DE1935227A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Halbleiterbauelement

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DE1935227A1
DE1935227A1 DE19691935227 DE1935227A DE1935227A1 DE 1935227 A1 DE1935227 A1 DE 1935227A1 DE 19691935227 DE19691935227 DE 19691935227 DE 1935227 A DE1935227 A DE 1935227A DE 1935227 A1 DE1935227 A1 DE 1935227A1
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Description

(Patentanmeldung P 17 64 182.6 - PLA 68/ΤΉ6)
Das Hauptpatent betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse befindlichen scheibenförmigen, an jeder Flachseite mindestens eine Kontaktelektrode aufweisenden Halbleiterkörper, der zusammen mit zwei Folien aus duktilem'Metall, von denen jede an einer Flachseite des Halbleiterkörpers anliegt, zwischen den Kontaktflächen zweier Anschlußteile angeordnet ist, die gegen die Flachseiten des Halbleiterkörpers unter Ausbildung gleitfähiger lotfreier Druckkontaktverbindungen mit den Kontaktelektroden gepreßt sind, wobei ein ringförmiger Teil am Rand des Halbleiterkörpers frei von Verbiegungsstellen ist. ' "
In diesem Halbleiterbauelement sind großflächige Kontaktelektroden auf den Flachseiten des Halbleiterkörpers einwandfrei kontaktiert. Da ferner am Halbleiterkörper kein besonderer Trägerkörper aus einem dem Halbleiterkörper bezüglich des Wärmeausdehnungskoeffizienten angepaßten Metall befestigt ist, wird die im Halbleiterkörper entstehende Verlustwärme günstigerweise unmittelbar vom Halbleiterkörper an den Gehäuseboden abgeführt, ohne daß dieser Vorgang durch den Wärmewiderstand eines dazwischen befindlichen Trägerkörpers behindert wird. Schließlich wird in dem Halbleiterbauelement nach dem Hauptpatent durch den verbiegungsfreien ringförmigen Teil am Rand des Halbleiterkörpers weitgehend vermieden, daß sich im Halbleiterkörper Risse ausbilden, welche, sofern sie sich insbesondere an pn-Übergangen befinden, die anfangs einwandfreie Kennlinie dieses Halbleiterbauelementes nach einiger Betriebszeit verschlechtern. Die Gefahr der Ausbildung, dieser Risse ist insbesondere bei Halbleiterkörpern mit einlegierten Kontaktelektroden sowie mit mehreren großflächigen Kontaktelektroden auf einer Flachseite, z.B. Bilateralthyristoren (Triacs), sowie für Halbleiterkörper mit abgeschrägtem Rand, welche durch gleitfähige, -lotfreie Druckkontaktverbindungen gehaltert sind, besonders groß.
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Zur Erzielung eines von Verbiegungsstellen freien Randes am Halbleiterkörper können nach dem Hauptpatent entweder die Kontaktflächen der beiden Anschlußteile und beide Folien den Halbleiterkörper überragen oder die Kontaktflächen der Anschluß teile und beide Foil en sind mit den Flachseiten des Halbleiterkörpers deckungsgleich und so angeordnet, daß ihr Rand mit dem Rand des Halbleiterkörper abschließt. In beiden Fällen wird erreicht, daß praktisch alle gefertigten Halbleiterbauelemente einer Serie Kennlinien haben, die auch nach einer sehr langen Betriebszeit unverändert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Serienfertigung von Halbleiterbauelementen gemäß dem Hauptpatent auch dann die gleiche optimale Ausbeute an Bauelementen mit auch über sehr lange Betriebszeiten praktisch stabilen Kennlinien zu erzielen, wenn in diesen Halbleiterbauelementen die genannten Bedingungen hinsichtlich der Bemessungen der Kontaktflächen der Anschlußteile, der Folien und des Halbleiterkörpers sowie der Anordnung dieser Teile nicht erfüllt sind. Die Erfindung betrifft demgemäß ein Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse befindlichen scheibenförmigen, an jeder Flachseite mindestens eine Kontaktelektrode aufweisenden Halbleiterkörper, der zusammen mit zwei Folien aus duktilem Metall, von denen jede an einer Flachseite des Halbleiterkörpers anliegt, zwischen den Kontaktflächen zweier Anschlußteile angeordnet ist, die gegen die Flachseiten des Halbleiterkörper unter Ausbildung gleitfähiger lotfreier Druckkontaktverbindungen mit den Kontaktelektroden gepreßt sind, wobei ein ringförmiger Teil am Rand des Halbleiterkörpers frei von·Verbiegungsstellen ist.
