DE19618978A1 - Gepanzertes Gehäuse für eine Leistungshalbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Gepanzertes Gehäuse für eine Leistungshalbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein gepan­ zertes Gehäuse für eine Leistungshalbleitervorrichtung so­ wie auf ein Verfahren zu deren Herstellung und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines mit Anschlußmuttern und Elektrodenplatten einstückig in einem Einspritz-Gußver­ fahren ausgeformten gepanzerten Gehäuses.
Die Fig. 5 ist eine Schnittansicht in länglicher Rich­ tung, die den Aufbau des Hauptteiles einer herkömmlichen Leistungshalbleitervorrichtung zeigt. Die Fig. 6 ist eine längliche Schnittansicht, gemäß der ein Teil von Fig. 5 vergrößert dargestellt ist.
In den Fig. 5 und 6 bezeichnen die Bezugszeichen fol­ gende Bauelemente. Die Bezugszeichen 1P und 2P bezeichnen Elektrodenplatten, die an ihren entsprechenden Biegeenden die Anschlußabschnitte 1bP und 2bP aufweisen. Wenn die Elektrodenplatten 1P und 2P eingekapselt bzw. vergossen werden, ragen die Anschlußabschnitte 1bP und 2bP, wie in Fig. 5 strichliert dargestellt, gerade nach oben heraus, wodurch sie auf einfache Weise in ein gepanzertes Gehäuse 11P eingeführt werden können.
Das Bezugszeichen 9P bezeichnet eine wärmeabstrahlende Platte, mit der Wärme nach außen abgegeben bzw. abgestrahlt werden kann. Das Bezugszeichen 11P bezeichnet ein gepanzer­ tes Gehäuse, welches vorab derart ausgeformt ist, daß es Löcher 11a und 11b zum Einführen der Anschlußabschnitte 1bP und 2bP, Löcher 11c und 11d zum Einführen der Anschlußmut­ tern und Fenster 11eP zum Einspritzen eines Silikonharzes oder eines Epoxidharzes aufweist.
Die Anschlußabschnitte 1bP und 2bP der Elektrodenplat­ ten 1P und 2P werden in die am gepanzerten Gehäuse 11P vor­ gesehenen Einführöffnungen 11a und 11b eingeführt. Zwei An­ schlußmuttern 31P werden jeweils in die am gepanzerten Ge­ häuse 11P vorgesehenen Einführöffnungen 11c und 11d einge­ führt. Daraufhin werden die Anschlußabschnitte 1bP und 2bP in die durch Pfeile gemäß Fig. 5 dargestellten vorbestimm­ ten Richtungen derart gebogen, daß sie sich nahezu horizon­ tal hinsichtlich der Oberfläche des gepanzerten Gehäuses 11P befinden. Dementsprechend wird das gepanzerte Gehäuse 11P mit den Elektrodenplatten und den Anschlußmuttern aus­ gebildet. Das in Fig. 6 dargestellte Bezugszeichen 2aP be­ zeichnet eine äußere Schraubeneinführöffnung zum Einführen einer Befestigungsschraube, die am gebogenen Abschnitt 2bP vorgesehen ist.
Das Bezugszeichen 21P bezeichnet ein keramisches Substrat, das als isolierendes Substrat dient. Eine Schal­ tungsleiterfolie 23P ist auf dem Substrat 21P aufgebracht. Das Bezugszeichen 22P bezeichnet ein Leistungshalbleitere­ lement, welches mit der Schaltungsleiterfolie 23P auf dem keramischen Substrat 21P befestigt ist. Das Bezugszeichen 25P bezeichnet einen Aluminiumdraht bzw. eine Aluminiumver­ drahtung. Mit 31P ist eine Anschlußmutter zum Befestigen der Anschlußabschnitte 1bP und 2bP bezeichnet, die mit ent­ sprechenden nicht dargestellten externen Elektroden verbun­ den werden. Das Bezugszeichen 41b bezeichnet ein weiches Silikonharz zum Schützen der durch die Verdrahtung verbun­ denen Leistungshalbleiterelemente 22P und der Aluminiumver­ drahtung 25P. Das Bezugszeichen 42P bezeichnet ein hartes Epoxidharz.
Die schematische Arbeitsweise der herkömmlichen Lei­ stungshalbleitervorrichtung gemäß Fig. 5 wird nachfolgend beschrieben. Eine durch die Leistungshalbleiterelemente 22P erhaltene Funktion wird über die Aluminiumverdrahtung 25P und die mit dem isolierenden Substrat 21P verbundene Schal­ tungsleiterfolie 23P an die Elektrodenplatten 1P und 2P übertragen und anschließend an (nicht dargestellte) ge­ trennt vorgesehene externe Elektroden weitergeleitet, die mit den Anschlußmuttern 31P und (nicht dargestellten) Befe­ stigungsschrauben, die außerhalb der Leistungshalbleiter­ vorrichtung vorgesehen sind, befestigt. Die durch die Lei­ stungshalbleiterelemente 22P erzeugte Wärme wird über einen (nicht dargestellten) Kühlkörper, an dem die Leistungshalb­ leitervorrichtung über das isolierende Substrat 21P mit seiner Schaltungsleiterfolie 23P und der wärmeabstrahlenden Platte 9P befestigt sind, abgestrahlt bzw. abgegeben. Fer­ ner wird die Wärme über das zum Schutz der Leistungshalb­ leiterelemente 22P und der Aluminiumverdrahtung 25P vorge­ sehene Siliziumharz 41P an die Elektrodenplatten 1P und 2P weitergeleitet und anschließend nach oben hin abgestrahlt.
Beim Aufbau bzw. Zusammenbau der Leistungshalbleiter­ vorrichtung können jedoch folgende Probleme auftreten.
Das gepanzerte Gehäuse 11P mit seinen Elektrodenplatten 1P und 2P wird vor dem Zusammenbau der Leistungshalbleiter­ vorrichtung ausgebildet. Das Verfahren zum Ausbilden des gepanzerten Gehäuses 11P wird nachfolgend anhand von Fig. 6 näher beschrieben. Als erstes wird die Anschlußmutter 31P und die Elektrodenplatte 2P in die Anschlußmutter-Einführ­ öffnung 11d und die Elektrodenplatten-Einführöffnung 11b des gepanzerten Gehäuses 11P eingeführt, welches vorab mit einem Harz in eine vorbestimmte Form gebracht wurde. An­ schließend wird der Anschlußabschnitt 2bP der Elektroden­ platte 2P in einem nachfolgenden Schritt umgebogen. In die­ sem Fall ist der Einsatz eines festen Körpers, wie bei­ spielsweise einer Metall-Gußform, zwischen dem Anschlußab­ schnitt 2bP der Elektrodenplatte 2P und dem gepanzerten Ge­ häuse 11P zum Falten bzw. Umbiegen des Anschlußabschnitts 2bP nicht möglich. Aus diesem Grunde werden im herkömmli­ chen Biegeschritt Risse bzw. Brüche aufgrund der Biegebela­ stung beim gepanzerten Gehäuse in der Nähe der Elektroden­ platten-Einführöffnung 11b verursacht. Darüberhinaus ist die Biegegenauigkeit des Anschlußabschnitt 2bP der Elektro­ denplatte 2P gering, weshalb Risse bzw. Sprünge am Biegeab­ schnitt aufgrund von Platten-Absplitterung hervorgerufen werden könne. Insbesondere können derartige Probleme leicht auftreten, wenn die Elektrodenplatte 2P eine Dicke größer 1 mm aufweist.
In der herkömmlichen Leistungshalbleitervorrichtung können daher folgende Probleme auftreten, wenn das gepan­ zerte Gehäuse mit den Elektrodenplatten zusammengebaut wird.
  • (1) Auftreten von Rissen am gepanzerten Gehäuse.
  • (2) Geringe Biegegenauigkeit an den Anschlußabschnit­ ten der Elektrodenplatten, so daß eine fehlerhafte Paßge­ nauigkeit zwischen der am Anschlußabschnitt vorgesehenen externen Schrauben-Einführöffnung der Elektrodenplatte und dem Schraubenloch der Anschlußmutter auftritt.
  • (3) Auftreten von Rissen am Anschlußabschnitt.
Diese Probleme werden durch das Biegen des Anschlußab­ schnitts der Elektrodenplatte in einem nachfolgenden Schritt hervorgerufen.
Zur Lösung der vorherstehend beschriebenen Probleme müssen die Anschlußabschnitte der Elektrodenplatten vorab gebogen werden, so daß ein gepanzertes Gehäuse mit Elektro­ denplatten durch ein Einspritz-Gußverfahren ausgebildet wird. In diesem Fall dringt jedoch ein für das Vergießen des gepanzerten Gehäuses verwendetes Harz in den Schrauben­ öffnungsabschnitt der Anschlußmutter ein, so daß die An­ schlußmutter ihre eigentliche Funktion nicht mehr erfüllen kann. Aus diesem Grund besitzt die vorliegende Erfindung den folgenden Aufbau.
Gemäß einem ersten Teilaspekt der vorliegenden Erfin­ dung besteht die Leistungshalbleitervorrichtung aus einem gepanzerten Gehäuse mit einer Anschlußmutter, einer An­ schlußmutter-Abdeckung zum Abdecken zumindest eines unteren Abschnitts einer äußeren Seite und eines Bodens der An­ schlußmutter und zum Halten der Anschlußmutter derart, daß die Anschlußmutter vor einer Verdrehung geschützt ist, und einer Elektrodenplatte mit einem Anschlußabschnitt, der vorab in eine vorbestimmte Form gebogen wurde und eine Schrauben-Einführöffnung zum Einführen einer externen Schraube aufweist, die in das Gewinde der Anschlußmutter eingreift, wobei die Schrauben-Einführöffnung eine Haupt­ achse aufweist, die mit einer Hauptachse einer Schrauben­ öffnung der Anschlußmutter übereinstimmt, und wobei die An­ schlußmutter-Abdeckung und die Elektrodenplatte mittels ei­ nes Einspritz-Gußverfahrens einstückig mit dem gepanzerten Gehäuse ausgebildet werden.
Gemäß einem zweiten Teilaspekt der vorliegenden Erfin­ dung besteht ein gepanzertes Gehäuse für eine Leistungs­ halbleitervorrichtung aus einem gepanzerten Gehäuse mit ei­ ner Anschlußmutter, einer Anschlußmutter-Abdeckung zum Ab­ decken zumindest eines unteren Abschnitts einer äußeren Seite und eines Bodens der Anschlußmutter und zum Halten der Anschlußmutter derart, daß die Anschlußmutter vor einer Verdrehung geschützt ist, und einer Elektrodenplatte mit einem Anschlußabschnitt, der vorab in eine vorbestimmte Form gebogen wurde und eine Schrauben-Einführöffnung zum Einführen einer externen Schraube aufweist, die in das Ge­ winde der Anschlußmutter eingreift, wobei die Schrauben- Einführöffnung eine Hauptachse aufweist, die mit einer Hauptachse einer Schraubenöffnung der Anschlußmutter über­ einstimmt, und wobei die Anschlußmutter-Abdeckung und die Elektrodenplatte mittels eines Einspritz-Gußverfahrens ein­ stückig mit dem gepanzerten Gehäuse ausgebildet werden.
