DE1564768C3

DE1564768C3 - Semiconductor device

Info

Publication number: DE1564768C3
Application number: DE19661564768
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl.-Ing. 8500 Nürnberg Butenschön
Original assignee: Semikron Gesellschaft für Gleichrichterbau und Elektronik mbH, 8500 Nürnberg
Priority date: 1966-12-01
Filing date: 1966-12-01
Publication date: 1976-09-09

Description

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Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung, bei der eine mindestens einen pn-übergang aufweisende Halbleiterscheibe auf einem das Unterteil des Gehäuses der Anordnung bildenden und gleichzeitig zur Stromleitung dienenden, metallischen Grundkörper aufgebracht ist und die dem Grundkörper abgewandte Kontaktelektrode der Halbleiterscheibe mit einem metallischen Kontaktkörper versehen und über diesen mit einen durch eine Durchführung des Oberteils des Gehäuses verlaufenden, litzenförmigen Stromleiter kontaktiert ist.The invention relates to a semiconductor arrangement in which one has at least one pn junction Semiconductor wafer on a forming the lower part of the housing of the arrangement and at the same time for Power line serving, metallic base body is applied and facing away from the base body Contact electrode of the semiconductor wafer provided with a metallic contact body and over this with contacted a litz-shaped current conductor running through a passage in the upper part of the housing is.

Es ist bei Halbleiteranordnungen, insbesondere auch bei Hochleistungs-Halbleitergleichrichtern, bekannt, daß zur Erzielung eines weiteren Leitungsanschlusses die Kontaktelektrode der Halbleiterscheibe, die dem gleichzeitig zur Stromleitung dienenden Grundkörper abgewandt ist, mit dem geeignet ausgebildeten Ende eines litzen- oder bolzenförmigen Stromleiters durch Legierungen oder Lötung flächenhaft verbunden ist (deutsche Patentschrift 10 60 055).It is known in semiconductor arrangements, in particular also in high-power semiconductor rectifiers, that to achieve a further line connection, the contact electrode of the semiconductor wafer, which the at the same time facing away from the power line serving base body, with the suitably designed end a stranded or bolt-shaped current conductor is connected over a large area by alloys or soldering (German patent specification 10 60 055).

Bei anderen bekannten Halbleiteranordnungen ist auf der entsprechenden Kontaktelektrode der Halbleiterscheibe ein hülsen- oder korbförmiger Kontaktkörper aufgebracht, in den das vorbereitete Ende des oberen Stromleiters eingepreßt und eingelötet ist ( (deutsche Patentschrift 10 87 706).In other known semiconductor arrangements, the semiconductor wafer is on the corresponding contact electrode a sleeve or basket-shaped contact body is applied into which the prepared end of the upper conductor is pressed in and soldered ((German patent 10 87 706).

Ferner sind Ausführungsformen von Halbleiteranordnungen bekannt, bei denen der geeignet ausgebildete obere Stromleiter in einem besonders geformten Gehäuseteil mit Hilfe eines oder mehrerer Federkörper durch Druck mit der Kontaktelektrode der HaIbleiterscheibe kontaktiert ist (deutsche Auslegeschrift 11 70 558 und deutsche Patentschrift 11 88 209).Furthermore, embodiments of semiconductor arrangements are known in which the suitably designed Upper conductor in a specially shaped housing part with the help of one or more spring bodies is contacted by pressure with the contact electrode of the semiconductor disk (German Auslegeschrift 11 70 558 and German patent specification 11 88 209).

Bei weiteren bekannten Halbleiteranordnungen weisen zur Erzielung einer Kontaktierung mittels Schraubverbindung sowohl das der Halbleiterscheibe zugeordnete Ende des Stromleiters als auch ein auf der Halbleiterscheibe angeordneter Kontaktkörper ein geeignetes Gewinde auf.In further known semiconductor arrangements, in order to achieve contact by means of a screw connection both the end of the current conductor assigned to the semiconductor wafer and one on the semiconductor wafer arranged contact body on a suitable thread.

Die bekannten Halbleiteranordnungen unterscheiden sich außerdem durch die Ausbildung und Halterung des oberen Stromleiters in der isolierten Durchführung. Verschiedene Anordnungen weisen einteilige Litzenleiter auf, die in dem außerhalb des Halbleitergehäuses befindlichen Abschnitt der isolierten Durchführung an vorbestimmter Stelle gehaltert, beispielsweise gequetscht und mit ihrem in das Halbleitergehäuse eingeführten, vorbereiteten Ende in gewünschter Weise mit der Halbleiterscheibe kontaktiert sind. Andere Anordnungen weisen einen mehrteiligen Stromleiter auf, wobei ein vorbereitetes Ende des im Gehäuse angeordneten Leiterteils ebenfalls mit der Halbleiterscheibe kontaktiert und das andere Ende in die Durchführung eingeführt und durch Quetschung und/oder Lötung mit der Durchführung fest verbunden ist.The known semiconductor arrangements also differ in the design and mounting of the upper conductor in the insulated bushing. Various arrangements have one-piece stranded conductors on, which is located in the outside of the semiconductor housing portion of the insulated bushing held at a predetermined point, for example squeezed and inserted into the semiconductor housing with its, prepared end are contacted in the desired manner with the semiconductor wafer. Other arrangements have a multi-part current conductor, one prepared end of which is arranged in the housing Conductor part also contacted with the semiconductor wafer and inserted the other end into the implementation and is firmly connected to the bushing by crimping and / or soldering.