Dieses Halbleiterbauelement ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen beider Anschlußteile und beide Folien weder den Halbleiterkörper überragen noch mit den Flachseiten des Halbleiterkörpers deckungsgleich und so angeordnet sind, daß ihr Rand mit dem Rand des Halbleiterkörpers abschließt, und daß die Umrisse des Folienmaterials, welches beiderseits des Halbleiterkörpers sowohl am Halbleiterkörper als auch an der Kontaktfläche des jeweiligen Anschlußteils anliegt, wenigstens annähernd deckungsgleich sind und sich wenigstens annähernd überdecken. Vorzugsweise sind die Umrisse des
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Folienmaterials, welches beiderseits des Halbleiterkörpers sowohl am Halbleiterkörper als auch an der Kontaktfläche des jeweiligen Anschlußteils anliegt, deckungsgleich und vorzugsweise überdecken sich diese Umrisse.
Hierdurch wird erzielt,, daß nicht nur ein ringförmiger Teil am Rind des Halbieiterkörpers, sondern der gesamte Halbleiterkörper frei von Verbiegungsstellen ist, so daß sich nirgends im Halbleiterkörper Risse ausbilden, welche zu Störungen der Kennlinie des Halbleiterbauelements führen würden.
Das Folienmaterial kann z.B. Silber oder Aluminium sein. Zum Ausgleich von auf den Kontaktflächen der Anschlußteile vorhandenen geringfügigen Unebenheiten ist es von Vorteil, wenn die Folien aus bildsamem, gutdeformierbarem Metall bestehen. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Brinellhärte des 'Folienraetalls höchstens 30 kg/ram , vorzugsweise höchstens 26 kg/mm , und sein Schmelzpunkt mindestens 135° C, vorzugsweise mindestens 250° C,betragen. Derartiges Folienmetall schmilzt auch bei Stoßbelastungen des Bauelenents nicht auf. Folienmaterial mit solchen Eigenschaften sind besonders reines Aluminium und weichgeglühtes Silber, Legierungen dieser Metalle, Cadmium, Indium, Blei oder Legierungen, die mindestens eines der Metalle Cadmium, Indium oder Blei enthalten. Vorzugsweise bestehen die Folien aus einer Indium-Blei-Silber-Legierung mit einem Schmelzpunkt von 280 bis 285° C und einer Brinellhärte von etwa 9,9 kg/mm . Besonders geeignet als Folienmaterial sind Legierungen bestehend aus 5 Gew.-# Indium, 92,5 Gew.-# Blei und 2,5" Gew.-^ Silber, aus 90 Gew.-# Indium und 10 Gew.-^ Silber, aus 25 Gew.- <£ Indium, 37,5 Gew.-# Blei und 37,5 Gew.-^ Zinn, aus 50 Gew.-^ Indium und 50 Gew.-'i Blei oder aus 25 Gew.-^ Indium und 7~ Gew.-^ Blei.
Die Erfindung sei anhand der Zeichnung näher erläutert:
Figur 1 zeigt eine Druckkontaktverbindung für einen scheibenförmigen Halbleiterkörper im Gehäuse eines Halbleiterbauelements bisher üblicher Bauart, ■
Figur 2 zeigt einen Sohnitt durch ein Gehäuse eines Halbleiterbauelements gemäß der Erfindung,
Figur 2a zeigt einen stark überhöhten Teil des Gehäuses nach Figur 2,
Figuren 3a und 3c zeigen'vergrößerte Ansichten der Flachseiten des Halbleiterkörpers im Halbleiterbauelement nach Figur Z,
Figur 3c- zeigt einen Schnitt durch diesen Halbleiterkörper,
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Figuren 4 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung.
