DE19749987B4

DE19749987B4 - Gehäuse für Halbleiterbauelemente, insbesondere für Leistungshalbleiterbauelemente

Info

Publication number: DE19749987B4
Application number: DE19749987A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. Schulz-Harder; Karl Dr. Exel; Bernd Dipl.-Ing. Medick (Fh); Karsten Dipl.-Ing. Schmidt
Original assignee: Curamik Electronics GmbH
Current assignee: Rogers Germany GmbH
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-11-12
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2017-11-13
Also published as: DE19749987A1

Abstract

Gehäuse oder Package für Halbleiterbauelemente, insbesondere für Leistungshalbleiterbauelemente, mit einem den Boden des Gehäuses bildenden Mehrfachsubstrat (2), welches aus einer ersten Keramikschicht (6), die an einer Oberflächenseite mit einer ersten Metallisierung (8) und an der anderen Oberflächenseite mit einer zweiten Metallisierung (10) versehen ist, und aus einer zweiten Keramikschicht (7), die über die zweite Metallisierung (10) mit der ersten Keramikschicht (6) verbunden ist, besteht, wobei die erste und zweite Metallisierung (8, 10) jeweils von Metallfolien gebildet sind, die auf der wenigstens ersten Keramikschicht (6) flächig befestigt und strukturiert sind, und die erste Metallisierung (8) eine geschlossene Rahmenstruktur (8a') bildet, mit einem die Umfangswand des Gehäuses bildenden und den Innenraum (3) des Gehäuses umschließenden beidseitig offenen Metallrahmen (4), der auf der Rahmenstruktur (8a') aufgelötet und durch einen Deckel (5) hermetisch verschließbar ist, wobei das Mehrfachsubstrat (2a) innerhalb des von der Umfangswand (4) umschlossenen Innenraumes (3) frei liegende Kontaktflächen (10''') und/oder Leiterbahnen...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 oder 8. Ein Gehäuse dieser Art ist Gegenstand de Hauptpatentes DE 197 29 677 .
Bekannt ist ein Gehäuse, welches aus einer keramischen Grundplatte, einem metallischen Rahmen und einem auf der Oberseite des Gehäuses befestigten, den Gehäuseinnenraum abschließenden Deckel besteht ( US 4 646 129 ). Nachteilig bei diesem bekannten Gehäuse ist, daß der metallische Deckel einen der äußeren Anschlüsse des Bauelementes bildet, so daß der Zusammenbau des Bauelementes aus dem Gehäuse und den Halbleiterchips äußerst problematisch ist. Auch muß die Höhe des Rahmens exakt auf die Höhe des Chips abgestimmt sein.
Bekannt ist weiterhin ein Gehäuse für Halbleiterbauelemente ( US 5 148 264 ), welches insgesamt aus Metall besteht und in welches ein isolierendes Substrat eingesetzt und in geeigneter Weise befestigt ist, daß dann Leiterbahnen und Kontaktflächen für die Bauelemente aufweist. Die äußeren Anschlüsse sind an der Oberseite des Gehäuses durch einen Keramik-Deckel herausgeführt. Der Aufbau sowie insbesondere auch die Herstellung dieses bekannten Gehäuses und auch eine das Gehäuse aufweisenden Bauelementes sind aufwendig und umständlich.
Bekannt ist weiterhin auch eine Keramik-Metall-Verbindung für ein luftdichtes, d. h. hermetisch verschließbares Gehäuse ( EP 0 743 131 A1 ), bei dem auf einem Ring aus Keramik beidseitig jeweils ein Metalldeckel befestigt wird, und zwar unter Verwendung einer Metallzwischenschicht, die mittels Aktivlot auf dem Keramikring befestigt ist und auf welcher dann der Metalldeckel aufgelötet wird. Abgesehen davon, daß dieses bekannte Gehäuse nicht generell für die Aufnahme verschiedenster Halbleiterchips, insbesondere auch für die Aufnahme von Halbleiterchips in Form von Transistoren, Tyristoren, und zur Aufnahme zugehöriger, ebenfalls von Halbleiterchips gebildeter Treiberstufen oder -chips usw. geeignet ist, ist die im bekannten Fall notwendige Verwendung von Aktivlot sehr nachteilig. Dieses greift die Keramik an und reduziert die Biegebruchfestigkeit, was insbesondere bei den bei Leistungsbauelemente auftretenden hohen thermischen Beanspruchungen extrem nachteilig ist.