Gemäß einem dritten Teilaspekt der vorliegenden Erfin­ dung besteht ein Verfahren zur Herstellung eines gepanzer­ ten Gehäuses für eine Leistungshalbleitervorrichtung aus den Schritten: Vorbereiten einer Anschlußmutter, Vorberei­ ten einer Anschlußmutter-Abdeckung zum Abdecken von zumin­ dest eines unteren Abschnitts einer äußeren Seite und eines Bodens der Anschlußmutter und zum Halten der Anschlußmutter derart, daß die Anschlußmutter vor einer Verdrehung ge­ schützt ist, Vorbereiten einer Elektrodenplatte mit einem Anschlußabschnitt, der vorab in eine vorbestimmte Form ge­ bogen wurde und eine Schrauben-Einführöffnung zum Einführen einer externen Schraube aufweist, die in das Gewinde der Anschlußmutter eingreift, Vorbereiten einer Metall-Gußform für das gepanzerte Gehäuse, wobei die Metall-Gußform Posi­ tionen aufweist, an denen die Anschlußmutter-Abdeckung und die Elektrodenplatten derart angeordnet sind, daß eine Hauptachse der Schrauben-Einführöffnung der Elektrodenplat­ ten mit einer Hauptachse einer Schraubenöffnung der An­ schlußmutter, die von der Anschlußmutter-Abdeckung gehalten wird, übereinstimmt, und dem Vorsehen der Anschlußmutter- Abdeckung an der entsprechenden Position innerhalb der Me­ tall-Gußform zum Halten der Anschlußmutter durch die An­ schlußmutter-Abdeckung und zum Vorsehen der Elektrodenplat­ ten an der entsprechenden Position innerhalb der Metall- Gußform, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung und die Elek­ trodenplatten einstückig mit dem gepanzerten Gehäuse durch ein Einspritz-Gußverfahren ausgeformt werden.
Die im erfindungsgemäßen gepanzerten Gehäuse für die Leistungshalbleitervorrichtung vorgesehene Anschlußmutter- Abdeckung verhindert, daß ein Gießharz in den Schrauben­ loch-Abschnitt der Anschlußmutter eindringt und daß sich die Anschlußmutter darin während des Eingießvorgangs dreht. Aufgrund dieses Aufbaus kann der Anschlußabschnitt der Elektrodenplatte in einem vorhergehenden Schritt exakt ge­ bogen werden. Folglich werden am gepanzerten Gehäuse keine Risse verursacht, während jedoch die Biegegenauigkeit des Anschlußabschnitts der Elektrodenplatte vergrößert werden kann.
Die Anschlußschrauben-Abdeckung besitzt eine derartige Form, daß sie auf einfache Weise am gepanzerten Gehäuse be­ festigt werden kann. Zusätzlich kann die Lagegenauigkeit der Anschlußmutter-Abdeckung leicht verbessert werden, wenn das gepanzerte Gehäuse vergossen wird.
Zunächst liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, ein gepanzertes Gehäuse für eine Leistungshalbleiter­ vorrichtung auszubilden, die die Probleme (1) bis (3) be­ seitigt, die das Eindringen von Gießharz in den Schrauben­ öffnungsabschnitt einer Anschlußschraube während des Ver­ gießens verhindert und eine Drehung der Anschlußmutter ver­ hindert wird, wenn diese mit einer externen Schraube befe­ stigt wird.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, die äußeren Abschnitte der Anschlüsse automatisch und auf einfache Weise zusammenzufügen und eine Verdrehung der Anschlußmutter sicher zu verhindern, um die Genauigkeit beim Formen bzw. Vergießen des gepanzerten Gehäuses zu er­ höhen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die den Hauptteil einer Leistungshalbleitervorrichtung gemäß einem ersten erfin­ dungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellt;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die den Hauptteil des gepanzerten Gehäuses der Leistungshalbleitervorrichtung ge­ mäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 3a und 3b sind Ansichten, die den Hauptteil eines gepanzerten Gehäuses der Leistungshalbleitervorrichtung ge­ mäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellt;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die den Hauptteil eines gepanzerten Gehäuses der Leistungshalbleitervorrichtung ge­ mäß einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellt;
Fig. 5 und 6 sind Schnittansichten, die den Hauptteil einer herkömmlichen Leistungshalbleitervorrichtung darstel­ len; und
Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das die Herstellungs­ schritte des gepanzerten Gehäuses für die Leistungshalblei­ tervorrichtung darstellt.
Erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 1 ist eine Längs-Schnittansicht, die den Auf­ bau des Hauptteiles einer erfindungsgemäßen Leistungshalb­ leitervorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel darstellt. Die Fig. 2 ist eine Längs-Schnitt­ ansicht, die den Aufbau des Hauptteils des gepanzerten Ge­ häuses der Leistungshalbleitervorrichtung darstellt, wobei ein in Fig. 1 mit strichlierter Linie umrandeter Bereich vergrößert dargestellt ist.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 21 ein isolie­ rendes Substrat, wie beispielsweise ein keramisches Substrat. Schaltungsleiterfolien 23 sind an einer Oberflä­ che des isolierenden Substrats 21 vorgesehen. Leistungs­ halbleiterelemente 22 sind an den Oberflächen von einigen Schaltungsleiterfolien 23 befestigt. Eine Aluminiumverdrah­ tung 25 verbindet entsprechende Elektroden der Leistungs­ halbleiterelemente 22 und entsprechende andere Schaltungs­ leiterfolien 23. Ein Ende der nachfolgend beschriebenen Elektrodenplatten 1 und 2 ist jeweils an den Schaltungslei­ terfolien 23a und 23b befestigt. Eine wärmeabstrahlende Platte 9 ist an der unteren Oberfläche des isolierenden Substrats 21 vorgesehen. Die wärmeabstrahlende Platte 9 strahlt die durch die Leistungshalbleiterelemente 22 er­ zeugte Wärme nach außen ab.