Zunächst sei die Ausbildung der Risse anhand der in Figur 1 dargestellten Druckkontaktverbindung erläutert:
Einem scheibenförmigen Halbleiterkörper 113 ohne besonderen, an einer Flachseite befestigten Trägerkörper ist zwischen einem Stempel 116 und einem Sockel 111 des Bodens eines Gehäuses gelagert. Der Halbleiterkörper weist eine abgeschrägte Mantelfläche und einlegierte, großflächige Kontaktelektroden 117 und 118 jeweils an einer Flachseite auf. Der Stempel 116 wird durch nicht dargestellte Tellerfedern gegen den Sockel 111 gepreßt. Zwischen der Kontaktfläche des Stempels 116 und der Kontaktelektrode 117 auf der dem Stempel benachbarten Flachseite des Halbleiterkörpers 113 ist eine Folie 115 aus duktilem Metall, z.B. Silber, angeordnet. Anstatt der Folie 115 kann die Kontaktfläche des Stempels 116 auch einen Silberüberzug aufweisen. Zwischen der Kontaktelektrode 118 auf der anderen Flachseite des Halb— leiterkörpers 113 und der Kontaktfläche des Sockels 111 ist, eine weitere Folie 112 aus duktilem Metall, z.B. Silber, angeordnet. Während die Folie 115 und die Kontaktfläche des Stempels 116 eine kleinere Flächengröße als die ihnen benachbarte Flachseite des Halbleiterkörpers 114 haben, haben die Folie 112 sowie die Kontaktfläehe des Sockels 111 eine größere Flächengröße und überragen demzufolge auch den ringförmigen Teil 114 am Rand des Halbleiterköroers 113. Insbesondere der Halbleiterkörper 113 und die Folien 112 und 115 sind in Figur 1 stark überhöht dargestellt.
Während des Betriebes wird das Metall der Folie 112 wegen des durch den Stempel 116 und den Sockel 111 auf sie ausgeübten Druckes zum Teil seitlich nach außen gedrückt. Die entstehende Verlustwärme begünstigt diesen Vorgang. Es wird angenommen, daß sich unterhalb eines ringförmigen Bereiches 114 am Hand des Halbleiterkörpers 113 ein gewisser Stau des Metalls der Folie 112 und damit eine gewisse Verdikkung ausbildet, die den ringförmigen Teil 114 am Rand des Halbreiterkörpers 113, wie in Figur 1 stark übertrieben dargestellt ist, nach oben verbiegt. Wahrscheinlich entstehen hierdurch insbesondere dann Risse im Halbleiterkörpers 114, wenn die Kontaktelektroden 11'7 und Legierungselektroden sind bzw. wenn mehrere großflächige. Kontaktelek-
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troden auf einer Flachseite des Halbleiterkörpers angeordnet sind. Besonders gefährdet in dieser Hinsicht sind außerdem Halbleiterkörper, die auf einer Flachseite eine parallel zum Rand verlaufende, ■ .grabenartige Ausnehmung oder, entsprechend Figur 1, eine abgeschrägte Mantelfläche aufweisen.
Figur 2 zeigt ein Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung, in dem nicht nur der ringförmige Teil am Rand des scheibenförmigen Halbleiterkörpers, sondern der gesamte Halbleiterkörper frei von Verbiegungsstellen ist. Das Gehäuse dieses Halbleiterbauelements besteht aus einem Bodenteil 211 aus Kupfer, das mit einem Gewindezapfen 211a versehen ist. Am Bodenteil 211 ist ein ßisenring 211b hart angelötet, an dem ein Hohlzylinder 238 aus Keramik mittels eines Flansches 222 aus einer der Keramik bezüglich des Wärmeausdehnungskoeffizienten angepaßten Eisen-Kobalt-Nickel-Legierung (Vacon) befestigt ist. Der Flanscl 222 ist an der äußeren Mantelfläche des Hohlzylinders 238 aus Keramik hart angelötet und mit dem Eisenring 211b verschweißt. An der oberen Öffnung des Hohlzylinders 238 ist eine Kappe 223 ebenfalls aus einer Eisen-Kobalt-Nickel-Legierung (Vacon) hart angelötet.
