DE2653833A1

DE2653833A1 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE2653833A1
Application number: DE19762653833
Authority: DE
Inventors: Yuji Arai; Keizo Otsuki; Ichio Shimizu; Senji Shoji; Tomio Yamada; Masayoshi Yoshimura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-11-29
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1977-06-08
Also published as: US4095253A; DE2653833C2; JPS5266376A

Description

SCHIFF v. FUNER

PATENTA Γ\! WA LTE STREHL SCHÜBEL-hOPF EBBINGHAUS

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSEiPOSTFACH 95 O1 6O, D-8OOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LIMITED

KARL LUDWIG SCHIFF DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER v. FÜNER DIPL. INQ. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. INQ. DIETER EBBINSHAUS TELEFON (O8B) 48 2O B4- TELEX S-23E65 AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN

26. November 1976 DA-12372 DE/mo

Priorität: 29. November 1975, Japan, Nr. 142 794/75

Halbleitervorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Halbleitervorrichtungen, ins- " besondere solche, die in Harz vergossen "sind, mit integrierten Halbleiterschaltungen mit mehreren äußeren Leitern.

Der Stand der Technik und die Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1A bis 1C eine herkömmliche in Harz vergossene integrierte Schaltung, und zwar im einzelnen Figur 1A eine perspektivische Ansicht, Figur 1B einen seitlichen Querschnitt und Figur 1C einen Teilschnitt mit der Darstellung der Anbringung der integrierten Schaltung in einem Gerät,

709823/0719

Figur 2 die perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen, in Harz vergossenen integrierten Schaltung,

Figur 3A bis 3F Draufsicht von oben, Draufsicht von unten, Draufsicht von rechts und links, eine obere Seitenansicht bzw. eine untere Seitenansicht der in Harz vergossenen integrierten Schaltung der Figur 2,

Figur 4A bis 4D in Draufsichten bzw. einem Querschnitt die Art der Herstellung der integrierten Schaltung der Figur 2 und

Figur 5A bis 5C Draufsicht von oben, Seitenansicht und Draufsicht von unten auf eine integrierte Schaltung mit aus zwei einander gegenüberliegenden Flächen des Harzkörpers herausragenden Leiterstiften.

In Harz vergossene integrierte Halbleiterschaltungen enthalten im allgemeinen eine Anzahl äußerer Leiterstifte, die parallel zueinander angeordnet sind und entweder aus einer Seitenfläche (bei single in-line ICs) oder aus zwei ,einander gegenüberliegenden Seitenflächen ("bei dual in-line ICs) des Harzkörpers herausragen.

Figur IA bis 1C zeigen eine herkömmliche, integrierte Hochleistungs-Halbleiterschaltung mit aus einer Seitenfläche herausragenden Anschlußstiften, die unter den Bezeichnungen NEC ja PC 1020H und SANYO A4400 vertrieben werden. Eine ähnliche Halbleiterschaltung ist aus dem JA-Gbm 51-37 420 bekannt. Figur 1A zeigt eine perspektivische Ansicht, ^igur 1B einen Querschnitt längs der Linie 1B-1B und Figur 1C die Art der Befestigung der integrierten Halbleiterschaltung der Figuren 1A und 1B am Chassis eines Geräts und der Verbindung mit einer gedruckten Schaltkarte. Wie in den Figuren gezeigt, enthält die integrierte Halbleiterschaltung

709823/0719

im wesentlichen einen Harzkörper 1, beispielsweise aus Epoxyharz, mehrere äußere Leiterstifte 2 mit einem länglichen schmaleren Teil 2a und einem breiteren Teil 2b, und einer Kühlfahne 3» die von der den Leiterstiften 2 gegenüberliegenden Fläche des Harzkörpers wegragt. In der Kühlfahne 3 sind Befestigungsöffnungen 4 vorgesehen, mittels denen die integrierte Halbleiterschaltung am Chassis eines elektronischen Instruments oder -geräts befestigt werden kann. Im Innern des Harzkörpers 1 befindet sich das eigentliche Plättchen mit der integrierten Schaltung, das in einem hierfür vorgesehenen Befestigungsteil der Kühlfahne 3 gelagert ist. Eine Anzahl von auf der Oberfläche des Plättchens ausgebildeten Anschlüssen ist elektrisch mit den zugehörigen äußeren Leiterstiften 2 verbunden, und zwar durch dünne Metalldrähte, beispielsweise aus Gold. Der breitere Teil 2b der äußeren Leiter 2 verläuft bis in die Nähe des das Plättchen tragenden Teils der Kühlfahne 3· Die Enden der breiteren Leiterstiftteile 2b sind mit den Golddrähten verbunden.

