DE1614480A1 - Semiconductor component with a metallic housing part - Google Patents

Semiconductor component with a metallic housing part

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DE1614480A1 DE19671614480 DE1614480A DE1614480A1 DE 1614480 A1 DE1614480 A1 DE 1614480A1 DE 19671614480 DE19671614480 DE 19671614480 DE 1614480 A DE1614480 A DE 1614480A DE 1614480 A1 DE1614480 A1 DE 1614480A1
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    • H01L2924/1301—Thyristor

Description

Halbleiterbauelemat elt einoig metallischen Gehäueeteil Die Erfindung bezieht sieh auf ein Halbleiterbauelem«,tg be- stehend aua einen als Kühlkörper dienendeng, metallischon Gehäuseteilg mit dem mindestens ein HalbleitekUper mit mindestens einen pn-Übergang Strom und Wärme gut laitond vor- bunden iatg und auo einer weitersag mit diesem gebäuseg?eil verbundenen UmUlluingg die zuaamen mit dem 4@Uueetn:11 GAn den Halbleiterkörper volletUdig unschließendes 4@Uatluno bildotg durch das ein Anschlußleiter Isoliert nach augen gefUhrt ist. den b` her bekannten dieser Art die mit dem Gehäuseteil verbu#-Äueile aus einem aus d= GiDh##.u-vA-teil verlöteten oder versch#te-i-#te:a# 2'.,ietallrirLZ., der de#a An- --ohlu#isiter umsobJieii-L-, der igegen der- -_Z.,ing durch ein Isoli--r- st. Guck -aus Druckglas oder Keramik iso."i-Zit ä. Diese Bauweise ist in vielen Anwendung-,sfällen zu aufwendig. Ein wesentlich einfacherer Aufbau ist daduz-e-",a gekennzeichnet7 daß erfindangsgeraM der den Halbleiterkörper umschließende Raum min- ,..estens auf einer Seite durch eine Platte; aus Zunstatofizbge- sclUossen ist, die auf wenigstens einer. Seite in einer in sich schlossenen, vorzugsweise Randzone eine sierung ähnlich einer gedruckten Schaltl-ung aufweist, über die die Platte mit dem Gehäuseteil verlötet ist. Diese Platte ?wird in der Regel wenigstens eine Öffnung für einen Anschlußleiter aufweien, die ebenfalls von einer vorzugsweise kreis- ringförmigen Inetallisierung -umgeben die vorzugsweise auf der --nderen Seite der Platte liegt. Mit Hilfe dieser Mietallisierung ist ein praktisch gasdichter Abschluß des Gehäudeinnenraumes durch Ver- lö#Wung der 1.#letallisierung mit dem AnschIlußleiter, gegebenenfalls über eine metallische Zwischenscheibe, möglich. Diese Zwischenscheibe ermöglicht es vor allemg Toleranzen zwischen den einzelnen Anschlußleitern einfach auszugleichen. Man kann daher die Öffnungen in der Platte verhältnismäßig groß wählen und auf die einzelnen, oder auf mehrere miteiander zu verbindende Anschluß- leiter eine Zwischenscheibe mit angepaßten Öffnungen stecken. Diege Zwi#.-ehenzelieiben müssen dann eine größere PlUchenausdehnung haben als, die Öffnungen in der Platte* Im übrigen können sie auch ebenso wie die Platte selbst - mit federnden EJ4-,enschaften ausge- führt sein und dadurch temperaturbedingte Ausdehn-Ungen der Bauel-ez#ente und der Einzelnen Anschlußleiter ermöglichen. Eine derartige Platte kann aber auch mehrere Öffnungen'mit zu- geordneten ii*Letallisi.erungen aufweisen, die zumindest teilweise Über gedruckte Leiterbahndn miteinander verbunden sein können. Auf diese Weise ist die Bildung einer aus mehreren in dem &--leichen Ge- häuze untergebrachten Halbleiterkörpern bestehenden Gleichrichter- anordnung oder einer Antiparallelz chaltung aus Thyristoren und/oder Dioden möglich. Perner kann ä]Le rlalGte noch weitere', von--i.'eta-lli- sierungen umgebene Bohr-ingen zur' Aufnahme dei. AnschluEleit-er anderer Bauelemente, z. B. von Kondensatoren und/oder Widerständen aufweisent die in diesen Bohrangen mit Hil-fe ihrer Anschlußleiter gehaltert und mit den E.etallisierungen verlötet sind. Solche Bauelemente können untereinander und/oder mit den Anschlüssen der Halbleiterkö.-per Jurch weitere Ketallisierungen zu einer Schaltungseinheit z. B. za einer Steuerein1,1eit (insbes. menn das Ellalbleiterelemönt ein ist) verbunden sein', Diese iv*;e-14ja?.lisierungen liegen, dabei vorZags- weise auf der dew innenraum des Gehäuses zugewanditen Seitoe der Platt'e. Das gegossene, geprägte oder gezogene %"z'ehäuseteil aus Metall k##nn eine U-4"'ö.-mige Ausnehmung aufweisen, in der der Halbleit-erkörpe#r ur&,ue-lZIG- bracht und de2 mit der Platte abgeschlossen ist. Besonders haft. ist die Verwendung eines eine durchgehende Ausneh.--ung auj.