Auf der ebenen Kontaktfläche des Bodenteils 211 liegt eine Folie 212 aus duktilem Metall, z.B. weichgeglühtem Silber, von 40 ax bis 60 ία, vorzugsweise von 5Ou Dicke auf und auf dieser der scheibenförmige Halbleiterkörper 313 des Halbleiterbauelements. Die Folie 212 kann auch aus reinem Aluminium oder einer Legierung mit mindestens einem der Metalle Cadmium, Indium oder Blei bestehen. Bevorzugt besteht die Folie 212 aus einer Indium-Blei-Silber-Legierung.
Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei, dem Halbleiterbauelement um einen Brlateralthyristor (Triac), dessen Halbleiterkörper in den Figuren 3a bis 3c dargestellt ist. Figur 3a zeigt die Ansicht der oberen Flachseite des Halbleiterkörpers 314, Figur 3c die der unteren Flächseite. Figur 3b zeigt einen Schnitt längs eines Durchmessers des Halbleiterkörpers. v
-Im Halbleiterkörper 313, der eine Dicke im Bereich von 200yi bis 400 μ, vorzugsweise 300/U hat, sind zwei gegensinnig gepolte Thyristoren ver-
ÖADORIGINAL.
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einigt. Dem einen Thyristor sind die Hauptkontaktelektrode ?18 auf der oberen Flachseite, die Hauptkontaktelektrode 322 auf der unteren Flachseite sowie der Steuerkontakt 320 zugeordnet und dem anderen die Hauptkontaktelektrode 317 auf der oberen Flaehseite, die Hauptkontaktelektrode 321 auf der unteren Flachseite und der Steuerkontakt 319 auf der oberen Flachseite. Die Steuerkontakte 319 und 320 sind in einer aus den Teilaussparungen 317a und 318a in den Hauptkontektelektroden 317 und 3I8 gebildete Aussparungen im Zentrum zwischen den Hauptkontaktelektroden 317 und 3I8 auf der oberen Flachseite angeordnet. Auf der unteren Flachseite befindet sich ebenfalls in einer aus den Teilaussparungen 321a und 322a in den Hauptkontaktelektroden 321 und 322 fe bestehenden Aussparungen im Zentrum zwischen den Hauptkontaktelektroden 321 und 322 eine weitere Kontaktelektrode 323. Die Elektroden bis 323 sind Legi-erungs elektroden*
Die Kontaktelektroden 321 und 322 auf der unteren Flachseite des HaIbleiterkörpers 313 reichen fast bis zu dessen Rand, während die Hauptkontaktelektroden 317 und 318 auf der oberen Flachseite kleiner sind. Zwischen den Hauptkontaktelektroden 317 und 318 und dem Rand befindet sich auf der oberen Flachseite eine grabenförmige Ausnehmung 324, die bis zu den Hauptkontaktelektroden 321 und 322 auf der unteren Flachseite reicht und zum Schutz der in ihr zutage tretenden pn-Übergänge mit einem isolierenden Siliconlack gefüllt ist. ■
Jl Im Gehäuse nach Figur 2 ist die Hauptkontaktelektrode 317 mit der Hauptkontaktelektrode 318, die Hauptkontaktelektrode 321 mit der Hauptkontaktelektrode 322 und der Kontaktelektrode 323 sowie der Steuerkontakt 319 mit dem Steuerkontakt 320 elektrisch leitend verbunden. - . '"■■
Auf der oberen Flachseite des Halbleiterkörpers 313 ist eine ringscheibenförmige. Folie 215 aus duktilem Metall, z.B. weichgeglühtem Silber, angeordnet, die auf den dort befindlichen Hauptkontaktelektroden aufliegt und eine Dicke von 40 /a bis 60 "ja,; vorzugsweise von 50 », hat. Auf der Folie 215 aus duktilem Metall liegt die ebene, einen kreisförmigen äußeren Umriß aufweisende Kontaktfläche eines Kupferstempels 216 auf, der innerhalb des Hohlzylinders 238 angeordnet ist und der eine Axialbohrung 216a und eine Radialbohrung 216b aufweist.
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Im vorliegenden Beispiel überragen die Hauptkontaktelektroden 317 und 318 bzw. 321 und 322 die Folien 215 bzw., 212. Auch die Folie kann anstatt aus weichgeglühtem Silber aus den bereits angegebenen Metallen oder Legierungen bestehen, die für die Folie 212 geeignet sind. · ''■ - .
