DE1815799A1

DE1815799A1 - Gehaeuse fuer Halbleitersysteme

Info

Publication number: DE1815799A1
Application number: DE19681815799
Authority: DE
Inventors: Diel Dipl-Ing Burkhart; Schauer Dipl-Ing Gerald; Delfs Dipl-Phys Dr Hans; Hans Hargasser; Walter Kranwetvogl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-19
Filing date: 1968-12-19
Publication date: 1970-06-25
Also published as: DE1815799C3; DE1815799B2

Description

Gehäuse für Halbleitersysteme Dic Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für Halbleitersysteme zum Einbau in Dünn- oder Dickfilmschaltungen.
Es sind Gehause für Halbleiterbauelemente oder Halbleitersysteme bekannt. Bei diesen ist prinzipiell der Halbleiterkörper in einen meist metallischen Zylindermantcl, der an scinen beiden Enden von Isoliermaterial verschlossen ist, eingebettet. Dic Zuleitungen zum Halbleiterbauelement werden durch das Isoliermaterial geführt. Dies wird in der Fertigung so bewerkstelligt, daß das Isoliermaterial, für das meist Glas oder Epoxydharz verwendet wird, um die Zuleitungen gegossen wird. Da bei dicsem Herstellungsverfahren für die Zuleitungen Drähte verwendet werden müssen, kann das Gehäuse mit dem Halb-Ici-tcrbauclcment' ohne größcren Aufwand nicht in Dünn- oder Dickfilmschaltungen eingebaut werden. Die Zuleitungsdrähte müssen hierzu mit dem Scitungsmuster der Dünn- oder Dickfilmschaltung vcrbunden werden. Dadurch geht aber der Vorteil einer ebenen, plattenförmigen Ausbildung der Dünn- oder Dickfilmschaltung verloren. Bin weiterer Nachtcil der bekannten Gehäuse ist, daß diese meist nicht in genügendem Maße induktivitätsarin und kapazittsarm sind. Auch ist das Problem einer ausreichenden Wärmeableitung bei dem Einbau der bekannten Gehäuse in Dünn- oder Dickfilmschaltungen nicht gelöst.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Gehäuse anzugeben, das ohne Umweg über Anschlußdrähte direkt, bei insbesondere induktivitäts- und kapazitätsarmcm Aufbau und guter Wärmeableitung, einen Einbau in Dünn- oder Dickfilmschaltungen ermöglicht.
Dabei ist eine gutc Wärmeableitung vor allem bei der Anwendung der Beam-lead-Technik wichtig.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Deckel und ein Boden durch ein Zwischenstück zu einer geschlossenen Einheit verbunden sind, daß der Boden aus einem beidseitig teilweise metallisiertem Isolator besteht, daß die beiden Seiten des Bodens durch mit Metall ausgefüllte Bohrungen im Isolator elektrisch miteinander verbunden sind, und daß das Ilalbleitersystem auf der Innseite des Bodens be£estigt ist und die elektrischen Anschlüsse des Halbleitersystems mit der metallisierten Innenseite des Bodens verbunden sind.
Mit der Erfindung werden die bei den bekannten Gehäusen auftretenden Nachtcile vermieden. Die erfindungsgemäßen Gehäuse können direkt in Dünn- oder Dickfilmschaltungen eingebaut erden, wobei der Boden, der vorzugsweise aus metallisiertem Kcramiksubstrat besteht, als Tcil einer solchen Schaltung anzusehen ist. Das Gehäuse ist so ausgebildet, daß z.B. ein induktivitatsarmer Kondensator direkt auf der Bodenplatte montiert, und daß die Wärmeableitung den Erfordernissen angepaßt werden kann.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Es zeigen: Fig. 1: cinc Seitenansicht mit Teilschnitt von cci Ausführungsformcn der Erfindung, Fig. 2: einen Schrägriß des Gegenstandes der Fig. 1, wobei cinigc Tcile weggelassen wurden, Fig. 3: einen Querschnitt durch zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung.
In der Fig. 1 befindet sich ein Halbleitersystem 1 auf der Innenseite cincs Bodens 2 aus Kcramik, welcher ein Zwischenstück oder Flansch mit Rohraxlsatz, im folgenden kurz Flansch 3 genannt, auf einer Seite abschließt. Der Flansch 3 ist auf der anderen Seite durch einen Deckel 4 abgeschlossen. Der Boden 2, der Flansch 5 und der Deckel 4 bilden ein hermetisch dichtes Gehäuse für dao Halbleitersystem 1. Der Boden 2 ist in eine Dünnfilmschaltung 6 eingebaut und dort mittels Lotbrücken 7 befestigt. Auf der Dünnfilmschaltung 6 und dem Bedcn 2 befinden sich auf metallisierte leitungen 8. Dabei sind die Lotbrticken 7 so angebracht, daß sie zugleich zur mechanischen Befestigung des Bodens 2 in der Dünnfilmschaltung 6 auch die elektrischen Verbindungen zwischen sich entsprechenden leitungen 8 des Bodens 2 und der Dünnfilmschaltung õ herstellen.
Mit L@t oder dgl. ausgefüllte Bohrungen 10 verbinden die Außenscitc elektrisch mit der Innenscitc des Bodens 2. Metallverbindungen 11 schließen das ifalbleitersystem 1 an das Lot der Bohrungen 10 an. Dabei bestehen die Metallverbindungen 11 zweckmäßigerweise aus Leitungsmustern, entsprechend den Leitungen 8, oder aus dünnen Drähten. Dabei mui3 aber darauf geachtct werden, daß die Metallverbindungen 11 nicht über den Flansch 3 oder den Deckel 4 kurzgeschlossen werden.
Die Verwendung eines Flansches 3 für das Zwischenstück erlaubt eine einfache Herstellung des Gehäuses. Dabei kann natürlich auch ein Flansch ohnc Rohransatz eingebaut werden.
Zweckmäßigerweise wird der Grundriß des Bodens 2 so ausgebildet, daß @@leicht in die Dünnfilmschaltung 8 eingebracht werden kann. Am besten wird hierfür ein kreisförmiger Umriß gewählt, da dann in der Dünnfilmschaltung ü nur einc entsprechende Bohrung 18 vorgesehen werden muß. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen ein eckiger UmriR vortcilhaft ist, etwa wenn dics die Geometrie der Dünnfilmschaltung erfordert.
