DE2621184B2 - Verfahren zur Herstellung einer Deckelanordnung für ein Halbleiterbauelementengehäuse - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Deckelanordnung für ein HalbleiterbauelementengehäuseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Deckelanordnung für ein Halbleiterbauelementgehäuse,
bei dem auf den Deckel ein dem Umriß des Deckels angepaßtes ringförmiges Element
aus einem im wesentlichen noch nicht vernetzten wärmeaushärtbaren Kunststoff aufgebracht wird.
Es ist bekannt, Öffnungen von Behältern durch Einsetzen einer Anordnung aus einem vorgeformten
Element aus Kunststoff und einem Deckel zu verschließen, wobei das vorgeformte Element durch
Wärmeanwendung zuvor an dem Deckel befestigt wird.
Bekannt ist weiterhin aus der US-PS 3 823468 ein
Verfahren zur Herstellung einer Deckelanordnung für ein Halbleiterbauelementengehäuse, bei dem ein metallischer
Deckel und ein metallisches, vorgeformtes Element aus Weichlot auf einem metallischen oder
keramischen Gehäuse aufgesetzt und mit letzterem durch Erwärmen der Anordnung bis zum Schmelzpunkt
des Weichlots unter Bildung eines dauerhaften, hermetisch abgedichteten Verschlusses des Gehäuses
verbunden werden.
Bekannt ist ferner aus der Zeitschrift »Electronics« Band 45 (22. Mai 1972), Heft II, S. 102 bis 106) zur
Abdichtung eines Kunststoffgehäuses für Halbleiter-
!() bauelemente einen Deckel und ein dem Umriß des
letzteren angepaßtes ringförmiges, vorgeformtes Element aus Phenolharz und ein Bodenteil mit einem
entsprechend vorgeformten Element zu verwenden. Hierbei wird das vorgeformte Element aus Phenolharz
i' zunächst mit der Gehäuseöffnung ausgerichtet und
der Deckel beim Verschließvorgang unter Aufbringung von Wärme und Druck befestigt. Das vorgeformte
Element ermöglicht auch das Verschließen von Gehäuse aus Metall, Keramik, Quarz oder Kunststoff
-° bzw. bei veschiedener Kombination solcher Materialien,
das Problem der Schaffung einer dauerhaften hermetischen Abdichtung läßt sich jedoch nicht zufriedenstellend
lösen.
Ein vorläufiges Befestigen des vorgeformten EIe-
■?> mentes aus Kunststoff am Deckel mittels Wärme bewirkt
in nachteiliger Weise eine Beeinträchtigung der Fähigkeit bestimmter Arten von vorgeformten Elementen
aus Kunststoff durch die aufgebrachte Wärme einen dichten Abschluß mit der den Hohlraum des
in Halbleiterbauelementengehäuses umgebenden Fläche
zu erreichen. Die vorgeformten Elemente bestehen notwendigerweise aus einem im wesentlichen
noch nicht vernetzten, wärmeaushärtbaren Kunststoff, in dem beim erstmaligen Einfluß von Wärme
Γ) eine chemische Reaktion stattfindet, bei der das Material
wenigstens teilweise irreversibel härtet. Steht der wärmeaushärtbare Kunststoff bei der Erwärmung
nicht mit der Oberfläche in Berührung, auf die er aufgebracht werden soll, härtet seine offenliegende
Oberfläche und verliert ihre Haftfähigkeit. Wird ein vorgeformtes Element aus wärmeaushärtbarem
Kunststoff wie z. B. aus Epoxydharz, auf dem Deckel durch den Einfluß von Wärme festgelegt, so wird eine
Haftung zwischen dem Deckel und der Oberfläche des
4r> vorgeformten Elementes erreicht, die mit dem Deckel
in Berührung steht. Die restliche Oberfläche des vorgeformten Elementes härtet jedoch ebenfalls mindestens
teilweise aus und verliert dabei ihre Haftfähigkeit teilweise oder vollständig. Wird die Anordnung
•5o aus dem Deckel und dem vorgeformten Element auf
einem mit einem Hohlraum für das Halbleiterelement versehenen Gehäuseteil ausgerichtet und zwecks Abdichtung
erwärmt, so wird eine qualitativ minderwertige Abdichtung zwischen dem Gehäuseteil und
γ-, dem aus dem wärmeaushärtbarem Kunststoff bestehenden
vorgeformten Element erhalten. Oft wird die Haftgüte eines solchen vorläufigen befestigten vorgeformten
Elementes so schlecht, daß die Deckelanordnung vom Gehäuseteil bereits bei geringerer mecha-
bü nischer Beanspruchung abfällt.