Bekannt ist es, die u. a. zum Herstellen von Leiterbahnen, Anschlüssen usw. benötigte Metallisierung auf einer Keramik, z. B. auf einer Aluminium-Oxid-Keramik mit Hilfe des sogenannten „DCB-Verfahrens" (Direct-Copper-Bond-Technology) herzustellen, und zwar unter Verwendung von die Metallisierung bildenden Metall- bzw. Kupferfolien oder Metall- bzw. Kupferblechen, die an ihren Oberflächenseiten eine Schicht oder einen Überzug (Aufschmelzschicht) aus einer chemischen Verbindung aus dem Metall und einem reaktiven Gas, bevorzugt Sauerstoff aufweisen. Bei diesem beispielsweise in der US-PS 37 44 120 oder in der DE-PS 23 19 854 beschriebenen Verfahren bildet diese Schicht oder dieser Überzug (Aufschmelzschicht) ein Eutektikum mit einer Schmelztemperatur unter der Schmelztemperatur des Metalls (z. B. Kupfers), so daß durch Auflegen der Folie auf die Keramik und durch Erhitzen sämtlicher Schichten diese miteinander verbunden werden können, und zwar durch Aufschmelzen des Metalls bzw. Kupfers im wesentlichen nur im Bereich der Aufschmelzschicht bzw. Oxidschicht.
Dieses DCB-Verfahren weist dann z. B. folgende Verfahrensschritte auf:

• Oxidieren einer Kupferfolie derart, daß sich eine gleichmäßige Kupferoxidschicht ergibt;
• Auflegen des Kupferfolie auf die Keramikschicht;
• Erhitzen des Verbundes auf eine Prozeßtemperatur zwischen etwa 1070 bis 1075°C, z. B. auf ca. 1071°C;
• Abkühlen auf Raumtemperatur.

Bekannt ist weiterhin ( DE 44 44 680 A1 ), Anschlüsse wie in der 1, seitlich aus einem Gehäuse herauszuführen, d. h. radial über die Außenseite des Gehäuses wegstehen zu lassen. Ferner ist aus der DE 40 10 370 A1 ein Halbleiterbauteil mit plattierter Wärmesenke bekannt und die DE 43 38 706 A1 beschreibt eine spezielle Gehäuseausführung, bei der die Anschlüsse für ein Halbleiterbauelement von mehreren Metallschichten gebildet sind, die jeweils elektrisch durch eine Isolierschicht bzw. Keramikschicht voneinander getrennt sind.
In der Literaturstelle von INTRATER J.: „The Challenge of Bonding Metals to Ceramics" MACHINE DESIGN, Bd. 61, November 23, 1998, S. 95–100 ist ein Multilager-Pin-Grid-Array-Halbleitergehäuse beschrieben. Die Literaturstelle von BURGES, J. F., et al.: „Hybrid Packages by the Direct Bonded Copper Process", SOLID STATE TECHNOLOGY, Mai 1975, Seite 42–44 beschreibt in der 4 die Herstellung eines Gehäuses, welches im wesentlichen aus einer Keramikschicht mit einer Metallisierung an der Ober- und Unterseite besteht. Die Metallisierung an der Oberseite der Keramikschicht bildet die Leiterbahnen, aber auch die äußeren Anschlüsse, die über den Umfang der Keramikschicht wegstehen. Zur Bildung des Gehäuseinnenraumes wird auf die obere Metallisierung ein Rahmen aus einem elektrisch isolierenden Material (Glas-Keramik) aufgelegt, auf den dann ein weiterer Metallrahmen (window frame) aufgebracht wird, und zwar zum Befestigen eines Deckels.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse aufzuzeigen, welches bei vereinfachter Herstellung einen hermetischen Abschluß des Gehäuseinnenraumes gewährleistet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Gehäuse entsprechend den Patentansprüchen 1 oder 8 ausgebildet.
