DE2056805B2 - Leistungs-halbleiterbauelement-anordnung - Google Patents
Leistungs-halbleiterbauelement-anordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung
mit einer Flüssigkeitsverdampfungskühlung, bei der die den Hauptstrom führenden Oberflächen des Halbieiterkörpers jeweils mit
einer dünnen, elektrisch und thermisch gut leitenden Elektrodenschicht versehen sind.
Es ist bekannt, daß die Siliziumscheibe eines Lei- durch die Poren ein gasförmiges oder flüssiges Kühl-
stungs-Halbleiterbauelementes in guter thermischer mittel zirkulieren läßt. Als flüssiges Kühlmittel kom-
Verbindung zu einer Wärmesenke stehen muß, damit men ζ. B. azeotrope Mischungen wie Alkohol-Wasser
die beim Betrieb entstehenden Wärmemengen abge- in Frage. Die Kühlflüssigkeit kann verdampft und
führt werden können, um so mehr als die Wärme- 5 nach Kondensation durch die Kapillarwirkung wieder
kapazität der Silkmmscheibe sehr klein ist. rezirkuliert werden.
Da gute Wärmeleiter, wie Kupfer, jedoch einen von Weiter ist es bekannt (deutsches Gebrauchsmuster
Silizium sehr verschiedenen Wärmeausdehnungskoef- 1767111), ein Halbleiterelement auf seinen den
fizienten haben, pflegte man wegen der unvermeid- Hauptstrom führenden Oberflächen stoffschlüssig mit
liehen Temperaturdifferenz bisher die Silizhimscheibe io ^wei Metallplatten, insbesondere aus Molybdän, zu
stets zunächst mit einer dicken Metallschicht von verbinden, und diese Metallplatten mittels zu veretwa
gleichem Wärmeausdehnungskoeffizienten, etwa dampfender Flüssigkeiten zu kühlen. Als Flüssigkeiaus
Molybdän oder Wolfram, zu kontaktieren. Diese ten kommen unter anderem hochfluorierte, elektrisch
Metallschicht wurde dann mit massiven Kupferelek- isolierende Flüssigkeiten wie Freon in Betracht. Die
tToden verlötet (z. B. Brown Boveri Mitteilungen 53 15 zu verdampfende Flüssigkeit kann unter dem Druck
[1966] Seite 628/629) oder mittels einer Einspann- eines chemisch trägen Gases stehen, wodurch der Sievorrichtung
druckkontaktiert (z. B. Scientia Electrica depunkt einstellbar ist. Auch diese bekannte Anord-XiI
Fase. 4 [1966] Seite 117). Die Molybdän- oder nung weist aber zwischen der Wärmequelle im HaIb-Wolfram-Schichten
bilden aber erhebliche Wärme- leitermaterial und der Kühlflüssigkeit erhebliche therwiderstände.
20 mische Wärraewiderstände auf.
Neuerdings sind auch elektronische Bauelemente Es ist auch bekannt (IBM Technical Disclosure
mit Heatpipe-Kühlung bekanntgeworden (Nem Seien- Bull. Tand 6, Nr. 2, Juli 1963, Seite 94 bis 95), Tuntist
5 March 1970, 461), bei welchen die Wärme neldioden oberhalb von Schichten aus Siliziummondurch
Verdampfung einer Flüssigkeit abgeführt wird, oxid und Chrom mit einer nicht oxidierbaren Schicht
die durch die Kapillarwirkung entsprechend struktu- 25 aus Kupfer, Silber oder Gold zu bedecken. Bei disrierter
Schichten rezirkuliert wird. Auch hier sind sem bekannten Element treten Kernprobleme nicht
aber zwischen Wärmequelle und Kühlmittel noch er- auf.
