DE1564563B2 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Halbleiterbauelement

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Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement, insbesondere Transistor, mit mindestens drei Elektroden in einer Hülle, durch die die elektrischen Zuführungen zu den Elektroden hermetisch und isoliert hindurchgeführt sind, bei dem die eine Zuführung zugleich als Träger des etwa an ihrem Ende befestigten Bauelements dient, bei dem zwischen den beiden anderen Zuführungen und der ihnen jeweils zugeordneten Elektrode des Bauelements je ein Drahtstück als leitende Verbindung vorgesehen ist und bei dem schließlich eine Zuführung als flächenhaft ausgebildete elektrische Abschirmung zwischen dem Träger des Bauelements und der dritten Zuführung angeordnet ist
Eine solche Vorrichtung ist bekannt (FR-PS 396 201). Die bekannte Vorrichtung betrifft einen Hochfrequenztransistor vom Mesa- oder Planartyp in einem zylindrischen Gehäuse, wobei die als Träger des Elements dienende Kollektorzuführung säulenartig ausgebildet und axial aus dem Gehäuse durch dessen Boden nach außen geführt ist. Die beiden anderen Zuführungen sind hierzu konzentrisch ausgestaltet und ringförmig durch die Gehäusewand hindurchgeführt. Dabei dient die mittlere Zuführung als elektrische Abschirmung zwischen dem Träger des Transistors und der dritten Zuleitung.
Dieser Aufbau ist in elektrischer Beziehung zufriedenstellend. Seine Gestehungskosten sind jedoch verhältnismäßig hoch, so daß der Wunsch verständlich ist, hier eine Abhilfe zu schaffen, ohne daß die elektrischen Eigenschaften des Elements hierunter nachteilig beeinflußt werden.
Bei der bekannten Anordnung ist ein aus mehreren Isolierstoffteilen, insbesondere gesinterten Glasteilen, zusammengesetztes Gehäuse in rotationssymmetrischer Ausgestaltung vorgesehen. In der Praxis werden jedoch häufig Halbleiterbauelemente mittels ihrer Zu-. führungselektroden in der für die Montage erforderlichen Position gehalten und dann das Halbleiterelement mit einem thermoplastischen oder sonstigen aushärtenden Isolierstoff, z. B. durch Gießen, umhüllt. Eine solche Technik ist einfacher und wesentlich zeitsparender als die zur Herstellung eines Gehäuses nach der FR-PS 1 396 201 erforderliche Technik zu absolvieren. Für diesen Fall ist aber eine Ausgestaltung der Elektrodenzuführungen mit den eingangs beschriebenen elektrischen Eigenschaften unbekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung hier eine günstige Lösung anzugeben.
Erfindungsgemäß gelingt dies, wenn die bandförmig ausgestalteten Zuführungen des in einem Isolierstoff eingebetteten Bauelements kreuzweise derart zueinander angeordnet sind, daß die abschirmende Zuführung etwa senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen den Enden der beiden abgeschirmten Zuführungen verläuft und daß die abschirmende Zuführung im Bereich zwischen den Enden der beiden abgeschirmten Zuführungen im Inneren der Isolierstoffeinbettung lokal verjungt und/oder abgebogen ist.
Die Verwendung einer Isolierstoffhülle an Stelle eines Gehäuses hat Vorteile. Abgesehen von der Wirtschaftlichkeit der Herstellung solcher Umhüllungen kommt vor allem der Vorteil in Betracht, daß sie sich mit sehr kleinen Abmessungen fertigen lassen. Einer Anwendung auf Hochfrequenztransistoren stehen jedoch verschiedene Probleme entgegen. Sie beziehen sich auf die Kapazitäten und Induktivitäten der elektrischen Zuführungen solcher Anordnungen.
Beispielsweise ist man bei Verwendung eines Hochfrequenztransistors in Basisschaltung bestrebt, die Kapazität zwischen Kollektor und Emitter, bei Verwendung in Emitterschaltung hingegen die Kapazität zwischen Kollektor und Basis klein zu halten. Dementsprechend wird man bei einem der Erfindung genügenden Transistor die elektrische Zuführung zur Basiselektrode bei Verwendung des Transistors in Basisschaltung, die elektrische Zuführung zur Emitterelektrode bei Verwendung des Transistors in Emitterschaltung zusätzlich als elektrische Schirmung ausgestalten.
