DE2625456A1

DE2625456A1 - Halbleitergeraet

Info

Publication number: DE2625456A1
Application number: DE19762625456
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nakamoto
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1975-06-18
Filing date: 1976-06-05
Publication date: 1976-12-30
Also published as: JPS51162660U

Description

Verlustwärme. Das Gehäuse weist ein in seinem Querschnitt U-förnliges Unterteil und eine Deckelplatte auf. Die Halbleiterbauelemente sind auf die innere Bodenfläche des U-förmigen Unterteils aufgelegt. Zwischen der Deckelplatte und den Halbleiterbauelementen ist ein elastischer Körper angeordnet. Ein Festziehelement drückt die Deckelplatte gegen den elastischen Körper, diesen gegen die Halbleiterbauelemente und die llalbleiterbauelemente gegen die innere Bodenfläche des U-förmigen Unterteils.
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Halbleitergerät nach der attu des Hauptanspruchs. Bei Halbleitergeräten ist es bekannt, Halbleiterbauelemente einzeln mit einer Schraube an einem Gehäuseteil festzuziehen, um eine Wärmeableitung zu dem Gehäuse zu erhalten. Ein an dem Halbleiterbauelement vorspringendes, zur Befestigung dienendes, plattenartiges Teil wird dabei mit Hilfe der Schraube an dem Gehäuseteil befestigt.
Bei einer derartigen einseitigen Befestigung wird nicht erreicht, daß die gesamte untere Fläche des Halbleiterbauelementes an das Gehäuseteil gut angedrückt wird. Eine gute Wärme ableitung über die gesamte Unterseite des Halbleiterbauelementes ist daher bei einer derart gen Konstruktion nicht gegeben. Da ein Halbleitergerät gewöhnlich eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen umfaßt, werden hierbei die einzelnen Halbleiterbauelemente jeweils einzeln am Gehäuse des Halbleitergeräts befestigt, und man hat somit den Nachteil, daß man um so mehr -Einzelteile und einen um so größeren Nontagearbeitsaufwand braucht, je größer die Zahl der Halbleiterbauelemente ist, die in dem Halbleitergerät untergebracht werden sollen.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße albleitergerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine gute Wärmeableitung der Halblelterbauelemente erzielt wird und daß die Zahl der Einzelteile und die Zahl der Montagearbeitsgänge verringert wird.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Halbleitergerät in perspektivischer Darstellung, teilweise abgebrochen.
Beschreibung der Erfindung Das Gehäuse des Halbleitergeräts umfaßt ein aus einem gut wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Aluminiumblech, bestehendes Unterteil 1, das im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Mit 2 und 3 sind Halbleiterbauelemente bezeichnet. Bei diesen Halbleiterbauelementen 2 und 3 handelt es sich meistens um quaderförmige genormte Teile, welche zusammen mit den zu ihrer Befestigung dienenden plattenförmigen Teilen 2a und 3a einstückig ausgebildet sind und die notwendige Anzahl von metallischen Anschlußleitern 2b und 3b für die Stromzufuhr aufweisen. Zum Überdecken der offenen Seite des U-förmigen Unterteils l ist eine aus isolierendem Material bestehende Deckelplatte 4 vorgesehen, die zugleich als Druckplatte dient. Die Deckelplatte Lt weist Vorsprünge 4a auf, die zur Lagebestimmung der Deckelplatte 4 gegenüber dem U-förmigen Unterteil 1 dienen. Ferner sind in der Deckelplatte Aussparungen 4b angebracht, die zur Lagebestimmung des weiter unten noch zu beschreibenden elastischen Körpers dienen. Außerdem weist die Deckelplatte Bohrungen 4c auf, die zur Aufnahme der Anschlußleiter 2b und 3b dienen.
Die Deckelplatte 4 ist als Leiterplatte ausgebildet und trägt an ihrer Ober- und/oder Unterseite eine in der Zeichnung nicht dargestellte gedruckte Schaltung, die die metallischen Anschlußleiter 2b und 3b in geeigneter Weise miteinander verbindet und/oder eine Verbindung zwischen diesen Anschlüssen und anderen elektrischen Bauelementen herstellt, die in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt sind und an der Unter-und/oder Oberseite der Deckelplatte 4 befestigt sein können.
Mit 5 ist ein als Blattfeder ausgebildeter elastischer Körper bezeichnet, der aus einem gut wärmeleitenden Metall, beispielsweise aus Stahlblech oder Kupferblech, besteht. Der elastische Körper 5 hat im großen und ganzen die Gestalt eines Wellblechs und weist Klauen 5a, die zur Lagebestimmung der Halbleiterbauelemente 2 und 3 dienen, sowie Klauen 5b auf, die in die Aussparungen 4b der Deckelplatte 4 hineinpassen. Mit 6 ist eine Folie aus synthetischem Harz, beispielsweise eine Polyesterfolie, bezeichnet, welche zwischen die Halbleiterbauelemente 2 und 3 und die innere Bodenfläche des U-förmigen Unterteils l des Gehäuses eingelegt ist. Ferner ist ein Festziehelement vorgesehen, das aus einer Schraube 7a und einer Mutter 7b besteht.
