DE2118356A1 - Disc-shaped semiconductor component - Google Patents
Disc-shaped semiconductor componentInfo
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Description
SIEMENS AKTIEIiGESELLSCUA?! München 2, 15.ÄPR1971SIEMENS AKTIEIiGESELLSCUA ?! Munich 2, April 15, 1971
Berlin und München Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich Witteisbacherplatz 2
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein scheibenförmiges Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterlement und einem Gehäuse, bestehend aus zwei starren, Hauptflächen und einen Rand aufweisenden Deckplatten und einem κ-'Λ diesen dicht verbundenem Isolierring.The present invention relates to a disk-shaped semiconductor component with a semiconductor element and a housing, consisting of two rigid cover plates having main surfaces and an edge and an insulating ring which is tightly connected to this.
Ein solches Halbleiterbauelement ist bereits beschrieben worden. Der Isolierring ist mit den starren Deckplatten über einen Stahlring verbunden. Der Stahlring ist mit dem Isolierring und mit den starren Deckplatten verlötet. Dazu muß der Isolierring vorher mit einer Metallschicht versehen werden. Dies ist jedoch recht aufwendig. Außerdem besteht die Gefahr, daß beim Verlöten des Gehäuses schädliche Dämpfe oder Gase in das Gehäuseinnere gelangen und dort die Eigenschaften des Halbleiterelementes beeinträchtigen.Such a semiconductor component has already been described been. The insulating ring is connected to the rigid cover plates via a steel ring. The steel ring is with the Insulating ring and soldered to the rigid cover plates. For this purpose, the insulating ring must be provided with a metal layer beforehand will. However, this is quite time-consuming. In addition, there is a risk of harmful vapors when soldering the housing or gases get into the interior of the housing and impair the properties of the semiconductor element there.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement gemäß der angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß das Zusammensetzen und Verschließen auf einfachere Weise möglich ist.The present invention is therefore based on the object of providing a semiconductor component according to the specified type to develop that the assembly and closing is possible in a simpler way.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten in der Nähe des Randes mindestens je einen der anderen Deckplatte zugewandten Ringbuckel aufweisen, daß der Isolierring aus elastischem Isoliermaterial besteht, daß die Ringbuckel auf dessen Ober- und Unterseite aufliegen, und daß Mittel vorgesehen sind, die die Deckplatten gegeneinander- und die Ringbuckel an den Isolierring an- oder wenigstens teilweise in ihn einpressen.The invention is characterized in that the cover plates in the vicinity of the edge each have at least one of the other cover plates facing annular hump that the insulating ring consists of elastic insulating material that the annular hump rest on the top and bottom, and that means are provided that the cover plates against each other and the Press the ring boss onto the insulating ring or at least partially press it into it.
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Vorzugsweise ist der Eand der Deckplatten mit einem Kranz versehen, der geringere Dicke als die Deckplatten hat. Die Ringbuckel sind auf diesem Kranz angeordnet. Die Mittel können vorteilhafterweise aus mit dem Ring verbundenen9 die Kränze auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden federnden Krallen bestehen. Die Krallen und der Isolierring können dabei aus einem einzigen Stück bestehen9 Die Krallen und die Kränze können in diesem Fall so geformt sein, daß sie miteinander einen Sehnappmechanismus bilden«,The end of the cover plates is preferably provided with a rim which is less thick than the cover plates. The ring humps are arranged on this wreath. The means can advantageously consist of resilient claws that are connected to the ring and encompass the rings on the side facing away from the semiconductor element. The claws and the insulating ring can consist of a single piece 9 The claws and the rings can in this case be shaped in such a way that they form a tendon mechanism with one another «,
. ■. ■
Die Mittel können aber auch aus einem beide Kränze auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden Schrumpfschlauch bestehen. Vorteiliiafterweise können die Mittel auch aus einer den Kranz der ersten Deckplatte auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden ersten Schraubkappe und einer den Kranz der zweiten Deck- platte auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden zweiten Schraubkappe bestehen, wobei beide Schraubkappen miteinander verschraubbar ausgebildet sind.However, the means can also consist of a shrink tube encompassing both rings on the side facing away from the semiconductor element. Advantageously, the means can also consist of a first screw cap encompassing the rim of the first cover plate on the side facing away from the semiconductor element and a second screw cap encompassing the rim of the second cover plate on the side facing away from the semiconductor element, both screw caps being designed to be screwable to one another.