hebliche Wärmewiderstände vorhanden. Schließlich ist es noch ganz allgemein aus der
Bei einem anderen bekannten Vorschlag (deutsche Beam-Lead-Technik bekannt (Bell Labs. Record,
Offenlegungsschrift 1 514551) mit Verdampfungs- 3° 1966, S. 299 bis 303), die Oberflächen von Halblei-
kühlung ist der thermische Übergangswiderstand terelementen mit Goldschichten zu versehen. Diese
durch Anordnung einer elektrisch isolierenden Kera- Goldschichten haben aber keine unmittelbare Bezie-
mikschicht zwischen Gehäuse und Kühlkörper beson- hung zu Fragen der Kühlung.
ders groß. Durch die Wärmewiderstände der bekannten An-
Weiter ist bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 35 Ordnungen sind erhebliche TemperaturGifferenzen
1 766 192), ein LeLtungs-Halbleiterbauelement da- innerhalb der Anordnung und starke Restriktionen
durch zu kühlen, daß dessen den Hauptstrom füll- bezüglich der abtransportierbaren Wärniemengen un-
rende Oberflächen mit Anschlußplatten, beispiels- vermeidbar, was zu den bekannten technologischen
weise aus Molybdän, stoffschlüssig verbunden sind, Schwierigkeiten mit dem Ergebnis einer verkürzten
und die Anschlußplatten mit einem zu verdampfen- 40 Lebensdauer odtr begrenzten Leistungsfähigkeit der
den, elektrisch nicht leitenden Kühlmittel, z. B. hoch- Halbleiter-Anordnung führt.
flucaerten flüssigen organischen Verbindungen ohne Die Erfindung hat die Aufgabe, Leistungs-Halb-Wasserstoff,
in Kontakt stehen. Auch bei dieser An- leifrbauelement-Anordnungen diesbezüglich zu Verordnung
ist der Wärmewiderstand zwischen Wärme- bessern.
quelle und Kühlmittel iiocli erheblich, und es ergeben 45 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
sich demgemäß die schon weiter oben geschilderten daß bei einer Leistungs-Halbleiterbauelement-Anord-Probleme.
nung der eingangs geschilderten Art die Elektroden-Weiter ist es bekannt (deutsche Offenlegungsschrift Schichtbereiche, unter denen sich in dem Halbieiter-1
955 647), Haibleitsrbauelemente dadurch zu küh- körper während des Stromflusses die Hauptverlustlen,
daß man sie mit einer Wärmesenke in thermischen 50 wärme entwickelt, unmittelbar an das zu verdamp-Kontakt
bringt, die aus einem mit einer elektrisch fende flüssige Kühlmittel angrenzen und daß die ekknicht
leitenden Flüssigkeit wie Freon gefüllten Gefäß trischen Hauptanschlüsse mit den Elektrodenschichbesteht,
welches an seinen Wandungen einen Schirm ten in denjenigen Bereichen in Kontakt stehen, unter
mit kapillaren Zwischenräumen aufweist. Diese sor- welchen sich während des Stromzuflusses nicht die
gen für eine Rezirkulation der kondensierten Kühl- 55 Hauptverlustwärme entwickelt,
flüssigkeit der vom Halbleiterelement gebildeten Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Wärmequelle. Damit sich ein gleichmäßiges Sieden die Verlustwärme sich in Halbleiter-Sperrschichtder Kühlflüssigkeit ergibt, ist die mit der Flüssigkeit Strukturen überwiegend nur in dem Raum des Halbin Kontakt stehende Oberfläche des Gefäßes am Ort leiterkörpers entwickelt, wo Rekombinationen der des Wärmeübergangs vom Halbleiterbauelement zur 60 Ladungsträger stattfinden, bei Thyristoren oder pin-Flüssigkeit mit Kerben, versehen. Auch diese bekannte Dioden also im Gebiet der beiden äußeren Zonen-Anordnung weist aber einen hohen W'rmewiderstand übergänge, die in einer Tiefe von etwa 10 bis 50 μ zwischen Wärmequelle und Kiüumittei in Form eines parallel zu den beiden den Hauptstrom führenden Stopfens auf, in welch ;m das zu kühlende Halbleiter- Oberflächen liegen. Auf die Oberflächenbereiche, element gehaltert ist. 65 durch du diese Verlustwärme strömt, wirkt das Kühl-Weiter ist es bekannt (deutsche Patentschrift mittel unmittelbar ein, während, jedenfalls bei elek-913 557), Hochleistungswiderstände u. dgl. dadurch trisch nicht oder schlecht leitenden Kühlmitteln, die wirksam zu kühlen, daß man sie porös ausbildet und elektrisclipn Anschlüsse mit der Elektrodenschicht in
