DE1614169A1 - Halbleiter-Bauelement mit Waermeableitung - Google Patents

Halbleiter-Bauelement mit Waermeableitung

Info

Publication number
DE1614169A1
DE1614169A1 DE1967M0074703 DEM0074703A DE1614169A1 DE 1614169 A1 DE1614169 A1 DE 1614169A1 DE 1967M0074703 DE1967M0074703 DE 1967M0074703 DE M0074703 A DEM0074703 A DE M0074703A DE 1614169 A1 DE1614169 A1 DE 1614169A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fastening
plastic
metal
opening
conductors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1967M0074703
Other languages
English (en)
Other versions
DE1614169B2 (de
DE1614169C3 (de
Inventor
Segerson Eugene Edward
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of DE1614169A1 publication Critical patent/DE1614169A1/de
Publication of DE1614169B2 publication Critical patent/DE1614169B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1614169C3 publication Critical patent/DE1614169C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14639—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components
    • B29C45/14655—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles for obtaining an insulating effect, e.g. for electrical components connected to or mounted on a carrier, e.g. lead frame
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/72—Encapsulating inserts having non-encapsulated projections, e.g. extremities or terminal portions of electrical components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49568—Lead-frames or other flat leads specifically adapted to facilitate heat dissipation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • H01L2924/12033—Gunn diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Description