Derartige integrierte Halbleiterschaltungen werden in elektronische Geräte, beispielsweise Stereoanlagen in Kraftfahrzeugen zusammen mit anderen diskreten elektronischen Bauteilen, z.B. Transistoren, Kondensatoren, Widerständen und dergleichen eingebaut. Ein Beispiel der Anbringung einer integrierten Halbleiterschaltung in einem solchen Gerät ist in Figur 1C gezeigt. Die längichen Teile 2a der äußeren Leiterstifte 2 sind in in einer gedruckten Schaltung 40 des elektronischen Geräts ausgebildete Öffnungen eingesteckt, und zwar derart, daß die breiteren Teile 2b der äußeren Leiterstifte 2 die Oberfläche der gedruckten Schaltung 40 berühren und mit den Leitungen 43 auf der gedruckten Schaltung ähnlich wie andere elektronische Bauteile 41 verlötet sind. Aufder anderen Seite ist die Kühlfahne 3 entsprechend der

709823/0719

Darstellung der Figur 1C gebogen oder abgekröpft und am Chassis 44 des elektronischen Geräts unter Benutzung der Öffnungen 4 mittels Schrauben 45 befestigt.

Bei der bekannten integrierten, in Harz vergossenen Hochleistungs-Halbleiterschaltung der Figur 1 ist die Länge oder Höhe h der Kühlfahne 3 so groß wie möglich ausgeführt, um möglichst viel Wärme ableiten zu können. Durch eine derart hohe Kühlfahne 3 wird aber der Einbau der integrierten Halbleiterschaltung in ein elektronisches Gerät, beispielsweise eine Auto-Stereoanlage, die möglichst kompakt sein soll, sehr schwierig. Zur sicheren Befestigung am Chassis soll weiter der Harzkörper 1 das Chassis eng berühren. Die Kühlfahne 3 muß also in gutem Wärmekontakt mit dem Chassis stehen und sicher und fest am Chassis befestigt sein. Hierzu muß die Kühlfahne möglichst so gebogen werden, daß ihr Hauptteil in der gleichen Ebene liegt wie die eine Oberfläche des Harzkörpers (Figur 1C), oder ein Teil des Chassis zur Befestigung der Kühlfahne sollte in ähnlicher Weise gebogen sein. In jedem Fall ist ein zusätzlicher Herstellungsvorgang notwendig, durch den die Herstellungskosten zwangsläufig ansteigen.

Beim Verkapseln von Halbleiterplättchen in Harz nach dem herkömmlichen Verfahren wird das Plättchen an einem hierfür vorgesehenen Befestigungsteil der Kühlfahne angeordnet und das ganze in Harz vergossen. Somit befinden sich die äußeren Leiterstifte in einer außermittigen Stellung in Richtung der Dicke des Harzkörpers, so daß bei der Befestigung der integrierten Halbleiterschaltung am Chassis keine ausreichende Vielseitigkeit gegeben ist.

Da die Länge der Kühlfahne zwischen der Stelle der Anbringung des Halbleiterplättchens und der. Berührungsstellemit dem Chassis ^: verhältnismäßig groß ist, besteht zwischen