- weicenden Gehäuseteiles, das wenigs-t-,ens eine doene seitliche Be- grenzungsfläche aufweist-, auf der d.Je ha'!L#bleiterkörper jo'Lc'#,.e GchLuseteile können von einem Strangpreßmaterial ab-estochen j iverden. Bei dieser Ausführungsforr#i können auch beide Öffn,#ngen der Ausnehwung mit je einer 21atte abgede kt sein, die beide '#,"etallisierungen und/oder Durchführungen auf-aeisen können. Der Gehäuseinnenraum kann dabei durch einen eingegossenen oder eingepre..#.ten Kunststoff vollständig ausgefüllt sein; dadurch wird eine zuzä'U-zliche Stabiliziierung der elektrischen Eigenschaften der Halbleiterelemente und zugleich eine mechanische Halterung weiterer, in dem Gehäuse untergebrachter Bauelemente erzielt. Als Gu!.'l- oder Preßmassen kommen vor allem Thermoplaste und Duroplaste in Frage; letzteren v-tird vorzugsweise ein Härter und gegebenenfalls ein deichmacher zugesetzt. Durch Zugabe eines Anteiles an Siliconharz lassen sich diese Kunststoffe praktisch wasserundurchlässig machen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Dort- is14 ein im Zuerschnitt im wesentlichen kreisförmiger Gehäuse- te'J;.1,z. B. aus Kupfer mit 10 bezeichnet. Er weist eine im wesent- liche U-förmige Ausnehmung auf, in der ein mit 2 bezeichnetes Halb- leitderelemeht angelötet ist. Dieses besteht aus einem Halbleiter- körpe.- kG, z. B. aus monokristallinem Silizium mit mindestens eine= pn--übergang, dessen Elektroden auf beiden Seiten mit Kontakt- ele'£1-."4-droder,'r-.örpern 21 verld;et sind. 1.:it einem dieser Kontaktkörper 21 ist ein Anschlu&'.#-.Leiter 3 durch Lötung verbunden. Dieser ragt a A urch eine Öffnung lc-,'2, einer Platte aus Isolierstoff , z. B. aus' die auf der Innenseite eine kreisringförmige Metalli- sierung 121, beispielsweise aus Kupfer hat. 1.'.it Hilfe dieser Alie- ist die Platte 12 auf einen Sockel des Gehäuseteiles 1c aufgelötet. Die BohrunZ 1-23 ist auf der nach außen gerichteten Oberfläch-e der Platte 12 ebenfalls mit einer '--e4oring"Örmigen 1,:etallisierun",-, 122 uzi.reben. li.'#it dieser ist elne kreisringförmige Scheibe 31> Z. B. aus Eisen oder Stahl, verlötet und diese wiederum durch Lötung mit dem Anschluß.leiter 3 verbunden, so daß auf diese Weise der Innenraum des Gehäuses dicht gegen die Umg gebung abgeschlossen ist. Die äußere Mantelfläche des Gehäuses 10 kann noch in bek-annteriieise mit einer Rändelung 11 veräehen sein. Die le'Letallisierungen auf der Platte 12 können nach einem der zur Herstellung von gedruckten Schaltungen bekannten Verfahren erzeugt werden. Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung genügt ein einziger Eiwiärmungsvorgang, wenn man ein einziges Lot verwendet und damit die zu ve--lötenden Teile überzieht und/oder zwischen diese Scheiben aus diesem Lot legt. Semiconductor building elements are a single metallic part of the housing The invention relates to a semiconductor component «, tg be standing on top of one serving as a heat sink, metallic Housing part with the at least one semiconductor body at least one pn junction for electricity and heat well bound iatg and auo another word with this building component associated UmUlluingg the zuaamen with the 4 @ Uueetn: 11 GAn 4 @ Uatluno which completely does not close the semiconductor body Bildotg through which a connecting conductor is insulated to the eye. the known of this kind the parts connected to the housing part from one of d = GiDh ##. U-vA-part soldered or different # te-i- # te: a # 2 '., IetallrirLZ., The de # a An --ohlu # isiter umsobJieii-L-, the opposite of the- -_Z., ing by an isoli-r- st. Look -from pressure glass or ceramic iso. "I-Zit ä. In many applications, this design is too complex. A A much simpler structure is daduz-e - ", a marked7 that According to the invention, the space surrounding the semiconductor body min- , .. first of all on one side by a plate; from Zunstatofizbge- The conclusion is that on at least one. Side in one in itself closed, preferably edge zone sation has similar to a printed circuit through which the Plate is soldered to the housing part. This plate - usually at least one opening for one Connecting conductors, which are also supported by a preferably circular annular metallization -surround the preferably on the - on the other side of the plate. With the help of this rental a practically gas-tight closure of the interior of the building by means of Solution of the 1st lethalization with the connection conductor, if necessary via a metal washer, possible. This