6.7.1.9Ö7 Gzl/Os»
Motorola Inc. * Frankfurt am Main 70
Halbleiter-Bauelement mit Wärmeableitung
Die Erfindung betrifft plastikgekapselte Halbleiter-Bauelemente, insbesondere Leistungetransietoren und Thyristoren, die im Betrieb eine beachtliche abzuleitende Wärme entwickeln.
Da das aktive Halbleiter-Element sehr klein ist, ist die Ableitung der im Betrieb im Halbleiter-Element entwickelten Wärme boiia Entwurf des Bauelementes von besonderer Wichtigkeit» Bisher hat man derartige Leistungebaueleinente in Metallgekapselt, aas die Wärme gut ableitet.
Bei einer Plastikeinkapselung ist die Wärmeableitung durch das Plastikmaterial wesentlich geringer. Man hat daher in die Plastikumkapselung Metallstreifen eingefügt, die aus einem Ende herausragen und an einen gröeseren Wärmeableiter angeschlossen wurden« Man brauchte dazu einen ziemlich groesen. Metallstreifen* da nur eine indirekte Wärmeübertragung und noch dazu weitgehend auf einen Abschnitt verringerten Durchmessers erfolgt, wobei der Wärmeübergang vor Erreichen der grosseren Wänaeableitungsflache recht gering ist. Auaserdem wurde durch diesen Metallstreifen die Gesamtgrößse der Umhüllung wesentlich vergrössert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verringerung der Geeamtabmessungen eines plastikgekapselten Laistungehalbleiter-Bauelementes bei gleichzeitiger Vergr&sserung der abführbaren Wärme. Insbesondere soll die im Betrieb entwikkelte Wärme über eine metallisch© Wärmeableitungsflache abgeführt werden, die ein Beetandteil des Metallelementee des vollständigen Bauelementes ist und dennoch völlig innerhalb
00**26/0-54.4
der Aussenabmessungen dee Plastikgehäuses liegt, so dass keine Teile hervorragen. Dieses Netallelement soll sich automatisch herstellen und einbauen lassen, so dass der gesamte Plastikeinkapselungsvorgang weitgehend automatisch erfolgen kann, wobei Jedoch eine mit der Einkapselung fluchtende, freiliegende Metallfläche entsteht, ohne dass der Einschmelvorgang dadurch kompliziert wird.
Diese Aufgabe wird bei einem plastlkgekapselten Leistungshalbleiter-iBauelement dadurch erreicht, dass der grössere Teil einer Fläche des Bauelementes eine Oberfläche eines Metallbefeotigungsabschnittes aufweist, der zur Halterung des Halbleiter-Bauelementes verwendet wird. Eine senkrecht aur Oberfläche des Befeatigungsabschnittes verlaufende öffnung ragt völlig durch das Bauelement hindurch, so daes diese Oberfläche bei dem Einbau des Bauelementes an einer Metallfläche befestigt werden kann. Diese Oberfläche schliesst bündig mit örer Plastikumhüllung ab, so dass beim Befestigen des Bauelementes an einer grösseren Metallfläche, die als Wärmeableiter dient, ein guter metallischer Kontakt gegeben ist.
Weitere Merkmale und. Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Darstellung von AusfUhrungsb'eiapielen und der nachfolgenden Beschreibung.
Es zeigtί ,
Pig. 1 eine vergrösserte Draufsicht auf die Unterseite eines erfindungsgensässen Transistors,
Pig. 2 einen vergrösserten Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1,
Pig. 3 eine Ansicht eines zusammenhängenden Metallstreifens in der für einen automatischen Zusammenbau der HaIbleiter-Bauslemente benutzten Form zur Veranschauliohung
008826/0544 ■ bad ormhnal
mehrerer zusammenhängender Metallgruppen, die nach der Einkapselung in den einzelnen Bauelementen in der in Fig. "Ϊ gestrichelten Form enthalten sind,
Fig. 4 den in Fig. 3 gezeigten Metallstreifen nach dem Befestigen der Halbleiter-Bauelemente und Anschlussdrähte,
Fig. 5 den in den Fig. 3 und 4 gezeigten Streifen nach der Einkapselung,
Fig. 6 ein von dem Streifen nach Flg. 3 abgeschnittenes einzelnes Metallteil, und
Fig. 7 ein Halbleiter-Bauelement nach der Erfindung in natürlioher urusse.
Das erfIndungsgemässe Halbleiter-Bauelement umfasst drei nebeneinanderliegende, jedooh voneinander getrennte Metallsttloke, die in einer einzigen Ebene liegen und von denen mindestens eines mit einem Ende in einem BefestigungsabBchnitt endet, der gegen die ursprüngliche Ebene verschoben ist und wesentlich grösaer als der Rest der Stücke ist. Der Befestigungsabsohnitt hat zwei Oberflächen und weist eine durch ihn verlaufende öffnung auf. Die anderen Teile endigen in der ursprünglichen Ebene neben, jedoch mit Längsabetand von dem Befestigungsabschnitt„ Sämtliche metallischen Teil« verlaufen parallel zueinander und In Längsrichtung weg von dem Befestlgungsabeohnltt und bilden Leiter zum Anschluss des Halbleiters in einer elektrischen Schaltung. Auf der ersten Oberfläche des Befeetieungeabeolraittes wird das Halbleiterelement befestigt und mit den Metallteilen durch Drähte verbunden. Um das Element, die Verbindungedrähte und die unmittelbar angrenzenden Enden der Metallteile wird eine Plastikumhüllung vorgesehen. Diese Umhüllung ist so ausgebildet, dass praktisch die ganze zweite Oberfläche des Befestigungsabschnlttes freiliegt. Eine Öffnung in dem^Flastikmaterial fluchtet mit der öffnung des Befestigungsabschnlttee zur Aufnahme einer Schraube oder eines anderen Befestigunge-