Der Isolierring kann in allen aufgezählten Fällen z.B. fe aus Teflon bestehen»The insulating ring can be made of Teflon in all of the cases listed, for example »
Die Erfindung wird anhand einiger Alisführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen?The invention is explained in more detail with the aid of a few examples of implementation in conjunction with FIGS. 1 to 4. Show it?
Figur 1 einen Querschnitt durch ein HalbleiterbauelementFigure 1 shows a cross section through a semiconductor component
gemäß eiaen ersten Ausfüiirungsbeispiel der Erfindung f Figur 2 den Querschnitt durch sin aweites Ausführungsbei- "according eiaen first Ausfüiirungsbeispiel of the invention, f 2 is the cross section through the exemplary embodiment aweites sin "
spiele
Figur 3 den Querschnitt durch, eis drittes A'asx'ühruBgstoei—games
FIG. 3 shows the cross section through the third A'asx'ührstoei—
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Figur 4 ein vergrößertes9 alles Atasiilhrimgs Beispielen ge- ■ meinsames Detail e Figure 4 is an enlarged 9 Atasiilhrimgs all examples ■ overall concomitantly detail e
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Das Halbleiterbauelement gemäß Figur 1 weist zwei starre Deckplatten 1 und 2 auf. Zwischen diesen Deckplatten liegt ein.Halbleiterelement 3, das nur schematisch angedeutet ist. Der Rand der Deckplatte 1 ist mit einem Kranz 4 und der Rand der Deckplatte 2 mit einem Kranz 6 versehen. Die einander zugewandten Seiten der Kränze 4 und 6 weisen einen Ringbuckel 5 bzw. 7 auf. Die Ringbuckel 5 und 7 liegen dabei auf der Ober- und Unterseite eines elastischen Isolierringes auf. Dieser Isolierring kann zoB. aus Teflon bestehen.The semiconductor component according to FIG. 1 has two rigid cover plates 1 and 2. A semiconductor element 3, which is only indicated schematically, is located between these cover plates. The edge of the cover plate 1 is provided with a ring 4 and the edge of the cover plate 2 is provided with a ring 6. The mutually facing sides of the rings 4 and 6 have an annular hump 5 and 7, respectively. The ring bosses 5 and 7 lie on the top and bottom of an elastic insulating ring. Z o B. This insulating ring can be made of Teflon.
Die Ringbuckel 5» 7 werden durch eine äußere Kraft in den Isolierring 8 eingepreßt, wodurch ein Zusammenhalt der Einzelteile des Gehäuses und eine gewisse Abdichtung des Innenraumes des Halbleiterbauelementes erreicht wird. Diese äußere Kraft wird von ringförmigen Krallen 9 aufgebraht, die die Kränze 4 und 6 an ihrer dem Halbleiterelement 3 abgewandten Seite umschließen. Die Krallen 9 sind hferbei Bestandteil des Isolierringes 8 und bestehen aus dem gleichen Material also z.B. aus Teflon.The ring bosses 5 »7 are pressed into the insulating ring 8 by an external force, whereby the cohesion of the Individual parts of the housing and a certain sealing of the interior of the semiconductor component is achieved. These external force is applied by annular claws 9, the enclose the rings 4 and 6 on their side facing away from the semiconductor element 3. The claws 9 are part of the package of the insulating ring 8 and are made of the same material, e.g. Teflon.
