DE3616969C2

DE3616969C2 -

Info

Publication number: DE3616969C2
Application number: DE19863616969
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Phys. Dr. 7022 Leinfelden De Hauger; Lothar Dipl.-Ing. 7407 Rottenburg De Gademann; Rolf 7410 Reutlingen De Benz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1989-06-01
Also published as: DE3616969A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 35 04 948 ist bereits ein Halbleiterbauelement dieser Art bekannt, bei dem der Gehäuserahmen aus einem wärmeausgehärteten Epoxidharz und/oder Silikonharz als einem thermoplastischen elektrischen Isolierstoff besteht und darüber hinaus die Öffnung in dem Gehäuserahmen mit einem Deckel abgedeckt ist. Bei der Verwendung dieser Isolierstoffe für den Gehäuserahmen reicht insbesondere bei einem Halbleiterbauelement mit einem integrierten Schaltkreis, der eine hohe Verlustleistung aufweist, die Hitzebeständigkeit der Isolierstoffe nicht aus, um der hohen beim Betrieb des Halbleiterbauelements entstehenden Verlustwärme standzuhalten, was zur Zerstörung des Gehäuserahmens und damit zum Ausfall des gesamten Halbleiterbauelements führen kann. Außerdem kann die Ableitung der Verlustwärme des integrierten Schaltkreises Schwierigkeiten bereiten, wenn bei der metallischen Grundplatte und den Anschlußleitern nicht eine bestimmte Stoffauswahl getroffen und/oder mindestens teilweise eine bestimmte Oberflächenveredelung vorgenommen wird.

Aus der DE-OS 27 34 439, Fig. 13 bzw. aus der CH-PS 5 31 242, Fig. 13 sind ferner bereits Halbleiterbauelemente mit jeweils einem mit einer Mehrzahl von Anschlüssen versehenen integrierten Schaltkreis bekannt, bei denen der integrierte Schaltkreis jeweils auf einer aus leitfähigem bzw. aus metallischem Werkstoff bestehenden Grundplatte in einer Öffnung eines aus thermoplastischem elektrischem Isolierstoff bestehenden Gehäuserahmens angeordnet ist. Die Anschlüsse des integrierten Schaltkreises sind hierbei jeweils innerhalb des Gehäuses mit durch den Gehäuserahmen hindurchgeführten Anschlußleitern elektrisch leitend verbunden. Der Gehäuserahmen ist durch Umspritzen der Anschlußleiter mit dem thermoplastischen elektrischen Isolierstoff gebildet. Der Aufbau dieser beiden bekannten Halbleiterbauelemente ist insbesondere deshalb nicht für integrierte Schaltkreise mit hoher Verlustleistung geeignet, weil im Gegensatz zu dem gattungsgemäßen Halbleiterbauelement bei diesen beiden bekannten Halbleiterbauelementen die Grundplatte entweder durch einen Luftspalt von einem etwaigen Kühlkörper getrennt ist oder innerhalb eines vollständig aus Kunststoff bestehenden Gehäuses eingebettet ist.

Aus der EP-PS 94 869 ist ferner ein Halbleiterbauelement mit einem mit einer Mehrzahl von Anschlüssen versehenen integrierten Schaltkreis bekannt, bei dem der integrierte Schaltkreis auf einer aus leitfähigem Werkstoff bestehenden Grundplatte in einer Öffnung eines Gehäuserahmens angeordnet ist und die Anschlüsse des integrierten Schaltkreises innerhalb des Gehäuses mit Anschlußleitern elektrisch leitend verbunden sind, die durch den Gehäuserahmen elektrisch isoliert hindurchgeführt sind. Bei diesem bekannten Halbleiterbauelement bildet zwar die aus Kupfer bestehende Grundplatte wie bei dem gattungsgemäßen Halbleiterbauelement eine Außenwand des Gehäuses. Jedoch besteht der auf die Grundplatte aufgebrachte Gehäuserahmen dort nicht aus einem thermoplastischen elektrischen Isolierstoff, sondern aus Metall, und die durch den Gehäuserahmen hindurchgeführten Anschlußleiter sind gegenüber dem Gehäuserahmen durch Glaseinschmelzungen elektrisch isoliert, was einen hohen Fertigungsaufwand mit sich bringt.

Aus dem Buch "Plastics for Electronics" von M. T. Goosey, London, New York (1985) ISBN Nr. 0-85334-338-1, Seite 274 ist es ferner bekannt, für das Umgießen von Anschlußleitern glasfasergefülltes Polybutylenterephthalat zu verwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement nach der Gattung des Hauptanspruchs zu entwickeln, bei dem die Eigenschaften im Betrieb, insbesondere die Hitzebeständigkeit und die Ableitung der Verlustwärme, verbessert sind.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gehäuse für integrierte Schaltkreise bei abgenommenem Deckel;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gehäuse nach Fig. 1 entlang Linie II-II mit aufgesetztem Deckel.