009826/0544
-4- 16U169
elementea, mit dem das fertige Halbleiter-Bauelement auf einer Metalloberfläche in einem elektrischen Gerät angebracht werden kann.
Auf einer Seite dee Halbleiter-Bauelementee 11, mit der es normalerweise an einem Metallchaesis befestigt wird, liegt nach fig. 1 eine Oberfläche eines grossen Metallbefestigungsabschnittee 12 frei. Diese Oberfläche 1st von PlastIkmaterial 14 umgeben, das die Einkapselung dee Bauelementes bildet. Unmittelbar auf dem Befestigungsabsohnitt 12 ist ein Halbleiterelement befestigt« so dass ein guter Wärmeübergang stattfindet, obwohl das Halbleiterelement elektrisch von dem Abschnitt isoliert ist. Nach dem Einbau in einem elektrischen Gerät liegt diese freiliegende Oberfläche an einer groseen Wärmeableitungsfläche an, so dass die im Betrieb entwickelte Wärme schnell und wirksam nach auseen abgeleitet wird.
Tom Befestigungsabschnitt 12 aus erstreckt'eich ein Leiter 18 in eine Richtung aus dem Bauelement heraus, und Ewar in einer von der Ebene des Abschnittes 12 verschiedenen Ebene, so dass er von der grossen Wärmeableitungsfläche, an der das Bauelement befestigt wird, elektrisch isoliert werden kann. Diese beiden Teile sind über eine abgesetzte Verbindung 19 aus einem einzigen Metallteil ausgebildet.
Zur besseren Halterung des Befestigungeabschnittes 12 im Plastikmaterial 14 ragt ein Flansch 21 des Befestigungsabschnittes 12 derart nach oben, dass er von dem Plastik fest umfasst wird, wenn es erhärtet. Zwei parallele Flansche 21 auf gegenüberliegenden Seiten der freiliegenden Oberfläche, die jeweils nach innen in das Plastikamterial hineinragen, dienen bei dem Bauelement 11 dem gleichen Zweck.
Die anderen beiden Leiter 23 und 24 ragen von dem Plastik»*- terial 14 parallel zum Leiter 18 nach aussen. Die Leiter 23 und 24 endigen in vergröaeerten Drahtanschlueβflächen 27 und
009826/0544 BAD ÖftS@iNAL
16U169
28, die mit den dünnen Anschlussdrfihten des Halbleiterelement es verbunden werden· Die Flächen 27 und 28 befinden sich dicht bei dem Befestigungsabechnitt 12 in der gleichen Ebene wie die Leiter 23 und 24· Beim fertigen Bauelement sind diese vergrösserten Flächen in der Plastikeinkapselung eingeschlossen. t>
Obwohl das Bauelement 11 nur drei Anschlüsse hat, ist die Erfindung nicht auf eine derartige Leiterzahl beschränkt, sondern es können auch wesentlich mehr Leiter vorgesehen sein. Sämtliche Leiter sind *.as einem Metall mit sehr^.niedrigem elektrischen Widerstand und hoher thermischer Leitfähigkeit hergestellt und enthalten vorzugsweise in der Hauptsache Kupfer, das zur Verhinderung von Korrosion und zur Erleichterung des Zusammenbaus mit Nickel plattiert ist.
I1Ur das Plastikmaterial 14 wird vorzugsweise ein wenig schrumpfendes , mit Füllstoff versehenes Epoxy-Material verwendet, das sich gut giessen lässt. Bei der Auswahl des Plastikmaterials ist seine Verträglichkeit mit den Bestandteilen des Bauelementes und die Stabilität des eingekapselten Bauelementes gegen Alterung und stark schwankende Umwelteinflüsse vom grosser Wichtigkeit.
Vorzugsweise wird ein umgiessbares Plastik©at®rial verwendet, weil die entstehende Einkapselung gleichmässig, spielraumfrei und dicht abschliessend um die Teile des Bauelementes sein soll. Epoxy-Harze und Silikone mit oder ohne Füllstoffe sind sehr gut geeignet« obgleich auch andere bekannte Plastikmaterialien mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden können.
Das Umgiessen der Plastikeinkapselung erfolgt unter Anwendung von Hitze'und Druck, so dass das normalerweis· feste Plastimmaterial in einen niedrig-viskosen, flüssigen Zustand übergeht und dann schnell von einer Schmelzform in eine andere übergeführt werden kann, welche die endgültige Form für das
009826/0544
Bauelement hat. Vegen dieser niedrigen Viakoeitftt und der Art des Umsohmeizens lassen sich hohe Sruoke anwenden, ohne das β die zum Halbleiter gehörigen empfindlichen Teile beschädigt werden. Sie beim Umschmelzen gebildete gleichförmige Masse hält die Bestandteile des Bauelementes 1t in fester gegenseitiger Lage, so dass sie durch Vibrationen oder Stösse nicht beschädigt werden.