Die Folie 215 hat die Form eines Ringes mit kreisförmigen! äußeren Umriß, während die Folie 212 eine Kreisscheibe ist, also auch einen kreisförmigen Umriß hat. Wie aus Figur 2a hervorgeht, stimmt der Außendurchraesser der Folie 215 mit dem Durchmesser der Folie 212 überein, d.h. die Umrisse beider Folien sind deckungsgleich. Ferner sind beide Folien 212 und 215, wie die beiden gestrichelten Linien 240 andeuten, genau übereinander angeordnet, so daß sie sich überdecken. Im dargestellten Fall werden die Folien 212 und 215 sowohl von den ebenen Kontaktflächen des Bodenteils 211 und des Kupferstempels 216 als auch von den Kontaktelektroden 321, 322 bzw. 317, 318 und damit auch vom Halbleiterkörper 313 überragt. Da sich jedoch beide Folien 212 und 215 und damit die äußeren Umrisse des Folienmaterials, welches beiderseits des Halbleiterkörpers 313 sowohl am Halbleiterkörper als auch an den Kontaktflächen des Bodenteiles 211 und des Stempels 216 anliegt, Überdecken, kann sich nicht einseitig am Halbleiterkörper 313 unter dem Einfluß des vom Stempel 216 ausgeübten Druckes ein Stau des Folienmaterials am Rand der Folien 212 und 215 ausbilden und den Halbleiterkörper 313 verbiegen. Der Halbleiterkörper 313 ist also auch bei Drucken im Bereich von 90 - 120 kg/cm vorzugsweise von 100 kg/cm , mit denen in der Regel der Stempel 216 gegen das Bodenteil 211 gepreßt wird, verbiegungsfrei gelagert, so daß sich in ihm keine unerwünschten Risse ausbilden. Das gilt z.B. auch dann, wenn die Außendurchmesser der Folien 212 und 215 mit deir. Außendurchmesser der Kontaktfläche des Kupferstempels ?16 deckungsgleich sind, d.h. wenn ihre Außendurchmesser mit dem Außendurchmesser der kreisringscheibenförmigen Kontaktfläche des Stempels 216 übereinstimmen, und wenn sich die äußeren Umrisse der Folien 212 und 215 und der Kontaktfläche des Stempels 216 überdecken.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird z.B. auch gelöst, wenn die Folie 215 in den Figuren 2 und 2a den Halbleiterkörper 313 überall überragt, während der Durchmesser der Folie 212, mit dem Außen-
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durchmesser der Kontaktfläche des Stempels 216 übereinstimmt, d.h/ wenn die Umrisse dieser Folie und der besagten Kontaktfläche deckungsgleich sind und sich überdecken.
Der Kupferstempel 216 dient zugleich als Stromzuführungsteil für die beiden Hauptkontaktelektroden auf der oberen Plachseite des Halbleiterkörpers. In der Axialbohrung 216a des Kupferstempels 21b befindet sich ein vom Kupferstempel 216 isoliertes Stromzuführungsteil 228, das die auf der oberen Plachseite des Halbleiterkörpers 'M 3 angeordneten Steuerkontakte kontaktiert. Dieses Stromzuführungsteil besteht - aus einem kleinen Stempel 229» der an der auf den Steuerkontakten auf- Jk liegenden Kontaktfläche mit einer Silberschicht 229a versehen ist, sowie einer isolierten Zuleitung 230. Der Stempel 229 wird durch eine Spiralfeder 231,die sich gegen eine Schulter in der Bohrung 216a abstützt, auf die Steuerelektroden gepreßt. Zwischen der Spiralfeder 231 und dem Stempel 229ist eine Isolierstoffhülse 232 aus Polytetrafluoräthylen (Teflon) angeordnet.
Der Kupfersterapel 216 ist durch Tellerfedern 239, die sich an einer in der inneren Mantelfläche des Hohlzylinders 238 befindlichen Schulter abstützen, gegen den Halbleiterkörper 213 gepreßt. Zwischen dieser Schulter und den Tellerfedern 239 ist zum Schutz der Keramik gegen Beschädigung durch die Tellerfedern 239 eine Ringscheibe 237 aus Stahl angeordnet.
