DE2131695C3

DE2131695C3 - Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE2131695C3
Application number: DE19712131695
Authority: DE
Inventors: Werner Egerbacher; Heinz Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2131695B2; DE2131695A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Oberteil und einer mit diesem verbundenen Grundplatte mit einem Schraubstutzen und einer Auflagefläche, an die ein Halbleiterelement über Federn angepreßt wird.

Solche Halbleiterbauelemente sind zum Beispiel aus den US-Patenten 34 27 395 und 34 15 943 bekanntgeworden. Der Schraubstutzen wird in ein mit einem Gewinde versehenes Konstruktionsteil, zum Beispiel einen Kühlkörper mit vorgegebenen Drehmoment eingeschraubt. Beim Einschrauben des Schraubslutzens kann sich die Grundplatte des Gehäuses jedoch vom Halbleiterelement her gesehen konkav verformen. Damit wird auch die Auflagefläche für das Halbleiterelement konkav verformt, so daß es nicht mehr an der ganzen Fläche, sondern nur noch am Rand an der Auflagefläche anliegt. Damit erhöht sich der thermische und elektrische Übergangswiderstand zwischen dem Halbleiterelement und dem Gehäuse.

Bei den aus den obengenannten Veröffentlichungen bekannten Halbleiterbauelementen wird die Erhöhung des thermischen und elektrischen Übergangswiderstandes zwischen Halbleiterelement und Gehäuse dadurch vermieden, daß die Grundplatte durch eine Stahlarmierung mechanisch widerstandsfähiger gemacht beziehungsweise daß statt eines Schraubstutzens aus Kupfer ein solcher aus Stahl verwendet wird. Damit wird offensichtlich eine Verformung der Grundplatte vermieden. Mit dieser Maßnahme ist jedoch eine Erhöhung des thermischen und elektrischen Übergangswiderstandes zwischen Gehäuse und dem Konstruktionsteil verbunden, da Stahl einen höheren Wärmewiderstand als Kupfer aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß ein einwandfreier thermischer und elektrischer Übergang zwischen Halbleiterelement und Konstruktionsteil erreicht wird, ohne daß den elektrischen und thermischen Widerstand erhöhende Materialien verwendet werden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche in bezug auf das Halbleiterelement konkav gewölbt ist und daß die Wölbung so bemessen ist, daß die Auflagefläche beim Einschrauben des Schraubstutzens in ein Konstruktionsteil mit einem vorgegebenen Drehmoment plan ist

Vorteilhafterweise ist die Auflagefläche geläppt. Ein einfaches Verfahren zum Herstellen der konvex gewölbten Auflagefläche besteht darin, daß der Schraubstutzen mit vorgegebenem Drehmoment in eine

ίο Hilfsvorrichtung eingeschraubt wird und daß die Auflagefläche dann plangeläppt wird.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht auf ein Halbleiterbauelement der erwähnten Gattung,

Fig. 2 einige Teile des Halbleiterbauelementes vor dem Einschrauben und

F i g. 3 die gleichen Teile des Halbleiterbauelementes nach dem Einschrauben in ein Konstruktionsteil.

In F i g. 1 ist das Halbleiterbauelement mit 1 bezeichnet. Es weist ein Oberteil 2 auf, das mit einer Grundplatte 3 verbunden ist. Die Grundplatte 3 ist mit einem Schraubstutzen 4 versehen. Auf der Grundplatte 3 sitzt ein Sockel 10, der mit einer Auflagefläche 5 versehen ist. Auf der Auflagefläche 5 sitzt ein Halbleiterelement 6, das über einen Kontakt 7 mittels Tellerfedern 9 gegen die Auflagefläche 5 gedrückt wird. Die Tellerfedern 9 stützen sich gegen das Oberteil 2 ab.

Der Kontakt 7 ist mit einer Zuleitung 8 versehen, die durch das Oberteil 2 hindurchgeht.