Die Unterfläche des Befestigungsabsohnittes 12 ist naoh Fig» bündig mit der Bodenfläche des Plastikaiaterials 14, so dass nach der Befestigung auf einem Chassis ein enger Kontakt zwischen ihr und dem Chassis besteht. Dadurch wird eine grosse Wärmeübergangsflache gebildet, mit Hilfe deren die Wärme senkrecht und seitlioh von dem auf dem Befestigungsabsohnitt 12 befestigten Element 26 abgeleitet wird. Sie Wirkung ist dann die gleiche, als wenn das Element unmittelbar auf der grtisseren Wärmeableitungsfläche befestigt worden wäre, so dass nahezu ideale Wärmeübergangsverhältnisse vorliegen.
Sas Element 26 ist ein Siliziumplättohen mit zwei grossen Oberflächen, deren eine den Kollektor eines Transistors bildet, während die andere den Emitter und die Basis enthält. Natürlich kann das Element 26 statt aus Silizium auch aus anderen Halbleitermaterialien bestehen.
Sie von dem erfindungsgemässen Bauelement abführbare Wärme ist genau diejenige Wärmemenge, die über diese eine grosso Oberfläche abgeführt wird. Sie Befestigung des Elementes 26 in der beschriebenen Weise auf dem Befestigungsabeohnitt 12 hat einen unmittelbaren Wärmefluss von einer Fläche des Elementes 26, also dem Kollektor des Transistors, durch den Befeatigungsabschnitt zur einer grösseren Wärmeableitungsfläche zur Folge. Dieser kurze direkte Weg für aen Wärmeübergang ermöglicht vorteilhafterweise die Ausnutzung der vollen WOraeübergangsflache des Elementes.
009826/0544
16-U169
Das Bauelement lässt sich bequem durch Hindurohetecken eines Bolzene einer Schraube und dergl. durch die Öffnung 29 in der Plastlkumhüllung 14, die mit der Öffnung 31 in dem Befestigungsabsohnltt 12 in Verbindung steht, befestigen. Der Durohmeeser der Öffnung 29 ist kleiner als der Durchmesser der öffnung 31, so daes die Befestigungsschraube elektrisch von dem Befestigungsabschnitt 12 isoliert wist. Das Plastikmaterial 14- bedeckt im übrigen auch das Metall in der öffnung 31, so dass eine gute Isolation erreicht wird· Die Bodenkante der Öffnung 31 ist abgeschrägt, so dass das Plaatikmaterial besser an ihr haftet. Das Metall des Befestigungsart^ schnittes 12 liegt teilweise in den drei Schlitzen 33 (Fig. 1) frei, wegen des grusseren Durchmessers der Öffnung 3t bleibt die Isolationswirkung des Plastikmaterials H jedoch erhalten.
Die Herstellung eines Halbleiter-Bauelementes 11 nach der Erfindung erfolgt unter Zuhilfenahme eines ausgestanzten Hetallstroifens 51 nach Fig. 3t der eine Vielzahl miteinander verbundener Gruppen einzelner Metallteile, die Bestandteile der fertigen Bauelemente werden, bildet« Jede Gruppe hat einen Befestigungsabschnitt 12, Drahtbefestigungsflachen 27 und 28 und äussere Leiter 18, 23 und 24. Die Gruppen hängen über ein relativ dickes Verbindungsband 53 zusammen, das öffnungen 54 aufweist, die cur Auerichtung der Gruppen bei den verschiedenen Schritten des Zusammenbaus benutet werden, wenn der Streifen die Montagemaschine durchlauft. Zum Zusammenhalten der einBeinen Bauelemente 11 in der richtigen Lage bei der Montage 1st ein Zugstreifen 55 unterhalb desjenigen Abschnittes des Bauelementes 11 vorgesehen, der sohliesslioh von Plaetikainteria! 14 bedeckt wird. Der Metallstreifen 51 wird üblicherweise ausgestanzt oder duroh andere bekannte HetallforraungBverfahren mit geringen Kosten im Vergleich zu den bei bekannten Halbleitern eine ähnliche Punktion ausübenden einzelnen Teilen hergestellt.
009826/0544
16 UI69
«■ 8 —
Bei Verwendung dee Streifen» 51 läset sich die Heretellung der Bauelemente 11 sehr stark mechanisieren, so dass die Herstellungskosten niedrig sind. Pie Montagemaschine hat «ine Indexeinrichtung, die mit den Öffnungen 54 «ueamnenarbeitet und die Gruppen der Metallteile bei jedem Schritt der Herstellung genau und übereinstimmend positioniert·
In eine nicht dargestellte Einrichtung sum Befestigen der Elemente 26 wird ein Streifen 51 eingeführt, und die erst« Gruppe wird so ausgerichtet, dass der Befestigungsabechnitt 12 eich unter der Verbindungsnadel befindet· let die Ausrichtung anfangs durchgeführt, so wird der Rest des Befeetigungsabschnittes 12 beim weiteren Betrieb automatisch (inter 4er Nadel ausgerichtet. Das Element 26 wird an einer *>rbestimmten Stelle auf jedem Befestigungeabsohnitt 12 gegen da« de« Zugstreifen 55 benaohbarte Ende ru auf der Hittellinie der Gruppe befestigt. Das Element 26 befindet sich neben der abgoseteten Biegung 19, welche den Befestlgungsabeohnitt 12 mit dem Leiter 18 verbindet· Für die Befestigung sind Yerschiert ene Verfahren bekannt, die hier nicht beschrieben su werden brauchen.
