DE1913985A1

DE1913985A1 - Einschmelzungen mit Draehten in Glas fuer Halbleiterbauelemente

Info

Publication number: DE1913985A1
Application number: DE19691913985
Authority: DE
Inventors: Henker Dr-Ing Heinz; Huber Dipl-Ing Walter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1969-03-19
Publication date: 1970-10-01

Description

.Ei'n~schmelunnen, mit Prähten in Glas für Halblei t;erbauelemente Die Erfindung betrifft Einschmelzungen mit Drähten in Glas für Halbleiterbauelemente, bei denen das Glas sowohl die den Draht mit Abstand umgebende Metalldurchfübrung berührt als auch den einzuschmelzenden Draht umgibt.
Bei Einschmelzungen der vorgenannten Art ist es wichtig, daß das Glas 2 sowohl das umgebende Metall 3 als auch den einzuschmelzenden Draht 1 benetzt (vgl. Figur 1). Andernfalls besteht die Gefahr, daß eine solche Einschmelzung undicht wird.
Bei der Benetzung kriecht das Glas 2 etwas an der Oberfläche des Drahtes 1 entlang und bildet einen Miniskus, wie er in Fig. 1 bei A gezeigt ist.
Bei der Herstellung, Prüfung und Anwendung der Bauelemente wird der Draht zumindest an der Außenseite des Gehäuses häufig gebogen. Der gebogene Draht ist in Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellt, während die gestrichelten Linien die vom Draht ursprünglich eingenommene Lage andeuten. Die Biegung des Drahtes beginnt dabei meist etwas innerhalb der Glaseinschmelzung, wie Fig. 1 zeigt. Dabei bricht das Glas unmittelbar am Draht heraus, wobei meist noch Sprunge entstehen, die tiefer in das Glas hineingehen. Hierdurch kann die Einschmelzung undicht werden. Sicher nimmt aber die Temperaturwechselbeständigiceit einer solchen Einschmelzung erheblich ab.
Zusätzlich tritt noch ein weiterer Nachteil auf. Die Drähte werden meist erst nach ihrer Einschmelzung durch eine Oberflachenbehandlung (z. B. Galvanik) vor Korrosion geschützt.
Wenn nun am Draht ein Stück Glas herauebricht, wird ein: Stück ungeschützter Oberfläche freigelegt, an der dann leicht Korrosion auftritt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Einschmelzungen mit Drähten in Glas fUr Halbleiterbauelem6nte anzugeben, bei denen die beschriebenen Nachteile vermieden werden.
Bei Einschmelzungen mit Drähten in Glas für Halbleiterbauelemente, bei denen das Glas sowohl die den Draht in Abstand umgebende Hetalldurchführung berührt als auch den einzuschmelzenden Draht umgibt, ist gemäß der Erfindung zur BU-sung der-vorstehenden Aufgabe vorgesehen, daß der Draht aus einem dickeren Drahtteil besteht, dessen Wideratandsmoment mindestens um den Faktor 2 größer ist als das der anschlie-Bonden dünneren Drahtteile und dessen Länge größer als ungefähr das 1,5fache des Drahtdurchmessers der dünneren Drahtteile ist, daß die unterschiedlichen Drahtdurchmesser als mählich ineinander übergehen und daß der dickere Drahtteil ungefähr zu 1/10 bis/3 seiner einge3chmolzenen Länge aus der Einschmelzung herausragt.
Weitere Einzelheiten und Merkmals der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 2 bis 4.
Dadurch, daß beim Einglasen der dickere Drahtteil etwa zu 9/10 bis 2/3 seiner Länge fest im Glai sitzt und mit dem Rest der Länge an der Außenseite des Bauelements herausragt, wird eine Biegung des Drahtes erst außerhalb der Einschmelzung beginnen, so daß die Einschmelzung nicht mehr beschädigt werden kann. Aus Gründen der leichteren Herstellbarkeit kann man auch andere Formen verwenden, die dazu dienen, das Wlderstandsmoment des Drahtes am äußeren Glas-Luft-Übergang größer zu machen als beim übrigen Draht. Vorteilhaft ist dabei die Verwendung eines Drahtes, dessen dickerer Drahtteil eine konische Verdickung aufweist.
1Ui die durch oder Übeschlagspannung der Glaseinsohmelzung nicht tu Ferringern kann es zweckmäßig sein, auch die äußere Pern der den Draht mit Abstand umgebenden Metalldurchführung durch eine konische Bohrung an die Form der bevorzugt konischein Drahtverdickung anzupassen.
In Fig. 2 ißt eine erfindungsgemäße Einsohmelzung dargestellt. Der Draht 1 ragt mit aeinem dickeren: Teil, dessen Widerstandsmoment (W~W/4. r3) mindestens um den Faktor ? größer ist als das der anschließenden dUnneren Drahtteile, etwa 1/10 bis 1/3 seiner eingeschmolzenen Länge aus dem aus Glas bestehenden Einschmelzmaterial 2 heraus. Die den Draht t mit Abstand umgebende Metalldurchführung ist.mit dem Bezugezeichen 3 versehen. Beispielsweise besitzt der dickere Drahtteil einen Durchmesser von 0,5 mm und die beiden daran anschließenden dünneren Drahtteile einen Durchmesser von ungefähr 0,4 mm.
