DE1951128C3 - Halbleiteranordnung - Google Patents

Halbleiteranordnung

Info

Publication number
DE1951128C3
DE1951128C3 DE1951128A DE1951128A DE1951128C3 DE 1951128 C3 DE1951128 C3 DE 1951128C3 DE 1951128 A DE1951128 A DE 1951128A DE 1951128 A DE1951128 A DE 1951128A DE 1951128 C3 DE1951128 C3 DE 1951128C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor
shaped
semiconductor element
ring
sheet metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1951128A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1951128B2 (de
DE1951128A1 (de
Inventor
Otto Baden Schaerli (Schweiz)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of DE1951128A1 publication Critical patent/DE1951128A1/de
Publication of DE1951128B2 publication Critical patent/DE1951128B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1951128C3 publication Critical patent/DE1951128C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02Containers; Seals
    • H01L23/04Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203Rectifying Diode
    • H01L2924/12036PN diode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301Thyristor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterelement aus einer beidseitig mit Elektroden versehenen und mindestens einen pn-Übergang aufweisenden Halbleiterscheibe, das in einem scheibenförmigen, gasdichten Gehäuse mit Deckelteilen aus Blech aufgenommen ist, wobei die Deckelteile mit den Hauptelektroden des Halbleiterelements elektrisch und wärmeleitend verbunden sind und einen ringförmig geschlossenen, planen Randbereich aufweisen, dessen eine, dem Halbleiterelement zugewandte Seite mit der zugehörigen Stirnfläche eines ringförmigen, das Halbleiterelement umgebenden Keramikkörpers durch Lötung verbunden ist.
Halbleiteranordnungen dieser Art sind z. B. aus der
CH-PS 4 16 842 und dem DE-GM 19 76 692 bekannt. Bedingt durch den großen Unterschied der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Keramik und insbesondere kupfer- oder kupferlegierungshaltigem Blech ist die Lastwechselfestigkeit der Lötverbindungen zwischen Keramikkörper und Deckelteilen solcher Halbleiteranordnungen bei thermischer Beanspruchung jedoch nicht sehr groß. Außerdem besteht bei solchen Lötverbindungen die Schwierigkeit, daß während des Lötvorganges die zu verlötenden Teile mit einer an den Rändern der Gehäusedeckel angreifenden Lötlehre zusammengehalten werden müssen, wobei es vorkommen kann, daß durch überschüssiges Lot eine ungewünschte Verklebung der Lötlehre mit den Gehäusedeckeln eintritt.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiteranordnung der vorgenannten Art anzugeben, welche durch eine hohe Lastwechselfestigkeit bei thermischer Beanspruchung der Lötverbindungen zwischen Keramikkörper und Deckelteilen gekennzeichnet ist und sich darüber hinaus in einem Lötverfahren herstellen läßt, bei dem eine durch überschüssiges Lot
> eintretende unerwünschte Verklebung der Lötlehre mit den Deckelteilen vermieden wird.
Die Halbleiteranordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der plane Randbereich der Deckelteile an seiner anderen, dem Halbleiterelement
ίο abgewandten Seite mit der planen Stirnfläche eines Keramikringes verlötet ist. Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Figur eine Thyristor-Scheibenzelle als Ausführungsbeispiel im Schnitt dargestellt.
Ein Halbleiterthyristor besteht aus einer in der Figur
schematisch dargestellten Halbleiterscheibe 1, die wie üblich eine kegelig abgeschrägte und mit einer Isoliermasse 2 aus Silikongummi bedeckte Randzone aufweist Die Halbleiterscheibe 1 ist an ihrer anodenseitigen Stirnfläche mit einer Trägerplatte 3 aus Molybdän verbunden und auf ihrer kathodenseitigen Stirnfläche mit einer ringförmigen Emitterelektrode 4 und einer zentralen Steuerelektrode 5 versehen.
Ein scheibenförmiges zur Aufnahme des Halbleitereiementes dienendes Gehäuse weist einen ringförmigen
>-. Keramikkörper 6 auf, der an seinen beiden Stirnseiten mit planen, ringförmig geschlossenen Flächen 7, 8 versehen ist. Der Boden des Gehäuses wird durch einen Deckelteil 9 aus Blech gebildet, der innerhalb einer ringförmigen Sicke 10 eine fiache pfannenartige
jo Vertiefung mit planem Boden bildet, welcher zur Aufnahme der Trägerplatte 3 des Halbleiterthyristors dient. Dieser Deckelteil 9 weist einen planen Randbereich 11 auf, der mit seiner einen, dem Halbleiterelement zugewandten Seite mit der einen planen, ringförmig
.15 geschlossenen Fläche 7 des Keramikkörpers 6 und mit seiner anderen, dem Halbleiterelement abgewandten
Seite mit der planen Stirnfläche 12 eines Keramikringes
13 verlötet ist.
Der Deckel des Gehäuses wird durch einen
ringförmig geschlossenen, mehrere Absätze aufweisenden Blechteil 14 sowie durch einen ebenfalls aus Blech bestehenden Deckelteil 15 gebildet. Der Blechteil 14 weist einen planen Randbereich 16 auf, der, ähnlich wie der als Gehäuseboden dienende Deckelteil 9, an seiner einen Seite mit der anderen planen ringförmig geschlossenen Fläche 8 des Keramikkörpers 6 und an seiner anderen Seite mit der planen Stirnfläche 17 eines zweiten Keramikringes 18 verlötet ist. Der Deckelteil 15, der eine pfannenförmige Vertiefung mit planem
so Boden 19 aufweist, ist mit seinem aufgebördelten Rand 20 mit dem ebenfalls aufgebördelten äußeren Rand 21 des ringförmig geschlossenen Deckelteils 14 durch Lötung oder Schweißung gasdicht verbunden. Zwischen dem planen Boden 19 des Deckelteils 15 und dem