Der Streifen 51 mit den befestigten Elementen 26, die in der Zahl den Gruppen der Metallteile dee Streifens entsprechen, wird als Ganzes zu einer Drahtverbindungsmaschine geleitet. Die erste Gruppe wird auegerichtet, und ein dünner Draht 34 wird an dem Element 26 und der Drahtbefestigungsfläehe 28 befestigt. Das Verbinden «er Drähte wiederholt eich bei jeder Gruppe des Streifens 51· Nachdem der Streifen einmal die Drahtbefestigungsmaschine durchlaufen hat, wird die erst· Gruppe wiederum unter der Maschine ausgerichtet, und der Vorgang wiederholt sich sur Befestigung des Drahtes 55 an der Drahtbefestigungsflache 27. Die dünnen Drähte 34 und 35 rerbinden die Emitter und Basieelektroden des Transistors elektrisch alt ihren zugehurigen Verbindungeleitern. Die Leichtigkeit und Scfanel-
009826/0544
16W69
ligkeit, mit der das Element 26 befestigt und die dünnen Drähte 34 und 35 angeschlossen werden, lassen klar die Zweokmässigkeit und Preiswürdlgkeit dieser Anordnung erkennen·'
Der Streifen 51 , der nun die teilweise montierten Transistoren enthält, wird aus der Drahtbefestigungsmaaehine herausgenommen und zu einer Umschmelzmaschine (transfer mold), für dem Plastikschmelavorgang gebracht. Die Anzahl der auf einem Streifen ausgebildeten Gruppen wird normalerweise so gewählt, dass der ganze Streifen auf einmal in der Sqhmelemaschine angeordnet werden kann und die Form um ihn herum zur Bildung einzelner Schttelzhohlfarmen um jede Gruppe der Metallteile geschlossen werden kann. Zn jeder Bohlform ist «in Befestigungsabaohnitt 12, sin Element 26, dünne Drähte 34» 35» Drahtbefestigungsflächen 27, 28 und angrenzende Seile der Leiter 18» 23 und 24 enthalten. . .
Ist die Schmelzforia geschlossen, so wird ein mit Füllstoff versehenes Epoxy-Hare in die Hohlformen eingepresst, so dass eineeine eingekapselte Bauelemente entstehen. Das wärmehärtende Epoxy-Harss wird schnell fest, und es bildet siefe eine dichte* feste Plast!^einkapselung, die um die herausragenden Metallteile herum gut abschließet (Fig* 5). Aus der Form lässt sich dann ein Streifen miteinander verbundener fertige* Bauelemente 11 her&usnehmeTi, die je eine öffnung 29 aufweisen, die mit der öffnung 51 verbunden ist. Das Plastikmattrial bedeolrb die Bodenflftche des Befestlgungeabeehnittes 12 nioht, so dass nach dem Herausnehmen aus der Form diese Oberfläche freiliegt und mit dem umgebenden Plastikmaterial 14 bündig abschlisset.
Der Streifen 5t wird mit einsr Mstallschtr* längs den Mnien 61 und 65 in einzelne Bauelemente ti eerechnitten» die dann entsprechend ihren elektrischen Charakteristiken sortiert wa& bezeichnet werden«
- 1o -
Die Lage des Flansches 21 zum fiefestigungsabschnitt 12 ist perspektivisch in Fig. 6 dargestellt. Der Flansch 21 besteht aus einem Teil mit dem Befeetigungeabaehnitt 12 und ragt nach oben in die Plastikeinkapselung hinein und unterstutet das Festhalten des Befestigungsabschnittes darin ebenso wie die Bildung einer befriedigenden Abdichtung herum. Fig. 6 lässt auch die beiden Ebenen des Befestigungsabschnittee 12 und der Leiter 18, 25 und 24 gut erkennen· Der Befestigungsabschnitt 12 ist am Leiter 18 über die abgesetzt· Biegung 19 befestigt» die zweckmässigerweise beim Stanzen des Metallstreifens mit ausgebildet wird,
Fige 7 zeigt in natürlicher Grosse einen 50-Watt-Transiator, der nach der Erfindung ausgebildet ist. Die Abmessungen der Plastikeinkapselung betragen etwa 12,5 x 15,5 x 3 na* Sin bisher üblicher Aufbau mit einem Metallstab ergäbe bei gleicher Packungsgrösse nur einen 15-Watt-TranslBtor. Wegen des verbesserten Wärmeüberganges bei dem erfindungegemäaeen Auf* bau lässt sich ein 15-Watt-Transistor ohne Schwierigkeiten in einer Einkapselung unterbringen, die des 5o-Watt-Transistor gleicht, jedoch nur Abmessungen von 6,5 χ 9,5 x 1,5 ■■ hat» so dass eine ganz erhebliche Verringerung der Baugröese erreicht wird ο
Infolge der duroh die Erfindung verbesserten Wärmeableitung lassen sich sogar nooh kleinere Packungsgröesen erreicheno Die Wahl der endgültigen Abmessungen wird von Gesichtspunkten, wie der Temperatur des Wärmeableiter β und der für den Handel Eweckaäasigen Packungegröeee, bestimmt· Selbstverständlich lässt sich die Form der Fackung oder Einkapselung und die Zahl der verwendeten Leiter beliebig verändern.
Die Erfindung schafft somit einen Halbleiteraufbau für plaetikgekapeelte Halbleiter, der sich inebβsondere für Leistungshalbleiter eignet» Die Geaaratabmeseungen des Baueleaen-
Q098'26/Q&44
tee werden im Vergleich au bekannten Bauelementen «rh«blloh rerringert, während gleichseitig «ine höher« Leistung möglich let. Der Wärmeübergang tob Halbleiterelement erfolgt d«b«i unmittelbarer und wesentlich wirkaamer-
009826/0544