Bei Verwendung eine vorgeformten Elementes aus Kunststoff zusammen mit einem Deckel aus einem
elektrisch leitfähigen Material liegt ferner die vom vorgeformten Element umgebene Fläche des Deckels
b5 die nach dem Verschließen dem Gehäuseinneren zugewandt
ist, offen. Wenn einer der Verbindungsdrähte, die an das Halbleiterbauelement angeschlossen
sind, in Berührung mit der offenliegenden
Metalloberfläche des Deckels gerät, tritt ein elektrischer
Kurzschluß auf, der das Halbleiterbauelement funktionsunfähig und damit unbrauchbar macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß der eingangs erwähnten Art zu
schaffen, das eine dauerhaft stabile Abdichtung zwischen der Deckelanordnung und dem das Halbleiterelement
aufnehmenden Gehäuseteil ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Lösung aus einem im wesentlichen noch
nicht vernetzten wärmeaushärtbaren Kunststoff in einem flüchtigen Lösungsmittel auf den Deckel zu Bildung
einer dünnen Kunststoffschicht aufgebracht wird, daß das vorgeformte Element auf die noch klebrige
Kunststoffschicht bei Umgebungstemperatur aufgedrückt wird, und daß der Trocknungsvorgang
abgeschlossen wird, wonach das vorgeformte Element an dem Deckel fest haftet.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Umeransprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in kostensparender Weise eine dauerhafte stabile, hermetische
Abdichtung der Deckelanordnung auf dem Halbleiterbauelementengehäuse.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nunmehr im einzelnen an Hand der Beschreibung der Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer
Deckelanordnung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung, die ein Verfahren zum Zusammenbau und Abdichten eines
Halbleiterbauelementgehäuses unter Einsatz der Deckelanordnung zeigt.
Die Fig. 1 zeigt schematisiert ein Verfahren zur Herstellung einer Deckelanordnung für ein Halbleiterbauelementgehäuse
mit einem Deckel 10, auf dessen untere Fläche eine Lösung eines wärmehärtbaren Kunststoffs in einem flüchtigen Lösungsmittel zu einer
dünnen Kunststoffschicht 11 auf dem Deckel 10 aufgebracht ist. Die Kunststoffschicht 11 wird vorzugsweise
von einer Lösung aus Epoxydharz in einem Lösungsmittel in Form einer Mischung aus Methanol,
Äthylendichlorid und Dioxan gebildet, wobei die verwendete Lösung vorzugsweise K) Gcw.% Kunststoff
enthält. Das Lösungsmittel setzt sich wie folgt zusammen:
Methanol 3(\...7()%
Äthylendichlorid 20 ... 50%
Dioxan 5 ... 20%
Vorzugsweise setzt sich das Lösungsmittel im wesentlichen aus 50% Methanol, 35% Äthylendichlorid
und 15% Dioxan zusammen.
Weiterhin ist ein ringförmiges vorgeformtes Element 12 aus einem im wesentlichen noch nicht vernetzten
wärmeaushärtbaren Kunststoff vorgesehen, der vorzugsweise die gleiche Zusammensetzung wie
r> der Kunststoff der Kunststoffschicht 11 aufweist und
derart bemessen ist, daß er im wesentlichen den Umriß des Deckels 10 angepaßt ist. Das ringförmige vorgeformte
Element kann aus einem Streifen oder Bogen aus einem im wesentlichen noch nicht vernetzten
Epoxydharz ausgestanzt sein. Das vorgeformte Element 12 wird bei Raumtemperatur und bei noch klebriger
Beschichtung auf die Kunststoffschicht 11 auf dem Deckel 10 aufgepreßt. Der Trocknungsvorgang
der Kunststoffschicht HL wird dann abgeschlossen, so
r> daß das vorgeformte Element 12 fest an dem Deckel
12 haftet.