Die unterschiedlichen Ausführungsformen der bekannten Halbleiteranordnungen zeigen verschiedene Nachteile. So können bei der Kontaktierung durch Lötoder Legierungsverfahren an der Halbleiterscheibe Temperaturen auftreten, die eine Verschlechterung der Halbleitereigenschaften bewirken. Weiter wird durch Lot- oder Flußmittelrückstände ein zusätzlicher Reinigungsprozeß an der Halbleiteranordnung erforderlich.The different embodiments of the known semiconductor arrangements show different ones Disadvantage. For example, when making contact with the semiconductor wafer using soldering or alloying processes Temperatures occur which cause a deterioration in the semiconductor properties. Next is through Solder or flux residues require an additional cleaning process on the semiconductor device.

Das Einpressen von litzenförmigen Leiterteilen in auf der Halbleiterscheibe fest angebrachten Kontaktkörpern macht einen besonderen technischen Aufwand notwendig, und die bei der Kontaktierung auftretenden mechanischen Beanspruchungen können zudem nachteilig auf die Halbleiterscheibe wirken.The pressing of stranded conductor parts into contact bodies firmly attached to the semiconductor wafer makes a special technical effort necessary, and that which occurs during contacting mechanical stresses can also have a detrimental effect on the semiconductor wafer.

Die Kontaktierung m^:t Hilfe von Federkörpern er-Contacting ^m: t means of spring bodies ER-

fordert besonders ausgebildete Gehäuseteile und einen zusätzlichen Aufwand an Bauteilen und Fertigungszeiten, und schließlich bedingt auch die Schraubverbindung zwischen Halbleiterscheibe und Stromleiter besonders ausgebildete Kontaktstücke. Außerdem sind für die Befestigung des inneren Abschnitts des Stromleiters in der Durchführung durch Quetschen und/oder Löten zusätzlicher Verfahrensschritte notwendig. Somit ist bei bekannten Halbleiteranordnungen die Wirtschaftlichkeit der Kontaktierung im Rahmen eines ra- w tionellen Aufbaues von Halbleiteranordnungen in Frage gestellt.calls for specially designed housing parts and additional expenditure in terms of components and production times, and finally the screw connection between the semiconductor wafer and the current conductor also requires specially designed contact pieces. In addition, additional process steps are necessary for fastening the inner section of the current conductor in the bushing by crimping and / or soldering. Thus, in conventional semiconductor devices, the efficiency of contact is provided as part of a rapid w tional structure of semiconductor devices in question.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei Halbleiteranordnungen eine Verbindung der Halbleiterscheibe mit einem litzenförmigen Stromleiter zu erzielen, die ohne für die Eigenschaften des Halbleitermaterials nachteilige Verfahrensbedingungen sowie ohne aufwendige Verfahrensschritte und Vorrichtungen in besonders einfacher und gegenüber dem Bekannten wirtschaftlicherer Weise herstellbar ist.The invention was based on the object of connecting the semiconductor wafer in semiconductor arrangements to achieve with a stranded conductor without affecting the properties of the semiconductor material disadvantageous process conditions and without complex process steps and devices in is particularly easier and more economical to produce than what is known.

Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer HaIbleiteranordnung der eingangs erwähnten Art darin, daß 'j der Kontaktkörper und das zugeordnete Ende des Stromleiters der Durchführung zur gegenseitigen flächenhaften Kontaktierung jeweils entsprechend konisch (voll- oder hohlkegelförmig) ausgebildet sind, und daß in dem im Innern des Gehäuses befindlichen und eine im Vergleich zum entsprechenden lichten Gehäusemaß größere Länge aufweisenden Abschnitt des litzenförmigen Stromleiters ein axial gerichteter, bei geschlossenem Gehäuse zur Stabilisierung der Kegelverbindung dienender Federkörper angeordnet ist.The solution to the problem consists in a semiconductor arrangement of the type mentioned in that 'j the contact body and the associated end of the conductor of the bushing for mutual surface contact are each correspondingly conical (full or hollow cone-shaped), and that in the inside of the Housing located and in comparison to the corresponding clear housing dimension having a greater length section of the strand-shaped current conductor, an axially directed spring body is arranged, which serves to stabilize the conical connection when the housing is closed.

An Hand der in den F i g. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele ist der Aufbau einer Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung erläutert. Für gleiche Teile sind in allen Figuren gleiche Bezeichnungen gewählt.On the basis of the FIGS. 1 to 3 illustrated embodiments the structure of a semiconductor device according to the invention is explained. For equal parts the same designations are chosen in all figures.