flüssigkeit der vom Halbleiterelement gebildeten Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Wärmequelle. Damit sich ein gleichmäßiges Sieden die Verlustwärme sich in Halbleiter-Sperrschichtder Kühlflüssigkeit ergibt, ist die mit der Flüssigkeit Strukturen überwiegend nur in dem Raum des Halbin Kontakt stehende Oberfläche des Gefäßes am Ort leiterkörpers entwickelt, wo Rekombinationen der des Wärmeübergangs vom Halbleiterbauelement zur 60 Ladungsträger stattfinden, bei Thyristoren oder pin-Flüssigkeit mit Kerben, versehen. Auch diese bekannte Dioden also im Gebiet der beiden äußeren Zonen-Anordnung weist aber einen hohen W'rmewiderstand übergänge, die in einer Tiefe von etwa 10 bis 50 μ zwischen Wärmequelle und Kiüumittei in Form eines parallel zu den beiden den Hauptstrom führenden Stopfens auf, in welch ;m das zu kühlende Halbleiter- Oberflächen liegen. Auf die Oberflächenbereiche, element gehaltert ist. 65 durch du diese Verlustwärme strömt, wirkt das Kühl-Weiter ist es bekannt (deutsche Patentschrift mittel unmittelbar ein, während, jedenfalls bei elek-913 557), Hochleistungswiderstände u. dgl. dadurch trisch nicht oder schlecht leitenden Kühlmitteln, die wirksam zu kühlen, daß man sie porös ausbildet und elektrisclipn Anschlüsse mit der Elektrodenschicht in
den restlichen Bereichen verbunden sind. Auf diese tür des Halbleiterelementes 1 der Strom im wesent-
Weise werden die Wärmewiderstände zwischen Halb- liehen auf die Bereiche 6 und 7 beschränkt wird,
leilerkörper und Kühlmittel erheblich vermindert und Die Hauptanschlüsse 12,13 sind voneinander durch
es kann eine ganz beträchtliche Wärmeleistung abge- einen Isolator 14 getrennt. Zur Zündung des Thyri-
führt werden. Dadurch kann das Halbleiterelement 5 stors 1 ist eine Steuerelektrode 15 vorgesehen, die
nicht nur mit großer Leistung betrieben werden, ohne durch den Isolator 14 nach außen geführt ist.
daß die zulässige Temperatur überschritten wird, son- Wenn die Rekombination der Ladungsträger 50 μ
dem es wird auch das interne Temperaturgefälle mi- unter den Oberflächen 2, 3 stattfindet, beträgt für eine
nimiert, wodurch sich eine Erhöhung der Lebens- Halbleiterscheibe von etwa 25 mm Durchmesser der
dauer auf Grund der Vermeidung der thermisch- io Wärmewiderstand nach außen etwa 0,65 grd/kW.
mechanischen Beanspruchung ergibt. Eine Elektrodenschicht aus Silber weist bei diesem
Die Bereiche, in denen sich die Hauptverlustwärme Maß und 130 μ Dicke einen Wärmewiderstand von
entwickelt, können durch geeignete geometrische 0,58 grd/kW auf. Der elektrische transversale Wider-Strukturen
oder geeignete Dotierungen gezielt fest- stand beträgt etwa 10~4 Ω. Wird bei diesen Maßen
gelegt werden. Die Elektrodenschicht braucht nur so 15 eine Struktur nach F i g. 1 mit Wasser bei 175° C
dick zu sein, daß sie einen ausreichend geringen trans- gekühlt, so werden von jeder Oberfläche 2, 3 750 W
versalen elektrischen Widerstand aufweist. Dies ist Wärmeleistung abtransportiert. Mit Methylalkohol
für gute Leiter, wie Silber, Kupfer oder Gold schon bei 1000C ergibt sich auf jeder Seite ein Wärmeabfür
sehr kleine Dicken, etwa 100 μ, der Fall. transport von 430 W.
