DE3604075A1 - Verpackung von leistungsbauelementen - Google Patents

Verpackung von leistungsbauelementen

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Leistungsbauelement nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bekanntlich entwickeln Leistungsbauelemente wie zum Beispiel Halbleiter oder IC′s verhältnismäßig viel Verlustwärme, die von dem Bau­ element abgeführt werden muß, um dieses nicht im Dauer­ betrieb zu schädigen. Aus diesem Grunde werden Leistungs­ bauelemente auf Metallplatten montiert und gegebenenfalls durch Keramik oder ähnliche Materialien isoliert, um auf diese Weise die Verlustwärme durch die hohe Wärmeleitfähig­ keit der verwendeten Materialien möglichst schnell abführen zu können. Eine solche Verpackung von Leistungsbauelementen oder die nachträgliche Isolierung ist naturgemäß sehr auf­ wendig.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Leistungsbauelement mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Grundkörper ein elektrischer Isolator ist, so daß die Möglichkeit gegeben ist, die Unterseite des Leistungsbauelementes elektrisch zu isolieren und trotzdem eine gute Wärmeankopplung zu erreichen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Leistungsbauelements mög­ lich. Aluminiumnitrid, aus dem der Grundkörper besteht, zeichnet sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus, so daß es vorteilhaft ist, die Dicke des Aluminiumnitrids im Bereich von 2 bis 6 mm zu wählen, wobei die gewählte Dicke in diesem Bereich abhängig ist von der abzuführenden Menge an Verlustwärme. Es ist vorteilhaft, zwischen den Grundkörper aus Aluminiumnitrid und das Leistungsbauele­ ment eine Metallschicht einzufügen, so daß das Leistungs­ bauelement auf diese Metallschicht aufgelötet werden kann. Außerdem kann eine derartige Metallschicht nach entspre­ chenden Druck- und Ätzverfahren direkt zur Bildung von Leiterbahnen und Landeplätzen für die Anschlüsse des Leistungsbauelementes dienen. Schließlich ist es vorteil­ haft, in dem Grundkörper Vertiefungen vorzusehen, in welche die Anschlußpins nach außen eingedrückt oder ein­ gelötet werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine teilweise geschnittene, perspektivische Darstellung eines verpackten Leistungsbau­ elementes.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das verpackte Leistungsbauelement gemäß der Figur besteht aus einem Grundkörper 1 in Form einer ca. 4 mm dicken Keramikplatte aus Aluminiumnitrid. Auf dem Grundkörper 1 befindet sich eine Metallschicht 2, zum Beispiel aus Kupfer, die entweder als Dickschicht oder stromlos mit nachfolgender galvanischer Verstärkung aufgebracht wurde. Das Leistungsbauelement 3 ist auf die Metallschicht 2 auf­ gelötet, wobei das Bauelement 3 so ausgelegt ist, daß die Metallschicht 2 gleichzeitig als ein Landeplatz dient. In dem Grundkörper 1 sind Vertiefungen vorgesehen, in welche die Anschlußpins 4, die zum Beispiel aus Kupferbronze be­ stehen, entweder eingedrückt oder nach vorheriger Metalli­ sierung der Vertiefungen eingelötet werden. Die Verbindun­ gen zwischen den Anschlußpins 4 und den Landeplätzen des Leistungsbauelementes 3 werden durch Drähte 5 hergestellt, die sowohl auf den Landeplätzen des Leistungsbauelements 3 als auch auf den Anschlußpins 4 durch Ultraschall aufge­ bondet werden. Schließlich wird das Ganze derart mit einer Abdeckung aus einem duroplastischen Gießharz 6 versehen, daß auf der einen Seite die Anschlußpins 4 herausragen, während auf der Gegenseite des Grundkörpers 1 ein Teil desselben nicht mit der Abdeckung 6 versehen ist und eine Bohrung 7 aufweist, mit deren Hilfe das verpackte Leistungs­ bauelement auf einen Sockel oder ähnliches aufgeschraubt werden kann.
Da sich, wie oben bereits angedeutet, das Aluminiumnitrid, aus dem der Grundkörper 1 besteht, durch eine hohe Wärme­ leitfähigkeit auszeichnet, darüber hinaus das Leistungsbau­ element 3 über die aufgebrachte Metallschicht 2 mit dem Grundkörper 1 in Verbindung steht, wird die Verlustwärme so schnell abgeführt, daß es ohne weiteres möglich ist, die Abdeckung 6 aus einem duroplastischen Gießharz herzustellen. Außerdem ist die Wärmeausdehnung des Aluminiumnitrids gut an die von Silicium angepaßt, so daß eine thermische Be­ lastung von Silicium-Chips nicht zu mechanischen Spannun­ gen und in der Folge zu Defekten führen können.

Claims (7)

1. Leistungsbauelement, wie Halbleiter oder IC mit einem wärmeableitenden Grundkörper und einer Abdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus Aluminiumnitrid besteht.
2. Leistungsbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper (1) aus Aluminiumnitrid eine Dicke von 2 bis 6 mm aufweist.
3. Leistungsbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich zwischen dem Grundkörper (1) aus Aluminiumnitrid und dem Leistungsbauelement (3) eine Metallschicht (2) befindet.
4. Leistungsbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallschicht (2) aus Kupfer oder Nickel besteht.
5. Leistungsbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckung (6) aus einem duroplastischen Gießharz besteht.
6. Leistungsbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) Vertiefun­ gen aufweist, in welche Anschlußpins (4) eingedrückt oder eingelötet sind.
7. Leistungsbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) außer­ halb der Abdeckung (6) eine Bohrung (10) aufweist, die der Befestigung des verpackten Leistungshalbleiters dient.
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