Ein die Bauteile 9, 21, 22, 23 und 25 aufweisender ak­ tiver Körper wird von einem gepanzerten Gehäuse 11 abge­ deckt. Ein Silikonharz 41 und ein Epoxidharz 42 werden über am gepanzerten Gehäuse 11 vorgesehene Einspritzfenster 11e nacheinander in das gepanzerte Gehäuse 11 eingespritzt, so daß eine Leistungshalbleitervorrichtung 10 mit Harz versie­ gelt wird.
Das mit einem Gießharz ausgeformte gepanzerte Gehäuse 11 stellt das Hauptteil der vorliegenden Erfindung dar und besitzt Elektrodenplatten 1 und 2, Anschlußmuttern 31 sowie Anschlußmutter-Abdeckungen 15. Die Anschlußmuttern 31 grei­ fen über die Elektrodenplatten 1 und 2 in das Gewinde der entsprechenden (nicht dargestellten) externen Schrauben bin. Die jeweiligen Anschlußmutter-Abdeckungen 15 decken zumindest den unteren Abschnitt der äußeren Seite sowie den Boden der entsprechenden Anschlußmutter 31 ab, wodurch die Anschlußmutter 31 derart gehalten wird, daß eine Drehbewe­ gung verhindert ist. Das gepanzerte Gehäuse 11 wird mit den Bauteilen 1, 2 und 15 einstückig durch ein Einspritz-Guß­ verfahren vergossen. Wie nachfolgend beschrieben wird, wird das gepanzerte Gehäuse 11 vor den Schritten für den Zusam­ menbau der Leistungshalbleitervorrichtung 10 und dem Ver­ regeln des gleichen mit Harzen durch ein Gußverfahren vorab hergestellt. Der Aufbau des gepanzerten Gehäuses 11 wird nachfolgend genauer beschrieben.
Die Elektrodenplatten 1 und 2 besitzen Anschlußab­ schnitte 1b und 2b, die vorab durch eine Preßmaschine oder dergleichen jeweils mit hoher Genauigkeit in eine vorbe­ stimmte Form gebogen werden. In diesem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel werden die Anschlußabschnitte 1b und 2b vorab ein eine L-Form gebogen, so daß sie nach dem Vergießen re­ lativ zu einer oberen Oberfläche 4 des gepanzerten Gehäuses 11 horizontal angeordnet sind. Schraubeneinführöffnungen 1a und 2a zum Einführen externer Befestigungsschrauben werden vorab an den entsprechend vorbestimmten Stellen der An­ schlußabschnitte 1b und 2b ausgebildet. Die Elektrodenplat­ ten 1 und 2 werden an entsprechend vorbestimmten Stellen einer Metallgußform für ein (nicht dargestelltes) Ein­ spritz-Gußverfahren derart vorgesehen, daß die Hauptachsen der Schrauben-Einführöffnungen 1a und 2a mit den Hauptach­ sen der (nicht dargestellten) Schraubenlöcher der Anschluß­ muttern 31 nach dem Vergießen des gepanzerten Gehäuses 11 übereinstimmen.
Die jeweiligen Anschlußmutter-Abdeckungen 15 stellen einen Gießharzkörper dar, der vorab gegossen wird und einen verbundenen Zwei-Stufen konkaven Abschnitt mit einem ersten konkaven Abschnitt 15a und einem zweiten konkaven Abschnitt 15b aufweist. Der erste konkave Abschnitt 15a ist eine An­ schlußmutter-Einführöffnung, die eine Öffnung an der Ein­ führoberflächenseite 4 für die Anschlußmutter 31 des gepan­ zerten Gehäuses 11 aufweist. Der zweite konkave Abschnitt 15b wird an einer am Boden des ersten konkaven Abschnitts 15a vorgesehenen Öffnung 5 in Richtung zur Innenseite aus­ gebildet.
Der erste konkave Abschnitt 15a besitzt die gleiche Form und Abmessung wie die äußere Form und Abmessung der Anschlußmutter 31. Gemäß dem vorliegenden Beispiel besitzt die Anschlußmutter 31 eine hexagonale Form. Folglich be­ sitzt der erste konkave Abschnitt 15a eine konkave Form, deren Querschnitt senkrecht zur zentralen Achse 3 hexagonal ist und deren Tiefe gleich der Länge der äußeren Seiten der Anschlußmutter 31 ist. Demzufolge werden die Seiten und der Boden der Anschlußmutter 31 vom ersten konkaven Abschnitt 15a abgedeckt, wenn die Anschlußmutter 31 in den ersten konkaven Abschnitt 15a eingeführt wird.
Durch die beim Kontakt mit den Seiten und dem Boden der Anschlußmutter 31 mit den Wänden des ersten konkaven Ab­ schnitts 15a erzeugte Kraft wird die Anschlußmutter 31 der­ art gehalten, daß eine Drehbewegung ausgeschlossen ist, wenn eine Befestigung mit der externen Schraube erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt stimmt die Hauptachse 3 der Anschlußmut­ ter-Abdeckung 15, d. h. des ersten konkaven Abschnitts 15a, nahezu mit der Hauptachse des Schraubenlochs der Anschluß­ mutter 31 und der Achse der Schraubeneinführöffnungen 1a und 2a der Elektrodenplatten 1 und 2 überein.