Die als Kühlmittel wirkende zu verdampfendeFlüs- ao Aus den Zahlenbeispielen ergibt sich, daß die Tem-
sigkeit legt die Betriebstemperatur durch ihren Ver- peratur innerhalb des Halbleiterkörpers 1 nur wenige
dampfungspunkt fest. In den Fällen, in denen die Be- Grad über der Temperatur der gekühlten Oberfläche
triebstemperaturen zur Verdampfung von Metallen der Heatp'oe liegt.
(z. B. Hg, Cs, Na, K, Si u. dgl.) ausreichen, können In F i g. 2 ist eine schwerkraftabhängige Anord-
solche als Kühlmittel zur Anwendung kommen. Die 35 nung dargestellt. Der Halbleiterkörper 1, hier eine
elektrischen Hauptanschlüsse brauchen dann nicht pin-Diode, also eine Diode mit einer p- und einer
mehr zwingend mit den Elektrodenschichten verbun- η-leitenden Außenzone und einer hochohmigen In-
den sein, sondern können in das Kühiiiiiiiei einiau- flciiiunc, ist auf schien den Haupisirum führenden
chen. Die Elektrodenschichten werden dann so aus- Oberflächen 2, 3 wiederum mit dünnen, elektrisch und
gebildet, daß sie einen definierten Ohmschen Kontakt 30 thermisch gut leitenden, metallischen Schichten 4, 5,
und eine gute Benetzung mit dem Kühlmittel gewähr- beispielsweise aus Kupfer, kontaktiert. Der Halblei-
leisten. Sie können auflegierte Metallschichten oder terkörper 1 ist, wie auch der in Fig. 1, kreiszylin-
höchstdotierte Randschichten zwecks Bildung von drisch und rotationssymmetrisch. Die Bereiche, in
degenerierten Übergängen sein. welchen die Schichten 4, 5 mit den elektrischen An-
Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen 35 Schlüssen 12,13 verbunden sind, liegen hier über
der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekenn- ringförmigen Randzonen 18,19 des Halbleiters, in
zeichnet. welchen dieser schwächer dotiert ist. Auf diese Weise
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbei- werden die Stromlinien in die Halbleiterbereiche
spielen in den Figuren erläutert. Hierbei zeigt außerhalb der Randzonen 18,19 gedrängt, so daß die
F i g. 1 eine Anordnung, die schwerkraftunabhän- 40 Hauptverlustwärme dicht unterhalb der Elektrodengig
ist, da die verdampfte Kühlflüssigkeit mittels einer Schichtbereiche 6, 7 entsteht. Statt die Randzonen 18,
Kapillarstruktur rezirkuliert wird, und 19 schwächer zu dotieren, können in diesen auch
F i g. 2 eine Anordnung, bei welcher die Rezirku- kompensierend wirkende Dotierungsstoffe entgegen-Iation
der Kühlflüssigkeit durch die Schwerkraft er- gesetzter Polarität vorgesehen werden,
folgt. 45 Die Bereiche 6, 7 der Elektrodenschichten 4, f stein F i g. 1 ist ein Vierschicht-Halbleiterkörper 1 hen in unmittelbarer Verbindung mit der Kühlflüssigdargestellt, ein Thyristor, welcher an seinen den keit 24, die sich in einem wie dargestellt gestalteten Hauptstrom führenden Oberflächen 2, 3 mit dünnen, Gefäß befindet und die elektrischen Anschlüsse 12, elektrisch und thermisch gut leitenden, metallischen 13 über Öffnungen 20, 21 durchtreten kann. Die be-Schichten 4,5, beispielsweise aus Silber, stoffschlüssig 50 schriebene Anordnung befindet sich in einem Behälkontaktiert ist. Der Halbleiterkörper 1 weist im Quer- ter 22, der oben mit Kühlrippen 23 versehen ist. Die schnitt ein Fischschwanzprofil, das heißt, an seinem elektrischen Anschlüsse 12,13 sind symbolisch mit Rand eine Einkerbung, auf. Dadurch entwickelt sich Ableitungen 25,26 versehen. Das Gefäß 22 wird die Hauptverlustwärme dicht unter den Oberflächen unten durch eine isolierende Bodenplatte 27 abge-2, 3 im wesentlichen in den Bereichen 6 und 7. Diese 55 schlossen.