Bei der Herstellung des beschriebenen Halbleitergeräts wird wie folgt verfahren: Auf die innere Bodenfläche des U-förmigen Unterteils 1 wird zuerst eine Kunstharzfolie 6 aufgelegt. Auf dieser werden dann die Halbleiterbauelemente 2 und 3, die Blattfeder 5 und die Deckelplatte Lt der Reihe nach übereinandergelegt. Dabei werden die Klauen 5a der Blattfeder 5 an den Halb leiterb auelementen 2 und 3 seitlich zur Anlage gebracht, während gleichzeitig die Klauen 5b, die sich an den beiden Enden der Blattfeder 5 befinden, in die Aussparungen 4b der Deckelplatte 4 passend eingesetzt werden. Dann werden die Enden der metallischen Anschlußleiter 2b und 3b der beiden Halbleiterbauelemente 2 und 3 in die Bohrungen 4c der Deckelplatte 4 hineingesteckt.
Nun wird der auf diese Weise in gegenseitiger Lagebestimmung aus den Halbleiterbauelementen 2 und 3, der Blattfeder 5 und der Deckelplatte 4 aufgebaute Schichtkörper mit Hilfe der Schraube 7a und der Mutter 7b an dem U-förmigen Unterteil 1 festgezogen und fixiert. Bei diesem Festziehen mit Hilfe der Schraube 7a und der Mutter 7b wird zwar auf die einzelnen Glieder des oben beschriebenen Schichtkörpers ein Drehmoment ausgeübt. Da jedoch die Deckelplatte 4 durch ihre Vorsprünge 4a mit dem U-förmigen Unterteil 1 in Berührung steht, erfolgt keine Drehbewegung. Die Blattfeder 5 greift mit ihren klauenartigen Fortsätzen 5b in die Aussparungen 4b der Deckelplatte 4 ein, und die beiden Halbleiterbauelemente 2 und 3 sind mit den klauenartigen Fortsätzen 5a der Blattfeder 5 im Eingriff, so daß auch zwischen dieser Blattfeder 5 und den Halbleiterbauelementen 2 und 3 keine Drehbewegung erfolgt. Dadurch können die Halbleiterbauelemente 2 und 3 gegen das U-förmige Unterteil 1 gut angedrückt und so gegenüber diesem fixiert werden. Dies bedeutet, daß durch die elastische Kraft der Blattfeder 5 die beiden Halbleiterbauelemente 2 und 3 in ihrer Gesamtheit gleichmäßig gegen das U-förmige Unterteil 1 des Gehäuses gedrückt werden. So wird die in den beiden Halbleiterbauelementen 2 und 3 entstehende Wärme gut an das U-förmige Unterteil 1 des Gehäuses abgeführt, und die Wärme geht auch gut in die Blattfeder 5 über und wird von dort aus teilweise abgestrahlt und teilweise abgeleitet.
Die zur Befestigung dienenden plattenförmigen Teile 2a und 3a der beiden Halbleiterbauelemente 2 und 3 sind dünn und dienen als Wärmeableit- und/oder Wärmeabstrahlelemente. Man kann für die beiden Halbleiterbauelemente 2 und 3 anstelle der genormten Fabrikate andere Bauelemente verwenden, die die plattenförmigen Teile 2a und 3a nicht aufweisen. Dabei entstehen keine Nachteile hinsichtlich der Wärmeabfuhr.
Bei dem beschriebenen praktischen Ausführungsbeispiel dient die Deckelplatte 4 gleichzeitig als Druckplatte. Wenn man jedoch an der inneren Umrangsflche des U-förmigen Unterteils 1 eine Druckplatte durch Einkleben fixiert, dann braucht man lediglich zusätzlich eine besondere Deckelplatte vorzusehen.
Anstelle der im Ausführungsbeispiel verwendeten, aus Metall bestehenden Blattfeder 5, mit welcher gleichzeitig eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen angedrückt werden kann, können auch alle anderen Arten von elastischen Körpern zum Andrücken der Halbleiterbauelemente an das U-förmige Unterteil 1 verwendet werden.
Da, wie oben dargelegt wurde, bei der vorliegenden Erfindung die einzelnen Halbleiterbauelemente durch einen elastischen Körper aus Metall an das U-förmige Unterteil des Gehäuses angedrückt werden, wird nicht nur ein gatter Wärmeübergang zwischen den Halbleiterbauelementen und dem Gehäuse ermöglicht, sondern der genannte elastische Körper kann auch als Wärmeabstahlelement verwendet werden, und man hat dadurch -die hervorragende Wirkung, auf diese Weise ein Halbleitergerät mit guter Wärmeabfuhr zu erhalten.
Weiterhin kann man aufgrund der vorliegenden Erfindung einen einzigen aus Metall bestehenden elastischen Körper und ein einziges Festziehelement für eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen gemeinsam verwenden und kann dadurch die Anzahl -der erforderlichen Einzelteile sowie den Arbeitsaufwand für den Zusammenbau verringern. Damit hat man den großen Vorteil, daß man ein Halbleitergerät mit guter Wärmeabfuhr und geringen Abmessungen aufbauen und zu billigem Preis erhalten kann.