Eine Besonderheit der Erfindung besteht u. a. darin, daß bei dem durch den Rahmen und den Deckel an sich im Aufbau sehr einfachen Gehäuse sämtliche äußeren Anschlüsse nur an dem die Basisplatte des Gehäuses bildenden Mehrfachsubstrat vorgesehen sind, insbesondere der Deckel nicht als äußerer Anschluß benötigt wird und auch keine äußeren Anschlüsse durch den Deckel herausgeführt sind. Hierdurch ist es beim Herstellen des Bauelementes möglich, die Halbleiterbauelemente oder -chips bei geöffnetem Gehäuseinnenraum in diesen einzusetzen und das Bauelement vor dem Verschließen des Gehäuses prüffertig zu bestücken und zusammenzubauen. Erst dann wird das Gehäuse hermetisch mit dem Deckel verschlossen, wobei auch keine besonderen Toleranzen insbesondere in Bezug auf die Höhe des die Umfangswand bildenden Metallrahmens einzuhalten sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Gehäuse gemäß dem Stand der Technik;
2 eine Draufsicht auf das geöffnete Gehäuse der 1;
3 in einer Darstellung ähnlich 1 eine gegenüber 1 modifizierte Ausführung des Gehäuses;
4 eine Draufsicht auf das Gehäuse der 3;
5 in Schnittdarstellung ähnlich 3 eine zweite mögliche Ausführungsform der Erfindung;
6 eine Draufsicht auf das geöffnete Gehäuse der 5.
Das in den 1 und 2 wiedergegebene Gehäuse (Package) gemäß dem Stand der Technik besteht aus einem die Unterseite bzw. den Boden des Gehäuses bildenden Mehrfachsubstrat 2, aus einem den Gehäuseinnenraum 3 am Umfang umschließenden Metallrahmen aus einer Legierung mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten kleiner als 10 × 10^–6 1/K, beispielsweise aus Covar^® sowie aus einem aus dem gleichen Metall hergestellten Deckel 5, der den Innenraum 3 an der Oberseite des Gehäuses 1 dicht verschließt und hierfür beispielsweise mit dem Rahmen 4 verschweißt ist, vorzugsweise durch Laserschweißen oder Rollnahtschweißen.
Das Mehrschichtsubstrat 2 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei Keramikschichten, und zwar aus der oberen Keramikschicht 6, die an ihrer den Innenraum 3 zugewandten Oberseite flächig mit einer ersten Metallisierung 8 versehen ist, und aus der zweiten Keramikschicht 7, die an ihrer dem Gehäuseinnenraum 3 abgewandten Unterseite flächig mit einer Metallisierung 9 versehen ist. Zwischen den beiden Keramikschichten 6 und 7 ist eine Metallisierung 10 vorgesehen, die flächig sowohl mit der Unterseite der Keramikschicht 6 als auch mit der Oberseite der Keramikschicht 7 verbunden ist und die beiden Keramikschichten mit ihren Metallisierungen 8 und 9 zu dem Mehrschichtsubstrat verbindet. Die Metallisierungen 8 und 10 sind strukturiert, und zwar die Metallisierung 8 zur Bildung einer in sich geschlossenen, rechteckförmigen Rahmenstruktur 8' entlang des Randes der Keramikschicht 6 sowie zur Bildung von mehreren, voneinander elektrisch getrennten Kontaktflächen 8', Leiterbahnen 8''' sowie Löt- oder Befestigungsflächen 8'''' zum Auflöten von nicht dargestellten Halbleiterchips, die dann im Innenraum 3 des Gehäuses 1 aufgenommen sind. Die strukturierten Flächen 8''–8'''' befinden sich innerhalb der Rahmenstruktur 8' und sind gegenüber dieser elektrisch getrennt. Der äußere Rand der Rahmenstruktur 8' verläuft in einem gewissen Abstand von dem äußeren Rand der Keramikschicht 6.
Die Metallisierung 10 ist zur Bildung von Leiterbahnen 10' und von über den Rand des Mehrfachsubstrates 2 wegstehenden äußeren Anschlüssen 10'' entsprechend strukturiert. Weiterhin sind in der Keramikschicht 6 Öffnungen 11 für Durchkontaktierungen 12 vorgesehen. Letztere sind von Metallkörpern gebildet, die jeweils in die Öffnung 11 eingesetzt und mit den Metallisierungen 8 und 10 bzw. den von diesen Metallisierungen gebildeten Bereichen 8''–8'''' und 10' verbunden sind, insbesondere auch zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen den Bereichen 8''–8'''' und den äußeren Anschlüssen 10''.