Halbleiterelement ist eine Kupferscheibe 22 angeordnet, die an der Stelle 23 mit einer Abflachung versehen ist und die in den entsprechend geformten inneren Rand des ringförmigen Metallteils 14 paßt, wodurch die Kupferscheibe 22 zentriert und gegen Verdrehung
<* gesichert ist. Ein niedriger, ringförmiger Ansatz 24 der
Kupferseheibe 22, der die ringförmige Emitterelektrode
4 kontaktiert, ist mit einer Nut 25 versehen, in der die
Zuleitung zur Steuerelektrode 5 verlegt ist. Zum Anschluß der Steuerelektrode 5 ist in dem
''S ringförmigen keramischen Gehäusekörper 6 ein zylindrischer Kanal 26 vorgesehen, in dem ein Metallröhrchen 27 eingelötet ist, das bei der Herstellung der Scheibenzelle gleichzeitig als Pumpstutzen dient. Ein
Silberdraht 28, der mit seinem einen Ende mit dem Ende des Metallröhrchens 27 durch Abquetschung gasdicht verbunden ist, verläuft durch den Kanal 26 sowie durch ein in die Nut 25 eingelegtes Isolierröhrchen 29 und ist mit seinem anderen Ende mit der Steuerelektrode 5 verbunden. Als Material für die Deckelteile 9,14 und IS des Gehäuses werden vorteilhaft Kupfer oder Kupferlegierungen verwendet.
Im Betrieb ist die Thyristor-Scheibenzelle zwischen zwei sowohl jjr Wärmeabfuhr als auch als Hauptelektroden-Anschlüsse dienenden Druckkörpern 30 und 31 unter hohem Druck eingespannt, wodurch ein kleiner Übergangswiderstand zwischen dem Halbleiterthyristor und eine gute Wärmeabfuhr der im Aktivteil entstehenden Verlustwärme gewährleistet wird.
Bei der Herstellung der Gehäuse wird das ringförmige Keramikgehäuse 6 zunächst mit dem ringförmig geschlossenen Deckel 9, dem ringförmigen Deckelteil 17 und den beiden Keramikringen 13 und 18 verlötet. Dies geschieht dadurch, daß die zu verlötenden Teile aufeinander angeordnet und an den Lötstellen dünne Lötringe angebracht werden. Der so gebildete Stapel wird mit Gewichten beschwert, in einem Lötofen erhitzt, wobei das Lot schmilzt und in die wegen der Rauhigkeit des Bleches bestehenden feinen Spalten zwischen den zu verlötenden Teilen durch Kapillarwirkung hineingezogen wird.
In das auf diese Weise vorbereitete Gehäuse wird nun der Halbleiterthyristor eingesetzt, der SieuerelektrodenanschluQ montiert, die Kupferscheibe 22 eingesetzt und schließlich der eigentliche Gehäusedeckel 15 an seinem Rand 20 mit dem Rand 21 des ringförmig geschlossenen Deckelteils 14 verlötet oder verschweißt. Danach wird das Gehäuse über das Metallröhrchen 27 evakuiert, mit Schutzgas gefüllt und schließlich durch Abquetschen des Metallröhrchens 27 gasdicht verschlossen.
ίο Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung besteht darin, daQ durch die zusätzlich angelöteten Keramikringe 13, 18 die Lastwechselfestigkeit der Lötverbindungen zwischen Keramikkörper 6 und Deckelteilen 9, 14, 15 bei thermischer Beanspruchung erhöht wird. Diese Erhöhung der Lastwechselfestigkeit wird dadurch bedingt, daß die bei thermischer Beanspruchung wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Keramik und kupferhakigen Blechen zwischen Keramikkörper 6 und jedem einzelnen Deckelteil 9,14,15 auftretenden Kräfte durch Anlöten eines zusätzlichen '«ramikringes 13, 18 nun auf zwei statt iedigiich eine Lötsieii-r verteilt ist
Wegen der beim Verlöten der erfindungsgemäßen Halbleiteranordnung zusätzlich verwendeten Keramik-
2S ringe 13, 18 gelangt kein überschüssiges Lot an eine gegebenenfalls benutzte Lötlehre, so daß das unerwünschte Verkleben der Lötlehre mit den Deckelteilen vollkommen vermieden wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Halbleiteranordnung mit einem Halbleiterelement aus einer beidseitig mit Elektroden versehenen und mindestens einen pn-Obergang aufweisenden Halbleiterscheibe, das in einem scheibenförmigen, gasdichten Gehäuse mit Deckelteilen aus Blech aufgenommen ist, wobei die Deckelteile mit den Hauptelektroden des Halbleiterelements elektrisch und wärmeleitend verbunden sind und einen ringförmig geschlossenen, planen Randbereich aufweisen, dessen eine, dem Halbleiterelement zugewandte Seite mit der zugehörigen Stirnfläche eines ringförmigen, das Halbleiterelement umgebenden Keramikkörpers durch Lötung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der plane Randbereich (11, 16) der Deckelteile (9, 14, 15) an seiner anderen, dem Halbleiterelement (1. 3, 4, 5) abgewandten Seite mit der planen Stirnfläche (12, 17) eines Ke?amikringes(13,18) verlötet ist.
2. Halbleiteranordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Deckelteile (9, 14, 15) aus einem scheibenförmigen Blechteil (15) und einem ringförmigen Blechteil (14) besteht, die an ihren äußeren Rändern (20, 21) gasdicht miteinander verbunden sind und daß der ringförmige Blechteil (14) den mit dem Keramikkörper (6) und dem zugehörigen Keramikring (18) verlöteten planen Randbereich (16) aufweist.
3. Halbleiteranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelteile (9, 14, 15) aus Kupfer oder eicer Kupferlegierung bestehen.
DE1951128A 1969-09-18 1969-10-10 Halbleiteranordnung Expired DE1951128C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1407869A CH505463A (de) 1969-09-18 1969-09-18 Halbleiteranordnung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1951128A1 DE1951128A1 (de) 1971-04-01
DE1951128B2 DE1951128B2 (de) 1977-08-04
DE1951128C3 true DE1951128C3 (de) 1978-04-06

