DE1589555A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Halbleiterbauelement

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DE1589555A1 DE1967B0095566 DEB0095566A DE1589555A1 DE 1589555 A1 DE1589555 A1 DE 1589555A1 DE 1967B0095566 DE1967B0095566 DE 1967B0095566 DE B0095566 A DEB0095566 A DE B0095566A DE 1589555 A1 DE1589555 A1 DE 1589555A1
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Description

R. 9030 ■■'■ .
1.6,11.1.567 Fb/Km
Anlage zur
Anmeld ung
ROBERT B O S CH GMBH, Stuttgart W, lJreitr,choidr,trai3e 4 Halbleiterbauelement
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement größerer elektrischer Leistung mit mindestens zwei Anschlußleitern. ■
Es sind Halbleiterbauelemente mit Glas- Metall- Verschluf3 und mit; .Künstharz- Metall- Verschluß bekannt. Werden die Halbleiterbauelemente für eine größere' elektrische Leistung ausgelegt, so entstehen insbesondere· bei den Halbleiterbauelementen mit Kunstharz- Metall- Verschluß Schwierigkeiten bei der Abdichtung. Außerdem ist die Herstellung der bekannten Halbleiterbauelemente der eingangs genannten .,Art relativ aufwendig hinsichtlich des Anlötenr. der Amschlutfl ei her- und des Verschließens* " -
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten UaLb-,leiterbauelemente größerer elektrischer Leistung zu vermeiden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, bei Halbleiterbauelementen der eingangs genannten Art die Herstellungskosten zu verringern und
009830/0596 '-U-
Robert Mosch~ümbIJ R go3O pb/Km
Stuttgart- · - · '
die Bauelemente so auszubilden, daß eine gute Abdichtung gegen atmosphärische Einflüsse gewährleistet ist.
Ert'indungsgemäß wird dies bei einem Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß einer der Anschlußleiter einen massiven Metallsockel "bildet, · welcher als in der Mitte erhöhter Metallteller ausgebildet ist. Diese Form ermöglicht ein besonders einfaches Einpressen oder Anlöten des Halbleiterbauelements in Kühlbleche, was zwecks Erhöhung der5 Wärmekapazität und .Wärmeableitung notwendig sein kann. Außerdem gibt sie die Möglichkeit einer sehr einfachen' Montage. So knnn beispielsweise der in der Mitte erhöhte Metallteller zum Zuaammenlöten mix dem Halbleiterkörper im Lot schwallverfahr en mit Lot vorbelegt werden, was bei becherförmig ausgebildetem Sockel nicht möglich·wäre.
■Ό-
Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn in weiterer Jlusge- .■ staltung der Erfindung mindestens einer der Anschlußleiter eine oder mehrere koaxial ausgebildete Dichtungsiameilen aufweist. Dabei empfiehlt es sich, mindestens eine der Dichtungslamellen an der Mantelfläche der mittleren Erhöhung des als Metallsockel ausgebildeten Anschlußlei-ters anzubringen. Zweckmäßig wird diese Dichtungslamelle konusförmig ausgebildet derart, daß sie von der Deckfläche des tellerförmigen Unterteils dieses Anschlußleiters w.egweist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung schließt die Dichtungslamelle mit der Achse den tellerförmigen Unterteils einen Winkel von etwa 45°ein.
Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele noil die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Leistungsgleichrichter gemäß der Erfindung mit Kunstharz- Metall- Verschluß im Axialschnitt; .
Fig. 2 einen Leir.tungsgleichrichter gemäß der Erfindung mit Glas-Metall— Verschluß im Axialüchnitt.
•C-
Der· in Kiβ. I dargestellte Leistungngle.ichrichter besitzt einen als •nar.River MetalLsockel ausgebildete!. Anschlußleiter 1 und einen als
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- ^- ' h. ■ COPY — 3 -
Robert Bosch Grab!! -, ηη.ΛΓί ™ /ν
Stottert ^ - Ε· 9050 Pb/Km
Kopfdraht aasgebildeten Anschlußleiter 2. Die Anschlußleiter 1, 2 bestehen vorzugsweise aus Kupfer und können mit einer dünnen Nickelschicht überzogen sein. Der als massiver Metallsockel ausgebildete Anschlußleiter 1 hat im wesentlichen die Gestalt eines in der Mitte erhöhten Metalltellers, dessen tellerförmiger Unter·teil .mit 1a und dessen mittlere iSrhöhung mit 1b bezeichnet int.. Die mittlere Erhöhung. 1b .hat .etwa denselben Durchmesser wie der nach unten gerichtete Kopfteil 2a des Änschlußleiters 2. Zwischen der mittleren Emöhung 1b und dem Kopfteil 2& ist eine Halbleiterscheibe 6 mii;tels zweier Lotschichten 7, 8 festgelötet. Perner ist der Gleichrichter nach dem Zu-.sammenlöten der genannten Teile in der .Nähe des pn-Hbargangs lackiert und danach oberhalb der Deckfläche 9 des Unterteils la :nit einer Kuns-t-.harzmasse 10 umspritzt. /* .
Zur Abdichtung des Gleichrichters ist an der ManteIflache der mittleren Erhöhung 1b des Anschlußleiters 1 eine Dichtun^slamelle 11 vorgesehen, welche in die Kunstharzmasr.e 10 hineinragt. Die DichtungslameJLle 11 besteht aus demselben Material wie der Anschlußleiter 1 und ist Iio3t;mdteil desselben. Die Dichtungslamelle ist von der DeckflMche 9· des Unterteils 1a weggerichtet. Mit der Achse des Bauelements schließt die Dichtunnslamelle einen Winkel von etwa 4-j° ein. -
Die aufgrund der unterschiedlichen iVärmeausdehnun^skocl^lzictiten von Metall und Kunstharzmasse an der ^ichtungslaraellc · TI auΓ-trei enden radialen nruckspannun.";en bewirken eine Abdichtung derart, daß der Gleichrichter gegenüber Temperaturwechseln, Temperaturr.ehockw und Temperaturlugerung widerstandsfähig-.ist und dicht bleibt, so daß Verunreinigungen, insbesondere Wasserdampf, nicht ins Innere des Gleichrichters gelangen" und dessen Funktionsei^enschaf\en ungünstig be—
