gaszug an den elektrischen Kontaktflächen des Halb- dichten Verbindung zwischen 2 und 4 ist zwischen leiterbauelementes bereits an diesen vorgesehen der oberen Stirnfläche 6 des Teiles 5 und der über wird, bevor eine Reinigung des Halbleiterelemen- diese nach oben ausladenden inneren Mantelfläche tes durch Ätzung vorgenommen wird, um diesen 30 4 a von 4 eine Hartlötung mittels der Lotschicht 7 Verbleiungsüberzug während des Ätzprozesses als vorgenommen. Diese kann z. B. mit einer Dicke von Mittel zur Maskierung der Oberflächen des Halb- 0,1 mm eingelegt werden und' auf diese Weise nach leiterelementes auszunutzen, weiche durch die Abschluß des Verlötungsvorganges zwischen dem Ätzflüssigkeit nicht angegriffen werden sollen. Halbleiterkörper 5 und dem Gehäuseteil 2 eine Lot-

35 Verbindungsschicht 9 von etwa 0,05 mm Dicke bilden. Auf der inneren Bodenfläche 2 a des Körpers 2

ist das Halbleiterelement 8 durch Lötung befestigt.

Dieses Halbleiterelement 8 kann z. B. auf der Basis eines Halbleiterkörpers aus Silizium hergestellt sein,

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein 40 in welchem von den beiden Oberflächen aus ent-Halbleiterbauelement mit einem scheibenförmigen sprechende dotierte Zonen durch Eindiffusion erzeugt Halbleiterkörper mit pn-übergang und zwei Kontakt- worden sind, und wobei an der freien Oberfläche elektroden auf einander gegenüberliegenden Seiten, jeder dieser eindotierten Zonen ein entsprechender mit zwei Anschlußkörpern aus einem Material, des- Metallüberzug vorgesehen worden ist, um auf diese *"■ sen thermischer Ausdehnungskoeffizient wesentlich 45 Weise einen elektrischen metallischen Anschluß und von dem des Halbleiterkörpers abweicht, von denen gegebenenfalls gleichzeitig eine vorbereitete Fläche zu je einer mit einer der Kontaktelektrode über eine schaffen, über welche eine einwandfreie Lötverbin-Weichlbtschicht verbunden ist, und mit einem Kraft- dung hoher Güte vorgenommen werden kann. So speicher, durch den die beiden Anschlußkörper kann an der Oberfläche der eindotierten Zonen, z. B. gegeneinandergedrückt werden. 50 durch stromloses Ausscheidungsverfahren, eine

Ein solches Halbleiterbauelement ist z. B. in der Nickelschicht erzeugt sein und diese Nickelschicht USA.-Patentschrift 3 059 157 beschrieben worden. dann zusätzlich durch ein bleihaltiges Lot verbleit Bei dem dort beschriebenen Halbleiterbauelement worden sein, um auf diese Weise eine entsprechende dient die Feder lediglich als Stromzuführung. gute Benetzung durch das Lot zu schaffen. Diese

Demgegenüber lag der Erfindung die Aufgabe zu- 55 Verbleiung der Oberfläche des Halbleiterelementes gründe, die Wechselfestigkeit von solchen Halbleiter- ergibt gleichzeitig noch die günstige Wirkung, daß bauelementen zu verbessern, bei dem der Halbleiter- diese Bleischicht bei der Reinigung der Halbleiterkörper mit Anschlußkörpern über Weichlotschichten elementeoberfläche durch Ätzung eine Maskierung verbunden ist. Dabei wurde von der Erkenntnis aus- derejnigen Flächeteile schafft, welche beim Ätzvorgang gegangen, daß die Lötverbindung bei Wechselbean- 60 nicht von dem Ätzmittel angegriffen werden sollen,
spruchungeh eine wesentlich längere Lebensdauer Das Halbleiterelement 8 ist sowohl auf seiner unte-

aufweist, wenn die Lötschichten über einen Kraft- ren Fläche über die bereits erwähnte Lotschicht 9 mit speicher mechanisch vorgespannt werden. dem Gehäuseteil 2 auch an seiner oberen Fläche über

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei eine entsprechende Lotschicht 10, welche beide aus einem Halbleiterbauelement der eingangs erwähnten 65 einem Bleilot bestehen können, mit einem Nachbar-Gattung durch den Kraftspeicher ein Druck von 0,2 körper 11 durch Verlötung verbunden. Ebenso wie bis 2 kp/mm² auf die Weichlotschichten ausgeübt der Gehäuseteil 2 kann der scheibenförmige Körper wird. 11 z. B. aus gut wärmeleitendem Werkstoff, wie z. B.