DE2942409A1 - Halbleiterbauelement mit mehreren halbleiterkoerpern - Google Patents

Halbleiterbauelement mit mehreren halbleiterkoerpern

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Description

η 2942403
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 73 P 117 7 BRD
Halbleiterbauelement mit mehreren Halbleiterkörpern
Die vorliegerio Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit mehreren, in einem Gehäuse angeordneten und durch Stromschienen elektrisch miteinander und mit Gehäuseanschlüssen verbundenen Halbleiterkörpern, die über mindestens eine der Stromschienen in thermischem Kontakt mit dem Gehäuseboden stehen, elektrisch jedoch gegen ihn isoliert sind, und mit Druckkontakten zwischen den Halbleiterkörpern, den Stromschienen und dem Gehäuseboden.
Ein solches Halbleiterbauelement ist bereits beschrieben worden. Bei diesem Halbleiterbauelement sind die Halbleiterkörper durch metallene Kontaktstreifen miteinander und mit den Gehäuseanschlüssen verbunden. Die Kontaktstreifen sind mit den Halbleiterkörpern durch eine Feder unter Druck kontaktiert. Ebenso ist ein Kontaktstreifen für jeden Halbleiterkörper mit dem Gehäuseboden unter Druck kontaktiert, wobei zwischen Kontaktstreifen und
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VPA 79 P I 17 7 BRD Gehäuseboden jeweils ein Plättchen aus einem elektrisch isolierendem, jedoch thermisch gut leitendem Material wie Berylliumoxid oder Aluminiumoxid liegt.
Die zwischen Boden und Halbleiterkörpern liegenden Kontaktstreifen haben drei Funktionen zu erfüllen, nämlich die der Stromzuführung, der Kontaktierung und der Wärmeabfuhr. Bei relativ kleinen Leistungen genügt dazu zum Beispiel ein versilberter Kupferstreifen, der einerseits die Halbleiterkörper kontaktiert und andererseits die Halbleiterkörper mit den Gehäuseanschlüssen verbindet.
Bei größeren Leistungen und damit einhergehender größerer Halbleiterfläche werden an den Druckkontakt höhere Anforderungen gestellt. Er muß möglichst eben sein und seine Oberfläche soll so beschaffen sein, daß während der ganzen Betriebsdauer des Halbleiterbauelementes eine möglichst gleichmäßige Kontaktgabe über die ganze Fläche gesichert ist. Es ist bekannt, einen dauerhaften Druckkontakt zum Beispiel dadurch zu schaffen, daß die unter Druck aufeinander liegenden Flächen plangeläppt werden. Dies ist jedoch bei einem Leiter aus streifenförmigem Material nicht ohne weiteres möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß die Stromschiene sowohl der Druckkontaktierung als auch der Stromzuführung dienen kann.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen aus den Druckkontakten zugeordneten ersten Ab-
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schnitten mit großer Breite und aus sich an die ersten Abschnitte anschließenden weiteren Abschnitten mit vergleichsweise geringer Breite zusammengesetzt sind.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt durcn ein Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung,
Fig. 2 und 3 die Seitenansicht und die Aufsicht einer im Halbleiterbauelement nach Fig. 1 verwende
ten Stromschiene.
Das in Fig. 1 dargestellte Halbleiterbauelement weist einen metallenen Boden 1 auf. Auf dem Boden 1 liegen Scheiben 2, 3 aus thermisch gut leitendem, jedoch elektrisch isolierendem Material wie Berylliumoxid oder Aluminiumoxid. Auf den Scheiben 2, 3 liegen der Reihe nach Stromschienen jj beziehungsweise 4, Halbleiterkörper 10, 9 und Druckstücke 12, 11. Auf dem Druckstück 12 liegt eine Stromschiene 13, die den Halbleiterkörper 10 mit einem der Gehäuseanschlüsse 21 verbindet. Auf dem Druckstück 11 liegt ein Abschnitt 7 der Stromschiene ,5. auf. Auf die Stromschiene 13 beziehungsweise den Abschnitt 7 der Stromschiene jj sind Isolierstücke 14, 15 aufgelegt, die im oberen Teil aus Metall bestehen und ballig ausgebildet sind. Die Isolierstücke 14, 15 sind durch Blattfedern 16, 17 belastet, deren Enden durch Joche 20 mit dem Boden 1 verankert sind. Die Verankerungen sind hier der besseren Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Das Halbleiterbauelement ist mit einem zum Beispiel
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aus Kunststoff bestehenden Deckel 22 abgedeckt, durch den die Gehäuseanschlüsse 21 hindurchgehen.
Die Stromschienen £ und 4 sind aus ersten, den Druckkontakten zugeordneten Abschnitten 18, 19 und den weiteren, lediglich dem Stromtransport dienenden Abschnitten 6, 7, 8 zusammengesetzt. Die ersten Abschnitte 18, 19 sind breiter als die weiteren Abschnitte 6, 7, 8. Sie sind zweckmäßigerweise ebenso wie die Halbleiterkörper 10, 9 kreisrund und haben mindestens den gleichen Durchmesser wie diese. Damit ist eine einfache Zentrierung möglich. Aus Gründen eines guten elektrischen und thermischen Kontaktes sind die Abschnitte 18, 19 zum Beispiel beidseitig plangeläppt oder auch geschliffen. Die weiteren Abschnitte 6, 7 und 8 können dagegen den kleinsten für den erforderlichen Strom gerade noch zulässigen Querschnitt haben. Die genannten Abschnitte und die Stromschiene 13 können daher den konstruktiven Erfordernissen im Inneren des Gehäuses durch Biegen oder Kröpfen leicht angepaßt werden.
Die Abschnitte 18, 19 der Stromschienen ^ beziehungsweise 4 können dicker als die weiteren Abschnitte 6, 7 und 8 ausgebildet werden, wenn der Einsatz des Halbleiterbauelementes in mit hohen Stoßströmen belasteten Anlagen eine gewisse Wärmespeicherkapazität notwendig macht. Die Abschnitte 18, 19 können beispielsweise das Dreifache der Dicke der weiteren Abschnitte 6, 7 und 8 haben. Es ist auch möglich, die ersten Abschnitte 18, 19 längs ihres Umfanges derart mit einer Abstufung zu versehen, daß ihr Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Scheiben 2, 3 ist. Auf diese Weise wird eine erhöhte Uberschlagfestigkeit vom Gehäuseboden 1 zu den Abschnitten 18, 19 erreicht.
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In den Fig. 2 und 3 ist die Stromschiene 5 gesondert herausgezeichnet. Gleiche Teile wie in Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die weiteren Abschnitte 6, 7 sind mit dem ersten, dem Druckkontakt zugeordneten Abschnitt 18 über am Abschnitt 18 angebrachte Fortsätze 23, 24 verbunden. Sie können zum Beispiel stumpf auf die Oberfläche der Fortsätze stoßend an diesen angelötet sein.
Die mit den Gehäuseanschlüssen 21 verbundenen Abschnitte 6, 8 beziehungsweise die Stromschiene 13 können in der Nähe der Gehäuseanschlüsse so abgewinkelt sein, daß sie wenigstens annähernd parallel zu den ersten Abschnitten 18, 19 liegen. Dies hat den Zweck, mechanische Beanspruchungen der Abschnitte 18, 19 durch unterschiedliche Abst?r?ie zwischen den Gehäuseanschlüssen 21 und den obengenannten Fortsätzen der ersten Abschnitte ^, 4 fernzuhalten. Begünstigt wird dies durch den relativ geringen Querschnitt der Abschnitte 6, 8 beziehungsweise der Stromschiene 13.
7 Patentansprüche
3 Figuren
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Claims (7)