Das Prinzip der elektrischen Abschirmung ist bekannt: Zwischen den beiden gegenseitig abzuschirmenden Zuleitungen wird ein auf z.B. Nullpotential gehaltener Metallkörper angeordnet, welcher die zwischen den beiden Zuleitungen übergehenden elektrischen Feldlinien unterbricht. Die abschirmende Zuführungsleitung ist jedoch nicht unbedingt notwendig größer, insbesondere breiter, als die beiden sich gegenüberste-
henden, abzuschirmenden Zuleitungen ausgestaltet, weil man auf diese Weise besonders leicht einen geringen Durchgriff durch die abschirmende Zuleitung hindurch erzielt.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt. In F i g. 1 ist eine vollständige Anordnung im Längsschnitt dargestellt, während die übrigen Figuren Details bezüglich der Elektrodenzuführungen zeigen.
In F i g. 1 bedeutet 1 einen Hochfrequenztransistor, z. B. vom Mesa- oder vom Planartyp. Dieser ist mit einer der abzuschirmenden Zonen, insbesondere dem Kollektor mit einem gleichzeitig als elektrische Zuführung ausgestalteten, metallischen Träger 2 verbunden. Des weiteren sind elektrische Zuleitungen 3 und 4 vorgesehen. Als abschirmende Zuführung dient die Zuleitung 3. Sie befindet sich deshalb räumlich zwischen den Zuleitungen 2 und 4. Die beiden Zuführungen 3 und 4 sind mit je einer weiteren Elektrode des Transistors 1, z. B. mittels dünner Drähte, leitend verbunden. Diese sind mit 5 und 7 bezeichnet. Das ganze ist in einer Isolierstoffhülle 5 eingebettet. Diese besteht zweckmäßig aus einem verlustarmen Kunststoff. In Alternative zu dem dargestellten Beispiel kann die Isolierstoffhülle das Transistorsystem 1 auch mit Abstand umgeben. «5
In F i g. 2 bis 5 sind lediglich Beispiele der Anordnungen der elektrischen Zuleitungen 2, 3, 4 und dem Transistor 1 unter Fortfall der Isolierstoffhülle 5 dargestellt. Bei der Anordnung nach F i g. 2 ist die abschirmende Zuführung 3 nicht unmittelbar zwischen den beiden abzuschirmenden Zuleitungen 2 und 4 angeordnet, sondern befindet sich etwas seitwärts und unterhalb, allerdings in kleinem Abstand, so daß die Schirmwirkung auf jeden Fall erhalten bleibt. Die geometrische Anordnung der drei Zuleitungen entspricht — von oben gesehen — einem Kreuz.
Bei einer Anordnung nach F i g. 3 ist die abschirmende Zuleitung 3 direkt zwischen den beiden abzuschirmenden Zuleitungen 2 und 4 hindurchgeführt. Mitunter empfiehlt es sich, wie in den Beispielen nach F i g. 3 bis 5 gezeigt — die abschirmende Zuleitung 3 soweit sie sich im Zwischengebiet zwischen den beiden abzuschirmenden Zuleitungen 2 und 4 befindet, zu verjüngen. Insbesondere, wenn die drei Zuleitungen sich in einer Ebene befinden, wie dies bei einer Anordnung nach F i g. 3 und 4 zutrifft, empfiehlt sich diese Maßnahme, um die Zuführung 4 möglichst dicht an die Zuführung 2 heranbringen zu können und mit möglichst kurzen Drähten 6 und 7 auszukommen.
Die in F i g. 3 dargestellte Ausbildung weist noch eine weitere Besonderheit auf: Die Zuführung 3 kann doppelt aus der Kunststoffumhüllung herausgeführt werden. Im Beispielsfall der F i g. 3 ist sie zu diesem Zweck bügeiförmig ausgestaltet. Der Bügel kann sowohl innerhalb als auch außerhalb der Kunststoffhülle 5 angeordnet sein.