Fig. 1 zeigt im Schnitt den Aufbau der gesamten Anordnung gemäß der Erfindung. In den F i g. 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele für die Ausbildung des zur Kontaktierung dienenden Leiterteils des oberen Stromleiters dargestellt.Fig. 1 shows in section the structure of the entire Arrangement according to the invention. In the F i g. 2 and 3 are exemplary embodiments for the formation of the for Contacting serving conductor part of the upper conductor shown.

Der in F i g. 1 dargestellte Grundkörper 1, der schrauben- oder plattenförmig ausgebildet sein kann, ) weist einen kegelstumpfförmigen Aufsatz 2 auf, der auf seiner oberen Fläche die vorbereitete und mindestens einen pn-übergang aufweisende Halbleiterscheibe 3 trägt. Auf der dem Grundkörper 1 abgewandten Seite der Halbleiterscheibe ist eine beispielsweise aus Molybdän bestehende Kontaktplatte aufgebracht, auf der zentral ein becherförmig ausgebildeter und mit seiner offenen Seite in Richtung der Durchführung angeordneter Kontaktkörper 4 befestigt ist. Dieser ist an seiner Innenmantelfläche zur Erzielung einer gewünschten Kegelverbindung konisch ausgebildet. Das Kontaktstück 6 eines litzenförmigen Leiterteils 5 des oberen Stromleiters der Halbleiteranordnung ist in seiner Ausbildung dem becherförmigen Kontaktkörper 4 so angepaßt, daß eine festsitzende Steckverbindung gewährleistet ist. Die Abmessungen des Kontaktkörpers 4 sind durch die Bemessung der Halbleiterscheibe und die dadurch gegebene Forderung nach einer für die Stromleitung ausreichenden Kontaktfläche sowie durch die Forderung nach einem mechanisch festen Sitz des Kontaktstückes 6 des Leiterteils 5 des Stromleiters bestimmt. Das andere, in gleicher Weise vorbehandelte und zur Erzielung eines weiteren flächenhaften elektrischen Kontaktes vorgesehene Kontaktstück 6' des Leiterteils 5 des Stromleiters ist ebenfalls konisch geformt und weist in vorteilhafter Weise denselben Konus auf wie das Kontaktstück 6. Das Ende 8 der Durchführung 9 ist in seiner Formgebung dem Kontaktstück 6' angepaßt, wodurch eine flächenhafte Verbindung mit dem Leiterteil 5 des Stromleiters gewährleistet ist. Um das Aufstecken der Durchführung 9 auf das Leiterteil 5 zu erleichtern, ist die Randzone des Endes 8 der Durchführung 9 trichterförmig erweitert ausgebildet. Die Durchführung 9 kann aus einem Stück gefertigt und an beiden Enden zur Aufnahme von beispielsweise litzenförmigen Leiterteilen geeignet ausgebildet sein. Sie kann jedoch aus mehreren Teilen, nämlich aus den Hülsen 8 und 10 und aus dem Zwischenstück 9 zusammengesetzt sein μnd ist vorzugsweise von einer Deckplatte 13 umschlossen, die zusammen mit dem Hüllkörper 11 das Gehäuseoberteil bildet. Sämtliche konischen Ausbildungen zur Verbindung der Leiterteile des Stromleiters und damit zur Kontaktierung der Halbleiterscheibe 3 mit dem Stromleiter weisen zur Erzielung eines festen mechanischen Kontakts einen Konuswinkel von vorzugsweise 3 bis 5° auf. Ein Lösen dieser Kegelverbindungen bei mechanischen Schwingungsbeanspruchungen bzw. bei Temperaturwechselbeanspruchungen der Halbleiteranordnung wird durch die Kraft einer aus draht- oder bandförmigem Material bestehenden Feder, beispielsweise einer schraubenförmigen Druckfeder 7 vermieden, deren Enden mit den metallischen Kontaktstücken 6 und 6' des Leiterteils 5 fest verbunden sind. Die Federkraft ist so bemessen, daß auch bei Erwärmung der Halbleiterscheibe und der mit ihr kontaktierten metallischen Bauteile die zulässige Druckbeanspruchung für das Halbleitermaterial nicht überschritten wird. Der Hüllkörper 11 besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff und ist an seinem dem Grundkörper zugeordneten Rand dem kegelstumpfförmigen Aufsatz 2 des Grundkörpers 1 in der Weise angepaßt, daß ebenfalls eine Kegelverbindung ermöglicht wird. Zur Verbesserung dieser Verbindung zwischen Grundkörper und Hüllkörper kann der Hüllkörper ti an seiner Innenrandzone eine beispielsweise ringförmige Erhebung aufweisen, die beim Aufstecken des Hüllkörpers auf den Aufsatz 2 des Grundkörpers 1 an vorgesehener Stelle einrastet. Die Schrägfläche 12 des Hüllkörpers U kann mit einem metallischen Überzug versehen sein, so daß eine Lötverbindung mit dem Grundkörper 1 ermöglicht wird.The in F i g. 1 shown base body 1, which can be screw-shaped or plate-shaped, ) has a frustoconical attachment 2, which on its upper surface the prepared semiconductor wafer 3, which has at least one pn junction wearing. On the side of the semiconductor wafer facing away from the base body 1, there is one made of molybdenum, for example Applied existing contact plate, on the center of a cup-shaped and with his open side in the direction of the implementation arranged contact body 4 is attached. This one is on his Inner circumferential surface designed conically to achieve a desired conical connection. The contact piece 6 of a stranded conductor part 5 of the upper current conductor of the semiconductor arrangement is in his Training adapted to the cup-shaped contact body 4 so that a tight plug-in connection is ensured is. The dimensions of the contact body 4 are determined by the dimensioning of the semiconductor wafer and the resulting requirement for a contact area sufficient for the power line as well as through the requirement for a mechanically tight fit of the contact piece 6 of the conductor part 5 of the conductor is determined. The other, pretreated in the same way and to achieve a further two-dimensional electrical Contact provided contact piece 6 'of the conductor part 5 of the current conductor is also conically shaped and advantageously has the same cone as the contact piece 6. The end 8 of the bushing 9 is adapted in its shape to the contact piece 6 ', whereby a planar connection with the conductor part 5 of the conductor is guaranteed. To put the bushing 9 on the ladder part 5 To facilitate, the edge zone of the end 8 of the passage 9 is expanded in a funnel shape. the Implementation 9 can be made in one piece and at both ends to accommodate, for example, strand-shaped Ladder parts be suitably designed. However, it can consist of several parts, namely from the sleeves 8 and 10 and be composed of the intermediate piece 9 μnd is preferably from a cover plate 13, which together with the enveloping body 11 forms the upper part of the housing. All conical designs for connecting the conductor parts of the current conductor and thus for making contact with the semiconductor wafer 3 with the conductor have a cone angle of preferably 3 to 5 °. A loosening of these cone connections in the event of mechanical vibration loads or when the semiconductor device is exposed to thermal cycling, the force of a wire or ribbon-shaped material existing spring, for example a helical compression spring 7 avoided, the ends of which are firmly connected to the metallic contact pieces 6 and 6 'of the conductor part 5 are. The spring force is dimensioned so that even when the semiconductor wafer and the one in contact with it is heated, it is in contact with it metallic components, the permissible compressive stress for the semiconductor material is not exceeded will. The enveloping body 11 is preferably made of a suitable plastic and is on his The edge associated with the base body is adapted to the frustoconical attachment 2 of the base body 1 in such a way that that a cone connection is also made possible. To improve this connection between The base body and the enveloping body can be, for example, ring-shaped on its inner edge zone Have elevation that when plugging the enveloping body on the attachment 2 of the base body 1 to provided Into place. The inclined surface 12 of the enveloping body U can be coated with a metallic coating be provided so that a soldered connection to the base body 1 is made possible.

