DE8203300U1 - Halbleiterbauelement mit Keramiksubstrat - Google Patents

Halbleiterbauelement mit Keramiksubstrat

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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 G 1 O 7 3 OE
Halbleiterbauelement mit Keramlksubs'jrat
Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit mindestens einem Halbleiterkörper, der auf einer Seite mit einer auf einem gut wärmeleitenden Keramiksubstrat angebrachten Metallschicht stoffschlüssig verbunden ist, dessen andere Seite mit einem ersten Anschlußleiter verbunden ist, mit einem zweiten Anschlußleiter, der elektrisch mit der Metallschicht verbunden ist.
Ein solches Halbleiterbauelement iat beispielsweise im 11IAS '75 Annual", Seite 50 bis 54 beschrieben worden. Nach der Montage des Halbleiterkörpers und der Anschlußleiter auf den Metallschichten wird das Halbleiterbauelement durch Vergießen hermetisch verschlossen. Zum Vergießen wird ein Rahmen oder ein sonstiges Gehäuse benötigt, das nach dem Vergießen Bestandteil des Halbleiterbauelements bleibt.
Die Neuerung zielt auf eine Vereinfachung des Gehäuses. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat, der Halbleiterkörper, die Metallschicht und die Verbindung zwischen Anschlußleiter und Metallschicht bzw. zwischen Anschlußleiter und Halbleiterkörper mit einer Kunststoffmasse in einer Höhe bedeckt ist, daß diese im nicht ausgehärteten Zustand den Rand des Keramiksubstrats nicht benetzt und daß die Anschlußleiter mindestens einen Abstand vom Rand des Keramiksubstrats haben, der dem erforderlichen Kriechweg entspricht.
Hab 1 Dx / 04.02.1982
- 2 - VPA 82 G 1 O 7 3 DE
Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der UnteransprUche.
Die Neuerung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit don Fig. 1 und 2 erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Aufsicht auf ein noch unvergossenes Halbleiterbauelement und
Fig. 2 die Seitenansicht eines vergossenen Halbleiterbauelements nach Fig. 1.
Das Halbleiterbauelement nach Fig. 1 ist auf einem Keramiksubstrat 1 aufgebaut. Es kann beispielsweise aus Berylliumoxid oder Aluminiumoxid bestehen. Beide Keramiken isolieren elektrisch und haben gute Wärmeleiteigenschaften. Auf dem Substrat sind drei rechteckige Metallschichten 2, 3 und 4 aufgebracht. Diese werden in bekannter Weise durch Metallisierung der Oberfläche des Keramiksubstrats erzeugt. Diese Schichten sind sehr dünn und haben keine hohe Stromtragfähigkeit. Für höhere Leistungen werden die Metallschichten 2, 3 und 4 daher mit dickeren Metallplättchen 5, 6 und 7 verstärkt, die z. B. an die Metallschichten angelötet sind. Die Metallplättchen haben abgewinkelte Teile 8, 9 und 10, die wenigstens etwa im rechten Winkel von den Metallplättchen abstehen. Diese Teile werden als Anschlußieiter benutzt. Auf dem Metallplättchen 6 ist ein Halbleiterkörper 11, z. B. eine Transistor- oder Thyristortablette durch Verlöten oder mit einem leitenden Kleber befestigt. Aul der anderen Seite wird der Halbleiterkörper 11 durch eine Steuerleitung 12 und durch eine weitere Leitung 13 kontaktiert, die ihrerseits mit Anschlußleitern 8, 10 verbunden sind. Ist der Halbleiterkörper z. B. ein MOS-FET, wird die Drainelektrode mit dem Plättchen 6, die Sourceelektrode mit dem Plättchen 5 und die Gateelektrode mit dem Plättchen 7 elektrisch verbündet». Die Leitungen 12, 13 können Bonddrähte sein.
. 3 - VPA 82 G 1 O 7 3 DE
Nach Montage des Halbleiterkörpers und der Anschlußleiter wird das Keramiksubstrat so hoch mit einer Kunststoffmasse 14 (Fig. 2) bedeckt, daß die Oberflächenspannung am Rand des Keramiksubstrats 1 noch ausreicht, den Rand des Halbleitersubstrats von der Kunststoffmasse 14 freizuhalten. Hierbei müssen der Halbleiterkörper, die Metallschichten und die Fußpunkte der Anschlußleiter von der Kunststoffmasse bedeckt sein« Die Anschlußleiter sind so weit vom Rand des Keramiksubstrats 1 entfernt angeordnet, daß der erforderliche Kriechweg, das ist die Entfernung von den Anschlußleitern bis zur Unterkante des Substratrandes, eingehalten wird. Zur Minimierung der dazu erforderlichen Fläche sollten die Anschlußleiter 8, 9 und 10 die Oberfläche der Kunststoffmasse wenigstens annähernd senkrecht durchstoßen.
Anstelle eines steuerbaren Halbleiterbauelements kann auch ein ungesteuertes, z. B. eine Diode, auf dem Keramiksubstrat montiert werden. Dazu sind dann lediglich zwei Anschlußleiter notwendig. Es können aber auch mehr als ein Halbleiterkörper auf das Keramiksubstrat montiert werden, z. B. für Mittelpunktschaltungen, Serienschaltungen oder komplette Gleichrichterbrücken. Entsprechend sind dazu mehrere Metallschichten und An-Schlußleiter erforderlich.
Das vergossene, fertige Halbleiterbauelement wird z. B. durch Verkleben auf einem Kühlkörper befestigt.
2 Figuren
6 Schutzansprüche