folgt. 45 Die Bereiche 6, 7 der Elektrodenschichten 4, f stein F i g. 1 ist ein Vierschicht-Halbleiterkörper 1 hen in unmittelbarer Verbindung mit der Kühlflüssigdargestellt, ein Thyristor, welcher an seinen den keit 24, die sich in einem wie dargestellt gestalteten Hauptstrom führenden Oberflächen 2, 3 mit dünnen, Gefäß befindet und die elektrischen Anschlüsse 12, elektrisch und thermisch gut leitenden, metallischen 13 über Öffnungen 20, 21 durchtreten kann. Die be-Schichten 4,5, beispielsweise aus Silber, stoffschlüssig 50 schriebene Anordnung befindet sich in einem Behälkontaktiert ist. Der Halbleiterkörper 1 weist im Quer- ter 22, der oben mit Kühlrippen 23 versehen ist. Die schnitt ein Fischschwanzprofil, das heißt, an seinem elektrischen Anschlüsse 12,13 sind symbolisch mit Rand eine Einkerbung, auf. Dadurch entwickelt sich Ableitungen 25,26 versehen. Das Gefäß 22 wird die Hauptverlustwärme dicht unter den Oberflächen unten durch eine isolierende Bodenplatte 27 abge-2, 3 im wesentlichen in den Bereichen 6 und 7. Diese 55 schlossen.
Bereiche 6,7 werden durch eine in den voneinander Bei elektrischer Belastung des Halbleiterkörpers 1
getrennten Hohlräumen 8, 9 befindliche zu verdanip- wird die Flüssigkeit 24 an den Schichten 4, 5 in den
fende Flüssigkeit gekühlt, die durch Schichten 10,11 Bereichen 6, 7 verdampft. Die Flüssigkeit weist
mit Kapillarstruktur jeweils zu den Bereichen 6,7 re- zweckmäßigerweise eine geringe Oberflächenspan-
zirkuliert wird. Die Anordnung ist also im wesent- 60 nung gegenüber ihrer Dampfphase auf. Dadurch kön-
lichen schwerkraftunabhängig. nen keine großen zusammenhängenden Blasen die zu
In den nach Abzug der Bereiche 6, 7 verbleibenden kühlenden Oberflächen bedecken und die Geschwin-
Bereichen 16,17 sind die Eiektrodenschichten 4,5 digkeit des Wärmeabtransportes wird weiter verbes-
mit den gleichzeitig als mechanische Halteelemente sert Zur Vermeidung eines etwaigen Siedsverzuges
dienenden Hauptanschlüssen 12,13 durch Lötung 65 sind die Schichten 4,5 mindestens in ihren Berei-
oder Druckkontaktierung verbunden. Unterhalb die- chen 6,7 an der Oberfläche rauh,
ser ringförmigen Bereiche entwickelt sich praktisch Die an den Bereichen 6,7 gebildeten Dampfbläs-
keine Verlustwärme, da durch die geometrische Struk- chen perlen durch die öffnungen 20,21 nach oben
7 8
und werden an der Wand des Behälters 22 im Bereich tere zu kühlende Elemente untergebracht werden
der Kühlrippen 23 wieder kondensiert. Das Konden- beispielsweise weitere Dioden oder Thyristoren, di<
sat kann dann wieder in die Flüssigkeit 24 zurück- mit dem dargestellten Element 1 verschaltet sind, ode
fließen. Trigger-Elemente.