oeinflusnen können. Durch die konu.-.förmige ■ Austdldun,-; der Dichturigno ■■-■■'■'
tolamelle .11 wird dabei die'Kunstharzmasse 10 relativ zu den übrigen ·"?? Teilen des Bauelements in axialer Rieh tun.1; auch dann fixiert, wenn "Qeine Verankerung der i-Iunstharzmasse 10 am Urnf-mg der Halbleiterscheibe odeshalb nicht möglich irt, wsil dieser Raum mit überschüssigen L.-JCk
g ir.;.. .■
An der Deckfl^che 9 des te' lerf örmig-en Ur.tei-teils "1 ·:· dc:- Ans^Muftloiteri= " L^t i--:;er ei:: ~i-;vring "Γ vcr.-er»·:·..·.,- -,'- : ·· ·■ ·. · ·τ cQpy
Hobort. Jjoi'.ch Gmblj -. R.9O3OFb/Km
utu t. \,{<·άτ b · '
wie di(i Dichtungulamelle 11 Bestandteil des Anschlußleifcers 1. ist. · Dor Dichtring 12 begrenzt der,Kunstharzmasse 10 in radialer Richtung. " Beim Zusarnmenlöten der Teile 1,2,6 des; Gleichrichters dient der Dichtring 12 als Zentrierring. Beim Umspritzen des gelöteten und lackierten Gleichrichters mit der Kunstharzmasoe 10 dient er als Anschlag in der Spritzvorrichtung und verhindert.dadurch, daß das Kunstharz aus dem Bereich innerhalb des Dichtrings nach außen dringt.
Dank den maoniven Anschlußleiters 1 kann der Gleichrichter beim Einbau in ein Gerät zur Erhöhung seiner Wärmekapazität und Wärmeableitung in ein entsprechend ausgebildetes Kühlblech ein- oder aufgesetzt werden. Dies kann beispielsweise durch Einpressen des Anschlußleiters 1 des fertig montierten Gleichrichters in eine entsprechend bemessene Bohrung im Kühlblech oder durch Auflöten dieses Anschlußleiters auf .,; das K'ihlblech geschehen. Im zuerst genannten Falle.kommt die äußere Mantelfläche 13 des tellerförmigen Unterteils-1a des Anschlußleiters 1 an der- Bohrung3,vand zur Anlage. Als Anschlag dient dabei ein ringförmiger Vorsprung 14 am Anschlußleiter 1, welcher am Umfang des Unterteils 1a dicht oberhalb der Bodenfläche desselben angebracht ist und über die Mantelfläche 13 in radialer Richtung hinausragt. An der Mantelfläche 13 int ferner oberhalb des Vorsprungs 14 eine Rändelung 15'angebracht, die beim Einpressen des Gleichrichters in die Bohrung, dee Kühlblecha für eine feste Verankerung der äußeren Mantelfläche 13 mit der Hohrungswand sorgt. Die Rändelung 15 erlaubt ferner beim Anschlußleiter 1 und beim Kühlblech eine größere Freizügigkeit in der Materialauswahl und in den Herstellungstoleranzen.
Der in Fig.. 2 dargestellte Leistungsgleichrichter unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß -bei ihm anstelle deis Kunstharz- Metall- Verschlusses ein Glas- Metall- Verschluß verwendet itit. Nach dem Zusammenlöten der Halbleiterscheibe 6 mit den AnuchluJülextern 1, 2 worden die zusammengelöteten Teile in der Nähe den pn-iibergangs lackiert. Dann wird auf die verlöteten und lackierten ■ Teile 1,2,6 deü Gleichrichters ein Glas- Metall- Verschluß 15 aufge- ., aetzt. Der Glas- Metall- Verschluß 15 beutehfc aus einem matallischen, vorzugsweise eisernen Mantelteil 15a,der im wesentlichen die Gestalt «iinea Zylindermantels hat,^ ai^ einanl· Gleisteil 15b, welcher den Boden
R-. 9030
-Robert J3puch GmbH ■·· Stuttgart· -■■"."
des Zylinders bildet, und aus einem in den Glasteil 15b eingeschmolzenen Metallröhrchen 15c, welches aus einer Eisen- Nickel- V Legierung bestehen kann. Beim Auf -setzen des Glas- Metall- Verschluor.es 13 auf die verlöteten und in der Niihe des pn-Übergangs lackierten Teile 1,L1,6 kommt der untere, umgebogene -"-and 15d des Mantel beiIs 15a am Dichtring 12' zur Anlage, während der. obere, drahtform Ige Toil ?b des Anschlußleiters 2 durch das Metallröhrchen 15c hindurchtritt. Dann wird der Glas- Metall- Verschluß 15 mit seinem unteren Hand 15d an der Deckfläche 9 des Unterteils 1a angeschweißt. Die Dichtungslame Lie 11 dient -dabei zum Schutz des pn-Übergangs gegen Sehweißspri ty.er, der Dichtring 12 als Schweiß-buckel, wobei der Dichtring IP ein einwandfreises Dichtschweißen auch dann erlaubt, wenn der Anschlußleiter 1 aus Kupfer und der Mantelteil 15a samt seinem unteren Hand 15d des Glas- Metall- Verschlusses aus Eisen besteht. Anschließend ' wird:, der drahtförmige Teil 2b des Anschlußleiters 2 mit uem Metallröhrchen 15c verquetscht und/oder verschweißt und so das Bauelement gegen atmosphärische Einflüsse abgedichtet.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements besteht d.-iriri, daß alle für die Montage und zum Verschließen notwendigen Punktionen in einem einzigen Teil, dem massiven Anschlußlei ter 1, enthalten sind, welcher in einfacher Weise durch Fließpressen hergestellt werden kann. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements sind die einfache, leicht automatisierbure Montage seiner Einzelteile, die Möglichkeit des Belegens der An- ' schlußl.eiter 1,2 mit Lot im Lotschwallverfahren vor dem Zusammenlöten mit der Halbleiterscheibe 6, die .Möglichkeit einer einfachen Nachbehandlung des gelöteten und noch nicht verschlossenen Bauelements, ein einfachem Löten des Gleichrichters, weil auf dem Halbleiterkörper^ eventuell niedergeschlagene Lotdämpfe sich wieder leicht entfernen lasten, und ein einfaches Stabilisieren der elektrischen Parameter dor. Bau o\ eine nts, beispielsweise durch Lackieren.
• BAD
009830/0596

Claims (8)

Robert Mosch GmbH - . R Stuttgart · C * Ansprüche
1. Halbleiterbauelement größerer elektrischer Leistung mi.t mindestens r'.wei Anschlußleitern, dadurch gekennzeichnet, uaß einer der Antfchlußleiter einen massiven Metallsockel bildet, welcher als in der Mi tte erhöhter Metallteller ausgebildet ist.
J". Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daf. mindestem* einer der Ansehlußleiler eine oder mehrere koaxial' ausgobj Ldeto üiohtungslamellen. (11) aufweist.
3. llalblaitcrbaue Lament nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der -Dichtungslamellen an der Mantelfläche der mittleren Erhöhung (1b) des als äSetallsockel ausgebildeten Anschlußleiters angebracht ist.
4. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 1 bis 35 dadurch gekennzeichnet, dr-ß die an der Mantelfläche der mittleren Erhöhung (1b) angebrachte Dichtungslamelle (11) konusförmig ausgebildet ist derart, daß sie von.der .Deckfläche (9) des tellerförmigen Unterteils (1a) des als Mutallsockel ausgebildeten Anschlußleiters (1) wegweist'.
5. Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da.'.· die von der Deckfläche (9) des tellerförmigen Unterteils (la) wegweisende Diehtungslamelle (II) mit der Achse des Unterteils (1a) einen Winkel von etwa 45° einschließt.
— 2 —
009 8 30/0596
Robert Bosch GmbH % R. 9030 Fb/Km
.- btu I tga-rt .
6. !ialbloi t.opbauel ement mit einem Kunstharz- Metall- Verschluß nach inimli'ytens einüm der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß ο io Dich t.urigalamello (ti) in das Kunstharz hineinragt.
7. IhilhJ ei 1 civbaueiement. i'ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ■in der ^üeokfliiche (9) des tellerförmigen Unterteils (1a) ein. Dichtrin,'· (12) vorgesehen ist.
8. jlalbleiterbauelemert nach den Ansprüchen 1 und 7 mit einem Grlas-Metali-Ver:'Chluii (15)f dadurch gekennzeichnet, daß der Glas-MeLaIL-Verscliluß mit seinem aus Eisen bestehenden unteren Rand (15u) ohr:o Verwendung eines Zwischenrings aus iiisen direkt auf den aus Kupfer beziehenden Dichtring (12) aufgeschweißt ist.
009830/0596
L e e τ s e i t e
DE1967B0095566 1967-10-31 1967-11-25 Halbleiterbauelement Granted DE1589555B2 (de)

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