Die Herstellung des Mehrfach-Substrates 2 erfolgt mit Hilfe der DCB-Technik, wobei die Metallisierungen 8–10 jeweils von Metallfolien gebildet sind und die Durchkontaktierungen 12 von Metallkörpern, beispielsweise von kugel- oder rondenförmigen Metallkörpern, vorzugsweise solchen aus Kupfer oder Kupferlegierung gebildeten sind. Zumindest die Metallisierung 10 wird vor dem Anwenden des DCB-Verfahrens bereits strukturiert.
Zum Herstellen des Mehrschicht-Substrates 2 werden die die Metallisierungen bildenden Folien aus Metall, d. h. beispielsweise aus Kupfer oder Kupferlegierung und die Keramikschichten 6 und 7 mit den die Durchkontaktierungen 12 bildenden Körpern in den Öffnungen 11 aufeinandergelegt und dann die gesamte, Lagenstruktur zur Herstellung der DCB-Verbindungen in einer entsprechenden Atmosphäre auf die Prozeßtemperatur erhitzt und anschließend abgekühlt.
Nach dem Herstellen des Mehrschichtsubstrates 2 wird die Metallisierung 8 in der gewünschten Weise strukturiert, beispielsweise unter Anwendung bekannter Ätz-Techniken. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Metallisierung 8 ebenfalls vor Anwendung der DCB-Technik zu strukturieren, beispielsweise durch Stanzen. Auch eine teilweise Strukturierung der Metallisierung 8 ist vor der Anwendung der DCB-Technik möglich, wobei dann die endgültige Strukturierung nach dem Fertigstellen des Mehrfach-Substrates 2 erfolgt, beispielsweise durch die übliche Maskierungs- und Ätztechnik.
Der beidseitig offene Metallrahmen 4 wird auf das fertiggestellte und an der Oberseite bzw. an der Metallisierung 8 strukturierten Substrat 2 durch Auflöten befestigt, und zwar unter Verwendung eines Hartlots mit einer Löttemperatur gleich oder größer 600°C und mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 7,2 × 10^–6 1/K.
Das Auflöten der Halbleiterchips auf die Flächen 8'', das Verbinden der elektrischen Anschlüsse dieser Chips mit Kontaktflächen 8'' sowie weitere innere Verbindungen insbesondere auch über die Leiterbahnen 8'' erfolgen dann selbstverständlich vor dem Verschließen des Gehäuses 1 mit dem Deckel 5.
Die 3 und 4 zeigen ein Gehäuse 1a, welches sich von dem Gehäuse 1 u. a. dadurch unterscheidet, daß das Mehrfachsubstrat 2a mit einer größeren Breite seitlich über den Rahmen 4 vorsteht und daß anstelle der Anschlüsse 10'' Anschlüsse 13 vorgesehen sind, die nach oben herausgeführt sind, d. h. ausgehend von den von der Metallisierung 10 gebildeten Leiterbahnen 10' durch jeweils eine Öffnung 14 in der Keramikschicht 6 und eine Öffnung 15 in der darüberliegenden Metallisierung 8 hindurch über die Oberseite des Mehrfachsubstrates 2a außerhalb des Rahmens 4 vorstehen, und zwar in einer Achsrichtung senkrecht zu der Ebene des Mehrfachsubstrates 2a. Letzteres ist so ausgebildet, daß die Metallisierung 8 und die Keramikschicht 6 eine Öffnung 16 besitzen, die sich über den gesamten Querschnitt des Innenraumes 3 erstreckt, so daß im Inneren des Gehäuses 1a die Metallisierung 10 freiliegt und diese Metallisierung dann zusätzlich zu Leiterbahnen 10' auch noch frei liegende Kontaktflächen 10''', die zumindest teilweise wieder mit Leiterbahnen verbunden sind, sowie auch frei liegende Flächen 10'''' zur Befestigung bzw. zum Auflöten von Halbleiterchips bildet. Die Metallisierung 8 bildet im wesentlichen nur eine äußere Rahmenstruktur 8a', die sich von der Rahmenstruktur 8' durch eine größere Breite sowie auch dadurch unterscheidet, daß sie praktisch mit ihrer gesamten Breite über den Metallrahmen 4 nach außen vorsteht, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform an praktisch drei aneinander angrenzenden Seiten des im wesentlichen rechteckförmigen Gehäuses 1a. In der Rahmenstruktur sind auch die Öffnungen 15 vorgesehen. Die Anschlüsse 13 sind von stiftartigen Rohlingen gebildet, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen und die bei der Herstellung des Mehrfachsubstrates 2a mittels der DCB-Technik zugleich mit der strukturierten Metallisierung 10 bzw. mit den dortigen Leiterbahnen 10' verbunden werden. Die Rohlinge besitzen hierfür einen Kopf, der eine großflächige Verbindung sicherstellt. Die Öffnung 16 in der Keramikschicht 6 ist in ihrem Querschnitt gleich den Innenquerschnitt des Rahmens 4. Dieser ist auf die Rahmenstruktur 8a' wiederum unter Verwendung des vorgenannten Hartlotes dicht verbunden.