Patentansprüche
1. Halbleiterbauelement mit mehreren, in einem Gehäuse angeordneten und durch Stromschienen elektrisch miteinander und mit Gehäuseanschlüssen verbundenen Halbleiterkörpern, die über mindestens eine der Stromschienen in thermischem Kontakt mit dem Gehäuseboden stehen, elektrisch Jedoch gegen ihn isoliert sind, und mit. Druckkontakten zwischen den Halbleiterkörpern, den Stromschienen und dem Gehäuseboden, dadurch gekennzeichnet , daß die Stromschienen 4, jp aus den Druckkontakten zugeordneten ersten Abschnitten (18, 19) mit großer Breite und aus sich an die ersten Abschnitte anschließenden weiteren Abschnitten (6, 7, 8) mit vergleichsweise geringer Breite zusammengesetzt sind.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Abschnitte (18, 19) kreisrund sind und einen Durchmesser haben, der wenigstens annähernd gleich dem der Halbleiterkörper (9, 10) ist.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die er- sten Abschnitte (18, 19) wenigstens auf ihrer am Halbleiterkörper (9, 10) anliegenden Seite eben und gleichmäßig aufgerauht sind.
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 oder 3» d a durch gekennzeichnet, daß die ersten Abschnitte (18, 19) dicker als die weiteren Abschnitte (6, 7, 8) sind.
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5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Abschnitte (18, 19) Fortsätze (23, 2A) aufweisen, an denen die weiteren Abschnitte (6, 7, 8) angelötet sind.
6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die weiteren Abschnitte (6, 7, 8) stumpf auf die Oberfläche stoßend an diesen Fortsätzen (23, 24) angelötet sind.
7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Halbleiterkörper (9, 10) mit den Gehäusean-Schlüssen (21) verbindenden weiteren Abschnitte (6, 8) in der Nähe der Gehäuseanschlüsse wenigstens annähernd parallel zu den ersten Abschnitten (18, 19) liegen.
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