DE1564625A1

DE1564625A1 - Halbleiteranordnung in Kompaktbauweise

Info

Publication number: DE1564625A1
Application number: DE19661564625
Authority: DE
Inventors: Butenschoen Dipl-Ing Claus; Karl-Heinz Thiele
Original assignee: Semikron GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron GmbH and Co KG
Priority date: 1966-06-10
Filing date: 1966-06-10
Publication date: 1969-06-12

Description

R.albleiteranordnung i-n.K.orpaktb a u w.ei a Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung, bei der ein vorgefertigten Halbleiterbauelement-mit seinen Anschlußleitern in einen besonders ausgebildeten Einschnitt eines leolierstoffkörpera eingelegt und eiügegossen Ist.
Bei bekannten Halbleiteranordnungen besteht das-Gehäuse aus zwei oder mehr Bauteilen, die sowohl mit dem Halbleiterbauelement und seinen Anachlußleitern als auch gegenseitig in mehreren Verfahrenenahritten fest verbunden werden. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform-ist die Halbleitertablette auf einer Iaolierstoffträgerplatte angeordnet und mit Anachlußleitern kontaktiert. Das Gehäuse der Anordnung wird dadurch erzielt, daß ein In ein Wachs eingebettetes Halbleiterbauelement-durch Eintauchen volletändig.mit einem auahärtbaren Kunststoff-umgeben wird. Eine weitere bekannte An-ordnung besteht daring daß ein Kunststoffbeaber ein vorgefertigtes und kontaktiertes Halbleiterbauelement enthälti dessen Anachlußleitbr in durch den Becher vorgegebenerAnordnung und in bestimmtem Abstand zueinander aus dem Becher herausragen.