Der zweite konkave Abschnitt 15b ist derart ausgebil­ det, daß seine Hauptachse mit der des ersten konkaven Ab­ schnitts 15a übereinstimmt. Die Form und die Abmessungen des zweiten konkaven Abschnitts 15b werden derart einge­ stellt, daß ein Teil der Befestigungsschraube der externen Schraube durch die untere Oberfläche 6 der Anschlußmutter 31 hindurchtreten kann, wenn die externe Schraube in das Gewinde eingreift und mit der Anschlußmutter 31 befestigt wird.
Die Herstellungsschritte des gepanzerten Gehäuses 11 mit einem derartigen Aufbau (vorherstehende Schritte) wird nachfolgend anhand von Fig. 7 näher beschrieben. Der glei­ che Schritt wird im allgemeinen in einen ersten Formschritt und einen zweiten Formschritt aufgeteilt. Als erstes werden die Anschlußmutter-Abdeckungen 15 mit dem Aufbau gemäß der Fig. 1 und 2 durch ein Gießverfahren ausgeformt (erster Formschritt).
Die Elektrodenplatten 1 und 2 mit ihren an vorbestimm­ ten Stellen ausgebildeten Schrauben-Einführöffnungen 1a und 2a werden mittels einer Preßmaschine oder dergleichen in eine vorbestimmte Form gebogen, so daß die Biegeabschnitte 1b und 2b ausgebildet werden.
Daraufhin wird der zweite Formschritt durchgeführt. Ge­ nauer gesagt wird eine (nicht dargestellte) Metall-Gußform für ein gepanzertes Gehäuse vorbereitet, in der die Posi­ tionen der Anschlußmutter-Abdeckungen 15 und der Elektro­ denplatten 1 und 2 derart eingestellt werden, daß die Hauptachsen der Schrauben-Einführöffnungen 1a und 2a der Elektrodenplatten 1 und 2 mit den Hauptachsen der entspre­ chenden Anschlußmuttern 31 jeweils übereinstimmen, wenn die Anschlußmuttern 31 von den ersten konkaven Abschnitten 15a der Anschlußmutter-Abdeckungen 15 gehalten werden. Die je­ weilige Anschlußmutter-Abdeckung 15 wird zunächst in die entsprechende Position innerhalb der Metall-Gußform ge­ bracht, wobei anschließend eine jeweilige Anschlußmutter 31 in den entsprechenden ersten konkaven Abschnitt 15a derart eingeführt wird, daß jede Anschlußmutter-Abdeckung 15 die entsprechende Anschlußmutter 31 trägt. In diesem Fall wird ein gewisses Spiel zwischen den Seitenwänden des ersten konkaven Abschnitts 15a und der jeweiligen Anschlußmutter 31 erzeugt. Ferner werden die Elektrodenplatten 1 und 2 an vorbestimmten Positionen innerhalb der Metall-Gußform vor­ gesehen. Sobald diese Vorbereitungen abgeschlossen sind, werden die Elektrodenplatten 1 und 2 sowie die zwei An­ schlußschrauben-Abdeckungen 15 mit ihren Anschlußschrauben 31 einstückig durch ein Einspritz-Gußverfahren mit einem Gießharzteil, welches das gepanzerte Gehäuse sein soll, einstückig ausgebildet. Auf diese Weise wird das in Fig. 1 und 2 dargestellte gepanzerte Gehäuse 11 geformt.
Sobald der Schritt zur Herstellung des gepanzerten Ge­ häuses 11 abgeschlossen ist, wird der Schritt zum Zusammen­ bau der Leistungshalbleitervorrichtung 10 durchgeführt.
Gemäß dem vorherstehend beschriebenen gepanzerten Ge­ häuse 11 der Leistungshalbleitervorrichtung 10 wird jede Anschlußmutter-Abdeckung 15 vorab durch ein erstes Gießver­ fahren in eine derartige Form ausgeformt, daß die Anschluß­ mutter 31 derart abgedeckt wird, daß ein Verdrehen bei ih­ rer Befestigung mit der Befestigungsschraube verhindert ist. Aus diesem Grund kann beim Vergießen des gepanzerten Gehäuses 11 kein Harz in die Schraubenöffnungen der An­ schlußmuttern fließen. Es ist folglich möglich, die An­ schlußabschnitte 1b und 2b der Elektrodenplatten 1 und 2 durch eine Preßmaschine oder dergleichen mit hoher Genauig­ keit vorab zu biegen. Darüberhinaus kann die Lagegenauig­ keit zwischen Schraubenlöchern der Anschlußschrauben 31 und der Befestigungsschrauben-Einführöffnungen 1a und 2a der Elektrodenplatten 1 und 2 verbessert werden. Gemäß dem Stand der Technik werden die Anschlußabschnitte der Elek­ trodenplatten in vorbestimmte Einführöffnungen eingeführt und nach dem Vergießen des gepanzerten Gehäuses gebogen, so daß Risse am gepanzerten Gehäuse, eine fehlerhafte Paßge­ nauigkeit, Risse an den Anschlußabschnitten und dergleichen hervorgerufen werden. Erfindungsgemäß ist es jedoch mög­ lich, diese Nachteile vollständig zu eliminieren.
Ferner können die Anschlußmuttern 31, die Elektroden­ platten 1 und 2 und weitere Bauteile zusammengebaut werden, wenn das gepanzerte Gehäuse 11 gegossen wird. Daher kann auf einfache Weise der Schritt zum Zusammenbau der Bauteile um die Anschlüsse herum automatisch durchgeführt werden.