In F i g. 2 sind gleiche Teile wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Hier ist ersichtlich, daß die Auflagefläche 5 in bezug auf das Halbleiterelement konvex gewölbt ist. Die Wölbung ist hier der Anschaulichkeit halber übertrieben dargeteilt. Die dem Schraubstutzen zugewandte Seite der Grundplatte 3 ist mit 11 bezeichnet und bildet mit der Längsachse des Halbleiterbauelementes einen Winkel von etwas weni-

•to ger als 90°. Dies hat den Zweck, daß sich diese Seite beim Einschrauben in ein Konstruktionsteil auf der ganzen Fläche an dieses anlegt.

In Fig. 3 ist die Anordnung nach Fig. 2 in ein Konstruktionsteil, zum Beispiel in einen Kühlkörper 12 eingeschraubt. Der Schraubstutzen 4 übt dabei auf die Grundplatte 3, den Sockel 10 und die Auflagefläche 5 eine Kraft aus, die bewirkt, daß die Auflagefläche 5 plan wird. Dadurch ist eine einwandfreie thermische und elektrische Verbindung des, Halbleiterelementes 6 mit der Grundplatte gewährleistet.

Sind die dem Halbleiterelement zugewandten Flächen der Grundplatte 3 und des Sockels vor dem Einschrauben (Fig. 2) ebenfalls etwas konvex, werden diese Flächen im eingeschraubten Zustand ebenfalls eben. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, auch die dem Halbleiterelement zugewandten Flächen des Sockels 10 und der Grundplatte 3 konvex zu bearbeiten. Gibt man diesen Flächen eine Form, die im nicht eingeschraubten Zustand etwa plan ist, so werden diese Flächen im eingeschraubten Zustand konkav. Für die Funktionsfähigkeit der Erfindung ist dies jedoch ohne Bedeutung.

Die Erfindung isl nicht nur bei Halbleiterbauelementen brauchbar, bei denen die dem .Schraubstutzen

^ zugewandte Seite der Grundplatte mit der Längsachse des Halbleiterbauelementes einen Winkel von weniger als 90" bildet. Eine konkave Verformung der Auflagefläche tritt beim Einschrauben nämlich schon dann ein,

wenn das Konstruktionsteil aus relativ weichem Material besteht. Dieses verformt sich in der Nähe des Schraubstutzens am meisten, da dort die Kraft am größten ist Auf die Grundplatte vird daher ein Biegemoment ausgeübt, durch das eine plane Auflagefläche konkav verformt wird.

Ein besonders einfaches Herstellungsverfahren der konvexen Auflagefläche besteht darin, daß die Grundplatte 3 mit planer Auflagefläche mit vorgegebenem Drehmoment in eine Hilfsvorrichtung eingeschraubt wird. Dann verformt sich die Auflagefläche 5 konkav. Sie wird dann plangeläppt und die Grundplatte wird von der Hilfsvorrichtung entfernt. Damit wird die Grundplatte entlastet und die Auflagefläche 5 wird konvex verformt. Mit diesem Verfahren ist sichergestellt, daß die Auflagefläche 5 auch im zusammengebauten Zustand des Halbleiterbauelementes plan ist, wenn das Halbleiterbauelement mit vorgegebenem Drehmoment in den Kühlkörper eingeschraubt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse, bestehend aus einem Oberteil und einer mit diesem verbundenen Grundplatte mit einem Schraubstutzen und einer Auflagefläche, an die ein Halbleiterelement über Federn angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (5) in bezug auf das Halbleiterelement (6) konvex gewölbt ist und daß die Wölbung so bemessen ist, daß die Auflagefläche beim Einschrauben des Schraubstutzens in ein Konstruktionsteil (12) mit einem vorgegebenen Drehmoment plan ist.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (5) geläppt ist.

3. Verfahren zum Herstellen eines Halbieiterbauelementes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubstutzen (4) mit einem vorgegebenen Drehmoment in eine Hilfsvorrichtung eingeschraubt wird und daß die Auflagefläche (5) dann plangeläppt wird.