709823/0719

diesen Stellen ein verhältnismäßig hoher thermischer Widerstand, so daß der Wirkungsgrad der Wärmeabgabe nicht ausreichend verbessert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile und Mängel des Standes der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll eine in Harz vergossene Halbleitervorrichtung geschaffen werden, bei der die Länge der aus^v dem Harzkörper herausragenden Kühlfahne verkürzt und deren Wärmeabgabe-Wirkungsgrad hoch ist. Es soll weiter eine in Harz vergossene Hochleistungs-Halbleiterschaltung_vmit an einer Seite des Harzkörpers angeordneten Leiterstiften geschaffen wer-» den, die billig ist und leicht in kompakte elektronische Geräte eingebaut werden kann. Ferner soll eine Halbleitervorrichtung dieser Art geschaffen werden, deren Wärmeabfuhreinrichtung einen verringerten thermischen Widerstand zwischen dem Halbleiterplättchen und der Befestigungsstelle der integrierten Halbleiterschaltung am Chaussis aufweist. Weiterhin soll eine harzvergossene Einheit einer Halbleitervorrichtung mit gutem Arbeitswirkungsgrad und einem Aufbau geschaffen werden, der es ermöglicht,- eine Kühlfahne der Halbleitervorrichtraig :an.einer beliebigen der beiden Hauptoberflächen vorzusehen, um so die Anbringung und die Anbringungsmöglüchkeiten der Vorrichtung am Chassis und einer gedruckten Leiterplatte zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe bei einer in Harz vergossenen Halbleitervorrichtung mit mehreren parallel zueinander angeordneten und aus einer Seitenfläche des Harzkörpers herausragenden Leiterstiften ist erfindungsgemäß eine Kühlfahnen-Befestigungsplatte vorgesehen, die aus der Seitenfläche des Harzkörpers herausragt, die der Seitenfläche gegenüberliegt, aus der die äußeren Leiterstifte herausragen. Es ist eine Kühlfahne vorgesehen, deren einer Endteil die Befestigungsplatte überlappt und mit dieser verbunden ist. Der restliche

709823/0719

Teil der Kühlfahne verläuft auf einer Hauptfläche des Harzkörpers. Hierdurch kann die Höhe der aus dem Harzkörper herausragenden Kühlfahne verringert und so die Anbringung in einem kompakten Gerät erleichtert oder gar erst ermöglicht werden. Da die Leiterstifte und die Kühlfahne aus der Mitte des Harzkörpers in Richtung seiner Stärke herausragen, kann eine ähnliche Kühlfahne an jeder beliebigen Hauptfläche des Harzkörpers befestigt werden, wodurch der Arbeitswirkungsgrad der Anordnung oder Befestigung verbessert wird.

Wie anhand der Ausführungsbeispiele noch näher erläutert wird, ist in einer Seitenfläche des Harzkörpers eine Ausnehmung vorgesehen. Aus dieser Ausnehmung ragt die Kühlfahnen-Befestigungsplatte heraus. Ein Endteil der Kühlfahne ist in dieser Ausnehmung an der Befestigungsplatte Befestigt; der restliche Teil der Kühlfahne überlappt eine Hauptfläche des Harzkörpers. Hierdurch kann die aus dem Harzkörper herausragende Länge der Kühlfahne verringert werden, wodurch die Möglichkeiten der Anbringung in einem kompakten elektrischen Gerät -weiter verbessert werden. Da der. Kontakt der Kühlfahne mit dem Chassis des elektronischen Geräts an dem überlappenden Teil der Kühlfahne am Harzkörper besteht, kann der Abstand zwischen Halbleiterplättchen und Kontaktteil in starkem Maße verringert werden, wodurch sich der thermische Widerstand zwischen diesen Stellen entsprechend vermindert und der Wärmeabgabewirkungsgrad erhöht wird.

Anhand der in den bereits erwähnten Figuren 2 bis 5 der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.

Figur. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen integrierten, in Harz vergossenen Hochleistungs-Halbleiterschaltung. Der als Schutz dienende Harzkörper 5,

709823/07 19

der beispielsweise aus Epoxyharz besteht, ist mit einem Schraubloch 6 und einem Ausschnitt 7 zur Befestigung an einem Chassis versehen. Aus einer Seitenfläche des Harzkörpers 5 ragen, parallel zueinander, eine Reihe von äußeren Leiterstiften 8 heraus. Die Leiterstifte weisen je einen breiten Abschnitt 8b und einen länglichen, schmaleren Abschnitt 8a auf. Von der den Leiterstiften gegenüberliegenden Seitenfläche des Harzkörpers 5 ragt eine Befestigungsplatte 9 für die Kühlfahne weg. Die äußeren Leiterstifte 8 und die Kühlfahnen-Befestigungsplatte 9 bestehen aus der gleichen Metallplatte, die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, beispielsweise aus einem dünnen Streifen aus sauerstofffreiem Kupfer, Zinn .enthaltendem sauerstofffreiem Kupfer, Phosphor, Bronze oder "Kovalmetall" der Westinghouse Electric Corporation, einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung. Die Oberfläche der Leiterstifte 8 und der Kühlfahnen-Befestigungsplatte 9 ist mit Silber beschichtet. Das Metall zur Verwendung in integrierten Hochleistungs-Schaltungen ist vorzugsweise sauerstofffreies Kupfer oder Zinn enthaltendes "sauerstofffreies Kupfer, da derartiges Material eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Die beispielsweise· aus einer dünnen Aluminiumplatte bestehende Kühlfahne 10 ist an einem Ende U-förmig gebogen, um die Befestigungsplatten 9 und den restlichen Teil 10b (Figur 3B) sandwichartig anzuordnen, der im wesentlichen die gesamte Hauptfläche des Harzkörpers 5 überlappt oder überdeckt. Der U-förmige Teil der Kühlfahne 10 ist unter Druck auf die Befestigungsplatte 9 gequetscht.