Die Fig. 2 zeigt oben eine nach vorgehendem beschriebenem Verfahren hergestellte Deckelanordnung
10, 11, 12, wobei der Deckel 10 aus einem
-'" feuchtigkeits- und luftundurchlässigen Material und vorzugsweise aus Metall, Gias, Quarz oder Keramik
besteht. Die Deckelanordnung 10, 11, 12 ist auf ein Gehäuseteil 13 mit einem Hohlraum 14 aufgesetzt,
in dem sich ein Halbleiterbauelement 15 befindet. Das
-"' Gehäuse 13 ist von einem vergrößerten Tragelement
16 gehalten, in dem dicht eingeschlossen Anschlußstifte 17, 18 vorgesehen sind, die in Zuleitungen zum
Halbleiterelement 15 enden. Das Gehäuseteil 13 mit der darauf befindlichen Deckelanordnung 10, 11, 12
wird dann durch einen geeigneten Ofen geschickt, um die Kunststoffschicht 11 auf dem Deckel 10 und dem
vorgeformten Element 12 zu erwärmen und die chemische Reaktion durchzuführen, bei der sich das vorgeformte
Element 12 mit dem Deckel 10 und dem
'"' Gehäuseteil 13 verbindet.
Durch Verwendung der Kunststoffschicht 11 aus
einem im wesentlichen noch nicht vernetzten wärmeaushärtbaren Kunststoff auf dem Deckel 11 und des
ringförmigen, vorgeformten Elements 12 aus einem
·"' im wesentlichen noch nicht vernetzten wärmeaushärtbaren
Kunststoff, werden ihre Verbindungs- und Hafteigenschaften bei der Vorerwärmung zwecks Anbringung
des Elementes 12 am Deckel 10 nicht beeinträchtigt, was sine zuverlässige und dauerhafte her-
■'"> metische Abdichtung zwischen der Deckelanordnung
10,11,12 und dem Gehäuseteil 13 für das Halbleiterbauelement
gewährleistet. Ferner verhindert die Kunststoffschicht 11 aus einem im wesentlichen noch
nicht vernetzten wärmeaushärtbaren Kunststoff im
"'" Falle eines metallenen Deckels auf der Innenfläche
des letzteren einen möglichen Kurzschluß zwischen den dem Halbleiterelement 15 zugeordneten Zuleitungsdrähten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung einer Deckelanordnung für ein Halbleitergehäuse, bei dem auf
den Deckel ein dem Umriß des Deckels angepaßtes ringförmiges vorgeformtes Element aus einem
im wesentlichen noch nicht vernetzten wärmeaushärtbaren Kunststoff aufgebracht wird, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Lösung aus einem im wesentlichen noch nicht vernetzten wärmeaushärtbaren
Kunststoff in einem flüchtigen Lösungsmittel auf den Deckel (10) zur Bildung einer
dünnen Kunststoffschicht (11) aufgebracht wird, daß das vorgeformte Element (12) auf die noch
klebrige Kunststoffschicht (11) bei Umgebungstemperatur aufgedrückt wird, und daß der Trocknungsvorgang
abgeschlossen wird, wonach das vorgeformte Element (12) an dem Deckel (10) fest haftet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung verwendet wird,
die 10 Gew.% Kunststoff enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung verwendet wird,
die als Kunststoff Epoxydharz und als Lösungsmittel eine Mischung aus Methanol, Äthylendichlorid
und Dioxan enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösungsmittel verwendet
wird, das sich aus 30 bis 70% Methanol, 20 bis 50% Äthylendichlorid und 5 bis 20% Dioxan zusammensetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösungsmittel verwendet
wird, das sich im wesentichen aus 50% Methanol, 35% Äthylendichlorid und 15% Dioxan zusammensetzt.
6. Verfahren nach einem de·- Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß für das vorgeformte Element (12) und für die Kunststoffschicht
(11) der gleiche Kunststoff verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Deckel (10) verwendet wird, der aus Metall, Glas oder Keramik
besteht.
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