DE1784807U

DE1784807U - Halbleiteranordnung

Info

Publication number: DE1784807U
Application number: DENDAT1784807D
Authority: DE
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Publication date: 1959-03-12

Description

"Halbleiteranordnung"

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Die Erfindung betrifft Halbleiteranordnungen, insbesondere Tran-

sistoren oder Dioden mit Glasgehäuse, die auf einem Basisblech

angebracht sind, an das zusätzlich ein Kühlzylinder angeschweißt ist.
Die bei Halbleiteranordnungen üblichen kleinen Abmessungen gestalten die Ableitung der in den elektrischen Systemen entwickelten Verlustwärme teils recht schwierig, vor allem, wenn es sich um Halbleiteranordnungen in Glasbauweise harn-delta Da aber auf der anderen Seite die Glasverschlußtechnik sehr wirtschaftlich ist, ist es erforderlich, bei dieser Technik dem Problem der Wärmeableitung und der damit in Zusammenhang stehenden Verlustleistung besondere Aufmerksamkeit zu widmen.
Bislang war der Halbleiterkörper einer in einem Glasgehäuse befindlichen Halbleiteranordnung auf ein Basisblech aufgebracht und an das Basisblech ein Kühlzylinder angeschweißt, der als Hohlzylinder ausgebildet ware Diese bekannte, in Fig. 1 dargestellte Anordnung entspricht bezüglich der erzielbaren Verlustleistung noch nicht den gestellten Anforderungen. Die Wärme, die nach Fig. 1 ihren Weg vom Halbleiterkörper 1 über das angelötet Basisblech 2 zu dem an das Basisblech angeschweißten Kühlzylinder 3 über das Verbindungsstück 6 nimmt und von da aus auf den Glaszylinder 4 und die am Glaszylinder 4 angebrachte Kühlschelle 5 übergeht, findet sowohl in den einzelnen Kühlelementen als auch an deren Übergangsstellen einen noch zu großen Wärmewiderstand. Man kann nun die Wärmeleitfähigkeit der Kühlelemente wie deren

Übergangsstellen noch wesentlich vergrößern, wenn man die Kühl-

elemente entsprechend ausbildet bzw. abwandelt.

H cuerungsgemäß

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lErfinäNSggSSß wird daher vorgeschlagen, den Halbleiterkörper

in eine Vertiefung des Basisbleches derart einzubetten, daß auch

an den Stirnseiten des Halbleiterkörpers ein Wärmeübergang der im

Halbleiterkörper entwickelten Wärme auf das Basisblech erfolgt.
Die so vorgenommene Einbettung des Halbleiterkörpers in das Basisblech erbringt den Vorteil, daß der Wärmeübergangswiderstand Halbleiter-Basisblech reduziert und damit die Verlustleistung des Systems erhöht wird.

N euerung

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Als'leiterbildung der.-Tcpn-ählzylinder die Ver-

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wendung eines Vollzylinders, der z. B. aus Kupfer bestehen kann,

vorgeschlagen. Dadurch ergibt sich ein besonders guter Wärmeübergang vom Kupferzylinder zur Glaswand, weil ein Vollzylinder leichter in die Glashülle eingepaßt und damit der schädliche Einfluß des zwischen Kühlzylinder und Glaswand befindlichen Luftpolsters weitgehend ausgeschaltet werden kann. Gleichzeitig bedeutet die

Verwendung eines Kupfervollzylinders eine rationellere Herstellung-

art gen-über dem bisher gerollten Hohlzylinder.