Claims (2)

16 H169
PatentaneprUc he
1· Plastikgekapseltes Halbleiter-Bauelement mit einer Vorrichtung zur Wärmeableitung, gekennzeichnet duroh eine. Hehrzahl voneinander getrennter Leiter (18, 23, 24) mit aus der Umkapselung heraueragenden, in einer einzigen Ebene befindliehen Anschlussteilen, durch einen mit einem der Leiter (18) aus einem Stüok bestehenden Befestißungsabschnitt (12), mit einer öff nung ( 31 )* dessen grttsserer Fläehenabschnitt in einer gegen die Leiterebene versetzten, parallelen Ebene verläuft, durch ein auf einer Seite des Befestigungsabsohnittos (12) befestigtes Halbleiterelement (26), das durch eineeine Drähte (34» 31") mit den Leitern verbunden lot, durch eine um den Befestigungeabschnitt (12), das Halbleiterelement (26) und die Drähte (34* 36) herumgeschmolsene Plastikuekapeelung (14), welche jedoch die der Befestiguagsfläch· für das Halbleiterelement gegenüberliegende Fläche des Befestigungeabschnittes (12) freilässt und eine rechtwinklig nur Ebene des Befeetigungsgbechnittes verlaufende und die Fortsetzung der Öffnung (31) bildende öffnung 29 aufweist.
2. Halbloiter-Bauelescont nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Flansch (21) des Befeetigungsabschnittea (12) in die Plastikumkapseiung (14) hineinragt·
3· Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., dass dar Befestigungsabschnitt (12) mit dem einen Leiter (18) über eine abgesetzte Biegung (19) dieses Leiters verbunden ist.
009826/0544
DE1614169A 1966-07-13 1967-07-11 Gekapseltes Halbleiter-Bauelement mit einer Vorrichtung zur Wärmeableitung Expired DE1614169C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US56481866A 1966-07-13 1966-07-13

