DE1614828A1 - Halbleiteranordnung - Google Patents

Halbleiteranordnung

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DE1614828A1
DE1614828A1 DE19671614828 DE1614828A DE1614828A1 DE 1614828 A1 DE1614828 A1 DE 1614828A1 DE 19671614828 DE19671614828 DE 19671614828 DE 1614828 A DE1614828 A DE 1614828A DE 1614828 A1 DE1614828 A1 DE 1614828A1
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DE
Germany
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semiconductor
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semiconductor arrangement
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housing
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DE19671614828
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Herbert Scholz
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Description

Telefunken Fat entverwertungsges ells chaft
nioboHo
Ulm / Donau, Elxsabethenstr. 3
Heilbronn, den 16.6.1967 FE/PT-Ma/Na HN 32/67
"Halbleiteranordnung"
Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung, die aus mindestens zwei Halbleiterbauelementen besteht, wobei die Halbleiterbauelemente in einem aus einem Sockel und einem Gehäuseabschluß bestehenden Gehäuse untergebracht sind» Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß die verschiedenen Bauelemente in mehreren Ebenen übereinander angeordnet und mit den Sockeldurchführungen des Gehäusesockels elektrisch leitend verbunden sind.
Besonders vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Halbleiter· anordnung zum Aufbau von Schaltungen verwenden, die mindestens ein lichtempfindliches Bauelement enthalten«
Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß es oft wünschenswert ist, alle Bauelemente einer Schaltung in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen. Dies ist bei Schaltungen, bei denen sämtliche Bauelemente in integrierter
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Fora in eines gemeinsamen Halbleiter-Festkörper erzeugt und Miteinander verschaltet werden können, leicht Möglich, da es bei dna heutigen Stand der Halbleitertechnik keine Schwierigkeiten bereitet, selbst Mehrere hundert Schaltelemente in einea Mehrere Quadratmillimeter großen Halbleiterkörper zu integrieren. Es gibt jedoch eine Vielzahl τοη Schaltungen, bei denen eine totale Integrierung aller Bauelemente in eineM gemeinsamen Festkörper nicht Möglich ist. Dies gilt beispielsweise dann, wenn in einer Schaltung lichtempfindliche Bauelemente, wie Solarzellen und Photodioden oder Phototraneistoreu, Luainesseazdioden, drmekenpfindliche HalbleiterbaueleMente oder τοη Magnetfeldern abhängige Bauelemente vorgesehen sind.
Die genannten BauelcMente sind Meist relativ groß und Müssen zusätzlich so in eineM Gehäuse angeordnet sein, daft sie Strahlung an die GenaueeuMgebung abgeben können« Strahlungen von außen empfangen können, unter Druck gesetzt oder unter den Einfluß eines elektrischen Feldes gebracht werden können·
Ein Aufbau einer Halbleiteranordnung aus Mehreren Halbleiterbauelementen läßt sieh auf besonders einfache Veise in zwei Ebenen bewerkstelligen, wenn hierbei die herkömmlichen und normierten Gehäuse für integrierte Schaltungen verwendet werden,
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Die bei derartigen Gehäusen angewandte Aufbautechnik wird anhand der Figuren 1 bis k an einem Ausführungsbeispiel naher erläutert.
Figur 1 zeigt die Schaltung eines Photoverstärkere, von der
sämtliche Bauelemente in ein einziges Gehäuse eingebaut werden sollen.
Figur 2 zeigt die einzelnen zum Aufbau der Halbleiteranordnung
erforderlichen Teile, während in
Figur 3 die fertig aufgebaute Halbleiteranordnung in.zwei
übereinander befindlichen Ebenen dargestellt ist·
Figur k zeigt schließlich wie der die Halbleiteranordnung
tragende Gehäusesockel mit eines Gehäuseabschluß versehen
Figur 1 zeigt die Schaltung eines Photoverstärkers, bei der in der Steuerleitung (Basiszuleitung) eines Transistors eine Solarzelle Ik angeordnet ist, durch die der Transistor bei Lichteinf All von sperrenden in den leitenden Zustand übergeführt wird. Die an der Diode 15 abfallende Durchlaßspannung sorgt für die notwendige Vorspannung der Basis-Emitterstrecke des Transistors. Die Ausgangsklemmen 2,3, % und sind über die Dioden l6, 17. l8 und 19 alt der Kollektorelektrode des Transistors 13 verbunden, während die Ausgangsklemme 12 direkt an die Kollektorelektrode angeschlossen ist. In
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der Kollektorzuleitung des Transietore 13 ist ein Kollektorwideretand 2o angeordnet, der mit der Anschlußklemme 1 der Vereergungsapanmmgsquelle verbunden iatc Di· Diode bildet zuecumen mit dem Wideretand 21 einen Spannungsteiler, wobei der Widerstand 21 gleichfalls mit der Klemme 1 verbunden ist· Die Solarzelle 14 ist in dem dargestellten Schaltungebeispiel mit einer Zenerdiode 22 überbrückt. Weitere Anschlußklemmen an die Schaltung sind mit den Ziffern 7« 8, 9 und Io bezeichnet·
Figur 2 zeigt einen herkömmlichen, normierten Gehäusesockel für eine integrierte Halbleiterschaltung. Dieser Gehäusesockel besteht aus einem scheibenförmigen Metallkörper, der an einer Stelle flanschartig erweitert ist. Durch den Metallkörper sind voneinander und von dem Metallkörper isoliert Zuleitungsdrähte 24 als Elektrodenzuleitungen geführt. Die Enden dieser Sockeldurchführungen ragen über die aufbauaeitige Bodenflache 25 des Gehäusesockels hoch. In Figur 2 sind die Enden der Sockeldurchführungen mit den Ziffern 1 bis 22 durchnummeriert« wobei die einzelnen Ziffern den in Figur 1 gebrauchten Ziffern entsprechen. Auf der Bodenfläche 25 des Gehäusesockel· 23 wird ein Halbleiter-Festkörper 26 durch Löten oder Schweißen befestigt. Durch die große Fläche der metallischen Bodenflächt, ist eine gute Ableitung der im Halbleiter-