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In einer zentralen öffnung 223a der Kappe 223 ist ein Kupferrohr angelötet, das in seinem 'Innenraum eine radiale Abschlußwand 224a aufweist. Der Schaft, des Stempels 216 ragt in den Innenraum des Kupferrohres 224 und ist an diesem an der Stelle 233 durch eine Quetschung befestigt. In einer weiteren öffnung 223b in der Kappe 223 ist ein Keramikröhrchen 225 hart angelötet, das mit einer hart angelöteten Kappe 226 aus einer Eisen-Kobalt-Nickel-Legierung (Vacön) verschlossen ist. In der Kappe 226 befindet sich eine öffnung 226a für ein Durchführungsröhrchen 227 aus einer Eisen-Kobalt-Nickel-rLe-: gierung (Vacon), das mit der Kappe 226 hart verlötet ist. .Innerhalb dleses^Durehführungsröhrchens 227 befindet sich die Zuleitung 230 des Stromzuführungsteiles 228, die am Durchführungsröhrchen 227 durch eine Quetschung an der Stelle 227a befestigt ist, und die innerhalb
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des'Hohlzylinders 238 sowie in den Bohrungen 216a und 216b im Stempel 216 mit einem Isolierstoffmantel versehen ist. Am Röhrchen 227 ist eine isolierte Steuerleitung 220befestigt. Eine weitere Steuerleitung 221 ist in einer Hülse 234 aus einer Eisen—Kobalt-Nickel-Legierung (Vacon) befestigt, die an der Kappe 223 zwischen dem Keramikröhrchen 225 und dem Kupferrohr 224 hart angelötet ist.
Das Kupferrohr 224 ist mit einem Isolierstoffmantel 235 versehen. Ferner ist am Kupferrohr 224 ein mit einer Anschlußlasche versehener Außenleiter 219 durch eine Quetschung an der Stelle 236 befestigt.
Die Ausführuhgsformen der Erfindung nach den Figuren 4 bis 6 eignen sich besonders für Hochspannungsgleichrichter, da in diesen Ausführungsformen die Isolierstrecke zwischen den Rändern der beiden Folien verhältnismäßig lang ist und dadurch Überschläge vermieden werden. Die scheibenförmigen Halbleiterkörper 413, 513 und 613 enthalten einen zu den Flachseiten parallelen pn-übergang und weisen an jeder Flachseite eine einlegierte großflächige Metallelektrode 414 und 415 bzw. 514 und 515 oder 614 und 615 auf. Die scheibenförmigen Halbleiterkörper sind zusammen mit zwei Folien 412 und 417 bzw. 512 und 517 oder 612 und 617 aus duktilem Metall, z.B. weichgeglühtem Silber, zwischen den Kontaktflächen eines Bodenteiles 411 bzw. 511 oder 611 und eines Kupferstempels 416 bzw. 516 oder 616 angeordnet, die einen kreisförmigen Umriß haben.
In der Anordnung nach Figur 4 ist der Rand der auf dem Bodenteil 411 aufliegenden Folie 412 an der dem Halbleiterkörper 413 zugewandten Seite abgestuft. Eine derartige Abstufung erleichtert in manchen Fällen die Zentrierung der Folie 412 auf dem Bodenteil 411. Der Umriß, der Kontaktfläche des Stempels 416 ist deckungsgleich.mit dem Umriß der an sie anliegenden Folie 417. Wie die beiden gestrichelten Linien 440 andeuten, sind die Umrisse des Folienmaterials, welches beiderseits des Halbleiterkörpers 413 sowohl am Halbleiterkörper als auch an.der Kontaktfläche des Stempels 4I6 und an der Kontaktfläche des Bodente%ils 4II anliegt, deckungsgleich. Diese Umrisse überdecken "sich auch. Daher ist der Halbleiterkörper 413 frei von Risse hervorrufenden Verbiegungsstellen.
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PLA /
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Dies gilt auch, wie die gestrichelten Linien 540 und 640 andeuten, für die Anordnungen nach den Figuren 5 und"6*
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In der Anordnung nach Figur 5 überragt die Folie/die Kontaktfläche des Stempels 516, an der die Folie 517 anliegt. Der Halbleiterkörper 513 überragt die Folie 517. Der Umriß der auf dem Bodenteil 511 aufliegenden Folie 512 ist jedoch deckungsgleich mit dem Umriß der Kontaktfläche des Stempels 516 und überdeckt diesen Umriß.