Die Deckplatte 13 ist in F i g. 1 mit konischer Randfläche dargestellt, so daß auch zwischen Hüllkörper 11 und Deckplatte 13 bei angepaßten Randzonen eine Kegelverbindung zustande kommt. Gegebenenfalls kann durch Metallisierung beider Verbindungsflächen eine Lötverbindung hergestellt werden.The cover plate 13 is shown in FIG. 1 shown with a conical edge surface, so that between the enveloping body 11 and cover plate 13 a conical connection is made with adapted edge zones. If necessary, can A soldered connection can be made by metallizing both connection surfaces.

In F i g. 2 ist die Ausbildung des im Gehäuse befindlichen Teils 5 des oberen Stromleiters vergrößert dargestellt und eine andere Form für den Federkörper aufgezeigt. An Stelle eines schraubenförmigen (7) sind ein oder mehrere schleifenförmige Federkörper 15 mit ihren Enden in den Kontaktstücken 6 und 6' des Leiterteils 5 befestigt. Die Ausdehnung des Federkörpers wird durch die Forderung bestimmt, das Leiterteil 5 in unbelastetem Zustand zu spannen.In Fig. 2, the formation of the part 5 of the upper conductor located in the housing is shown enlarged and a different shape for the spring body is shown. Instead of a helical (7) are a or several loop-shaped spring bodies 15 with their ends in the contact pieces 6 and 6 'of the conductor part 5 attached. The expansion of the spring body is determined by the requirement that the ladder section 5 in tensioned in an unloaded state.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform für die Verbindung des Leiterteils 5 mit dem in das Gehäuse ragenden Abschnitt der Durchführung 9. Das Leiterteil 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel an seinem der Durchführung zugeordneten Ende eine trichterförmige Fassung 16 auf, welcher der Konus 17 der Durchführung 9 angepaßt ist. Der Konus 17 ist an seiner derF i g. 3 shows another embodiment for the connection of the conductor part 5 with that in the housing protruding portion of the implementation 9. The conductor part 5 has in this embodiment at its the Implementation associated end a funnel-shaped socket 16, which the cone 17 of the implementation 9 is adapted. The cone 17 is at its the