Family

ID=4397776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1951128A Expired DE1951128C3 (de) 1969-09-18 1969-10-10 Halbleiteranordnung

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH505463A (de)
DE (1) DE1951128C3 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2246423C3 (de) * 1972-09-21 1979-03-08 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Thyristor mit scheibenförmigem Gehäuse
KR101716101B1 (ko) 2014-01-21 2017-03-27 에이비비 슈바이쯔 아게 전력 반도체 디바이스

Also Published As

Publication number Publication date
DE1951128B2 (de) 1977-08-04
CH505463A (de) 1971-03-31
DE1951128A1 (de) 1971-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1248813C2 (de) Federnde halbleiter-anschlusskontaktanordnung
CH652533A5 (de) Halbleiterbaustein.
DE2041497B2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes
DE1141029B (de) Halbleiteranordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1127488B (de) Halbleiteranordnung aus Silizium oder Germanium und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1046198B (de) Legierungs-Verfahren zur Herstellung von elektrischen Halbleitergeraeten unter Pulvereinbettung
DE1514643A1 (de) Halbleiteranordnung
DE1951128C3 (de) Halbleiteranordnung
DE1194503B (de) Halbleiter-Diode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1098103B (de) Verfahren zum Einbau eines elektrischen Halbleiterelementes in ein Gehaeuse
DE1113519B (de) Siliziumgleichrichter fuer hohe Stromstaerken
DE1539638B2 (de) Halbleiterbauelement
DE1083936B (de) Elektrische Halbleitervorrichtung fuer groessere Leistungen und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
DE1234326B (de) Steuerbarer Gleichrichter mit einem einkristallinen Halbleiterkoerper und mit vier Zonen abwechselnd entgegengesetzten Leitungstyps
DE2238569C3 (de) Verfahren zum Löten einer Halbleiterplatte
DE1151324B (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen
DE2402606A1 (de) Fluessigkeitskuehleinrichtung fuer scheibenfoermige halbleiterelemente
DE1514393C (de) Halbleiterbauelement
DE1464401A1 (de) Halbleiteranordnung
DE1903082A1 (de) Halbleiterelement
DE1192322C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung
DE2521097A1 (de) Verfahren zum herstellen einer anode fuer eine roentgenroehre sowie nach diesem verfahren hergestellte anode
DE6935758U (de) Halbleiterbaeulement.
DE1439132C3 (de) Halbleiterbauelement
DE3736671C1 (en) Method for producing semiconductor components

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee