DE1937664C3 - Halbleiterbauelement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Halbleiterbauelement einer solchen Art ist aus der US-PS 32 83 224 bekannt
Weiter sind aus den FR-PS 15 30 347 und 14 84 389 Halbleiterbauelemente bekannt, bei denen der den
Halbleiterkristall tragende Leiter an der Außenseite einer Kunststoffhülle liegt, mit einem besonderen
Kühlblock verbunden ist, und/oder ein Loch zur Befestigung an einem Kühlkörper aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 so auszubilden, daß ein mit dem Block aus einem wärmeleitendem Material versehener Teil
des Bauelements gesondert hergestellt werden kann und dann bei der endgültigen Fertigstellung — je nach
den Anforderungen an die Wärmeabfuhr — in der MuRpren I Imhiilluns eeeebenenfalls weitere, der Wärmeabfuhr dienende Teile angesehen werden können, die
mit dem Block zusammenwirken.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale
gelöst
Weiterbildungen des Halbleiterbauelements nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Halbleiterbauelement nach der Erfindung, das mit zwei Leitersätzen versehen ist, hat gegenüber den
ίο bekannten Bauelementen den Vorteil, daß es gestattet,
beim ersten Leitersatz sehr feine Leiterenden vorzusehen, die eine sehr geringe Dicke haben können, und
daher mit größerer Formgenauigkeit herstellbar sind. Der zweite Leitersatz kann dann sehr viel dicker sein, ist
folglich leichter zu hantieren, und die einzelnen Leiter haben trotzdem eine ausreichende Steifigkeit
Weiter ist es durch die Verwendung von zwei Kunststoffhüllen möglich, die von der Umhüllung
verlangten Eigenschaften, wie Dichtigkeit, mechanische Festigkeit und elektrische fsolation auf beide Hüllen
aufzuteilen, wobei z. B. von der inneren Hülle eine gute Abdichtung bewirkt wird und die äußere Hülle die
erforderliche mechanische Festigkeit des Bauelements gewährleistet Dabei brauchen z. B. bei der äußeren
Hülle, bei der die Abstände zwischen den einzelnen Leitern größer sind, die Isolationswerte nur geringeren
Anforderungen zu genügen als bei der inneren Hülle. Der geringere Materialbedarf für die innere Hülle
gestattet es zudem, für diese Hülle ein aufwendiges Jo Material zu verwenden, ohne daß dadurch die
Gesamtkosten des Bauelementes nennenswert erhöht werden.
Schließlich kann durch die konstruktive Gestaltung der wärmeableitenden Elemente die Wärmeableitung
r> praktisch allen Erfordernissen angepaßt und gleichzeitig die innere Hülle stets unverändert ausgebildet
werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden
■to näher beseht ieben. Es zeigen
F i g. 1,2 und 3 eine Draufsicht und zwei Seitenansichten einer ersten Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes,
F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 5, Fig.5 eine Ansicht einer Teilzusammenstellung aus
Leitern, Kristall und dem wärmeleitenden Block, das Ganze in Kunststoff eingebettet,
F i g. 6 und 7 eine Draufsicht bzw. Seitenansicht eines zweiten Leitersatzes mit einer Kühlplatte, auf der die
r>o Teilzusammenstellung nach F i g. 4 und 5 befestigt ist,
F i g. 8 und 9 eine Draufsicht bzw. Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Halbleiterbauelementes,
Fig. 10 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsv>
form.
F i g. 11 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform.
mit einer integrierten Schaltung. Im dargestellten
w) Ausführungsbeispiel weist dieses Halbleiterbauelement
1 zehn elektrische Leiter 2 auf. Die Hülle 3 besteht aus
einem isolierenden Kunststoff. Weiter ist eine in der
die zwei Löcher 5 enthält. Ein Halbleiterbauelement, bei
<·■'< dem die Leiter 2 abgewinkelt sind und in zwei Reihen
liegen, wird allgemein als »dual in line« bezeichnet.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Teilzusammenstellung,
d.h. einen gesondert herzustellenden Teil des Halb-
leiterbauelementes 1 nach F i g. 1 bis 3. Diese Teilzusam-1?.
enstellung enthält flache metallene Leiter 6 und 7 die beispieiswei.se aus einem Streifen einer Fe-Ni-Co-Legierung
von 0,1 mm Stärke geätzt sind. An den Leitern 6 befindet sich ein verbreiterter Teil 10, auf dem
ein Kristall 8 befestigt ist Dieser Halbleitirkristall kann
beispielsweise aus einer Siliziumplatte bestehen, in der auf dem Fachmann bekannte Weise eine integrierte
Schaltung ausgebildet ist Der Kristall kann beispielsweise mittels isner Gold-Siliziumverbindung auf dem
verbreiterten Teil 10 der Leiter 6 befestigt sein. Mit Hilfe von Drähten 9, beispielsweise aus Gold oder
Aluminium, sind die Kontaktstellen der integrierten Schaltung mit den Leitern 7 verbunden. Mit der vom
Kristall abgewandten Seite des verbreiterten Teils 10 ist ein Kupferblock 11 verlötet, beispielsweise mittels eines
Blei-Zink Lotes. Die Leiter 6, 7, der Kristall 8 und der Kupferblock U sind in eine isolierende erste Hülle 12
aus Kunststoff aufgenommen, wobei die Außenseite des Kupferblockes mit der Außenseite 13 dieser Hülle 12 in
einer Ebene liegt
In den Fig.6 und 7 sind weitere Einzelheiten des
Halbleiterbauelementes nach F i g. 1 bis 3 dargestellt, wobei die Kunststoffhülle 3 gestrichelt angegeben ist
und die Leiter 2 nicht abgewinkelt sind. Die Leiter 2 können wieder als ein zusammenhängendes Ganzes aus
einem Streifen der Fe-Ni-Co-Legierung mit einer D.icke von 0,25 mm gebildet sein. Auf den einwärts gerichteten
Enden der Leiter 2 sind die aus der Kunststoffhülle 12 hinausragenden Enden der Leiter 7 befestigt. An der
Seite 13 der Hülle 12, dort, wo der Kupferblock 11 an die
Hüllenoberfläche tritt, ist eine Kühlplatte 4 aus Aluminium mit Hilfe eines nicht dargestellten wärmeleitenden
Klebstoffes am Block 11 befestigt. Der leitende Klebstoff kann beispielsweise aus einem feinverteiltes
Silber enthaltenden Epoxydharz bestehen. In der Kühlplatte 4 sind zwei Zungen 16 gestanzt um eine gute
Einbettung der Platte 4 in der zweiten Kunststoffhülle 3
zu erreichen.