fordert besonders ausgebildete Gehäuseteile und einen zusätzlichen Aufwand an Bauteilen und Fertigungszeiten, und schließlich bedingt auch die Schraubverbindung zwischen Halbleiterscheibe und Stromleiter besonders ausgebildete Kontaktstücke. Außerdem sind für die Befestigung des inneren Abschnitts des Stromleiters in der Durchführung durch Quetschen und/oder Löten zusätzlicher Verfahrensschritte notwendig. Somit ist bei bekannten Halbleiteranordnungen die Wirtschaftlichkeit der Kontaktierung im Rahmen eines rationellen Aufbaues von Halbleiteranordnungen in Frage gestellt.requires specially trained housing parts and additional expenditure on components and production times, and finally, the screw connection between the semiconductor wafer and the current conductor is particularly important trained contact pieces. They are also used to attach the inner section of the conductor additional process steps are necessary when performing squeezing and / or soldering. Therewith In known semiconductor arrangements, the cost-effectiveness of the contacting is within the scope of a rational Construction of semiconductor arrangements questioned.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, bei Halbleiteranordnungen eine Verbindung der Halbleiterscheibe mit einem litzenförmigen Stromleiter zu erzielen, die ohne für die Eigenschaften des Halbleitermaterials nachteilige Verfahrensbedingungen sowie ohne aufwendige Verfahrensschritte und Vorrichtungen in besonders einfacher und gegenüber dem Bekannten wirtschaftlicherer Weise herstellbar ist.The invention was based on the object in semiconductor arrangements to achieve a connection of the semiconductor wafer with a stranded conductor, those without and without process conditions that are disadvantageous for the properties of the semiconductor material complex process steps and devices in a particularly simple and compared to the known is more economical to produce.

Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer HaIb-, leiteranordnung der eingangs erwähnten Art darin, daßThe solution to the problem consists in a semiconductor, conductor arrangement of the type mentioned in that

>': der Kontaktkörper und das zugeordnete Ende des Stromleiters der Durchführung zur gegenseitigen flächenhaften Kontaktierung jeweils entsprechend konisch (voll- oder hohlkegelförmig) ausgebildet sind, und daß in dem im Innern des Gehäuses befindlichen und eine im Vergleich zum entsprechenden lichten Gehäusemaß größere Länge aufweisenden Abschnitt des litzenförmigen Stromleiters ein axial gerichteter, bei geschlossenem Gehäuse zur Stabilisierung der Kegelverbindung dienender Federkörper angeordnet ist. >': the contact body and the associated end of the conductor of the bushing for mutual areal contact are each appropriately conical (full or hollow cone-shaped), and that in the section located inside the housing and having a greater length compared to the corresponding clear housing dimension of the strand-shaped current conductor, an axially directed spring body is arranged which, when the housing is closed, serves to stabilize the conical connection.

Fig. 1 zeigt im Schnitt den Aufbau der gesamten Anordnung gemäß der Erfindung. In den F i g. 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele für die Ausbildung des zur Kontaktierung dienenden Leiterteils des oberen Stromleiters dargestellt.Fig. 1 shows in section the structure of the entire arrangement according to the invention. In the F i g. 2 and 3 are exemplary embodiments for the formation of the conductor part of the upper one used for contacting Conductor shown.

Der in Fig. 1 dargestellte Grundkörper 1, der schrauben- oder plattenförmig ausgebildet sein kann, weist einen kegelstumpfförmigen Aufsatz 2 auf, der auf seiner oberen Fläche die vorbereitete und mindestens einen pn-übergang aufweisende Halbleiterscheibe 3 trägt. Auf der dem Grundkörper 1 abgewandten Seite der Halbleiterscheibe ist eine beispielsweise aus Molybdän bestehende Kontaktplatte aufgebracht, auf der zentral ein becherförmig ausgebildeter und mit seiner offenen Seite in Richtung der Durchführung angeordneter Kontaktkörper 4 befestigt ist. Dieser ist an seiner Innenmantelfläche zur Erzielung einer gewünschten Kegelverbindung konisch ausgebildet. Das Kontaktstück 6 eines litzenförmigen Leiterteils 5 des oberen Stromleiters der Halbleiteranordnung ist in seiner Ausbildung dem becherförmigen Kontaktkörper 4 so angepaßt, daß eine festsitzende Steckverbindung gewährleistet ist. Die Abmessungen des Kontaktkörpers 4 sind durch die Bemessung der Halbleiterscheibe und die dadurch gegebene Forderung nach einer für die Stromleitung ausreichenden Kontaktfläche sowie durch die Forderung nach einem mechanisch festen Sitz des Kontaktstückes 6 des Leiterteils 5 des Stromleiters bestimmt. Das andere, in gleicher Weise vorbehandelte und zur Erzielung eines weiteren flächenhaften elektrischen Kontaktes vorgesehene Kontaktstück 6' des Leiterteils 5 des Stromleiters ist ebenfalls konisch geformt und weist in vorteilhafter Weise denselben Konus auf wie das Kontaktstück 6. Das Ende 8 der Durchführung 9 ist in seiner Formgebung dem Kontaktstück 6' angepaßt, wodurch eine flächenhafte Verbindung mit dem Leiterteil 5 des Stromleiters gewährleistet ist. Um das Aufstecken der Durchführung 9 auf das Leiterteil 5 zu erleichtern, ist die Randzone des Endes 8 der Durchführung 9 trichterförmig erweitert ausgebildet. Die Durchführung 9 kann aus einem Stück gefertigt und an beiden Enden zur Aufnahme von beispielsweise litzenförmigen Leiterteilen geeignet ausgebildet sein. Sie kann jedoch aus mehreren Teilen, nämlich aus den Hülsen 8 und 10 und aus dem Zwischenstück 9 zusammengesetzt sein pnd ist vorzugsweise von einer Deckplatte 13 umschlossen, die zusammen mit dem Hüllkörper 11 das Gehäuseoberteil bildet. Sämtliche konischen Ausbildungen zur Verbindung der Leiterteile des Stromleiters und damit zur Kontaktierung der Halbleiterscheibe 3 mit dem Stromleiter weisen zur Erzielung eines festen mechanischen Kontakts einen Konuswinkel von vorzugsweise 3 bis 5° auf. Ein Lösen dieser Kegelverbindungen bei mechanischen Schwingungsbeanspruchungen bzw. bei Temperaturwechselbeanspruchungen der Halbleiteranordnung wird durch die Kraft einer aus draht- oder bandförmigem Material bestehenden Feder, beispielsweise einer schraubenförmigen Druckfeder 7 vermieden, deren Enden mit den metallischen Kontaktstücken 6 und 6' des Leiterteils 5 fest verbunden sind. Die Federkraft ist so bemessen, daß auch bei Erwärmung der Halbleiterscheibe und der mit ihr kontaktierten metallischen Bauteile die zulässige Druckbeanspruchung für das Halbleitermaterial nicht überschritten wird. Der Hüllkörper 11 besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff und ist an seinem dem Grundkörper zugeordneten Rand dem kegelstumpfförmigen Aufsatz 2 des Grundkörpers 1 in der Weise angepaßt, daß ebenfalls eine Kegelverbindung ermöglicht wird. Zur Verbesserung dieser Verbindung zwischen Grundkörper und Hüllkörper kann der Hüllkörper ti an seiner Innenrandzone eine beispielsweise ringförmige Erhebung aufweisen, die beim Aufstecken des Hüllkörpers auf den Aufsatz 2 des Grundkörpers 1 an vorgesehener Stelle einrastet. Die Schrägfläche 12 des Hüllkörpers 11 kann mit einem metallischen Überzug versehen sein, so daß eine Lötverbindung mit dem Grundkörper 1 ermöglicht wird.The base body 1 shown in Fig. 1, which can be screw-shaped or plate-shaped, has a frustoconical attachment 2, the prepared and at least on its upper surface a semiconductor wafer 3 having a pn junction carries. On the side facing away from the base body 1 The semiconductor wafer has a contact plate made, for example, of molybdenum, on which centrally a cup-shaped and arranged with its open side in the direction of the implementation Contact body 4 is attached. This is on its inner surface to achieve a desired Conical connection designed conically. The contact piece 6 of a stranded conductor part 5 of the upper The current conductor of the semiconductor arrangement is the cup-shaped contact body 4 in its formation adapted so that a tight plug connection is guaranteed. The dimensions of the contact body 4 are due to the dimensioning of the semiconductor wafer and the resulting requirement for one for the Power line sufficient contact surface as well as the requirement for a mechanically tight fit of the Contact piece 6 of the conductor part 5 of the conductor is determined. The other, pre-treated in the same way and to achieve a further extensive electrical contact provided contact piece 6 'des Conductor part 5 of the current conductor is also conically shaped and advantageously has the same cone on like the contact piece 6. The end 8 of the bushing 9 is the contact piece in its shape 6 'adapted, whereby a planar connection with the conductor part 5 of the conductor is guaranteed. Around To facilitate the plugging of the bushing 9 onto the ladder part 5, the edge zone of the end 8 of the bushing 9 expanded in a funnel shape. The implementation 9 can be made in one piece and attached both ends be designed to accommodate, for example, stranded conductor parts. she However, it can be composed of several parts, namely of the sleeves 8 and 10 and of the intermediate piece 9 its pnd is preferably enclosed by a cover plate 13 which, together with the enveloping body 11 forms the upper part of the housing. All conical formations for connecting the conductor parts of the conductor and thus for contacting the semiconductor wafer 3 with the current conductor point to achieve a solid mechanical contact on a cone angle of preferably 3 to 5 °. A loosening of these cone connections in the case of mechanical vibration loads or temperature fluctuations the semiconductor device is opened by the force of a spring made of wire or ribbon material, For example, a helical compression spring 7 avoided, the ends of which with the metallic Contact pieces 6 and 6 'of the conductor part 5 are firmly connected. The spring force is such that also with Heating of the semiconductor wafer and the metallic components with which it contacts the permissible compressive stress for the semiconductor material is not exceeded. The enveloping body 11 is preferably made made of a suitable plastic and is frustoconical at its edge associated with the base body Attachment 2 of the base body 1 adapted in such a way that also enables a cone connection will. To improve this connection between the base body and the enveloping body, the enveloping body ti have an, for example, ring-shaped elevation on its inner edge zone, which when the enveloping body is plugged on snaps into place on the attachment 2 of the base body 1. The inclined surface 12 of the Enveloping body 11 can be provided with a metallic coating, so that a soldered connection with the Base body 1 is made possible.

Die Deckplatte 13 ist in F i g. 1 mit konischer Randfläche dargestellt, so daß auch zwischen Hüllkörper 11 und Deckplatte 13 bei angepaßten Randz.onen eine Kegelverbindung zustande kommt. Gegebenenfalls kann durch Metallisierung beider Verbindungsflächen eine Lötverbindung hergestellt werden.The cover plate 13 is shown in FIG. 1 shown with a conical edge surface, so that between the enveloping body 11 and cover plate 13 a conical connection is made with adapted edge zones. If necessary, can A soldered connection can be made by metallizing both connection surfaces.

Halbleiterscheibe zugeordneten Seite mit dem vorbereiteten Ende des litzenförmigen Leiterteils 5 durch Pressung oder Quetschung fest verbunden. Eine schraubenförmige Feder 7 dient wieder zur Stabilisierung der beiden Kegelverbindungen. Die Fassung 16 kann auch aus dem Leiterteil 5 in vorbestimmter Länge durch geeignete Verformungsverfahren hergestellt werden.Semiconductor wafer associated side with the prepared end of the stranded conductor part 5 through Pressing or squeezing firmly connected. A helical spring 7 is again used to stabilize the both cone connections. The socket 16 can also be made of the conductor part 5 in a predetermined length by suitable Deformation processes are produced.

Die Ausbildung der einzelnen Bauteile der Halbleiteranordnung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt. So kann beispielsweise der Grundkörper an Stelle des kegelstumpfförmigen Aufsatzes 2 einen becherförmigen Aufsatz aufweisen, wobei auf der Grundfläche die Halbleiterscheibe angeordnet ist, und wobei die Innenmantelfläche konisch verläuft, wodurch mit der angepaßten Außenrandzone des Hüllkörpers 11 eine gewünschte Kegelverbindung ermöglicht wird.The design of the individual components of the semiconductor arrangement is not limited to the examples shown limited. For example, instead of the frustoconical attachment 2, the base body can have a Have cup-shaped attachment, the semiconductor wafer being arranged on the base area, and wherein the inner lateral surface runs conically, whereby with the adapted outer edge zone of the enveloping body 11 a desired cone connection is made possible.

Das Gehäuseoberteil kann wie bei bekannten Ausführungsformen auch aus einem eine sogenannte Preßgiasdurchführung aufweisenden Metallteil bestehen, dessen dem Grundkörper zugeordnete Randzone für eine gewünschte Kegelverbindung oder für eine andere vorteilhafte Verbindung, beispielsweise für eine Steckverbindung zum Zwecke des Verschweißens von einander angepaßten Stegen, geeignet ausgebildet ist.As in known embodiments, the upper part of the housing can also consist of a so-called pressed glass bushing having metal part exist whose edge zone assigned to the base body for a desired cone connection or for another advantageous connection, for example for a plug connection is suitably designed for the purpose of welding mutually matched webs.

An Stelle des Gehäuseoberteils mit Preßglasdurchführung kann auch ein aus Keramik bestehendes Gehäuseoberteil verwendet werden, dessen Zusammenbau mit dem Grundkörper durch entsprechende Ausbildung der metallischen Randzone ebenfalls in der vorgeschlagenen Weise möglich ist.Instead of the upper part of the housing with a pressed glass bushing, an upper part of the housing made of ceramic can also be used be used, its assembly with the base body through appropriate training the metallic edge zone is also possible in the proposed manner.

Ist bei gewünschten Halbleiteranordnungen der obere Stromleiter als durchgehende Litze bis zur Halbleiterscheibe angeordnet, so kann das zur Kontaktierung vorgesehene Litzenende wieder beispielsweise kegelstumpfförmig ausgebildet sein und das Ende einer geeigneten Druckfeder fest umschließen, während das andere Ende der Druckfeder zusammen mit dem Stromleiter außerhalb des Halbleitergehäuses mit der Durchführung fest verbunden, beispielsweise verquetscht und/oder verlötet ist.In the case of desired semiconductor arrangements, the upper conductor is as a continuous stranded wire up to the semiconductor wafer arranged, the strand end provided for contacting can again be, for example, frustoconical be formed and tightly enclose the end of a suitable compression spring, while the other End of the compression spring together with the conductor outside the semiconductor housing with the implementation firmly connected, for example crimped and / or soldered.