Wie in F i g. 4 dargestellt, kann die durch die Verjüngung der abschirmenden Zuleitung bedingte Aussparung im Gebiet zwischen den beiden abzuschirmenden Elektroden 2 und 4 unsymmetrisch zu den beiden Zuleitungen 2 und 4 ausgestaltet sein. Hierdurch erhält man eine besonders geringe Kapazität zwischen der Zuführung 2 und der abschirmenden Zuführung 3.
Eine Anordnung gemäß F i g. 5 weist im Vergleich zu den Anordnungen nach F i g. 1 bis 4 den Unterschied auf, daß die abschirmende Zuführung 3 sich im Zwischengebiet der beiden Zuführungen 2 und 4 sich zugleich über dieselben als auch unter dieselben erstreckt. Wegen der besonders guten Abschirmung einer solchen Anordnung werden besonders geringe Abstände zwischen den beiden abzuschirmenden Elektroden 2 und 4 möglich. Die Zuleitungsdrähte zwischen den Elektroden beiderseits der abschirmenden Elektrode 3 können durch Aussparungen, Löcher u. dgl. isoliert geführt sein.
Die Fertigung einer Anordnung nach der Erfindung kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Beispielsweise kann man die Zuleitungen 2,3 und 4 nach Halterung in einer Justiervorrichtung und Montage des Transistorsystems mit einem aushärtenden Kunststoff vergießen. Eine besonders zweckmäßige Fertigung einer Anordnung gemäß der Erfindung sieht folgende Arbeitsschritte vor:
1. Die elektrischen Zuführungen 2, 3 und 4 werden aus einem Metallband derart gestanzt, daß außerhalb der später aufzubringenden Isolierstoffhülle 5 z. B. rahmenartig angeordnete Stege zwischen den Zuleitungen 2,3 und 4 verbleiben, welche die gegenseitige Lage dieser Zuleitungen fixieren.
2. Anschließend werden eventuell Umbiegungen vorgenommen.
3. Dann wird das Transistorsystem auf eine der Zuleitungen aufmontiert.
4. Schließlich wird die Kunststoffhülle 5 aufgebracht.
5. Zuletzt werden die Stege zwischen den Zuleitungen 2,3 und 4 aufgetrennt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Halbleiterbauelement mit mindestens drei Elektroden in einer Hülle, durch die die elektrischen Zuführungen zu den Elektroden hermetisch und isoliert hindurchgeführt sind, bei dem die eine Zuführung zugleich als Träger des etwa an ihrem Ende befestigten Bauelements dient, bei dem zwischen den beiden anderen Zuführungen und der ihnen jeweils zugeordneten Elektrode des Bauelements je ein Drahtstück als leitende Verbindung vorgesehen ist und bei dem schließlich eine Zuführung als flächenhaft ausgebildete elektrische Abschirmung zwischen dem Träger des Bauelements und der dritten Zuführung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmig ausgestalteten Zuführungen des in einem Isolierstoff eingebetteten Bauelements kreuzweise derart zueinander angeordnet sind, daß die abschirmende Zuführung etwa senkrecht zu der Verbindungslinie zwischen den Enden der beiden abgeschirmten Zuführungen verläuft und daß die abschirmende Zuführung im Bereich zwischen den Enden der beiden abgeschirmten Zuführungen im Inneren der Isolierstoffeinbettung lokal verjüngt und/oder abgebogen ist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Zuführungen innerhalb der Isolierstoffhülle sich etwa innerhalb einer Ebene befinden.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abschirmende Zuführung mit beiden Enden aus der Isolierstoffhülle herausgeführt ist.
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch eine Verjüngung der abschirmenden Zuführung bedingte Aussparung asymmetrisch in bezug auf die abzuschirmenden Elektrodenzuführungen angeordnet ist.
5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsdraht zwischen dem Bauelement und der jenseits der abschirmenden Zuführung befindlichen Zuführung durch eine Aussparung, Lücke oder Durchbohrung der abschirmenden Zuführung isoliert hindurchgeführt ist.
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