washer enables above all tolerances between Easily compensate for the individual connecting conductors. One can therefore choose the openings in the plate relatively large and open the individual or several connection to be connected to each other Head insert an intermediate disk with adapted openings. The GE Between them must then have a larger plate size as, the openings in the plate * By the way, they can too just like the plate itself - with resilient EJ4 properties leads to his and thereby temperature-related expansion of the Bauel-ez # duck and enable the individual connecting conductors. Such a plate can, however, also have several openings with ordered ii * Letalliz.erungen show, at least partially Can be connected to one another via printed conductor tracks. on this way is the formation of one of several in the & - same genre häuze housed semiconductor bodies existing rectifier arrangement or an anti-parallel circuit of thyristors and / or Diodes possible. Perner can ä] Le rlalGte even more ', from - i.'eta-lli- drillings surrounded by the 'inclusion of the Connection leader of others Components, e.g. B. of capacitors and / or resistors which are held in these bores with the aid of their connecting conductors and are soldered to the E. metallizations. Such components can with each other and / or with the connections of the semiconductor bodies Jurch further Ketallizations to a circuit unit z. B. za a control unit (especially if the semiconductor element is a is) connected ', these iv *; e-14ja? .lizations lie, thereby vorZags- wise on the dew interior of the housing facing Seitoe's Plate. The cast, embossed or drawn housing part made of metal can be used U-4 "'o.-shaped recess in which the semiconductor body # r ur &, ue-lZIG- brought and de2 is completed with the plate. Particularly detention. is the use of a continuous exception. the softening part of the housing, the little-t, ens a doene side loading boundary surface, on the d.Je ha '! L # lead body jo'Lc '#,. e locking parts can be pierced from an extruded material. In this embodiment, both openings of the recess can be covered with a plate each, which can be metalized and / or leadthroughs. .then plastic must be completely filled; this provides additional stabilization of the electrical properties of the semiconductor elements and at the same time a mechanical retention of further components housed in the housing. Thermoplastics and thermosets are primarily used as molding compounds In the latter case, a hardener and, if necessary, a deichiser are preferably added.By adding a proportion of silicone resin, these plastics can be made practically impermeable to water. An embodiment of the invention is shown in the figure. There is 14 a housing that is essentially circular in cross-section. te'J; .1, e.g. B. denoted by 10 made of copper. It has an essentially Liche U-shaped recess , in which a designated 2 half- Leitderelemeht is soldered. This consists of a semiconductor körpe.- kG, z. B. made of monocrystalline silicon with at least a = pn junction, the electrodes of which on both sides with contact ele '£ 1 -. "4-droder,' r-. bodies 21 verld; et are. 1.: with one of these contact bodies 21 is a terminal &'.# -. Conductor 3 connected by soldering. This one protrudes a A urch an opening lc -, '2, a plate made of insulating material , z. B. from ' which has a circular metal ring on the inside ization 121, for example made of copper. 1. '. With the help of this ali- is the plate 12 on a base of the housing part 1c soldered on. The BohrunZ 1-23 is on the outward-facing surface of the Plate 12 also with a '--e4oring "Örmigen 1,: etallisierun", -, 122 uzi.vines. li. '# it is an annular disc 31> E.g. made of iron or steel, soldered and these in turn by soldering connected to the connection conductor 3 , so that in this way the Interior of the housing is sealed against the environment. The outer circumferential surface of the housing 10 can also be known in an interiieise be mistaken with a knurling 11. The le'Letallizations on the plate 12 can after one of the Manufacture of printed circuit boards known method produced will. A single arrangement is sufficient to produce an arrangement according to the invention Egg heating process when using a single solder and with it the parts to be soldered are covered and / or between these disks out of this plumb line.