Ein Gehäuse 1 für integrierte Schaltkreise sieht eine Grundplatte 2 (siehe Fig. 2) vor. Diese Grundplatte 2 Fbesteht aus vernickeltem Kupfer und ist im Fließpreßverfahren hergestellt. Etwa im Zentrum der Grundplatte 2 ist eine Erhöhung 3 für einen Chip 4 aus der Grundplatte herausgeformt. Zur Fixierung des Chips 4 und zum Ausgleich verschiedener Chipgrößen ist auf der Erhöhung 3 ein Kontaktrahmen 5 angeordnet, welcher aus walzplattiertem Aluminium/Nickel besteht. In Fig. 2 ist weder der Chip 4 noch der Kontaktrahmen 5 der Übersichtlichkeit halber dargestellt.

Der Grundplatte 2 ist ein Gehäuserahmen 6 aufgesetzt, wobei zwei gestrichelt dargestellte Zapfen 7 in zwei entsprechende, ebenfalls gestrichelt dargestellte Bohrungen 8 in der Grundplatte 2 eingreifen. Der Gehäuserahmen 6 besteht aus 30% glasfasergefülltem Polybutylenterephthalat (PBTP). Auf seiner Oberseite weist der Ge häuserahmen zwei eingespritzte Hohlnieten 9 zur Befesti gung des Gehäuses 1 an einer Gerätewand oder dergleichen auf.

In den Gehäuserahmen 6 ist ein Anschlußkamm 10 einge spritzt, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel 20 An schlüsse aufweist. Der Anschlußkamm 10 besteht aus ver nickeltem CuFe₂ und ist im Bondbereich vergoldet. Die Anschlüsse 11 sind an beiden Enden miteinander verbunden (siehe Fig. 2). Auf der Innenseite werden sie nach dem Einspritzen freigestanzt.

Der Gehäuserahmen 6 weist mittig eine Öffnung 12 auf, durch die der Chip 4 in den Kontaktrahmen 5 bzw. auf die Erhöhung 3 aufgelegt werden kann. Die Öffnung 12 wird sodann von einem Deckel 14 überdeckt.

Die Montage des Gehäuses mit dem Chip erfolgt folgender maßen:

Mit einem Bleilot PbSn₄ und mit Hilfe einer Lötschablone wird der Chip 4 auf die Erhöhung 3 der Grundplatte 2 aufgelötet. Sodann wird der Gehäuserahmen 6 auf die Grund platte 2 geklebt und die Zapfen 7 verschweißt, so daß Gehäuserahmen 6 und Grundplatte 2 fest und wasserdicht miteinander verbunden sind.

Die Kontaktierung von Chip 4 und Gehäuserahmen 6 bzw. Anschlußkamm 10 geschieht durch Bonden von Aluminium drähten. Bei höheren Strömen wird der Anschluß mehrfach kontaktiert.

Danach wird zum Schutz gegen Verunreinigungen der Chip 4 mit einem Silikongel abgedeckt. Der Deckel 14 wird über die Öffnung 12 gelegt und mittels einer Rastnase 15 und einem Rastring 16 positioniert, wobei Rastnase 15 und Rastring 16 in eine entsprechende Nut 17 im Gehäuse rahmen 6 eingreifen. Der Deckel 14 kann auch aufgeklebt oder verschweißt werden.

Vor dem elektrischen Messen werden zwischen den Anschlüs sen 11 vorhandene, nicht gezeigte Verbindungsstäbe ab gestanzt und die Anschlüsse 11 gebogen.

Claims

1. Halbleiterbauelement aus einem mit einer Mehrzahl von Anschlüssen versehenen, insbesondere eine hohe Verlustleistung aufweisenden integrierten Schaltkreis und einem Gehäuse, bei dem der integrierte Schaltkreis (4) auf einer aus metallischem Werkstoff bestehenden Grundplatte (2) in einer Öffnung (12) eines aus thermoplastischem elektrischem Isolierstoff bestehenden Gehäuserahmens (6) angeordnet ist und bei dem die Anschlüsse des integrierten Schaltkreises innerhalb des Gehäuses mit durch den Gehäuserahmen (6) hindurchgeführten Anschlußleitern (11) durch Bonddrähte elektrisch leitend verbunden sind, wobei der Gehäuserahmen (6) durch Umspritzen der Anschlußleiter (11) mit dem thermoplastischen elektrischen Isolierstoff gebildet ist und die Grundplatte (2) eine Außenwand des Gehäuses bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (2) aus fließgepreßtem, vernickeltem Kupfer besteht, daß der Gehäuserahmen (6) aus glasfasergefülltem Polybutylenterephthalat besteht und daß die Anschlußleiter (11) aus vernickeltem CuFe₂ bestehen und im Bondbereich vergoldet sind.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (2) eine Erhöhung (3) aufweist, auf welcher der integrierte Schaltkreis (4) angeordnet ist.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserahmen (6) mit der Grundplatte (2) verklebt ist.

4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserahmen (6) mit der Grundplatte (2) über in Bohrungen (8) eingreifende Zapfen (7) verbunden ist.

5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem integrierten Schaltkreis (4) ein Kontaktrahmen (5) zugeordnet ist, der den integrierten Schaltkreis (4) umschließt und auf der Grundplatte (2) angeordnet ist.

6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis (4) mit einem Silikongel abgedeckt ist.

7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis (4) auf die Grundplatte (2) aufgelöst ist, vorzugsweise mit einem Bleilot.

8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (12) durch einen Deckel (14) abgedeckt ist.