Die Länge der verdickten Stelle des Drahtes soll größer sein als das 1,5fache des Drahtdurchmessers. Die verschiedenen Durchmesser des Drahtes sollen dabei nicht stufenförmig oder scharfkantig, sondern allmählich ineinander übergehen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
In Fig. 3 ist eine weitere Einschmelzung gemäß der Erfindung dargestellt. Der Draht 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine konische Verdickung auf, deren dickeres Ende aus dem Einschgelzmaterial 2 herausragt, das von der Metalldurchführung 3 ringförmig umgeben ist, wobei diese Metalldurchfürung 3 zwecksmäßig in ihrer äußeren Form durch eine konische Bohrung an die Drahtform des dickeren Drahtteils angepaßt ist.
Um das Widerstandsmoment zu vergrößern, kann es zweckmäßig sein, dem einzuschmelzenden Draht 1 in dem das größere Widerstandsmoment aufweisenden Stuck einen sternförmigen Querschnitt zu geben, wie dies in Fig. 4 als Beispiel angegeben ist. Der ursprUngliche Querschnitt dieses Drahtteils ist dabei durch eine gestrichelte Linie angedeutet.
Bei der Herstellung von Einschmelzungen mit Drähten gemäß der Erfindung werden die Drähte vor dem Einschmelzen im Querschnitt derart verformt, daß das Widerstandsmoment des dickeren Drahtteils mindestens um ungefähr den Faktor 2 grö-Ber wird als das der anschließenden dünneren Drahtteile, die Länge des dickeren Drahtteils größer als ungefähr das 1,5fache des Drahtdurchmessers der dünneren Drahtteile ist und die unterschiedlichen Durchmesser der Drahtteile allmählich ineinander übergehen. Nach dem Verformen müssen die Drähte wieder getempert werden, damit sie ihr normales Wärmeausdehnungsverhalten wieder erlangen. Nach diesem Verfahrensschritt erfolgt das Einschmelzen in Glas, wobei der dickere Drahtteil ungefähr zu 9/10 bis 2/3 seiner Länge eingeschmolzen wird und der Rest der Ringe des Drahtes an der Außenseite des Bauelements herausragt.
Die Querschnittsverformung der Drähte wird vorzugsweise durch Anstauchen oder Dunnwalzen vorgenommen. Das Dünnwalzen eines dickeren Drahtes an verschienenen Stellen wird zweckmäßig dann vorgenommen, wenn das Erstauchen eines Drahtes über eine längere Strecks Schwierig@@@@@@@@ nacht, Mitunter kann es auch zweckmäßig seine einen ficheren Dracht auf die vorgeschriebenen Maße dünnzuziehen.
7 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e )Einschmclzungen mit Drähten in Glas für Halbleiterbauelemente, bei denen das Glas sowohl die den Draht mit Abstand umgebende Metalldurchführung berührt als auch den einzuschmelzenden Draht umgibt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Draht aus einem dickeren Drahtteil besteht, dessen Widerstandsmoment mindestens um den Faktor 2 größer ist als das der anschließenden dünneren'Drahtteile und dessen Länge größer als ungefähr das 1,5fache des Drahtdurchmessers der dünneren Drahtteile ist) daß die unterschiedlichen Drahtdurchmesser allmählich ineinander übergehen und daß der dickere Drahtteil ungefähr zu 1/10 bis 1/3 seiner eingeschmolzenen Länge aus der Einschmelzung heraus ragt.
2. Einschmelzung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der dickere Drahtteil eine konische Verdickung aufweist.
3. Einschmelzung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der dickere Drahtteil eine konische Verdickung aufweist und daß die äußere Form der den Draht mit Abstand umgebenden ltetalldurchführung durch eine konische Bohrung an die Form der Drahtverdickung angepaßt ist.
4. Einschmelzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n æ e i c h n e t , daß der Draht in dem das größere Widerstandsmoment aufweisenden Stück einen sternförmigen Querschnitt aufweist.
5. Verfahren zur Herstellung von Einschmelzungen mit Drähten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Drähte vor dem Einschmelzen im Querschnitt derart verformt werden, daß das Widerstandmornent des dickeren Drahtteils mindestens um ungefähr den Faktor 2 größer wird als das der.anschließenden dünneren Drahtteile, die Länge des dickeren Draht teils größer als ungefähr das 1,5fachs des Durchmessers der dünneren Drahtteile ist und die unterschiedlichen Durchmesser des Drahtes allmählich ineinander übergehen, daß die Drähte nach der Verformung getempert werden und daß beim Einschmelzen der dickere Drahtteil ungefähr zu 9/10 bis 2/3 seiner Länge in dem umgebenden Einschmelzmaterial eingeschmolzen wird, wobei der Rest der Drahtlange an der Außenseite des Bauelements herausragt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Querschnittsverformung der Drähte durch Anstauchen vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t s daß die Querschnittsverformung der Drähte durch Dünnwalzen vorgenommen wird.