Die so ausgebildete integrierte Halbleiterschaltung ist an einem Chassis mittels Schrauben befestigt, die in das Loch 6 und in den Ausschnitt 7 eingeführt sind. Damit steht der Hauptteil 10b der Kühlfahne 10 in gutem Kontakt mit dem Chassis des elektrischen Geräts, und zwar direkt oder über ein gut wärmeleitendes Isolierteil. Ein Isolierteil muß vorgesehen werden, wenn eine elektrische Isolierung notwendig ist.

709823/0719

Figur 3A bis 3F zeigen, wie in Figur 2 angedeutet, die gleiche integrierte Halbleiterschaltung aus verschiedenen Richtungen. Wie aus Figur 3B ersichtlich, ist die Kühlfahne 10 mit U-förmigen Ausschnitten an beiden Enden versehen, die dem Schraubloch 6 und dem Ausschnitt 7 entsprechen. Die äußeren Leiterstifte 8 und die Kühlfahnen-Befestigungsplatte 9 ragen in Richtung der Stärke des Harzkörpers 5 aus der Mitte der Seitenflächen des Harzkörpers 5 heraus (Figur 3C und 3D). Die Seitenfläche, aus der die Befestigungsplatte 9 herausragt, ist mit einer Ausnehmung 5a versehen, aus der die Befestigungsplatte hinausragt. An der Ausnehmung 5a hat der Harzkörper 5 in Längsrichtung der Leiterstifte 8 eine Stärke, die ausreicht, das Plättchen und die gegebenenfalls aus Golddrähten bestehenden Leiter zu schützen. Eine Verminderung der Stärke in dieser Richtung kann zu einer Verschlechterung der Feuchtigkeitssicherheit führen, da der lineare Abstand von der HarzobeifLäche zum Plättchen entsprechend abnimmt. Um eine solche Verschlechterung zu verhindern, ist bzw. sind eine oder mehrere Nuten 14 in der Befestigungsplatte 9 ausgebildet, wie anhand Figur 4A näher erläutert wird.

- 9 7 0 9823/0719

Die Kühlfahne 10 ist in der Nähe des Schraubloches 6 und des Ausschnittes 7 mit vorspringenden Teilen 1oc, Iod, 1oe und 1of versehen, deren Form den Harzkörperteilen 5c, 5d und 5b entspricht. Da der eine Endteil 1oa der* Kühlfahne 1o durch Verstemmen an der Ausnehmung 5a an der Kühlfahnen-Befestigungsplatte 9 befestigt werden muß, sind in der Kühlfahne 1o an den beiden Enden der Ausnehmung 5a Ausschnitte log und 1oh vorgesehen, deren Form der der Ausnehmung 5a und der Befestigungsplatte 9 entspricht. Bei normalen in Harz vergossenen Halbleitervorrichtungen mit an einer Seite vorgesehenen Leiterstiften ist der Abstand vom breiteren Teil 2b der äußeren Leiterstifte 2 zur Mitte der Schraublöcher 4 im allgemeinen auf einen festen Wert h^! festgelegt (Figur 1B). Zur Anpassung, um die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung mit bekannten kompatibel oder austauschbar zu machen, well bei der erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung der Abstand 1 zwischen dem breiteren Teil 8b der Leiterstifte 8 und der Mitte der Befestigungsöffnungen 6 und 7 kleiner ist als der Abstand h' der bekannten Halbleitervorrichtung, kann folgende Anordnung angewendet werden. Von den äußeren Leiterstiften 8, die von einer Seite des Harzkörpers 5 parallel zueinander wegragen, sind nämlich die beiden äußeren Leiterstifte elektrisch nicht notwendig. Sie sind in den länglichen Teilen 8a¹ und 8a" verkürzt (Figur 3B), so daß der Abstand 1' von der Spitze der Leiterstiftteile 8a' und 8a" zur Mitte der Befestigungsöffnungen 6 und 7 gleich ist dem Abstand h¹ der herkömmlichen Halbleitervorrichtungen. Mit anderen Worten, es sind zwei Lehr- oder Abstandsstifte zur richtigen und sicheren Anordnung der erfindungsgemäßen integrierten Halbleitervorrichtung anstelle der herkömmlichen vorgesehen, deren Enden auf der gedruckten Leiterplatte aufliegen. Derartige Abstandsstifte können nicht nur an den beiden Enden, sondern an jeder beleibigen Stelle vorgesehen werden. Auch können sie jede beliebige Form haben. Beispielsweise können Stifte verwendet werden, die breiter sind als die anderen,