Weiterhin l : ann der Übergangswiderstand an der Verbindungsstelle

neuerungsgemäß

Basisblech-EühlzylinderggSSSSSß durch die Anwendung ei-

~ durch die Anwendung ei

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nes sogenannten Noppenschweißverfahrens reduziert werden. Dieses

besteht darin, daß mittels einer Stempelvorrichtung einzelne Me-

tallkörner in das zu verschweißende Verbindungsstück des Kühlzye linders eingedrückt werden, worauf das Basisblech mit den Metallkörnern in Berührung gebracht wird. Dann werden die Schweißelekitroden einer Punktschweißmaschine wie üblich zu beiden Seiten der Verbindungsstelle aufgedrückt und die zu verbindenden Teile geschweiß. Ein Vorten l gegenüber dem früheren Flächenschweißverfahren ergibt sich durch die Tatsache, daß der von den angelegten Schweißelektroden ausgehende Stromfluß anfangs lediglich durch die kleinen Kontaktflächen an den Berührungsstellen der Metallkörner mit dem Basisblech ermöglicht wird. An diesen Kontaktstellen bilden sich hohe Stromdichten aus, die eine stark konzentrierte Erwärmung mit guter Schweißstellenbildung zur Folge haben. Fertigungsmäßig wirkt sich noch günstig aus, daß die zu verschweißenden Teile nicht mehr so exakt vorbehandelt, insbesondere planiert werden müssen.
Eine weitere Möglichkeit, den Kühlzylinder mit dem Basisblech zu verschweißen, besteht darin, einen Teil des Basisbleches direkt in eine entsprechend ausgeführte Vertiefung des Kühlzylinders einzuführen und so das Basisblech mit dem Kühlzylinder zu verschweißen.
Daneben sei noch erwähnt, daß auf Grund bekannter theoretischer Überlegungen die Dicke und Breite des Basisbleches sowie die Länge des Kupfervollzylinders möglichst groß, die Dicke der Glaswand

dagegen möglichst klein sein soll.

Neuerung

Ein Ausführungsbeispiel der ist in den Figuren 2 und 3

in verschiedener Ansicht dargestellt. Mit 1 ist der Halbleiter-

körper bezeichnet, der in das Basisblech 2 eingebettet ist. Die

Fig. 2 zeigt die Lage der in das Verbindungsstück 6 eingebrachten Metallkörner 7, die mit dem Basisblech 2 in der gezeichneten Weise in Berührung stehen. Der Fig. 2 sind also auch die Gegebenheiten vor dem zum Schweißen erforderlichen Stromdurchgang zu entnehmen.
Zu erkennen sind dann noch bei den Figuren des Austührungsbeispieles der mit 3 bezeichnete Kühlvollzylinder, der Emitter 8 und der Kollektor 9. Bei einer nach den Figuren 2 und 3 gefertigten Halbleiteranordnung erreicht man erfahrungsgemäß ein Mehrfaches der bisher zulässigen Verlustleistung.

Claims

Schutzansprüch e

1) In einem Glasgehäuse untergebrachte Halbleiteranordnung, insbesondere Transistor oder Diode, deren Halbleiterkörper auf einem Basisbleeh angebracht ist, an das ein Kühlzylinder angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper in eine Vertiefung des Basisbleches derart eingebettet ist, daß auch an den Stirnseiten des Halbleiterkörpers ein Wärmeübergang der im Halb- leiterkõrper entwickelten Wärme auf das Basisblech erfolgt. t

2) Halbleiteranordnung, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlzylinder zwecks besserer Wärmeableitung als Vollzylinder ausgebildet ist.

3) Halbleiteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühl vollzylinder aus Kupfer besteht.

4) Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis , dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung einer Schweißverbindung zwischen Basisblech und Kühlzylinder in eine für die Schweißstelle vorgesehene Fläche des Kühlzylinders Löcher gebohrt und in diese Löcher Schweißkörner so eingedrückt werden, daß das auf die Schweißfläche des Kühlzylinders gedrückte Basisblech vor dem Elektrodenschweißen nicht direkt auf den Kühlzylinder, sondern auf die Oberfläche der Schweißkomer zu liegen kommt, und daß dann die Schweißelektroden einer Punktschweißmaschine zu beiden Seiten der Verbindungsstelle aufgedrückt und die zu verbindenden Teile geschweißt werden.