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körper erzeugten Wärme gewährleistet· Der in der Figur 2 dargestellte Halbleiter-Feartkörper 26 enthält beispielsweise den Transistor 13, die Widerstände 2o und 21 und die Dioden l6, 17, l8, 19 und 22 (Figur l) in integrierter Fora. Die Anschlußstellen an die Dioden auf desi Halbleiter-Festkörper sind mit den Anschlußstellen 2, 3» 4, 6 und 9 auf/ den Sockeldurchfuhrungen 24 verbunden, während der Transistor 13 mit den Anschlußstellen 8 und Io, die Zenerdiode mit der Anschlußstelle 9 und die Widerstände 2o und 21 ait der Anschlußstelle 1 elektrisch leitend verbunden sind· Die Anschlußstelle 12 ist mit der Bodenfläche 25 des Gehäusesockels verbunden, die ihrerseits mit der Kollektorzone des Transistors über den auf der Bodenfläche angelöteten Halbleiterkörper in elektrischem Kontakt steht. Die Anschlußstellen auf dem Halbleiter-Festkörper sind über dünne Golddrähte 27 mit den Seekeldurchführungen 2k verbunden, wobei vorteilhafterweis· von der bekannten Thermokompressionsmethode zum Befestigen der Drähte Gelrauch gemacht wird·
Die Solarzelle Xk wird mit ihrer einen Anschlußstelle auf einen metallischen Träger 28 aufgelötet, während die Died· 13 gleichfalls auf einem metallischen Trägerkörper 29 befestigt wird. Die erste Aufbauebene wird somit durch die BodenflMohe des Gehäusesockel* 23 bestimmt; die zweite.Aufbaueben· wird durch die Höhe der über die Bodenfläche hochragenden Enden der
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- 6 Sockeldurchführungen 2k festgelegt.
Zur Bestückung der zweiten Ebene wird nach Figur 3 der die Solarzelle tragende, metallische Trägerkörper 28 auf den von Anschlußdrähten freien, einander gegenüberliegenden Enden 5 und 11 zweier durch den Gehäusesockel geführten Elektrodenzuleitungen befestigt. Der metallische Trägerkörper 29 der Diode 15 wird auf das gleichfalls noch freie Ende 7 einer Soekeldurchführung aufgelötet. Die Solarzelle Ik1 die Diode 15 und der Halbleiter-Pestkörper 26 werden - soweit dies nicht schon geschehen ist - mittels dünner Zuleitungsdrähte entsprechend der Schaltung nach Figur 1 miteinander verknüpft. Bei eine« derartigen Aufbau ist die Solarzelle 14 nunmehr unmittelbar über de« Halbleiter-Festkörper 26 angeordnete Dies ist besonders vorteilhaft, da hierbei die Solarzelle sehr großflächig ausgebildet und damit die von der Solarzelle abgebbare Leistung erhöht werden kann. Die Ausdehnung der Solarzelle kann maximal dem Querschnitt des· Gehäusesockels entsprechen·
Figur k zeigt abschließend, wie der Gehäusesockel 23 vorteilhaft mit einer Gehäusekappe abgeschlossen wird· Der in der Figur 4 dargestellte Gehäuseabschluß 3o besteht aus einem Metallring mit einer offenen Bodenfläche 31· Durch diese Öffnung wird beispielsweise ein lichtdurchlässiger Kunst-
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stoff in das Gehäuse eingefüllt, so daß die im Gehäuse angeordneten Bauelemente in den Kunststoff luftdicht und zerstörungsfrei eingegossen werden. Durch die Öffnung in dem Gehäuseabschluß fällt einfallendes Licht direkt auf die aktive Fläche der Solarzelle 14. Der GehäuseabSchluß kann in einer anderen vorteilhaften Ausbildung auch aus einem Metallring siit einest Glasboden bestehen.
Wenn es nicht möglich 1st, mehrere Bauelemente der in einem Gehäuse unterzubringenden Schaltung zu integrieren, kann die Bodenfläche 25 des Gehäusesockel 23 (Figur 2) in mehrere voneinander isolierte Segmente aufgeteilt werden, auf denen dann die einzelnen, elektrisch voneinander asu trennenden Bauelemente befestigt werden.
Falls es erforderlich sein sollte, besteht bei der beschriebenen Halbleiteranordnung auch die Möglichkeit, mehr als zwei Aufbauebenen für die Bauelemente der Schaltung zu verwenden. Dies läßt sich dadurch leicht bewerkstelligen, daß die Höhe der SockeldurchfUhrungen über der Bodenfläche des Gehäusesockels bei den verschiedenen Elektrodenzuleitungen unterschiedlich gewühlt ist·
Eine dritte Aufbauebene, außer den beiden in den Figuren dargestellten Ebenen, kennte auch dadurch geschaffen werden, daß
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ein Bauelemente tragender Metall- oder Ieolieratoffkörper U-förmig ausgebildet oder der ursprünglich flache Trägerkörper abgewinkelt wird. Ein derart ausgebildeter Trägerkörper kann an den Enden der Elektrodenzuleitungen so befestigt werden, daß die Bauelemente auf diesen Trägerkörpern über der von den Enden der Elektrodenzuleitungen bestimmten Ebene angeordnet sind.
Die in den Figuren dargestellte Solarzelle kann auch durch ein anderes lichtempfindliches Bauelement oder durch eine Licht abgebende Lumineszenz- oder LASER-Diode ersetzt werden. In jedem Fall lassen sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Aufbautechnik auf einfache und vorteilhafte Weise photoelektrische Schaltungen verwirklichen, die in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind»
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Claims (1)