709823/0719

um so die Wärmeableitung zu verbessern.

Anhand der Figuren 4A bis 4D wird die Herstellung der integrierten Halbleitervorrichtung der Figuren 2 und 3A bis 3F erläutert.

Zunächst wird ein Metallstreifen aus sauerstofffreiem Kupfer mit einer Breite von etwa 34 nun und einer Stärke von etwa o,5 mm hergestellt. In dem Metallstreifen wird eine Reihe von Leiterrahmen 11 mit einem vorherbestimmten Muster hergestellt (Figur 4A), und zwar durch Stanzen oder Ätzen. In jedem Leiterrahmen ist eine mit 12 bezeichnete Kühlfahnen-Befestigungsplatte mit einem Plättchen-Befestigungsteil 13 vorgesehen. Rings um den Plättchen-Befestigungsteil sind zwei Nuten 14 ausgebildet, um zu verhindern, daß nach dem Einkapseln der Halbleitervorrichtung in Harz Feuchtigkeit von außen zum Plättchen-Befestigungsteil 13 vordringt. Zur Verbesserung der mechanischen Verbindung der Kühlfahne 1o mit der Befestigungsplatte 12 sind in der Befestigungsplatte Durchgangslöcher 15 vorgesehen. Diese Löcher brauchen nicht kreisförmig zu sein, sondern sie können eine beliebige Form haben, beispielsweise quadratisch oder rechteckig. Sie brauchen auch nicht auf einer geraden Linie zu liegen, sondern können zickzack-förmig angeordnet sein. Zusätzlich zu diesen Löchern können zur Verbesserung der Haftung eine oder mehrere streifenförmige Nuten vorgesehen sein« Von der Kühlfahnen-Befestigungsplatte ragen Teile oder Vorsprünge 16 weg, die Verstärkungsplatten für den Harzkörper in diesem Bereich bilden. Mittels Teilen 17 wird die Kühlfahnen-Befestigungsplatte zeitweilig mit dem äußeren Rahmen 18 und 19 verbunden. Ein stegförmiger Leiter 2o verbindet mehrere äußere Leiterstifte 8 miteinander und mit den äußeren Rahmen 18 und 19. Er dient weiter dazu, ein Austreten des Harzes beim Verkapseln der Halbleitervorrichtung mit Harz zu verhindern. Wie aus Figur 4B ersichtlich (s. auch Figuren 2, 3 und 4A), ist jeder äußere Leiterstift

7 09823/07 19

-■ ■ ■ ORIGINAL INSPECTED'

8 mit einem länglichen schmalen Teil 8a zum äußeren Anschließen und einem breiteren Teil 8b versehen, der von dem stegförmigen Leiter 2o bis in die Nähe des Plättchen-Befestigungsteils 13 reicht. Das Harz wird au* dem durch gestri chelte Linien angedeuteten Teil der Leiterrahmen 11 aufgebracht. In jedem breiteren Teil 8b der Leiterstifte ist ein Loch 21 zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des verkapselnden Harzes durch Füllung des Loches mit Harz ausgebildet. Verbindungsplatten 22 dienen zur zeitweiligen Halterung der schmaleren Teile 8a der äußeren Leiterstifte 8 und der Kühlfahnen-Befestigungsplatte durch die äußeren Rahmen 18 und 19.