Auch für den Fall, daß die Dicke der jeweiligen Elek­ trodenplatten größer 1,0 mm ist, kann die vorliegende Erfin­ dung eingesetzt werden. Folglich kann eine leistungsstarke Leistungshalbleitervorrichtung entwickelt werden.
Zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 3a zeigt eine Schnittansicht, die den Haupt­ teil eines gepanzerten Rahmens einer Leistungshalbleiter­ vorrichtung gemäß einem bevorzugten erfindungsgemäßen Aus­ führungsbeispiel darstellt, wobei es einer Variante des durch die strichlierte Linie in Fig. 1 angegebenen Bereichs entspricht. Die Fig. 3b ist eine Draufsicht, die eine An­ schlußmutter-Abdeckung 15a gemäß Fig. 3a aus der Richtung eines Pfeils 7 darstellt. Die Längs-Schnittansicht entlang der in Fig. 3b dargestellten Linie X-Y entspricht der Fig. 3a.
Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch, daß jede Anschlußmutter-Abdeckung eine unterschiedliche Form aufweist. Hinsichtlich der weiteren Gesichtspunkte stimmt das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel mit dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel überein.
In den Fig. 3a und 3b bezeichnet das Bezugszeichen 11A ein gepanzertes Gehäuse und das Bezugszeichen 15A eine An­ schlußmutter-Abdeckung. Aussparungsabschnitte bzw. Kerbab­ schnitte 8 sind an vorbestimmten Stellen vorgesehen, an de­ nen die Anschlußmutter-Abdeckung 15A mit einem Harz des ge­ panzerten Gehäuses 11A befestigt ist, d. h. ein Teil der äu­ ßeren Oberfläche (äußere Seite und Boden) der Anschlußmut­ ter-Abdeckung 15A. Folglich erreicht das für das gepanzerte Gehäuse 11A verwendete Gießharz die jeweiligen Aussparungs­ abschnitte 8 während des Einspritz-Gußverfahrens, wodurch die Adhäsionswirkung des Harzes für das gepanzerte Gehäuse 11A mit dem Harz für die Anschlußmutter-Abdeckung 15A ver­ größert ist.
Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel kann jede Anschlußmutter-Abdeckung 15A mit dem gepanzerten Ge­ häuse 11A fester befestigt werden. Folglich können die An­ schlußmutter-Abdeckungen 15A vor einer Drehung gegenüber dem gepanzerten Gehäuse 11A weiter geschützt werden, die durch die Befestigungskraft hervorgerufen wird, wenn eine jeweilige Befestigungsschraube in das Gewinde einer jewei­ ligen Anschlußmutter 31 eingreift. Die Anschlußmuttern 31 können daher vollständig vor einer Drehbewegung geschützt werden. Als Ergebnis kann die Befestigung durch die Befe­ stigungsschrauben sicher und einfach durchgeführt werden.
Drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht, die den Hauptteil eines gepanzerten Gehäuses einer Leistungshalbleitervor­ richtung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbei­ spiel gemäß der Erfindung darstellt, in der die in Fig. 1 durch strichlierte Linien angegebenen Bereiche vergrößert dargestellt sind. Das dritte bevorzugte Ausführungsbeispiel entspricht einer Variante des zweiten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels, wobei es sich vom zweiten bevorzugten Aus­ führungsbeispiel in folgender Weise unterscheidet.
Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten gepanzerten Gehäuse 11B ist ein konkaver Abschnitt 12 für eine zweite Gießposi­ tionierung innerhalb des Hauptabschnitts eines Bodens 9 an der Rückseite einer Anschlußmutter-Abdeckung 15B (gegenüber einer für eine Anschlußmutter 31 vorgesehenen Einführober­ fläche 4) vorgesehen. Der konkave Abschnitt 12 für die zweite Gießpositionierung ist über eine durchgehende Öff­ nung verbunden, die in dem gepanzerten Gehäuse 11B während des Einspritz-Gußverfahrens ausgebildet wurde und als Ar­ beitsoberfläche auf einer Metall-Gußform dient, wenn das gepanzerte Gehäuse 11B gegossen wird. Genauer gesagt wird ein konvexer Abschnitt für die zweite Gießpositionierung vorab an der (nicht dargestellten) Metall-Gußform ausgebil­ det, die dem konkaven Abschnitt 12 entspricht. Zum Zeit­ punkt des Einspritz-Gußverfahrens wird der konvexe Ab­ schnitt in den konkaven Abschnitt derart eingeführt, daß die Anschlußmutter-Abdeckung 15B sicher in der Metall-Guß­ form vorgesehen ist. Unter Verwendung des einfachen Aufbaus der Anschlußmutter-Abdeckungen 15B kann das Einspritz-Guß­ verfahren sicher gegen den Einspritzdruck eines Harzes für das gepanzerte Gehäuse 11B durchgeführt werden. Darüberhin­ aus kann eine aufgrund des Einspritzdruckes entstehende fehlerhafte Paßgenauigkeit verhindert werden.
Die Idee, einen konkaven Abschnitt 12 vorzusehen, kann ebenso auf das gepanzerte Gehäuse 11 gemäß Fig. 2 angewen­ det werden. Während die Tiefe des ersten konkaven Ab­ schnitts 15a einer jeweiligen Anschlußmutter-Abdeckung 15, 15A und 15B nahezu gleich der Seitenlänge der Anschlußmut­ ter 31 gemäß dem ersten bis dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ist, kann diese innerhalb eines Bereiches so­ weit verringert werden, solange sich eine jeweilige An­ schlußmutter 31 nicht verdreht.