Diesen Ausführungsformen haften im einzelnen verschiedene Hängel ane wie-ungenügende mechanische Stabilität, Stoß- uÜd Druokempfindlichkeitg aufwendiger Zusammenbau der Anordnung und'Einachränkung im Einsatz infolge fast vorgegebener Anor&-nung der-Ansehlußleiter. Die Anordnung gemäß der Erfindung beseitigt nicht nur diese Nachteile, sondern-ermöglicht außerdem gleichzeitig eine größere Anzahl vorgefertigteg mit Anschlußleitern versehene Halbleiterelemente in als Gehäuse dienendeg vorgefertigte ,Isolierstoffkörper einzulegen und durch geeignete Ausbildung des Isolierstoffkörpere die Einbaumöglichkeit zu erweitern und zum anderen, in einem Iaolierstoffkörper mehrere Halb-* leiterbauelemente in räumlich gleicher oder verschiedener Anordnung für gemeinsame oder für getrennte Anwendungskreiae unterzubringen. Die Erfindung besteht daring daß ein in beaonderer.Weiae vorgefertigtes, mit Anschlußleitern versehenes, ungekapseltee Halbleiterbauelement in einen besonders ausgebildeten Einschnitt eines Isolierstoffkörpers eingelegt und eingegossen ist, und daß-die Enden der Anachlußleiter in gewünschter Ausbildung herausragen oder überstehen, in den Figuren 1 bis 5 sind Ausführungebeispiele zur Erläuterung des Aufbaues der Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Für gleiche Teile sind in allen Figuren gleiche Be-Zeichnungen gewählt. Die Figuren 1, 3 und 4 zeigen In perspektivischer Darstellung Ausführungebeispiele der Anordnung gemäß der Erfindung. Die Figuren 2 und*5 zeigen Schnitte durch zwei Ausführungeformen. Der in Vigur 1 aufgezeigte Isolierstoffkörper 11 der beiapieltiweise a-ün Epoxydharz oder aus Keramik bestehen kam und beiäptelaweine rechteckigen Quersohnittaufweist9 enthält einen Einschnitt 29 der aus einer napfförmigen Aueeparung 3 zur Aufnabme einer mit Anschlußleitern versehönen Halbleitertablette und aus den beiden in die Aussparung eimündenden Abschnitten 4 und 5 zur Aufnahme der Ansahlußleiter beätehto Die Aussparung 3 Ist so bemenseng daß die einzufüllende VergußmaaBe das eingelegte Halbleiterelement allseitig umgibt. Die Höhe und Breite des Isolierstoffkörpern 1 sowie die Tiefe der Aussparung 3 ist der Halbleitertablette in der Weise angepaßt, daß die Halbleitertablette in beiden Plächenauadehnungen in SowUnschter Dicke im Isoliermaterial eingeschlossen ist. Der Einschnitt 2 mit seinen geraden Abschnitten 4 und 5 ist für die Anordnung eines Halbleiterbauelementes mit-coamialen Ansohlußleitern 6 und 7 vorgesehen, welche über die jeweilige Stirnfläche mit ihren Enden in vorbestimmt.er Länge herausragen. Die Länge des Isolierstoffkörpers wird dadurch bestimmt, daß die im Halbleiterelement entstehende Verlustleistungewärme über eine hinreichend große Gehäuseoberfläche abgeführt worden muß9 und daß außerdem etwaige an den herausragenden Enden der Anschlußleiter auftretende Biegungsbeaftspruchungen sich nicht auf die Kontaktstellen des Halbleiterelementeß auswirken. Zusätzlieh kann die Länge des Isolierstoffkörpers einem für einen vorbestimmten Einsatz der Halbleiteranordnung geeigneten Rastermaß angepaßt werden, wozu die Enden der Anschlußleiter gegebenenfallWentsprechend abgewinkelt sind. In Pigur 2 ist die Anordnung der Halbleitertablette 8.mit ao. azialen Ansohlußleitern 6 und 7 im Schnitt dargestellt. Bei der in Pigur 3 aufgezeigten Ausführungsform ist der Einschnitt 2 U-förmig ausgebildetg so daß die Enden der Anschlußleiter aus einer Seite des leolierstoffkörpers herausragen. Dabei können die Abschnitte 4 und 5 des Einschnitten 2 zueinander einen vorbestiiamten Abstand aufweisen, der die Verwendung der Halbleiteranordnung in einer Leiterplatte mit gewünschtem Rastermaß ermöglicht. In Figur 4 ist ein leolierstoffkörper 1 dargestellt, dessen Einschnitt 2 an seinen Enden in die Abschnitte 4 und 5 bzw. - 41 und 51 bzw. 411 und 51t verzweigt Ist9 um-je nach Verwendungezweck der Halbleiteranordnung die Anschlußleiter 6 und 7 des Halbleiterelementes wahlweise.anzuordnen. In Figur 5 Ist ein Schnitt durch eine Halbleiteranordnung dargestellt, bei welcher die geeignet abgewinkelten Anachlußleiter 6 und 7 durch Bohrungen 9 und 10 gesteckt sind, die am Grund des Einochnittß 2 in vorbestimmten Abstand den Isolierstoffkörper in der Einschnittebene durchsetzen und eine den Anschlußleitern angepaßte Plächenausdehnung aufweisen. Pür den Aufbau einer Halbleiteranordnung gemäß d'er Erfindung wird zunächst eine größere Anzahl vorgefertigter Isolierstoffkörper mit in göwünschter Weise angebrachtem Einschnitt in einer Vorrichtung angeordnet. Dann werden vorgefertigte, in besonderer Weise iait Anschlußleitern kontaktierte Halbleiterelemente, deren #jischlußleiter in ge eigneter Weise auegebildet sind, in die Einschnitte der Isolierstoffkörper mithilfe einer Vorrichtung eingelegt. Zur Vergießung der eingelegten Halbleiterelemente werdent vorzugsweise in die Auasparung über dem Halbleiterbauelement, geeignete Gießharztabletten eingebracht, die in Ihrer Masse der Füllung des Einschnittes angepaßt sind.. Vorteilhafte Weiterbildungen einer Anordnung gemäß der Erfindung bestehen darine daß der Einschnitt zur Aufnahme eines Halbleiterelementes und seiner Ansühlußleiter beispielsweise in elner Langseite eines mit seiner Mantelfläche ein Polygon beschreibenden IGolierstoffkörpers oder in einem zylindrisehen leolierstoffkörper rodial angeordnet Ist. Eine weitere vorteil-hafte Ausführungsförm eines Isollerstoffkörpera für eine Halbleiteeanordnung in Kompaktbau:weise wird dadurch erzielt, daß ein zylindriacher Kö-7Ter über seine Län-. ge eine durch die Länge und duroh eine geiränochte Sehne seineä !Zreisquerschnit-e-so beetimmte Pläche aiiAzeistg die zu der Ebene eines radial im zylindrisehen Körper angeordneten Einschnittes die Aufnahme eines --nalbleitereleiii-entea einen ge--wünschten Wir-kel aufeseist imd die als Auflagefläche. zur Befestigung der Halbleitaranerdnung beispielsweise auf einer me--*Jallischen Nentageplatte i.ind damit zur verotärkten Abführung der dienen kann.