Nachdem die Oberfläche des Leiterrahmens 11 mit Silber über zogen ist, wird an dem Plättchen-Befestigungsteil 13 ein Plättchen oder Pellet 23 mit der integrierten Schaltung befestigt. Auf der Oberfläche des Plättchens ausgebildete Anschlüsse werden mittels Golddrähten 24 mit einem zugehörigen äußeren Leiterstift 8 verbunden, wobei die bekannte Nagelkopf-Befestigungstechnik angewendet wird. Darauf wird der durch die gestrichelten Linien umrandete Teil in Harz vergossen. Dieses Vergießen kann durch die bekannte Preßspritzformtechnik geschehen. Nach dem Vergießen mit Harz werden überflüssige Teile, beispielsweise die zeitv/eilig vorgesehenen Verbindungsteile 17 und 22 und der stegförmige Leiter 2o weggeschnitten. Damit ist die integrierte Halbleiterschaltung fertig. Es wird mit einem Leiterstift-Schneidgerät geschnitten, das einen oberen und einen unteren Stempel mit einem vorherbestimmten Muster aufweist, wobei der Leiterrahmen zwischen den oberen und unteren Stempel geklemmt wird. Die Befestigung des Halbleiterplättchens an der Halbleiter-Befestigungsstelle 13 des Rahmens 11 kann nach dem Verfahren vorgenommen werden, das in der US-Patent anmeldung 663 471 beschrieben ist.

Figur 4C zeigt eine Draufsicht auf die derart hergestellte integrierte Halbleiterschaltung. Wie ersichtlich, ist das

709823/071 9

26Π3833

^ /IS ·

Harz so geformt, daß die Öffnungen 6 und 7 frei bleiben.

Darauf wird aus einem Aluminiumblech mit etwa 1,2 mm Stärke eine Kühlfahne mit der in den Figuren 3A bis 3F gezeigten Form hergestellt, deren eines Ende 1oa vorab U-förmig gebogen ist, um sie mit der Kühlfahnen-Befestigungsplatte 12 (Fig. 4C, 4D) zu verbinden. Die Kühlfahnen-Befestigungsplatte 12 der integrierten Halbleiterschaltung der Figur 4C wird in den U-förmigen Teil der Kühlfahne eingeführt. Darauf wird die Kühl£ahne mit dem überlappenden Teil der Befestigungsplatte 12 und der U-förmige Teil 1oa der Kühlfahne verstemmt, und zwar in einer Sternmaschine, deren oberer und unterer Formstempel 25 bzw. 26 mit einem Druck von 0,65 bis 7 kg/mm beaufschlagt werden(Figur 4D). Das eine Ende 1oa der Kühlfahne 1 ο wird gemäß der Darstellung der Figur 4D an der Befestigungsplatte 12 befestigt, so daß die Befestigungsplatte die Kühlfahne sicher hält. Bei diesem Stemm- oder Quetschprozeß wird die aus Aluminium bestehende Kühlfahne von beiden Seiten in die Löcher 15 in der Befestigungsplatte 12 gequetscht, so daß der freie Raum ausgefüllt wird. Hierdurch, wird die Haftung der Kühlfahne 1o an der Kühlfahnen-Bei'estigungsplatte 12 weiter verbessert. Bei dieser Ausführungsform wird als Kühlfahnen-Material Aluminium verwendet. Stattdessen kann jedes beliebige Material mit guter thermi- · scher Leitfähigkeit und verhältnismäßig geringer Härte verwendet werden. Beispielsweise kann für die Kühlfahne reines Kupfer verwendet werden, dessen thermische Leitfähigkeit besser ist als die von Aluminium, und das sich daher für integrierte Höchstleistungs-Halbleiterschaltungen besonders gut eignet.

Statt das Ende der Kühlfahne 1o U-förmig zu biegen und dieses Ende zu verstemmen, kann die Kühlfahne so ausgebildet werden, daß sich die Befestigungsplatte überlappt oder überdeckt, und beide können durch Punktschweißen oder mittels eines Klebstoffes mit gut.er thermischer Leitfähigkeit oder mit Silberpaste oder einer Lötung an dieser Stelle miteinander verbunden werden.