Claims (6)

- 4 - VPA 82 G 1 O 7 3 DESchutzansprüche
1. Halbleiterbauelement mit mindestens einem Halbleiterkörper, der auf einer Seite mit einer auf einem gut warmeleitenden Keramiksubstrat angebrachten Metallschicht stoffschlüssig verbunden ist, dessen andere Seite mit einem ersten Anschlußleiter verbunden ist, mit einem zweiten Anschlußleiter, der elektrisch mit der Metallschicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (1), der Halbleiterkörper (11), die Metallschicht (2) und die Verbindung zwischen Anschlußleiter (9) und Metallschicht (2) bzw. zwischen Anschlußleiter und Halbleiterkörper mit einer Kunststoffmasse (14) in einer Höhe bedeckt ist, daß diese im nicht ausgehärteten Zustand den Rand des Keramiksubstrats (1) nicht benetzt, und daß die An-Schlußleiter (8, 9, 10) mindestens einen Abstand vom Rand des Keramiksubstrats haben, der dem erforderlichen Kriechweg entspricht.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (8, 9, 10) die Kunststoffmasse (14) im wesentlichen senkrecht durchstoßen.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der genannten Fläche mindestens eine weitere Metallschicht (3, 4) aufgebracht ist, mit der der zweite Anschlußleiter (10) bzw. weitere Anschlußleiter (8) verbunden sind.
4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (8, 91 10) aus Blech bestehen und wenigstens etwa rechtwinklig abgebogen sind, und daß das abgebogene Teil elektrisch mit der zugeordneten Metallschicht (4, 2, 3) verbunden ist.
- 5 - VPA 82 G 1 Q 7 3 DE
5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das abgebogene Teil den größten Teil der Fläche der Metallschicht (2, 3, 4) bedeckt und daß der Halbleiterkörper (11) auf dem abgebogenen Teil des genannten zweiten Anschlußleiters (9) angeordnet ist.
6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite des Halbleiterkörpers (11) durch mindestens einen Bonddraht (12, 13) mit dem bzw. den entsprechenden Anschlußleitern (10, 8) verbunden ist.
DE8203300U Halbleiterbauelement mit Keramiksubstrat Expired DE8203300U1 (de)

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