DE3309679A1

DE3309679A1 - Halbleiterbauelement mit giessharzfuellung

Info

Publication number: DE3309679A1
Application number: DE19833309679
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.Rer.Nat. Heidegger; Herbert Dr.rer.nat. 8000 München Kabza
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-03-17
Filing date: 1983-03-17
Publication date: 1984-09-20
Also published as: JPS59178753A

Description

Halbleiterbauelement mit Cießharzfülluna
Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse, das einen Aluminiumboden und einen Kunststoffrahmen aufweist, mit einem Halbleiterkörper, der in thermischer Verbindung mit dem Aluminiumboden steht, und mit einer Füllung, die eine durch einen Härter aushärtbare Gießharzmasse und einen Füllstoff enthält.
Solche Halbleiterbauelemente sind bekannt. In der Halbleitertechnik vorzugsweise verwendete Gießharzmassen enthalten als Härter-Komponente ein Säureanhydrid und als flammhemmenden Zusatz Aluminiumhydroxid. Isolationsprüfungen bei solchen Halbleiterbauelementen haben ergeben, daß es häufig zu Ausfällen aufgrund mangelhafter Isolation kam. Als Ursache dieser Ausfälle wurden Blasen in der Gießharzmasse erkannt. Sitzen diese Blasen zwischen Aluminiumboden und den Anschlüssen des Halbleiterkörpers, so verringert sich hierdurch die Isolationsstrecke in unzulässiger Weise.
Untersuchungen brachten zutage, daß die genannten Blasen durch eine chemische Reaktion zwischen dem Aluminium und dem Härter und gegebenenfalls dem erwähnten Füllstoff zurückzuführen sind. Das als Füllstoff verwendete Aluminiumhydroxid enthält nämlich immer Natrium- und Kaliumhydroxid. Der Gießharzmasse ist außerdem immer Wasser angelagert, das in Verbindung mit Natrium- und Kaliumhydroxid alkalisch reagiert und Aluminium unter Wasserstoff-Entwicklung angreift. Der Wasserstoff bildet dann die erwähnten Blasen in der Gießharzmasse.
Wird als Härter für die Gießharzmasse ein Säureanhydrid, z. B. Hexahydrophtalsäureanhydrid oder Bernsteinsäureanhydrid, verwendet, so kann es noch zu einer Reaktion der ,r aus dem Säureanhydrid mit dem angelagerten Wasser entstehenden Säure mit dem Aluminium kommen. Dies führt ebenfalls zu Blasen im Gießharz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement der genannten Art so weiterzubilden, daß eine Blasenbildung in der Gießharzmasse vermieden wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumboden zumindest dort, wo er von der Gießharzmasse überdeckt ist, mit einer Schutzschicht versehen ist.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert: Das Halbleiterbauelement weist einen Aluminiumboden 1 auf, der aus mechanischen Gründen und zur Verbesserung der Wärmekapazität mit einem Absatz 2 versehen sein kann.
Auf dem Boden 1 sitzt ein Isolierstoffrahmen 3, der mit dem Boden 1 beispielsweise verklebt ist. Im Inneren des durch Boden und Rahmen gebildeten Gehäuses sitzt auf dem Boden 1 bzw. dem Absatz 2 ein Halbleiterkörper 5. Soll der Halbleiterkörper vom Boden 1 elektrisch isoliert sein, so liegt zwischen Halbleiterkörper 5 und Absatz 2 ein Plättchen 4, das z. B. aus Berylliumoxid besteht. Das Plättchen 4 bzw. der Halbleiterkörper 5 ist auf den Aluminiumboden 1 durch geeignete Maßnahmen aufgelötet. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Aluminiumboden an den Lötstellen vernickelt wird. Das Plättchen 5 ist auf der Oberseite z. B. ebenfalls vernickelt. Das Halbleiterbauelement ist mit drei Anschlüssen 6, 7 und 8 versehen, die den Anodenanschluß, den Katodenanschluß und den Gateanschluß bilden. Der Anoden- oder Katodenanschluß ist direkt auf dem Halbleiterkörper 5 angelötet, während die beiden anderen Anschlüsse an je einer metallisierten Fläche des Plättchens 4 angelötet sind. Der Halbleiterkörper ist mit den Anschlüssen 7, 8 durch Drähte 12, 11 elektrisch verbunden.
Der Aluminiumboden 1 bzw. der Absatz 2 ist nun zumindest an denjenigen Stellen, an denen er später mit der Gießharzmasse in Berührung kommt, mit einer Schutzschicht 9 versehen. Diese Schutzschicht kann aus einem Polysiloxan, z. B. aus Silikonkautschuk, bestehen. Sie kann jedoch auch aus einer dünnen Schicht der Gießharzmasse selbst bestehen. Dazu wird zunächst der Boden mit einer dünnen Schicht der Gießharzmasse von unter 1 mm Dicke, z. B.
0,5 mm, bedeckt. Die eingangs erwähnten in der Gießharzmasse enthaltenden Stoffe reagieren dann wie beschrieben unter Blasenbildung mit dem Aluminium. Diese Blasen können jedoch aufgrund der geringen Dicke der Schicht entweichen. Ist die Schicht 9 ausgehärtet, kann das Gehäuse mit Gießharzmasse 10 gefüllt werden. Da diese kein freies Aluminium mehr vorfindet, wird eine Blasenbildung in der Gießharzmasse sicher verhindert.
5 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche @. Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse, das einen Aluminiumboden (1) und einen Kunststoffrahmen (3) aufweist, mit einem Halbleiterkörper (5), der in thermischer Verbindung mit dem Aluminiumboden steht, und mit einer Füllung, die eine durch einen Härter aushärtbare Gießharzmasse (10) und einen Füllstoff enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Aluminiumboden (1) zumindest dort, wo er von der Gießharzmasse (10) überdeckt ist, mit einer Schutzschicht (9) versehen ist.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schutzschicht (9) aus einer dünnen Schicht ausgehärteter Gießharzmasse besteht.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schutzschicht (9) aus der zur Füllung des Gehäuses verwendeten Gießharzmasse besteht.
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2 oder 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schutzschicht eine Dicke von <1 mm hat.
5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schutzschicht (9) aus einem Polysiloxan besteht.