Die Kühlplatte 4 kann beispielsweise mit Hilfe von Bolzen, die durch die Löcher 5 gesteckt werden können,
auf einem Körper mit einer großen Kühloberfläche oder an einem wärmeleitenden Streifen befestigt werden.
Der Kupferblock 11 befindet sich an der Unterseite des
Kristalls, was für einen guten und schnellen Wärmetransport günstig ist
In den Fig.8 und 9 ist ein Halbleiterbauelement
dargestellt, das auf nahezu gleiche Weise wie das an Hand der F i g. 1 bis 7 beschriebene Halbleiterbauelement
aufgebaut ist Die aus Aluminium bestehende Kühlplatte ist hier mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet
Die Kühlplatte 20 ragt bei dieser Ausführungsform nicht über die zweite Hülle 3 hinaus. Da die Außenoberfläche
der Kühlplatte 20 mit einer Außenoberfläche der Hülle 3 nahezu zusammenfällt, ist auch bei dieser Ausführungsform
eine gute Wärmeabfuhr gewährleistet wenn auch etwas weniger als bei der Ausbildung nach den
Fig. 1, 2, 3. Das Halbleiterbauelement nach den Fig.8
und 9, das sich in seiner äußeren Gestalt von einem Halbleiterbauelement, in dem keine besonderen Maßnahmen
zur Kühlung des Kristalls getroffen wurden, nicht unterscheidet, eignet sich daher zur Verwendung
bei integrierten Schaltungen, für eine nicht große elektrische Leistung. Wenn die an die Wärmeabfuhr zu
stellenden Anforderungen verhältnismäßig gering sind, ist gegebenenfalls nur die Verwendung des Kupferblokkes
11 (s. F i g. 10) ausreichend, und die Kühlplatte kann fortgelassen werden. Es dürfte weiter einleuchten, daß
die aus Aluminium bestehende Kühlplatte nicht den Leitern parallel zu liegen braucht und daß beispielsweise
auch eine Kühlplatte 22 mit nach außen abgewinkelten Endteilen, wie dies in F i g. 11 dargestellt ist,
verwendbar ist. Weiter kann sowohl für den Block 11 als
auch für die Kühlplatte jedes gewünschte, gut wärmeleitende Material gewählt werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Halbleiterbauelement mit einem eine integrierte Schaltung enthaltenden Halbleiterkristall, der auf
einem Leiter eines aus Metallstreifen gebildeten ersten Leitersatzes befestigt ist, wobei dieser Leiter
auf seiner dem Halbleiterkristall abgewandten Seite mit einem Block aus wärmeleitendem Material
versehen ist, bei dem die Leiter des ersten Leitersatzes mit den Leitern eines zweiten Leitersatzes verbunden sind und bei dem der Halblciterkristall, der erste Leitersatz, Teilstücke der Leiter des
zweiten Leitersatzes und der Block aus wärmeleitendem Material mit zwei Obereinanderliegenden
isolierenden Kunststoffhüllen versehen sind, aus denen Teilstücke der Leiter des zweiten Leitersatzes
herausragen, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkristall (8) mit den übrigen Leitern
(7) des ersten Leitersatzes (6, 7) mit Drähten (9) verbunden ist, daß der Halbleiterkristall (8), nur
Teilstücke der Leiter des ersten Leitersatzes (6, 7) und der Block (If) aus wärmeleitendem Material so
in die erste Kunststoffhülle (12) aufgenommen sind, daß eine Außenseite des Blockes an einer Außenseite (13) der Kunststoffhülle (12) liegt, und daß die aus
der ersten Kunststoffhülle (12) herausragenden Enden der Leiter (6,7) des ersten Leitersatzes an den
einwärts gerichteten Enden des zweiten Leitersatzes (2) befestigt sind.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Außenseite des Blockes
(11) eine wärmeleitende Platte (4) verbunden ist, die
mindestens teilweise in die zweite Kunststoffhülle (3) aufgenommen ist
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der wärmeleitenden Platte (4) mit einer Außenseite der zweiten
Kunststoffhülle (3) zusammenfällt.
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der
wärmeleitenden Platte (4) aus der zweiten Kunststoffhülle (3) hinausragen und die hinausragenden
Enden zur Befestigung der wärmeleitenden Platte (4) an einem weiteren Kühlkörper je ein Loch (5)
aufweisen.
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