DE1764699U - Richtleiter- oder transistoranordnung. - Google Patents

Description

• Richtleiter-oder Transistoranordnmng.

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  Es ist bekannte vakuumdichte Gehäuse für-Transistoren mit einem

  Preßglasfuß herzustellen, durch den die Elektrodenzuführungen hindurchgeführt sind. Diese Anordnungen haben den Nachteile daß zwischen dem Preßglasfuß und dem Halbleiterkörper eine besondere Wärmedrossel eingeführt werden muß oder aber daß die Zuführungselektroden sehr-lang ausgeführt werden müssen ? damit. beim Verschmelzen des Gehäuses keine zu großen Wärmemengen in

  den Halbleiterkörper gelangen und dessen Halbleitereigenschaf-

  ten beeinträchtigen. Diese Schwierigkeit besteht vor allem bei

  ....

  solchen Halbleiteranordnungen ? die der Gleichrichtung, und/gder

  Verstärkung oder Steuerung dienen, da die Halbleitereigenschaf-

  ten leicht durch Wärme beeinflußt werden können. Insbesondere sind im allgemeinen die Kontaktierungen derartiger Anordnungen sehr empfindlich gegen Wärmeeinfluß, sei es, daß eine gewollte sperrwirkung, beeinträchtigt oder ein gerade sperrfrei ausgeführter Kontakt unter dem Einfluß, der Wärme in nicht gewollter Weise sperrend wird oder auch daß sich die Kontaktierung löst.
• Die Überdimensionierung des Glasfußes und/oder der Elektroden-Zuführungen bzw. die Einführung einer Wärmedrossel bedingt jedoch nicht nur einen für die HalbleTtereigenschaften unnötigen Aufwand, sondern vergrößert die Abmessungen des ganzen Gerätes.
• Hierdurch wird einer der wesentlichen Vorteile der modernen Halbleiteranordnungen wie Transistoren, Gleichrichter usw. zu-

  nichte gemacht, besonders klein'ausgeführt werden zu können.

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  rfindungbgemaß werden die geschilderten Nachteile beim vakuum-

  -b-igem

  dichten Verschluß eines Gehäuses für Transistoren, Richtleiter

  oder dgl. dadurch vermieden, daß die Halbleiteranordnung in einem mit einem geformten Sinterglasfuß vakuumdicht verschlossenen Gehäuse'angeordnet ist. Dabei dient der Sinterglasfußzweckmäßig gleichzeitig als Halterung für die Halbleiteranordnung, deren Zuführungselektroden alle oder mindestens teilweise durch den geformten Sinterglasfuß hindurchgeführt sind. Die Verwendung eines geformten sinterglasfußes zum vakuumdichten yerschliessen des Gehäuses hat den Vorteil, daß der Sinterglasfuß mit dem Gehäuse unter nur kurzer, schneller Vorerwärmung sehr schnell verschmolzen werden kann ; die geringe Erwärmungszeit ist dabei so kurz, daß auch ohne Verwendung einer besonderen Wärmedrossel

  und bei kürzester Bemessung der Zuführungsdrähte die. Erwärmung

  der kritischen Stellen in-der Halbleiteranordnung unter einer zulässigen Grenze bleiben kann.
• Es ist zwar an sich bereits bekannt, Sinterglas, das in einem Metallring eingeschmolzen war, zu verwenden. Der Verschluß des Gehäuses geschah jedoch hierbei in der Weise, daß der Metallring in das Gehäuseröhrchen eingelötet wurde. Dieses Verschlußverfahren ist jedoch für eine serienmäßige Herstellung wegen der

  Verwendung der Glas-Metall-Verschmelzung verhältnismäßig aufwan-

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  Demgegenüber wird gemäß. der XE zurläehst ein in einer

  Form aus Glaspulver zusammengesinterter Sinterglasfuß hergestellt,

  wobei zweckmäßig gleichzeitig eine oder mehrere Elektrodenzu-

  führungen in den, Glasfuß eingeschmolzen werden. Da es sich bei

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  dem Er-finduggenstandum ein auelement sehr kleiner Abmes-

  sungen handelt ? wird gemäß einer besonderen Ausbildung des 1D

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  indunggedankens eine auf Schwundmaß berechnete Form hergestellte

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  indem das Glaspulver beim Zusammensintern auf die für die Wei-

  terverarbeitung gewünschte Größe zusammenschrumpft. Hierbei ist es also nicht notwendig, daß beim Vollzug des Sintervorganges von oben ein Preßdruck auf das Glaspulver ausgeübt zu werden braucht. Dies ist ein, für die laufende Fertigung sehr beachtlicher Vorteil. Bei den bisher für Spezialröhren ebenfalls durch besondere Formen hergestellten Sinterglasfüßen mußte nämlich stets ein derartiger, besonderer preßdruck angewendet werden, weil diese-Füße unter ganz anderen Gesichtspunkten herge-'stellt und verwendet worden waren., Gepreßte Sinterfüße wurden nämlich bisher nur für besonders große Spezialröhren als Röhren-

  füße verwendet, wobei ihre Eigenschaft ausgenutzt wurde,., daß

  . sie sich auch in großen Abmessungen spannungsfrei mit dem Glas-

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  kolben verschmelzen lassen. Demgegenüber wird bei der

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  die Eigenschaft des Sinterglasfußes ausgenutzt : sich und mit

  kürzerer Erwärmung mit dem Gehäuse verschweißen zu lassen ; was rend dieser kurzen Zeit treten starke Erwärmungen der Elektro-

  denanordnung des Halbleiters nicht auf.