Die Krallen 9 und die Kränze 4, 6 sind innen bzw. außen etwas abgeschrägt, so daß die Grundplatten 1, 2 von außen auf die Krallen 9 gedruckt werden können. Die Krallen 9 bewegen sich dann federnd nach außen und die Kränze 4, 6 der Deckplatten 1,'2 schnappen in die durch die Krallen 9 und den Ring 8 gebildete Ringnut ein. Hierbei werden die Ringbuckel 5 und 7 an den Ring 8 an- oder bei einem relativ weichen Isoliermaterial wenigstens teilweise in ihn eingepreßt, so daß die Einzelteile des Halbleiterbauelementes zusammengehalten werden. Außerdem wird eine Abdichtung des Gehäuses erreicht.The claws 9 and the rings 4, 6 are slightly beveled on the inside and outside, so that the base plates 1, 2 from the outside can be printed on the claws 9. The claws 9 then move resiliently outward and the rings 4, 6 of the Cover plates 1, '2 snap into the annular groove formed by the claws 9 and the ring 8. Here are the ring humps 5 and 7 on the ring 8 or, in the case of a relatively soft insulating material, at least partially pressed into it, so that the individual parts of the semiconductor component are held together. In addition, the Housing achieved.
Das Halbleiterelement 3 liegt dann an den Deckplatten 1 und 2 an. Die am Halbleiterelement 3 anliegenden Hauptflächen der Deckplatten 1 und 2 sowie die Elektroden des Halbleiter-The semiconductor element 3 then rests against the cover plates 1 and 2. The main surfaces resting on the semiconductor element 3 of the cover plates 1 and 2 as well as the electrodes of the semiconductor
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. · bauelementes werden zweckmäßigerweise geläppt. Die Deckplatten, die z.B. aus Kupfer bestehen, oder aus einem Verbundkörper bestehend aus Kupfer und Molybdän,, können an ihrer am Halbleiterelement anliegenden Hauptfläche z.B. vernickelt und die Elektroden des Halbleiterelementes versilbert werden. Die Deckplatten und das Halbleiterelement werden dann über Kühlkörper aneinandergepreßt, wobei der Kontaktdruck zwischen 100 und 500 kp/cm liegen kann. Damit werden die Ringbuckel ganz in den Isolierring eingepreßt.. · Components are expediently lapped. The cover plates, which are made of copper, for example, or of a composite body consisting of copper and molybdenum ,, can on their main surface adjacent to the semiconductor element e.g. nickel-plated and the electrodes of the semiconductor element silver-plated. The cover plates and the Semiconductor elements are then pressed against one another via heat sinks, the contact pressure being between 100 and 500 kp / cm can lie. In this way, the ring bosses are pressed completely into the insulating ring.
P Die Deckplatten 1 und 2 können noch mit zentralen Bohrungen 10 bzw. 11 versehen seinj in die z.B. zu den Kühlkörpern gehörende Bolzen hineinpassen. Damit ist einer einwandfreien Zentrierung von Halbleiterbauelement und Kühlkörpern möglicheThe cover plates 1 and 2 can also be provided with central bores 10 and 11, for example, to the heat sinks Fit the corresponding bolts. This enables perfect centering of the semiconductor component and heat sinks
In Figur 2 ist ein anderes Halbleiterbauelement gezeigt, bei dem die die Deckplatten 1 und 2 zusammenhaltende Kraft durch einen Schrumpfschlauch oder Schrumpfformteil 13 aufgebracht wird. Der Schrumpfschlauch 13 umfaßt mindestens die Kränze 4 und 6 auf der dem Halbleiterelement abgekehrten Seite. Dadurch werden die Ringbuckel 5 und 7 an den Isolierring, der hier mit 12 bezeichnet ist, angepreßt.FIG. 2 shows another semiconductor component in which the force holding the cover plates 1 and 2 together is applied by a shrink tube or shrink molded part 13. The shrink tube 13 comprises at least the rings 4 and 6 on the side facing away from the semiconductor element. As a result, the ring bosses 5 and 7 are pressed against the insulating ring, which is designated here by 12.