709823/0719

Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße integrierte Halbleiterschaltung mit an zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen des Harzkörpers vorgesehenen Leiterstiften. Die Kühlfahnen 27 ragen von der Mitte der Seitenfläche eines mit Ausnehmungen versehenen Harzkörpers 28 weg. Die äußeren Leiterstifte 29 sind an den Biegestellen 29' nach unten abgebogen. In den Kühlfahnen 27 sind Schraublöcher 3o zur Befestigung der integrierten Halbleiterschaltung am Chassis eines elektronischen Geräts vorgesehen. Da die Seitenflächen des Harzkörpers mit einer Ausnehmung versehen sind, wird die Gesamtbreite der integrierten Schaltung beträchtlich vermindert, während gleichzeitig eine gute Wärmeableitung erzielt wird.

Da die Kühlfahne bzw. die Kühlfahnen-Befestigungsplatte und die äußeren Leiterstifte in Richtung der Stärke des Harzkörpers von der Mitte der Seitenfläche desselben wegragen, kann die Kühlfahne an jeder beliebigen Hauptfläche des Harzkörpers befestigt werden. Da Halbleitervorrichtungen, deren Kühlfahne auf der gegenüberliegenden Hauptfläche befestigt ist, symmetrisch (spiegelsymmetrisch) sind, kann beim Anbau der^erfindungsgemäßen Halbleitervorrichtung an einem Gerätechassis die Kühlfahne an einer bevorzugten Oberfläche befestigt werden, je nach der Stellung der äußeren Leiterstifte in der Schaltung.

Da zur Einstellung des Abstandes von den Befestigungs-Schraublöchern zur gedruckten Leiterplatte stegförmige Leiter vorgesehen sind, kann die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung leicht zum Ersatz herkömmlicher Halbleitervorrichtungen verwendet werden.

709823/0719

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. j In Harz vergossene Halbleitervorrichtung mit mehreren von wenigstens einer Seitenfläche ihres Harzkörpers wegragenden äußeren Leiterstiften, und mit wenigstens einer vom Harzkörper wegragenden Kühlfahne, gekennzeichnet durch eine Kühlfahnen-Befestigungsplatte (9), die von der Seitenfläche des Harzkörpers (5) wegragt, die gegenüber der Seitenfläche liegt, von der die äußeren Leiterstifte (8) wegragen, wobei ein Endteil der Kühlfahne (10) die Kühlfahnen-Befestigungsplatte (9) überdeckt und der restliche Teil der Kühlfahne von der Befestigungsplatte wegragt und den Harzkörper (5) überdeckt, und wobei ein Endteil der Kühlfahne in enger Berührung mit der Kühlfahnen-Befestigung<3pJatte verbunden ist.

2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endteil der Kühlfahne (10) U-förmig gebogen ist und die Kühlfahnen-Befestigungs- -platte .(9) die Kühlfahne an dem U-förmigen Teil sicher hält.

3. Halbleitervorrichtung nach.Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitenfläche des Harzkörpers (5), von der-die Kühlfahnen-Befestigungsplatte· (9) wegragt, mit einer Ausnehmung (5a) versehen ist, und

709823/0719

- α.

daß die Kühlfahnen-Befestigungsplatte von der Ausnehmung der Seitenfläche wegragt.

4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Leiterstifte (8) und die Kühlfahnen-Befestigungplatte (9) aus dem gleichen Metallteil gebildet sind, auf einer gemeinsamen Ebene liegen und von den Seitenflächen des Harzkörpers (5), in Richtung seiner Stärke an der fiitte desselben, von diesem wegragen.

5· Halbleiter "vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch in dem Harzkörper (5) und dem den Harzkörper überdeckenden Teil der Kühlfahne (10) an beiden Enden senkrecht zu den äußeren Leiterstiften (8) ausgebildeteLöclaei'i (6, 7-) zur Befestigung der Halbleitervorrichtung.

6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die von der Kühlfahnen-Befestigungsplatte (9) wegragende Kühlfahne (10) praktisch die gesamte Fläche wenigstens einer Hauptfläche des Harzkörpers (5) berührt und eine Befestigungsoberfläche der Halbleitervorrichtung bildet.

709823/0719

7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühlfahne (10) aus weichem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.

709 823/0719