  In der Zeichnung ist, eine Ausführungsform der Halbleiteranord-

  7J,

  nung nach der Erfind g beispielsweise dargestellto

  In Figur 1 bedeutet 1 erne Form aus Graphit, die bis zum Rande

  mit Glaspulver gefüllt wird. Ihre lichte Weite beträgt oben ca.

  5-10 mm oder darunter. Durch das Zusammensintern bei erhöhter

  Temperatur schrumpft das Glaspulver auf einen durch Strichelung

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  angedeuteten Sinterkörper zusammen. Erfindungsgemäß ist der

  Körper 1 derart berechnet, daß durch die Schrumpfung die ge-

  wünsche Größe und Form des Glassinterfußes entsteht.. Während

  des Sinterprozesses werden gleichzeitig drei Elektrodenzufuhrungen 3 mit in den Körper eingeschmolzen.
• Figur 2 zeigt eine zweite Stufe im Aufbau des Transistorbauelements. 4 bedeutet einen Germaniumeinkristall, der als rechteckige Platte zurechtgeschnitten ist und auf dessen beiden Seiten zwei Indiumperlen 5 und 6 einlegiert sind, die als Kollektor und Emitter des Transistors dienen. 7 ist eine ringförmige Basis, die ebenfalls auf den Germaniumkristall 4 auflegiert oder aufgelötet bzw. aufgeschweißt ist. Die drei Elektrodenzuführungen werden an den Kollektor, den Emitter und die Basis entweder gelötet, geschweißt oder legiert. Die Basis 7 ist nach dem Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und besteht aus massivem Gold oder platin.
• Figur 3 zeigt das vollständig montierte Bauelement, bei dem auf den Glassinterfuß 1 ein Gehäuse 8 aufgeschmolzen ist. Das Gehäuse besteht nach dem Ausführungsbeispiel aus Glas, vorzugsweise leicht schmelzbarem Glas wie Bleiglas oder Einschmelzglas.
• Tfeil 9 zeigt die Schmelzstelle an, längs der der Sinterfuß mit dem Gehäuse verschmolzen ist. In Abweichung vom Ausführungsbei-

  spiel könnte jedoch das Gehäuse 8 auch aus anderem Material :,

  beispielsweise Keramik oder Metall, bestehen. 10 bedeutet eine möglichst gut wärmeleitende, vorzugsweise aushärtende Vergußmasse, welche einerseits die mechanische Stabilität des Transistors erhöht und andererseits sowohl während des Betriebes als auch während des Zuschmelzens die Abkühlung der Elektroden und des ganzen Transistorkörpers durch Wärmeleitung erhöht. Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der anstelle eines

  Legierungstransistors ein durch Ziehen eines Kristalls aus der

  Schmelze gewonnener n-p-n-Germaniumkristall vorgesehen ist.

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  Gemäß einer besonderen Ausbildung des Erfindage edankenswird

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  das Verschmelzen des Gehäuses mit dem Sinterglasfuß durch ein

  wasserstoffreies Erhitzungsverfahren durchgeführt und in an sich bereits vorgeschlagener Weise (am Tage vor Einreichung der vor liegenden Patentanmeldung von der gleichen Anmelderin eingereichte Patentanmeldung"verfahren zum Verschließen von vakuumdichten Gehäusen für Transistoren oder ander Halbleitergeräte") erzeugt. Die Verbrennung von Kohlenoxyd ist an sich recht einfach, hat aber den Nachteil, giftig zu sein. Atomarer Stickstoff läßt sich durch einen Lichtbogen, beispielsweise Kohlelichtbogen, erzeugen. Andererseits kann die Atmosphäre eines Lichtbogens unter der Wirkung eines Magneten, d.h. durch magnetischen Wind gegen die Schweißstelle geblasen werden. Schließlich kann die Schweißwärme auch durch einen Strom komprimierter, hochgradig getrockneter Luft oder eines komprimierten, getrockneten Gases, wie Stickstoff. Argon oder eines anderen Edelgases, erzeugt werden, welcher durch ein von außen erhitztes Rohr mit ent-

  sprechender Dusenanordnung geleitet wird.

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  6Patentansprüche

  4Figuren

Claims (2)

1. L- ? a t c n t ans p r c he ------------- 10 Vakuumdichte Gehäuseanordnung für Transistoren oder der- gleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiteranordnung in einem mit einem geformten Sinterglasfuß vakuumdicht verschlossenen Gehäuse angeordnet ist.
2. 2. Richtleiter-oder Transistoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in dem geformten Sinterglasfuß gehaltert isto 30 Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterglasfuß in einer auf Schwundmaß berechneten Form gesintert ist. 40 Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet ? daß der Sinterglasfuß mit dem vorzugsweise aus leicht schmelzbarem Glas bestehenden Gehäuse verschmolzen ist. 50 Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ? dadurch gekennzeichnet ? daß das Gehäuse ganz oder teilweise, mindestens in der Umgebung und zur Einbettung der Halbleiteranordnung, mit einem gut wärmeleitenden, vorzugsweise plastisch bleibenden Lack vergossen ist. 6. erfahren sum"Verschweißen. der Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet ? daß die Schweißwärme in an sich be- reits vorgeschlagener Weise mittels eines wasserstoffreien Gasstromes erzeugt wird.