Als Schrumpfschlauch kann beispielsweise ein Schlauch aus vorgerecktem Polyester verwendet werden. Ein solcher Schlauch schrumpft beim Erhitzen und legt sich eng an die von ihm umschlossene Teile an. .For example, a tube made of pre-stretched polyester can be used as the shrink tube. Such a tube shrinks when heated and fits tightly to the parts it encloses. .
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, in dem die die Deckplatten 1 und 2 an den Isolierring pressende Kraft durch zwei Schraubkappen 15 und 16 erzeugt wird. Die erste Schraubkappe 15 umfaßt hier den Kranz der ersten Deckplatte 1 und die zweite Schraubkappe 16 umfaßt den Kranz 6 der Deckplatte 2. Die Schraubkappe 15 ist In Figure 3, a further embodiment of the invention is shown in which the cover plates 1 and 2 on the insulating ring pressing force is generated by two screw caps 15 and 16. The first screw cap 15 here includes the wreath the first cover plate 1 and the second screw cap 16 comprises the rim 6 of the cover plate 2. The screw cap 15 is
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an der Außenseite mit einem Gewinde 17 und die Schraubkappe 16 an der Innenseite mit einem Gewinde 18 versehen. Wird die Schraubkappe 16 auf die Schraubkappe 15 aufgeschraubt, so werden die Ringbuckel 5 und 7 in den Isolierring 12 eingepreßt. Dadurch wird das Innere des Gehäuses abgedichtet. Die Schraubkappen 15 und 16 sind zweckmäßigerweise so gestaltet, daß die dem Halbleiterelement 3 abgekehrten Hauptflächen der Deckplatten 1 und durch Öffnungen in den Schraubkappen hindurchtreten können. Damit ist eine unmittelbare Verbindung von Deckplatten und Kühlkörpern möglich, so daß eine gute Kühlung gewährleistet ist. ' -on the outside with a thread 17 and the screw cap 16 provided with a thread 18 on the inside. If the screw cap 16 is placed on the screw cap 15 screwed on, the ring bosses 5 and 7 are pressed into the insulating ring 12. This will make the inside of the Housing sealed. The screw caps 15 and 16 are expediently designed so that the semiconductor element 3 facing away main surfaces of the cover plates 1 and can pass through openings in the screw caps. This enables a direct connection between cover plates and heat sinks, so that good cooling is guaranteed is. '-
Bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 2 und 3 können die Halbleiterelemente 3 mit den Deckplatten 1 und 2 über ■einen Druckkontakt verbunden oder auch mit den Deckplatten verlötet sein.In the embodiments according to Figures 2 and 3 can the semiconductor elements 3 are connected to the cover plates 1 and 2 via a pressure contact or else to the cover plates be soldered.
In Figur 4 ist ein Detail des Kranzes 4 der oberen Deckplatte 1 gezeigt. In dieser Figur ist der Ringbuckel 5 deutlich zu erkennen. Der Ringbuckel 5 wird dabei an die Oberseite des Isolierringes 12 angepreßt. Vorteilhaft ist es, wenn der innere Durchmesser des Isolierringes, der Außendurchmesser des Halbleiterelementes und der Außendurchmesser der Deckplatten innerhalb der Kränze so aufeinander abgestimmt ist, daß der Isolierring das Halbleiterelement und die Deckplatten zentriert. Besonders wirtschaftlich ist die. Herstellung das Halbleiterbauelement dann, wenn beide Deckplatten identisch ausgeführt sind.A detail of the ring 4 of the upper cover plate 1 is shown in FIG. In this figure, the ring boss is 5 clearly visible. The ring boss 5 is pressed against the top of the insulating ring 12. Is beneficial it if the inner diameter of the insulating ring, the outer diameter of the semiconductor element and the outer diameter the cover plates within the wreaths are matched to one another so that the insulating ring is the semiconductor element and the cover plates centered. It is particularly economical. Manufacture the semiconductor component when both cover plates are identical.
10 Patentansprüche
4 Figuren10 claims
4 figures
VPA 9/110/1020 209844/0961 -6-VPA 9/110/1020 209844/0961 -6-
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