An der Außenseite des Deckels 4 kann in einer Weiterbildung der Erfindung ein Kühlblcch 15 befestigt werden. In einer andercn Weiterbildung der Erfindung,kann an der Außenseite des Deckels 4 auch eine Schraubc 16 befestigt werden. Das Kühlblech 15 oder, die Schraube 16 dienen zur Ableitung der Verlustwärme des Halbleitersystems 1 auf dem Weg Boden 2, Flansch 3, Deckel 4, Kühlblech 15 oder Schraube 16. Dabei ist es besonders zweckmäßig, ein großes Kühlbleeh oder eine massive Schraube, jeweils aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, zu wählen. Wird zur Ableitung der Verlustwärme eine Schraube 16 am Deckel 9 festgemacht, so kann damit auch gleichzeitig das Gehäuse und die Dünnfilmschaltung mechanisch befestigt werden.
Der Deckel 4 und das Kühlblech 15 bzw. der Deckel 4 und die Schraube 16, können natürlich auch aus einem S Stück bestehen.
Insbesondere kann etwa der Deckel 4 gleichseitig als Kühlblech ausgebildet sein.
In der Fig. 2 sind für die entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in der Fig. 1. Der Boden 2 füllt im eingebauten Zustand eine entsprechende Bohrung 18 in der Dünnfilmsehaltung 6 aus, und ist somit als Teil einer Dünnfilmschaltung anzuschen. Die besondere Art und Weise der Anordnung der Leitung 8 und der Bohrungen 10 erlauben es, die schädlichen Eigeninduktivitäten und Ei genkapazitäten des Gehäuses extrem niedrig zu halten. In der Fig. 2 ist das Kühlbiech 15 und die Schraube 16 der besseren Übersichtlichkeit wiegen weggelassen worden.
In der Fig. 3 sind zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Dabei sind für die entsprechenden Teile die gleichen Bczugszeichen verwendet wie in den Fig. 1 und 2. In der rechten Hälfte der Figur ist zwischen dem Deckel 4 und der Dünnfilmschaltung 6 cin zusätzlicher Flansch 20 mit Rohransatz 21 angebracht. Dcr Flansch 20 dient zur Anpassung von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Werk-Stoffc. in weiterer Vorteil dieser Anordnung ist durch die Justiermöglfichkeit auf gleiches Niveau zwischen Boden und Dünnfilmschaltung gegeben.
Wie in der linken hälfte der Fig. 3 dargestellt, kann auch der Flansch 3 dirckt mit der Unterseite der Dünnfilmschaltung verbunden sein. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn eine große mechanische Festigkeit der gesamten Anordnung verlangt wird.
12 P a t e n t a n s p r ü c h e 3 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Gehäuse für Halbleitcrsysteme zum Einbau in Dünn- oder Dickfilmschaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel und ein Boden durch ein Zwischenstück zu einer geschlossenen Binheit verbunden sind, daß der Boden aus cinen beidseitig teilweise metallisierten Isolator besteht, daß die beiden Seiten des Bodens durch mit Metall ausgefüllte Bohrungen im Isolator elektrisch mitcinander verbunden sind, und. daß das Halbleitersystem auf der Innenseite des Bodens befestigt ist und die elektrischen Anschlüsse des Halbleitersystems mit der metallisierten Innenseite des Bodens verbunden sind.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Boden und Duckel zu einer geschlossenen Einheit verbindende Zwischenstück ein Plansch mit Rohransatz ist.
3. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Bodens kreisförmig ist.
4. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Bodens eckig ist.
5. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in einer Dünn- oder Dickfilmschaltung mittcls lotbrücken zwischen der metallisierten Außenseite des Bodens des Gehäuses und den Leitungen der Dünn- oder Dickfilmschaltung befestigt ist.
6. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Befestigungen zugleich als elektrische Anschlüsse für die mctallisicrtc Außenseite des Bodens dicnen.
7. Gehause nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder n, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Außenseite des Deckels ein Kühlblech mit großer Oberfläche verbunden ist.
8. Gehäuse nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel als Kühlblech ausgebildet ist.
9. Gehäusc nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder A, 5 und 6, dadurch gekennzeichnct, daß mit der Außenseite des Deckels eine Schraube verbunden ist.
10. Gehäuse nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder A, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Flansch abschließende Deckel eine Schraubc ist.
11. Gehause nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, 5, 6 und einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Deckel und der Dünnfilmschaltung, konzentrisch zu dem das Zwischenstück bildenden Flansch mit Rohransatz, der Boden und Deckel zu einer geschlossenen Einheit verbindet, noch ein zusätzlicher Flansch mit Rohransatz angeordnet ist.
12. Gehäuse nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, 5, 6, und einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der das Zwischenstück bildende Flansch, der Boden und Deckel zu einer geschlossenen Einheit verbindet, mit der Unterseite der Dünn-tfilmschaltung verbunden ist.