  1. - 9 Patentansprüche
    1) Halbleiteranordnung, bestehend aus mindestens zwei Halbleiterbauelementen, die in einem aus einem Sockel und einem Gehäuseabschluß bestehenden Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Bauelemente in mehreren Ebenen übereinander angeordnet und mit den Sockeldurchführungen des Gehäusesockels elektrisch leitend verbunden sind.
    2) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Aufbauebene für die Halbleiteranordnung von der aufbauseitigen Bodenfläche des Gehäusesockels und eine zweite Aufbauebene durch die Stirnflächen der über die Bodenfläche des Gehäusesockels ragenden Enden der als Elektrodenzuleitungen verwendeten Sοekeldurchführungen bestimmt ist.
    3) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung mehrerer Aufbauebenen die über die Bodenfläche des Gehäusesockels hochragenden Enden der Sockeldurchführungen verschieden lang ausgebildet sind.
    k) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zum Aufbau einer Halbleiteranordnung, die ein lichtempfindliches Halbleiterbauelement enthält.
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    - Io -
    5) Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zum Aufbau eines Photoverstärker β, der eine SdLarzelle enthält.
    6) Halbleiteranordnung nach Anspruch k und 5t dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Halbleiterbauelemente in integrierter Form in einem Halbleiter-Festkörper untergebracht sind und dieser Halbleiter-Festkörper auf der Bodenfläche des Gehäusesockels befestigt ist·
    7) Halbleiteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen der integrierten Schaltung im Halbleiter-Festkörper mit einem Teil der Sockeldurchführungen verbunden sind, während an den Enden weiterer Sockeldurchführungen weitere Halbleiterbauelemente befestigt sind.
    8) Halbleiteranordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bödenfläche des Gehäusesockels in mehrere voneinander elektrisch isolierte Segmente eingeteilt ist und auf diesen Segmenten voneinander zu isolierende Bauelemente untergebracht sind, während das lichtempfindliche Halbleiterbauelement über der Bodenfläche an einem oder mehreren Enden von Sockeldurchführungen befestigt 1st.
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    9) Halbleiteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Solarzelle auf einem m»talllachen Trägerkörper befestigt und dieser Trfigerkörper auf den Enden einer oder mehrerer Sockeldurchführungen über der Bodenfläche des Gehäusesockel angebracht ist.
    10) Halbleiteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseabschluß zumindest an einer Stelle lichtdurchlässig und diese lichtdurchlässige Stelle derart gewählt ist, daß das lichtempfindliche HalbleiterbaueleBent von dem einfallenden Licht getroffen wird·
    11) Halbleiteranordnung nach einen dsr vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bauelemente der Halbleiteranordnung zu einer funktlon«fähigen Schaltung miteinander verbunden sind, wobei die Anschlußstellen der Schaltung durch die durch den Gehäusesockel geführten Elektrodenzuleitungen gebildet werden.
    12) Halbleiteranordnung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseabschluß aus einer Kappe mit einem Kappenboden aus Glas besteht.
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    13) Halbleiteranordnung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäueeabschlüß aus einem Metallring besteht, der mit einem lichtdurchlässigen Material ausgefüllt ist.
    Halbleiteranordnung nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Material aus einem Kunststoff besteht.
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    Leerse
DE19671614828 1967-06-22 1967-06-22 Halbleiteranordnung Pending DE1614828A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3241509A1 (de) * 1982-11-10 1984-05-10 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Leistungstransistor-modul

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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