Wie die 3 zeigt, bildet die Metallisierung 10 zusätzlich noch eine äußere in sich geschlossene rahmenartige Struktur 10''''', die sich entlang des Randes des Mehrschichtsubstrates 2a erstreckt, und zwar ebenso wie die Metallisierung 8 und die Metallisierung 9 jeweils gegenüber dem Rand der zugehörigen Keramikschicht 6 bzw. 7 leicht nach innen zurückversetzt. Mit dem beschriebenen Aufbau des Gehäuses 1a wird nicht nur erreicht, daß die Anschlüsse 13 nach oben herausgeführt sind und damit ein ausreichend großer Abstand insbesondere auch zu einer mit der unteren Metallisierung 9 in Verbindung stehenden Fläche einer Grund-Platte oder eines metallischen Kühlelementes besteht, sondern durch die beschriebene Ausbildung des Gehäuses 1a ist auch erreicht, daß nicht nur der Innenraum 3 des Gehäuses, sondern insbesondere auch die an die Anschlüsse 13 führenden Leiterbahnen 10' durch Metallflächen, nämlich durch die Rahmenstruktur 8a', durch die Rahmenstruktur 10''''' sowie durch die Metallisierung 9 insbesondere gegenüber äußeren elektrischen Feldern und/oder elektromagnetischen Wellen optimal abgeschirmt sind.
Die 5 und 6 zeigen als weitere Ausführungsformen ein Gehäuse 1b, welches sich von dem Gehäuse 1a dadurch unterscheidet, daß das Mehrschichtsubstrat 2b abweichend von den Mehrschichtsubstraten 2 und 2a lediglich die Keramikschicht 6 und die Metallisierungen 8 und 10 aufweist. Die Metallisierung 8 ist bei dem Gehäuse 1b in gleicher Weise strukturiert wie die Metallisierung 8 des Gehäuses 1. Auch der Metallrahmen 4 ist in gleicher Weise befestigt, wie dies für den Metallrahmen 4 des Gehäuses 1 beschrieben wurde. Die Metallisierung 10 ist bei dem Gehäuse 1b nicht strukturiert, sondern lediglich mit Öffnungen 17 versehen. Achsgleich mit diesen Öffnungen 17 ist jeweils eine Öffnung 18 in der Keramikschicht 6 vorgesehen. Durch die Öffnungen 17 und 18 sind Anschlüsse 19 nach unten herausgeführt, die mit ihrer Längserstreckung wiederum senkrecht zur Ebene des Mehrschichtsubstrates 2b liegen. Die Anschlüsse 19, die jeweils mit einer Kontaktfläche 8" oder einer Leiterbahn 8''' oder einer Befestigungsfläche 8'''' verbunden sind, bestehend aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und sind z. B. mittels der DCB-Technik beim Herstellen des Mehrschichtsubstrates 2b mit der Metallisierung 8 verbunden, die dann nach dem Fertigstellen des Mehrschichtsubstrates 2b beispielsweise strukturiert wird.