In der Anordnung nach Figur 6 ist die.Kontaktfläche des Bodenteils 611 am Rand abgestuft. Auf der abgestuften Kontaktfläche des Bodenfe teils 611 liegt eine Folie 612 auf, so daß der äußere Rand dieser Folie nicht an der Kontaktfläche des Bodenteils 611 anliegt. Der Halbleiterkörper .613 überragt die ..Folie'61.2s Ferner überragt die Kontaktfläche des Stempels 616 die Folie 617, die an dieser Kontaktfläche anliegt. Der Durchmesser der Folie 617 stimmt jedoch mit dem Innendurchmesser der kreisförmigen Abstufung in der Kontaktfläche des Bodenteils 611 überein, so daß auch hier der Halbleiterkörper 61? verbiegungsfrei gelagert ist.
Eine verbiegungsfreie Lagerung eines scheibenförmigen Halbleiterkörpers erzielt man auch, wenn beispielsweise in Figur 5 die Kontaktflächen des Stempels 516 und des Bodenteils 511 und beide Folien 517 und 512 den Halbleiterkörper überall überragen oder wenn die Kontaktflächen des Stempels 516 und des Bodenteils 51.1 sowie beide Folien 517 und 512 mit den Flachseiten des Halbleiterkörpers deckungsgleich und so angeordnet sind, daß ihr Rand mit dem Rand des Halbleiterkörpers abschließt. Die letztgenannten beiden Anordnungen sind besonders vorteilhaft für Niederspannungsgleichrichter mit hohen Stromstärken.
Die Erfindung ist nicht nur auf Bilateralthyristoren, oder (Jleichrichter beschränkt, sondern sie kann unter Erzielung derselben Vorteile auch bei anderen Bauelementen, z.B. Thyristoren, angewendet werden.
5 Patentansprüche -.."■■'-..
6 Figuren
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Claims (5)

  1. Patentansprüche
    PLA 69/1287
    1J Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse befindlichen scheibenförmigen, an jeder Flaehseite mindestens eine Kontaktelektrode aufweisenden Halbleiterkörper, der zusammen mit zwei Folien aus duktilem Metall, von denen jede an einer Flachseite des Halbleiterkörpers anliegt, zwischen den Kontaktflächen zweier Anschlußteile angeordnet ist, die gegen die Flachseiten des Halbleiterkörpers unter Ausbildung gleitfähiger lotfreier Druckkontaktverbindungen mit den Kontaktelektroden gepreßt sind, wobei ein ringförmiger Teil am Rand des Halbleiterkörpers frei von Verbiegungsstellen ist, nach Patent (Patentanmeldung P 17 64 182.6 - PLA 68/1346), dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen beider Anschlußteile und beide Folien weder den Halbleiterkörper überragen noch mit den Flachseiten des Halbleiterkörpers deckungsgleich und so angeordnet sind, daß ihr Rand mit dem Rand des Halbleiterkörpers abschließt, und daß die Umrisse des Folienmaterials, welches beiderseits des Halbleiterkörpers sowohl am Halbleiterkörper als auch an der Kontaktfläche des jeweiligen Anschlußteiles anliegt, wenigstens annähernd deckungsgleich sind und sich wenigstens annähernd überdecken.
  2. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand einer Folie an der dem Halbleiterkörper zugewandten Seite abgestuft ist.
  3. 3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien aus einem der Metalle Aluminium und Silber, aus einer Legierung dieser Metalle oder aus einer mindestens eines der Metalle Cadmium, Indium oder Blei enthaltenden Legierung bestehen.
  4. 4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien aus einer Indium-Blei-Silber-Legierung bestehen.
  5. 5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien aus Cadmium, Indium oder Blei bestehen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945972A1 (de) * 1978-11-27 1980-06-04 Gen Electric Halbleiterbaueinheit mit einer oberen kammer zur erhoehung der festigkeit und zum abdichten

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2945972A1 (de) * 1978-11-27 1980-06-04 Gen Electric Halbleiterbaueinheit mit einer oberen kammer zur erhoehung der festigkeit und zum abdichten

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JPS4919952B1 (de) 1974-05-21
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FR2054635A2 (en) 1971-04-23

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