Beim Aufbau einer Halbleiteranordnung gemäß F i g. 1 der Erfindung wird in einem Verfahrensschritt die vorbereitete Halbleiterscheibe 3, die mehrere pn-When building a semiconductor arrangement according to FIG. 1 of the invention is in one process step the prepared semiconductor wafer 3, the several pn-

Übergänge aufweisen und beispielsweise für einen steuerbaren Halbleitergleichrichter vorgesehen sein kann, auf den vorgesehenen Grundkörper und gleichzeitig der zur Verbindung mit dem oberen Stromleiter dienende Kontaktkörper 4 auf die zugeordnete Kontaktelektrode der Halbleiterscheibe 3 aufgebracht. In den Kontaktkörper 4 wird das Leiterteil 5 des Stromleiters mit seinem Kontaktstück 6 eingesetzt. Auf das freie Kontaktstück 6' des Leiterteils 5, dessen Litzenteile durch die eingebrachte Feder 7 bzw. 15 gespanntHave transitions and be provided, for example, for a controllable semiconductor rectifier can, on the intended base body and at the same time the connection to the upper conductor Serving contact body 4 is applied to the associated contact electrode of the semiconductor wafer 3. In the contact body 4, the conductor part 5 of the conductor with its contact piece 6 is used. On the free contact piece 6 'of the conductor part 5, the stranded parts of which are tensioned by the inserted spring 7 and 15, respectively

3.0 sind, wird die trichterförmige Ausbildung des Endes 8 der Durchführung mit ihrem erweiterten Rand aufgesteckt. Durch das Aufsetzen des Hüllkörpers 11, in dem bereits die Deckplatte 13 mit der Durchführung 9 und dem Stromleiter 14 fest angeordnet sind, auf den Grundkörperaufsatz 2 wird gleichzeitig durch die konische Ausbildung der angepaßten Enden der Stromleiterteile eine durch den Federdruck der im gehäuseinneren Leiterteil angebrachten Feder erzielte gute Kontaktierung der Halbleiterscheibe gewährleistet. Bedarfsweise können die Verbindungsflächen 12 und 12' von Hüllkörper und Deckplatte metallisiert werden. Damit kann die flächenhafte Verbindung der entsprechenden Gehäuseteile beispielsweise durch lokale Erwärmung verbessert werden. 3.0 , the funnel-shaped design of the end 8 of the implementation is attached with its enlarged edge. By placing the enveloping body 11, in which the cover plate 13 with the bushing 9 and the conductor 14 are already firmly arranged, on the base body attachment 2, at the same time, due to the conical design of the adapted ends of the conductor parts, a spring is created by the spring pressure of the conductor part inside the housing achieved good contacting of the semiconductor wafer guaranteed. If necessary, the connecting surfaces 12 and 12 'of the enveloping body and cover plate can be metallized. In this way, the areal connection of the corresponding housing parts can be improved, for example by means of local heating.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Semiconductor arrangement in which a semiconductor wafer having at least one pn junction is applied to a metallic base body which forms the lower part of the housing of the arrangement and simultaneously serves to conduct electricity, and the contact electrode of the semiconductor wafer facing away from the base body with a metallic | ₀ see contact body and is contacted via this with a stranded electrical conductor running through a passage of the upper part of the housing, characterized in that the contact body (4) and the associated end (6) of the electrical conductor of the passage for mutual areal contact are each correspondingly conical ( fully or hollow cone-shaped) and that in the inside of the housing (1, 11) and a greater length compared to the corresponding clear housing dimension (5) of the stranded conductor, an axially directed, with the housing closed, to stabilize the conical connection serving spring body (7.15) is arranged.

2. Semiconductor arrangement according to claim 1, characterized in that the inside of the housing (1, 11) located section (5) of the conductor represents a separate conductor part, the ends of which with the Ends of the spring body (7,15) are firmly connected, and that both between the housing inner section the bushing (8) and between the contact body (4) on the semiconductor wafer (3) and the respective end (6, 6 ') of the resilient conductor part (5) of the current conductor each one by spring force stabilized cone connection exists.

3. Semiconductor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the conically shaped Contact components, namely the contact body (4) of the semiconductor wafer (3) and the contact pieces (6, 6 ') of the stranded conductor sections are designed with a cone angle of 3 to 5 °.

4. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inside of the housing Section (5) of the stranded conductor arranged and to stabilize the Conical connection (s) serving spring body (7, 15) made of a wire or band-shaped spring material consists.

5. Semiconductor arrangement according to claim 4, characterized in that two or more spring bodies (15) are provided.

6. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spring body (7) a helical compression spring is provided.

7. Semiconductor arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hollow cone-shaped contact body on its outer Edge part facilitates the introduction of the associated conical contact piece (6, 6 '), have funnel-shaped enlargement (8,16).