Claims (1)

. Schutz-i-#nsprUche 1 . , bestehend aus einem als Kühlkörper dienenden, metullischen Geh useteil, mit dem rai-.,idec-tens ein Halbleiter-11-Lörper m#JU mindestens einem pn-L;berg-D#ng Jitrom und l,'flärL",e gut leitend verb'unden -ist, und aus einer weite.-en, mit diesem Gehäuseteil verbundenen die zusamiaen mit dem Gehä-,.,.seteil ein den Halb-
le-4terir#-Zir per vollständiig umschlie"#endes Ü - äuse bildet, durch das en ein Anz,:chluQ)le*;Lte-. isoliert nach auGen geführt i st, dadurch ge--1,.eni,izei21.#Lne-b, da,12 der der- Halbleiterkörper (2) umschlie,-».liende Raum mindestens auf einer Seitpe durch eine Platte (12) aus Kunststoff abgeschlossen ist, die auf wenigstens einer Seite in einer in sich geschlossenen, vorzugsweise kreisringförmigen Randzone eine ketallisierung (1 21) ä.,#lich&w einer gedruckten Schaltung aufweist, über die die 111atte mit dem dehäuseteil (10) verlet ist. Halbleiterbauelezent nach Ans-oruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.'#') die Platte (12) mindestens eine Öffnung für einen Anschla-..-leiter (3) aufweist, die von einer vorzugsweise kreiaringförmigen Iiietuallisierung (12-2) umgeben ist. 3. Halb--leiterbaueleme".#,t nach Anspruch 2$ dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen mit zugeordneten Metallisierungen vorgesehen sind, die Über gedruckte leiterbahnen miteinander verbunden sind. 4. Halbleiterbauelement nach *einem der Ansprüche 2 oder 3, dadumeh gekennzeichnete daß die Pla-Iv-te weitere von Metallisierungen umgebene Öff'41tungen für andere Bauelemente, z. B. Kondensatoren und 1.Iiderstände aufweist, die in diesen Öffnungen gehaltert und mit den Metallisierungen verlötet sind, und dar., die Bauelemente untereinander und/ oder mit den Anschlu:.-.leitern der Halbleiterkörper durch weitere Letallisierungen verbunden sind. 5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4#.dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in,der Platte grör3er als die durch sie gesteckten Anschlußleiter sind, daß auf jeden AnschluLleiter oder auf mehrere auf der äußeren Seite.der Platte ein Metallechieber mit angepaßten Öffnungen gesteckt ist deren Fläche größer al-a-die der Öffnuneen in der*21atte. sind» und daß diese Fietallachieber mit Netallisierungen auf der äußeren Seite der Platte und mit den Anachlußleitern verlötet ist. 6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche'! bis 59 dadurch gekennzeichnet, da5 die Platte und/oder die 1.1etallscheibe federnd ausgeführt ist. 7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 69 dadurch gekennzeichnet, daß das gegossene, geprägte oder gezogene Gehäuseteileine U-förmige Ausneh=-rZ aufweist, die mit der Platte abgeschlossen ist. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das gegossene, geprägte oder gezogene teil eine durchgehende Ausnehmung aufweist, auf deren Seite.,vaänden die'Halbleitdrikörper befestigt sind. Halbleiterbauelement nach 2inspruch 8, dadurch -ekonnzeic.hnet Geide Üffn.;ngen' der --z.un mit je einer P-b-edecl- J 0. nach Anspruch 8 oder dadurch gekenr,- der Innenr--turn, durch einen ein-egossener, oder ei."i-#e- re::ten Kunst-c-toff vollstdindirr #st eines n-"c""i einem er che 1 b 0 d adur ch Z eker,..IL"- EI ji ci..Lne-:(-, d a2- di e Ver-l öt umt,-- er 1.-.zib#. ei e ri) er m-it ä e r.i Gehäu s et e il und den - Ans chluß'le i ü ern, c r der Bc#uelemezte mit der PI::itie und der 2latte -'t dem Gehäuse'eil in e4new# 'Pr",tärm-ur,.-svorgan,- m-it Hilfe von -Zwischen- hrt gen oder UDe-zU-en eines einZigen Lotjes durchgefül wird.