Die iil nicht auf die

nur eiizem Halbleitoreie-Merit beschränkt. Es

können in vorteilhafter liTeise swei oder mit Anschluß-

le-lt#tn,zA- Verseheno Unvekapoelte Ralbleiterelementag Verschaltet

oder in geeignet ausgebilde-#,e Einschnitte eines

ante-Prechend bemessenen Iselierstoffkörpers eingebracht wer-

deng wodiwah eine Violzahl von Einsatzmöglichkei-#en erziel-#

wird.

Claims

P a t e n t A n a p r ü c h e »0 1, Halbleiteranordnung in Kompaktbauweiney dadurch gekennzeichnet, daß ein in besonderer Wäise vorgefertigtest mit Anachlußleitern versehenes, ungekapeeltee Halbleiterbauelement in einen angepaßten Einschnitt eines Isolierstoffkörpers eingelegt und eingegoeaen istp und daß die Enden der Anachlußleiter In vorbestimmter Ausbildung aus dem Isolierstoffkörper herausi#agen oder überatehen, 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer Seite eines blockförmigen, vorzugsweise rechteckigen Querschiiitt aufweisenden Isolierstoffkörpers angeordnete Einschnitt mit seinem mittleren Abschnitt eine naptförmige Aussparung bildatg deren Ausdehnung der Aufnahme der kontaktierten Halbleitertablette angepaßt ist, daß die beiden äußeren Abschnitte des Einschnitts, die je von einer Seitenfläche des Isolierstoffkörpers her in der Aussparung enden, zur Aufnahme der Anachlußleiter geeignet ausgebildete Aundehnungen aufweison, und daß die vorbestimmte Tiefe des Einschnitts in seinem gesamten Verlauf den gewünschten Einschluß von Halbleiterbauelement und Anschlußleiter im Isolierstoffkörper ermöglicht. 3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekenn-Zeiohnet, daß die mit der Oberfläche des IBolierstoffkörpers 49bildeten Ecken des Einschnitts zur erleichterten Einlegung den Halbleiterelementes abgerundet sind. daß Ci, @S, 22# om 2 o 2i,-o,9 Z#G#lblcril üe2'ton 0 a- Mantes mulm :IM o#.:luG2 Dro-IIüBeite mä j##a11el zu I vor- läufte und daß die Enden der Anschlußleiter aus-einander ent-