Se' r zweckmäßig ist die Anwendung der Erfindung 5 In der in F i g. 1 dargestellten Anordnung könnei
bei Thyristoren mit Emitterkurzschlüssen (vgl. z. B. die verwendeten Kühlflüssigkeiten elektrisch leitenc
Brown Boveri Mitteilungen 53 [1966] S. 616). Bei sein, beispielsweise Wasser, Ammoniak oder Aiko
derartigen Thyristoren wird die Hauptverlustwärme hole, oder, wie oben geschildert, bei der Betriebstem
im Bereich der Emitterzonen gebildet, und es wird peratur verdampfende Metalle,
dann die Elektrodenschicht in diesen Bereichen un- to Die Wärmeleistungsabfuhr wird weiter verbessert
mittelbar mit dem Kühlmittel beaufschlagt. Die ver- wenn thermisch dissoziierbare Kühlflüssigkeiten ver
bleibenden Bereiche der Elektrodenschicht, unter de- wendet werden. Beispielsweise besteht in dem Systen
nen also eine innere Zone an die Oberfläche tritt, sind H2O/NH. eine starke Bindung zwischen den Kompo
dann für die elektrischen Anschlüsse und gegebenen- nenten, die nur unter hohem Wärmeverbrauch auf·
falls mechanische Halteelemente vorgesehen. 15 brechbar ist.
Zur Vermeidung eines Siedeverzuges können auch Statt chemischer Verbindungen können auch F!üs
Feststoffe in der Kühlflüsigkeit suspendiert sein. sigkeitsgemische, insbesondere azeotrope, für du
Im in F i g. 2 dargestellten Fall muß die Kühl- Kühlflüssigkeit verwendet werden. Wie aus der Heat
flüssigkeit ein elektrischer Isolator sein, damit die pipe-Technik bekannt, können inerte Gase in den die
Elektroden 12,13 nicht kurzgeschlossen werden. Ge- ao Kühlflüssigkeit enthaltenden Räumen die Temperatui
eignet sind beispielsweise fluorierte organische Ver- der zu kühlenden Oberfläche für einen breiten Wertebindungen.
In der Flüssigkeit können dann auch wei- bereich von Wärmeströmen stabilisieren.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (19)
1. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung
mit einer Flüssigkeitsverdampfungskühlung, bei der die den Hauptstrom führenden Oberflächen
des Halbieiterkörpers jeweils mit einer dünnen, elektrisch und thermisch gut leitenden Elektrodenschicht
versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschichtbereiche
(6, 7), unter denen sich in dem Halbleiterkörper (1) während des Stromflusses die Hauptverlustwärme
entwickelt, unmittelbar an das zu verdampfende, flüssige Kühlmittel angrenzen und
daß die elektrischen Hauptanschlüsse (12,13) mit den Elektrodenschichten (4, 5) in denjenigen Bereichen
(16,17) in Kontakt stehen, unter welchen sich während des Stromflusses nicht die Hauptverlustwärme
entwickelt.
2. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektrodenschichtbereiche (6, 7), unter denen sich während des Stromflusses die Hauptverlustwärme
entwickelt, durch eine geeignete geometrische Struktur des Halbleiterkörpers (1) festgelegt
sind.
3. Leistungs-HObleiterbauelement-Anordnung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschichtbereiche (6, 7), unter welchen
sich während des Stromflusses <1ie Hauptverlustwärme
entwickelt, durch geeignete Dotierungsmaßnahmen (18,19) im Halbleiterkörper (1)
festgelegt sind.
4. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dicken der Elektrod^nschichten (4, 5) nur so groß sind, wie zur Erzielung eines ausreichend
geringen transversalen elektrischen Widerstandes nötig ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschichten (4, 5)
aus Silber, Kupfer oder Gold bestehen und eine Dicke der Größenordnung 100 μ aufweisen.
6. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als Kühlmittel eine elektrisch leitende Flüssigkeit vorgesehen ist und die elektrischen Hauptanschlüsse
mit den Elektrodenschichten gegebenenfalls nur über dieses Kühlmittel in elektrischem
Kontakt stehen.
7. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
als Kühlmittel flüssige Metalle Verwendung finden, die bei der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements
verdampfen,
8. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die verdampfte Flüssigkeit durch eine Schicht (10, 11) mit Kapillarstruktur zu den zu kühlenden
Elektrodenschichtbereichen (6, 7) des Halbleiterkörpers (1) zurückgeführt wird.
9. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung
nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterkörper (1) an seinem Rand eine
oder mehrere Einkerbungen aufweist, und die gleichzeitig a's mechanische Halteelemente dienenden
elektrischen Hauptanschlüsse (12,13) mit cict1 Elektrodenschicht (4, 5) nur in den Bereichen
(16,17) verbunden sind, die über den Einkerbungen
liegen.
10. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Hauptstrom führenden Oberflächen des Halbleiterkörpers (1) in den für die elektrischen
Hauptanschlüsse (12,13) vorgesehenen Bereichen (18,19) schwächer oder invers dotiert sind.
11. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Elektrodenschichten (4,5) zur Erleichterung d~r Dampfblasenbildung in den zu kühlenden Bereichen
(6,7) eine rauhe Oberfläche aufweisen.
12. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in der zu verdampfenden Flüssigkeit zwecks erleichterter Bildung von Dampfblasen Feststoffe
suspendiert sind.
13. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnüng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu verdampfende Flüssigkeit ein elektrischer Isolator ist.
14. Leistungs-Halbleiterbauelement-Aiiordnung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kühlung an Stelle der zu verdampf enden Flüssigkeit
eine bei der Betriebstemperatur des Halbleiterbauelements dissoziierbare Flüssigkeit Verwendung
findet.
15. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
als dissoziierbare Flüssigkeit eine wäßrige Ammoniaklösung zur Anwendung kommt.
16. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verdampfende Flüssigkeit gegenüber ihrer
Dampfphase eine geringe Oberflächenspannung hat.
17. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu verdampfende Flüssigkeit eine azeotrope Mischung ist.
18. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung
nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die zu verdampfende Flüssigkeit enthaltenden
Raum zwecks Stabilisierung der Temperatur ein inertes Gas vorgesehen ist.
19. Leistungs-Halbleiterbauelement-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das zu kühlende Halbleiterbauelement ein Thyristor mit Emitterkurzschlüssen ist und die Hauptanschlüsse
in den Bereichen mit Jer Elektrodenschicht verbunden sind, wo die innen* Zone an
die Oberfläche tritt, während die Bereiche der Elektrodenschicht, unter denen die Emitterzonen
liegen, unmittelbar mit dem zu verdampfenden Kühlmittel beaufschlagt werden.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH1618570A CH524246A (de) | 1970-11-02 | 1970-11-02 | Leistungs-Halbleiterbauelement |
| CH1618570 | 1970-11-02 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2056805A1 DE2056805A1 (de) | 1972-05-31 |
| DE2056805B2 true DE2056805B2 (de) | 1972-10-19 |
| DE2056805C DE2056805C (de) | 1973-05-03 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2364773A1 (de) * | 1972-12-28 | 1974-07-11 | Ckd Praha | Einrichtung zum kuehlen von halbleiterbauelementen |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2364773A1 (de) * | 1972-12-28 | 1974-07-11 | Ckd Praha | Einrichtung zum kuehlen von halbleiterbauelementen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2056805A1 (de) | 1972-05-31 |
| CH524246A (de) | 1972-06-15 |
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