. Protection claims 1. , consisting of a metal housing part serving as a heat sink, with the rai -., idec-tens a semiconductor-11-Lbody m # JU at least one pn-L; berg-D # ng Jitrom and l, 'flärL ", e is connected with good conductivity, and from a wide.
le-4terir # -Zir per completely encompassing Ü- äus, through which a number,: chluQ) le *; Lte-. is isolated to the outside, thereby ge-1, .eni, izei21. # Lne-b, because 12 the semiconductor body (2) encloses - ». The space is closed off at least on one side by a plate (12) made of plastic, which is closed on at least one side in a self-contained, preferably circular Edge zone has a metallization (1 21) Ä., # Lich & w of a printed circuit, over which the lath is wired to the housing part (10) . Semiconductor component according to Ans-oruch 1, characterized in that '#') the plate (12 ) has at least one opening for a connection conductor (3) , which is surrounded by a preferably circular ring-shaped Iiietuallisierung (12-2). 3. Semiconductor components ". #, t according to claim 2 $ characterized in that several openings with associated metallizations are provided, which are connected to one another via printed interconnects. 4. Semiconductor component according to * one of claims 2 or 3, dadumeh characterized that the Pla-Iv-th further openings surrounded by metallizations for other components, eg. B. has capacitors and resistors, which are held in these openings and soldered to the metallizations , and. The components are connected to each other and / or to the connection: .-. Conductors of the semiconductor body by further lethalizations. 5. Semiconductor component according to one of claims 1 to 4 #. Characterized in that the openings in the plate are larger than the connecting conductors inserted through them, that on each connecting conductor or on several on the outer side of the plate, a metal slide with adapted openings inserted is their area larger than that of the openings in the * 21atte. are »and that this Fietalachieber is soldered with metalization on the outer side of the plate and with the connecting conductors. 6. Semiconductor component according to one of the claims'! to 59 characterized in that the plate and / or the metal disk is designed to be resilient. 7. Semiconductor component according to one of Claims 1 to 69, characterized in that the cast, stamped or drawn housing part has a U-shaped recess which is terminated with the plate. Semiconductor component according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the cast, embossed or drawn part has a continuous recess, on the side of which the semiconductor bodies are fastened. Semiconductor component according to claim 8, thereby -ekonnzeic.hnet Geide Üffn.; Ngen 'the --z.un each with a Pb-edecl- J 0. according to claim 8 or thereby gekenr, - the inner turn, by a poured in, or egg. "i- # e- re :: ten Kunst-c-toff completely #st one n- "c""i one er che 1 b 0 d adur ch Z eker, .. IL "- EI ji ci..Lne -: (-, d a2- die soldered, - he 1 .-. zib #. ei e ri) he m-it like e r i s Gehäu et e il and - Ans chluß'le i u s, cr the Bc # uelemezte with the PI :: itie and the 2 staff -'t the housing part in e4new # 'Pr ", tärm-ur, .- svorgan, - with the help of -between- hears gen or UDe-zU-en of a single Lotjes is carried out.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004027864A1 (en) * 2002-09-12 2004-04-01 Robert Bosch Gmbh Diode

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