Die Dicke der Metallisierungen 8, 9 und 10 beträgt beispielsweise 0,3 mm. Die Dicke der Keramikschichten 6 und 7 betragen beispielsweise 0,63 mm. Der Durchmesser der Durchkontaktierungen 12 beträgt beispielsweise 0,8 mm. Die Dicke des Metallrahmens 4 beträgt beispielsweise 0,5 bis 1,5 mm.
Die Öffnungen 15 und 17 in den Metallisierungen 8 bzw. 10 besitzen einen im Vergleich zum Durchmesser der Anschlüsse 13 bzw. 19 sehr viel größeren Durchmesser, um insbesondere auch die erforderliche Spannungsfestigkeit zwischen diesen Anschlüssen und den jeweiligen Metallisierungen zu gewährleisten. So besitzen die Anschlüsse beispielsweise einen Durchmesser von etwa 1,0 bis 2,0 mm, wobei der Durchmesser der jeweiligen Öffnung 15 bzw. 17 ein Vielfaches, beispielsweise das Dreifache oder Vierfache dieses Durchmessers ist.

1, la, 1b: Gehäuse
2, 2a, 2b: Substrat
3: Innenraum
4: Rahmen
5: Deckel
6, 7: Keramikschicht
8, 9, 10: Metallisierung
8', 8a': Raumstruktur
8": Kontaktfläche
8''': Leiterbahn
8'''': Befestigungsfläche
10: Leiterbahn
10'': Anschluß
10''': Kontaktfläche
10'''': Befestigungsfläche
10''''': Rahmenstruktur
11: Öffnung
12: Durchkontaktierung
13: Anschluß
14–18: Öffnung
19: Anschluß

Claims

Gehäuse oder Package für Halbleiterbauelemente, insbesondere für Leistungshalbleiterbauelemente, mit einem den Boden des Gehäuses bildenden Mehrfachsubstrat (2), welches aus einer ersten Keramikschicht (6), die an einer Oberflächenseite mit einer ersten Metallisierung (8) und an der anderen Oberflächenseite mit einer zweiten Metallisierung (10) versehen ist, und aus einer zweiten Keramikschicht (7), die über die zweite Metallisierung (10) mit der ersten Keramikschicht (6) verbunden ist, besteht, wobei die erste und zweite Metallisierung (8, 10) jeweils von Metallfolien gebildet sind, die auf der wenigstens ersten Keramikschicht (6) flächig befestigt und strukturiert sind, und die erste Metallisierung (8) eine geschlossene Rahmenstruktur (8a') bildet, mit einem die Umfangswand des Gehäuses bildenden und den Innenraum (3) des Gehäuses umschließenden beidseitig offenen Metallrahmen (4), der auf der Rahmenstruktur (8a') aufgelötet und durch einen Deckel (5) hermetisch verschließbar ist, wobei das Mehrfachsubstrat (2a) innerhalb des von der Umfangswand (4) umschlossenen Innenraumes (3) frei liegende Kontaktflächen (10''') und/oder Leiterbahnen (10') und/oder Befestigungsflächen (10'''') für Halbleiterbauelemente aufweist, sowie mit äußeren Anschlüssen (13), wobei sämtliche Metallfolien (8, 9, 10) und Keramikschichten (6, 7) des Mehrfachsubstrates (2a) mittels der DCB-Technik miteinander verbunden sind, wobei sämtliche äußere Anschlüsse (13) ausschließlich an dem Mehrfachsubstrat (2a) vorgesehen sind,und wobei die äußeren Anschlüsse (13) mit den Leiterbahnen (10') der zweiten strukturierten Metallisierung (10) verbunden sind, durch Öffnungen (15) der ersten Keramikschicht und der ersten Metallisierung (8) hindurchgeführt sind und über die Oberseite des Mehrfachsubtrates (2a) außerhalb des von dem Metallrahmen (4) umschlossenen Raumes vorstehen, nach Patent DE 197 29 677 , dadurch gekennzeichnet, dass der die Umfangswand des Gehäuses bildende Metallrahmen (4) aus einem Metall mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich zwischen 4 × 10^–6 bis 12 × 10^–6 1/K besteht.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der den Innenraum (3) des Gehäuses abgewandten Seite der zweiten Keramikschicht (7) eine dritte Metallisierung (9) aufgebracht ist.
Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallisierung (8) sowie die erste Keramikschicht (6) mit einer Öffnung (16) derart versehen sind, dass im Inneren des Gehäuses die zweite, strukturierte Metallisierung (10) freiliegt, und diese zweite Metallisierung die frei liegenden Leiterbahnen (10'), Kontaktflächen (10''), Befestigungsflächen (10'''') bildet.
Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Gehäuses die zweite, strukturierte Metallisierung (10) über den gesamten Querschnitt des Gehäuseinnenraumes (3) freiliegt.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Umfangswand des Gehäuses bildende Metallrahmen (4) mittels eines Hartlotes mit einer Löttemperatur größer als 600°C mit der Rahmenstruktur (8a') der ersten Metallisierung (8) des Mehrfachsubstrates (2a) verbunden ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Metallisierung (10) eine zweite Rahmenstruktur (10''''') bildet, die elektrisch getrennt von Leiterbahnen und/oder Kontaktflächen der zweiten Metallisierung (10) ist und diese umschließt.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Öffnungen (15) in der ersten Metallisierung (8) einen Durchmesser aufweisen, der wesentlich größer ist als der Durchmesser der Anschlüsse (13).
Gehäuse oder Package für Halbleiterbauelemente, insbesondere für Leistungshalbleiterbauelemente, mit einem den Boden des Gehäuses bildenden Mehrfachsubstrat (2), welches aus wenigstens einer ersten Keramikschicht (6) besteht, die an einer Oberflächenseite mit einer ersten Metallisierung (8) und an der anderen Oberflächenseite mit einer zweiten Metallisierung (10) versehen ist, die jeweils von Metallfolien gebildet sind, die auf der wenigstens einen ersten Keramikschicht (6) flächig befestigt und strukturiert sind, wobei die erste Metallisierung (8) eine geschlossene Rahmenstruktur (8a') bildet, mit einem die Umfangswand des Gehäuses bildenden und den Innenraum (3) des Gehäuses umschließenden beidseitig offenen Metallrahmen (4), der auf der Rahmenstruktur (8a') aufgelötet und durch einen Deckel (5) hermetisch verschließbar ist, mit innerhalb des von der Umfangswand (4) umschlossenen Innenraumes (3) auf dem Mehrfachsubstrat (2a) gebildeten frei liegenden Kontaktflächen (8''') und/oder Leiterbahnen (8') und/oder Befestigungsflächen (8'''') für Halbleiterbauelemente, sowie mit äußeren mit Leiterbahnen verbundenen Anschlüssen, wobei sämtliche Metallfolien (8, 9, 10) und Keramikschichten (6, 7) des Mehrfachsubstrates (2a) mittels der DCB-Technik miteinander verbunden sind, wobei sämtliche äußeren Anschlüsse (13) ausschließlich an dem Mehrfachsubstrat (2a) vorgesehen sind, und wobei die äußeren Anschlüsse (19) mit den Kontaktflächen (8'') und/oder Leiterbahnen (8''') und/oder Befestigungsflächen (8'''') der strukturierten ersten Metallisierung verbunden sind und durch Öffnungen des Mehrfachsubstrates (2b) oder durch Öffnungen (17, 18) zumindest der zweiten Metallisierung (10) und der ersten Keramikschicht (6) an der dem Innenraum (3) abgewandten Seite des Gehäuses herausgeführt sind, nach Patent DE 197 29 677 , dadurch gekennzeichnet, dass der die Umfangswand des Gehäuses bildende Metallrahmen (4) aus einem Metall mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten im Bereich zwischen 4 × 10^–6 bis 12 × 10^–6 1/K besteht.
Gehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der die Umfangswand des Gehäuses bildende Metallrahmen (4) mittels eines Hartlotes mit einer Löttemperatur größer als 600°C mit der Rahmenstruktur (8a') der ersten Metallisierung (8) des Mehrfachsubstrates (2a) verbunden ist.
Gehäuse nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der Anschlüsse (13, 19) mit der zweiten und/oder ersten Metallisierung (10, 8) mittels der DCB-Technik hergestellt sind.