Die vorliegende Erfindung verwirklicht ein gepanzertes Gehäuse für eine Leistungshalbleitervorrichtung, bei der die beim Einführen der Anschlußabschnitte einer Elektroden­ platte in Einführöffnungen des gepanzerten Gehäuses und dem daran anschließenden Biegen entstehende Risse verhindert werden können, bei der eine zwischen der Befestigungs­ schrauben-Einführöffnung des Anschlußabschnitts und der Schraubenöffnung einer Anschlußmutter auftretende fehler­ hafte Paßgenauigkeit und dergleichen verhindert werden kann und bei der der automatische Zusammenbau erleichtert werden kann. Hierbei wird vorab eine Anschlußmutter-Abdeckung ge­ gossen. Die Anschlußmutter-Abdeckung besitzt einen ersten konkaven Abschnitt, der die Anschlußmutter abdeckt und der­ art hält, daß ein Verdrehen während der Befestigung einer Schraube verhindert ist und einen zweiten konkaven Ab­ schnitt, in den die Spitze des Schraubenabschnitts des Schraubenbolzens eindringen kann. Die Elektrodenplatten, deren Anschlußabschnitt mittels einer Preßmaschine oder dergleichen vorab in eine vorbestimmte Form gebogen wurden sowie die Anschlußmutter-Abdeckung mit der darin eingeführ­ ten Anschlußmutter, die durch den ersten konkaven Abschnitt gehalten wird, sind in einer Metall-Gußform für das gepan­ zerte Gehäuse angeordnet. Die Elektrodenplatten und die An­ schlußmutter-Abdeckung werden mit dem gepanzerten Gehäuse einstückig durch ein Einspritz-Gußverfahren derart ausge­ formt, daß dadurch das gepanzerte Gehäuse für die Lei­ stungshalbleitervorrichtung gegossen bzw. ausgeformt werden kann.

Claims (13)

1. Leistungshalbleitervorrichtung mit einem gepanzerten Gehäuse (11; 11A; 11B) bestehend aus:
einer Anschlußmutter (31),
einer Anschlußmutter-Abdeckung (15; 15A; 15B) zum Ab­ decken zumindest eines unteren Abschnitts einer äußeren Seite und eines Bodens der Anschlußmutter (31) und zum Hal­ ten der Anschlußmutter derart, daß die Anschlußmutter (31) vor einer Verdrehung geschützt ist, und
einer Elektrodenplatte (1, 2) mit einem Anschlußab­ schnitt (1b, 2b), der vorab in eine vorbestimmte Form gebo­ gen wurde und eine Schrauben-Einführöffnung (1a, 2a) zum Einführen einer externen Schraube aufweist, die in das Ge­ winde der Anschlußmutter (31) eingreift, wobei die Schrau­ ben-Einführöffnung (1a, 2a) eine Hauptachse aufweist, die mit einer Hauptachse einer Schraubenöffnung der Anschluß­ mutter (31) übereinstimmt, und wobei
die Anschlußmutter-Abdeckung (15; 15A; 15B) und die Elektrodenplatte (1, 2) mittels eines Einspritz-Gußverfah­ rens einstückig mit dem gepanzerten Gehäuse ausgebildet werden.
2. Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung (15A) einen Aussparungs­ abschnitt (8) aufweist, der an einer Stelle ihrer äußeren Oberfläche ausgebildet ist und in dem gepanzerten Gehäuse eingebettet ist.
3. Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 2, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung (15B) einen konkaven Ab­ schnitt (12) für eine zweite Gießpositionierung aufweist, die innerhalb eines Teils des Bodens (9) ausgebildet ist, der im gepanzerten Gehäuse gegenüber der Einführoberfläche (4) der Anschlußmutter (31) eingebettet ist, und das gepan­ zerte Gehäuse eine durchgehende Öffnung aufweist, die von einer dem Boden der Anschlußmutter-Abdeckung (15B) gegen­ überliegenden Oberfläche ausgebildet ist und den konkaven Abschnitt (12) für die sekundäre Gießpositionierung durch­ stößt.
4. Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung einen ersten konkaven Abschnitt (15a) aufweist, der die gleich Form und die glei­ chen Ausmaße besitzt wie die äußere Form und Ausmaße der Anschlußmutter (31), wobei
die Tiefe des ersten konkaven Abschnitts (15a) auf ei­ nen ausreichend großen Wert eingestellt wird, um eine Dre­ hung der Anschlußmutter (31) zu verhindern, und
wobei die Anschlußmutter (31) im ersten konkaven Ab­ schnitt (15a) derart vorgesehen ist, daß sie durch die An­ schlußabschnitt-Abdeckung (15; 15A; 15B) gehalten wird.
5. Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 4, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung einen zweiten konkaven Abschnitt (15b) aufweist, der von einem Teil des Bodens des ersten konkaven Abschnitts (15a) nach innen ausgebildet ist, wobei
eine Hauptachse des zweiten konkaven Abschnitts (15b) mit einer Hauptachse des ersten konkaven Abschnitts (15a) übereinstimmt und
die Form und Ausmaße des zweiten konkaven Abschnitts (15b) derart eingestellt sind, daß ein Schraubenabschnitt der externen Schraube vom Boden des ersten konkaven Ab­ schnitts (15a) beim Eingreifen der externen Schraube in das Gewinde der Anschlußmutter (31) hindurchtreten kann.
6. Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 5, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung (15A) einen Aussparungs­ abschnitt (8) aufweist, der an einer Stelle ihrer äußeren Oberfläche ausgebildet ist und in dem gepanzerten Gehäuse eingebettet ist.
7. Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 6, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung (15B) einen konkaven Ab­ schnitt (12) für eine zweite Gießpositionierung aufweist, die innerhalb eines Teils des Bodens (9) ausgebildet ist, der im gepanzerten Gehäuse gegenüber der Einführoberfläche (4) der Anschlußmutter (31) eingebettet ist, und das gepan­ zerte Gehäuse eine durchgehende Öffnung aufweist, die von einer dem Boden der Anschlußmutter-Abdeckung (15B) gegen­ überliegenden Oberfläche ausgebildet ist und den konkaven Abschnitt für die sekundäre Gießpositionierung durchstößt.
8. Gepanzertes Gehäuse für eine Leistungshalbleitervor­ richtung mit
einer Anschlußmutter-Abdeckung (15; 15A; 15B) zum Ab­ decken zumindest eines unteren Abschnitts einer äußeren Seite und eines Bodens der Anschlußmutter (31) und zum Hal­ ten der Anschlußmutter derart, daß die Anschlußmutter (31) vor einer Verdrehung geschützt ist, und
einer Elektrodenplatte (1, 2) mit einem Anschlußab­ schnitt (1b, 2b), der vorab in eine vorbestimmte Form gebo­ gen wurde und eine Schrauben-Einführöffnung (1a, 2a) zum Einführen einer externen Schraube aufweist, die in das Ge­ winde der Anschlußmutter (31) eingreift, wobei die Schrau­ ben-Einführöffnung (1a, 2a) eine Hauptachse aufweist, die mit einer Hauptachse einer Schraubenöffnung der Anschluß­ mutter (31) übereinstimmt, wobei
die Anschlußmutter-Abdeckung (15; 15A; 15B) und die Elektrodenplatte (1, 2) mittels eines Einspritz-Gußverfah­ rens einstückig mit dem gepanzerten Gehäuse ausgebildet werden.
9. Gepanzertes Gehäuse für eine Leistungshalbleitervor­ richtung nach Patentanspruch 8, wobei ein Aussparungsab­ schnitt (8) an einer Stelle der äußeren Oberfläche der An­ schlußmutter-Abdeckung (15A) ausgebildet ist, der in dem gepanzerten Gehäuse eingebettet ist.
10. Gepanzertes Gehäuse für eine Leistungshalbleitervor­ richtung nach Patentanspruch 9, wobei ein konkaver Ab­ schnitt (12) für eine zweite Gießpositionierung innerhalb eines Teils des Bodens (9) der Anschlußmutter-Abdeckung (15B) ausgebildet ist, der im gepanzerten Gehäuse gegenüber der Einführoberfläche (4) der Anschlußmutter (31) eingebet­ tet ist, und das gepanzerte Gehäuse eine durchgehende Öff­ nung aufweist, die den konkaven Abschnitt für die sekundäre Gießpositionierung durchstößt.
11. Verfahren zum Herstellen eines gepanzerten Gehäuses für eine Leistungshalbleitervorrichtung bestehend aus den Schritten:
Vorbereiten einer Anschlußmutter (31),
Vorbereiten einer Anschlußmutter-Abdeckung (15; 15A; 15B) zum Abdecken von zumindest eines unteren Abschnitts einer äußeren Seite und eines Bodens der Anschlußmutter (31) und zum Halten der Anschlußmutter (31) derart, daß die Anschlußmutter an einer Verdrehung gehindert wird,
Vorbereiten einer Elektrodenplatte (1, 2) mit einem Anschlußabschnitt (1b, 2b), der vorab in eine vorbestimmte Form gebogen wurde und eine Schrauben-Einführöffnung zum Einführen einer externen Schraube aufweist, die in das Ge­ winde der Anschlußmutter eingreift,
Vorbereiten einer Metall-Gußform für das gepanzerte Gehäuse (11), wobei die Metall-Gußform Positionen aufweist, an denen die Anschlußmutter-Abdeckung (15; 15A; 15B) und die Elektrodenplatten (1, 2) derart angeordnet sind, daß eine Hauptachse der Schrauben-Einführöffnung der Elektro­ denplatten mit einer Hauptachse einer Schraubenöffnung der Anschlußmutter (31), die von der Anschlußmutter-Abdeckung gehalten wird, übereinstimmt, und
dem Vorsehen der Anschlußmutter-Abdeckung an der ent­ sprechenden Position innerhalb der Metall-Gußform zum Hal­ ten der Anschlußmutter (31) durch die Anschlußmutter-Ab­ deckung und zum Vorsehen der Elektrodenplatten (1, 2) an der entsprechenden Position innerhalb der Metall-Gußform, wobei die Anschlußmutter-Abdeckung und die Elektrodenplat­ ten einstückig mit dem gepanzerten Gehäuse (11) durch ein Einspritz-Gußverfahren ausgeformt werden.
12. Verfahren zum Herstellen eines gepanzerten Gehäuses für eine Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 11, wobei ein Aussparungsabschnitt (8) vorab an einem Teil einer äußeren Oberfläche der Anschlußmutter-Abdeckung aus­ gebildet wurde.
13. Verfahren zum Herstellen eines gepanzerten Gehäuses für eine Leistungshalbleitervorrichtung nach Patentanspruch 12, wobei ein konvexer Abschnitt für die zweite Gußpositio­ nierung vorab an der Metall-Gußform ausgebildet wird und ein konkaver Abschnitt (12) für die zweite Gußpositionie­ rung vorab an einem Teil eines Bodens der Anschlußmutter­ abdeckung derart ausgebildet wird, daß der konvexe Ab­ schnitt für die zweite Gußpositionierung beim Einspritz- Gußverfahrensschritt darin eingeführt wird.
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