gegengesetzten kurzen Sehmmlaeiten des leollerstoffkörpern herausrageno 5. Halbleiteramordnung nach Anspruch 4t dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt in einer Breitseite-und parällel zu einer Breitenkante verläuft und daß die Enden der Anschlußleiter aus einander entgegengesetzten langen Schmalseiten den Isolieratoffkörpers heraueragenb 6. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 bis.51, dadurch gekonnzeichnetp daß die aus einander entgegengesetzten Schmalseiten des leolierstoffkörpera austretenden Enden der coaxialen Anachlußleiter einea'eingegessenen Halbleiterelementes an ihrer Austrittestelle abgewinkelt und in Rillen eingebracht eind".die zur Ebene des Einschnitts parallel verlaufen und dem Querschnitt der einzulegenden Enden der Anschlußleiter angepaßt sind, und daß die in den Rillen verlaufenden Enden der abgewinkelten Anachlußleiter über die der Einschnittseite ehtgegengesetzte Seite des Isblierstoffkörpers überstehen und be-« darfaweise einen gewünschten Abstand aufweisen. 7. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt zur Aufnahme eines Halbleiterelementee mit in gewUnachter Weise abgewinkelten Anachlußleitern in einer Seite des Isolierstoffblooks und in der Weise verläuft, daß die'Enden der Anschlußleiter zueinander parallel* aus einer zur Einschnittaeite senkrechten Seite den Isolieratoffkörpers herausragen und bedarfaweise einen gewünschten Abstand zueinander aufweisen. 8. Halbleiteranordnung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Abschnitte des Einschnitte, die für die Pührung der Anzchlußleiter vorgesehen sind" sich in der Weise verzweigen, daß die Anschlußleiter wahlweise coaxial aus einander entgegengesetzten Seiten oder, zueinander parallel, aus einer Seite oder einander entgegengesetzten Seiten des Isolieratoffkörpers austreten, 9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 bis 3p dadurch gekennzeichnatg daß der Ein.schnitt.zu'r Aufnahme eines Halbleiterelementes mit geeignet abgewinkeiten Anachlußleitern auf seinem Grund zur Durchführung der abgewinkelten Enden der Ansohlußleiter durchgehende Bohrungen aufweist, die in der Einschnittebene verlaufen, in ihrem Querschnitt den Anachlußleitern angepaßt sind und einen vorbestimmten Abstand zueinander aufweisen, und daß die durchgesteakten Enden der Anschlußleiter aus der der Einschnittaeite entgegengesetzten Seite des Isolierstoffkörpers herausragen. 10. Halbleiteranordnimg nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeielniet..daß der Einschnitt in einer Seite eines mit seiner Mantellinie ein PolyEon beschreibenden Isolleestoffkörpern angeordnet ist. 11. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeielgnet, daß der Einschnitt in einer Stirnseite oder in der Mantel-fläche eines zylindrischen Isolierstoffkörpers angeordnet ist" 12. Halbleiteranordn=g nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt auf einer geeigneten Fläche eines py- ramidenförmigen Isolierstoffkörpers angeordnet ist. 13. Halbleiteranordn,..xig nach Anspruch 1 bis lle dadurch gekennzeichnet, daß der IsolierstoffkÖrper aus einer Gieß- oder Proßmasse? vorzugseseiseaus Epoxydharz, oder aus Keramik besteht" 14 Halbleiteranordn-umg nach Anspruch 125, dadurch gekammeiehnetp daß die Austrittsstellen der Enden der A-nochlußleiter eines-in einem Keramikkörper eingelegten und ein gegossenen Halbleiterelementes Tfietallisiert sind und dureh'Verlötung mit den Enden der Anochlußleiter einen vakuumdichten Einso'hluß des Halbleiterelementes ermöglichan, 15. Ha-lbleiteranord--vring nach Anspruch 1 bis 14, dadurch ge- kennzeichnet, daß in einen geeignet ausgebildeten Einschnitt eines 'Esolierstoffkörpers ein in besonderer Weise gefertigtese, mit drei oder mehr 132-tschlußleitern kontaktiertes Halbleiterelement eingelegt und eingegossen Ist. 16. Halbleiteranordnmig nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekerinzeichnet, daß in zwei oder mehr in einem Isolierstoffkörper geeignet angeordneten Einschiiitten Halbleiterelemente mit ihren Anschlußleitern in der Weise eingebracht sind, daß durch entsprechende -fe.-,'Ge Verbindung der jew,?,i3.igen Anschlußleiter eine gewihischte Schaltu.ngsanordnung erzielt wird.