Claims

A n s p r ü c h e

1 )Halbleitergerät, insbesondere Halbleiter-Spannungsregeleinrichtung in einer Stromerzeugungsanlage für Fahrzeuge, mit mindestens zwei Halbleiterbauelementen und einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem in seinem Querschnitt U-förmigen Unterteil (1) und einer Deckelplatte (4) besteht, daß die Halbleiterbauelemente (2, 3) auf die innere Bodenfläche des U-förmigen Unterteils (1) aufgelegt sind, daß zwischen der Deckelplatte (4) und den Halbleiterbauelementen (2, 3) ein elastischer Körper (5) angeordnet ist und daß ein Festziehelement (7a, 7b) vorgesehen ist, das die Deckelplatte (4) gegen den elastischen Körper (5), diesen gegen die Halbleiterbauelemente (2, 3) und die Halbleiterbauelemente (2, 3) gegen die innere Bodenfläche des U-förmigen Unterteils (l) drückt.
2. Halbleitergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (5) eine Blattfeder ist.
3. Halbleitergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (5) nach Art eines Wellblechs ausgestaltet ist und daß diese Feder (5) für jedes der Halbleiterbauelemente (2, 3) eine nach unten gerichtete, wellenförmige Ausbuchtung hat, die auf dem betreffenden Halbleiterbauelement (2, 3) aufliegt.
4. Halbleitergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine nach oben gerichtete, wellenförmige Ausbuchtung der wellblechförmigen Blattfeder (5) an der Unterseite der Deckelplatte (4) anliegt.
5. Halbleitergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wellblechförmige Blattfeder (5) zwei Endabschnitte hat, die an der Unterseite der Deckelplatte (4) anliegen.
6. Halbleitergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endabschnitte der wellblechförmigen Blattfeder (5) je einen klauenartigen Fortsatz (5b) haben, der in eine in der Deckelplatte (4) angebrachte Aussparung (4b) eingerastet ist.
7. Halbleitergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den nach unten gerichteten, auf den Halbleiterbauelementen (2, 3) aufliegenden Ausbuchturlgen der wellblechförmigen Blattfeder (5) klauenartige Fortsätze (5a) angebracht sind, die zur Lagebestimmung der Halbleiterbauelemente (2, 3) dienen.
8. Halbleitergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelplatte (4) aus isolierendem Material besteht und Bohrungen (4c) aufweist und daß von den Halbleiterbauelementen (2, 3) wegfühiende metallische Anschlußleiter (2b, 3b) durch diese Bohrungen (4c) hindurchgeführt sind.
9. Halbleitergerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelplatte (4) als Leiterplatte ausgebildet ist und an ihrer Ober- und/oder Unterseite eine gedruckte Schaltung trägt, die die von den Halbleiterbauelementen (2, 3) weggeführten metallischen Anschlußleiter (2b, 3b) in geeigneter Weise miteinander verbindet und/oder eine Verbindung zwischen diesen Anschlußleitern (2b, 3b) und anderen elektrischen Bauelementen herstellt.
10. Halbleitergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen elektrischen Bauelemente an der Ober- und/oder Unterseite der als Leiterplatte ausgebildeten Deckelplatte (4) befestigt sind.
11. Halbleitergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (5) aus einem gut wärmeleitenden Metall, beispielsweise aus Stahl oder Kupfer, besteht.
12. Halbleitergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnc--t, daß das Festziehelement (7a, 7b) durch den elastischen Körper (5) hindurchgeführt ist.
13. Halbleitergerät nach Anspruch 1" dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Halbleiterbauelemente (2, 3) und die innere Bodenfläche des U-förmigen Unterteils (l) des Gehäuses eine Folie (6) aus synthetischem Harz, beispielsweise eine Polyesterfolie, gelegt ist.

L e e r s e i t e