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1614169A1 true DE1614169A1 (de) 1970-06-25
DE1614169B2 DE1614169B2 (de) 1974-02-07
DE1614169C3 DE1614169C3 (de) 1980-04-24

Family

ID=24256020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1614169A Expired DE1614169C3 (de) 1966-07-13 1967-07-11 Gekapseltes Halbleiter-Bauelement mit einer Vorrichtung zur Wärmeableitung

Country Status (4)

Country Link
JP (2) JPS502232B1 (de)
DE (1) DE1614169C3 (de)
GB (1) GB1186890A (de)
NL (1) NL155400B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2107786A1 (de) * 1971-02-18 1972-09-07 Philips Nv Halbleiterbauelement

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5266376A (en) * 1975-11-29 1977-06-01 Hitachi Ltd Device and manufacture of resin body type semiconductor
KR930009031A (ko) * 1991-10-18 1993-05-22 김광호 반도체 패키지
DE102020104220A1 (de) 2020-02-18 2021-08-19 Infineon Technologies Ag Transistor-Outline-Gehäuse und Transistor-Outline-Gehäuseanordnung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2107786A1 (de) * 1971-02-18 1972-09-07 Philips Nv Halbleiterbauelement

Also Published As

Publication number Publication date
DE1614169B2 (de) 1974-02-07
GB1186890A (en) 1970-04-08
DE1614169C3 (de) 1980-04-24
NL155400B (nl) 1977-12-15
JPS5145226B1 (de) 1976-12-02
JPS502232B1 (de) 1975-01-24
NL6709751A (de) 1968-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69735361T2 (de) Harzverkapselte halbleiteranordnung und herstellungsverfahren dafür
DE3612862A1 (de) Kuehlkoerperbefestigungsanordnung fuer einen halbleiter
DE2636450A1 (de) Halbleiter-leitungsrahmen
DE2931449A1 (de) Leitungsrahmen und denselben verwendende halbleitervorrichtung
DE60314355T2 (de) Einschnappbarer Kühlkörper für Halbleiterbauelemente
DE2712543A1 (de) In harz vergossene halbleitervorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung
DE9014091U1 (de) Federelement für eine Baugruppe eines elektronischen Steuergerätes
DE1951583A1 (de) Halbleitervorrichtungen mit einem laenglichen Koerper aus formbarem Material
DE102008048505A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE1961314A1 (de) Geschuetztes Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102017212186B4 (de) Mit Gießharz versiegelte Leistungshalbleiter-Einrichtung
DE1464689B2 (de) Vorrichtung zur Ausbildung einer KUhleinfassung für elektronische Bauelemente
DE2700455A1 (de) Leitungsrahmen fuer halbleiter
EP2933577B1 (de) Elektrische Heizvorrichtung
DE1614169A1 (de) Halbleiter-Bauelement mit Waermeableitung
DE2419504B2 (de) Kunststoffgehaeuse fuer einen kaltleiter oder fuer eine kaltleiterkombination
DE1801073A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauteilen
DE3825534A1 (de) Mehrere halbleiterchips enthaltende vorrichtung mit einem metall-kunstharz-gehaeuse
DE2310051A1 (de) Leistungs-halbleiterelement, das sowohl auf seiner boden- als auch seiner deckflaeche montierbar ist
DE4009974A1 (de) Halbleiteranordnung
DE2850952C2 (de) Gehäuse für einen Spannungsregler eines Wechselstromgenerators
DE2617172A1 (de) Anschlussblock fuer kabelenden, insbesondere fuer fernmeldekabel
DE2257888A1 (de) Abschlussleiste fuer steckbare bauelemente
DE1614134A1 (de) Modultraegerplatte fuer integrierte Schaltungen
DE3204273C2 (de) Kontaktelement zur Zwischenlage zwischen wärmeleitende Teile eines Gerätes, insbesondere eines Gehäuses für eine elektrische Baugruppe

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)