DE8506352U1 - Thermisch leitende und elektrisch isolierende Zwischenlage - Google Patents

Thermisch leitende und elektrisch isolierende Zwischenlage

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DE8506352U1
DE8506352U1 DE19858506352 DE8506352U DE8506352U1 DE 8506352 U1 DE8506352 U1 DE 8506352U1 DE 19858506352 DE19858506352 DE 19858506352 DE 8506352 U DE8506352 U DE 8506352U DE 8506352 U1 DE8506352 U1 DE 8506352U1
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Germany
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intermediate layer
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copper plate
electrically insulating
copper
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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Description

Llcentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-B/RÜ-zg Theodor-Stern-Kai 1 B 85/4 D-6000 Frankfurt 70 Thermisch leitende und elektrisch Isolierende Zwischenlage
Die Neuerung bezieht sich auf eine thermisch leitende und elektrisch isolierende Zwischenlage für die Befestigung von Halblelterelementen auf Kühlkörpern.
Es ist bekannt mit zwischen Halbleiterelement und Kühlkörper eingebrachten entsprechendenKunststoffolien sowohl thermische Ableitung als auch elektrische Isolierung zu erreichen. Der Wärmeübergang könnte besser sein, vor allem aber stört die hohe Empfindlichkeit dieser sehr weichen Folien. Sie sind auch nicht für Scheibenhalbleiter mit ihren hohen Anpreßdrücken geeignet. Es hat auch bereits Versuche gegeben, die Halbleiter in wärmeleitende und dabei isolierende Kunststoffe direkt einzugießen. Das Verfahren ist aufwendig und nicht befriedigend.
Veiter bekannt ist, daß Aluminium-Oxyd mit die besten elektrischen und thermischen Voraussetzungen hat, jedoch infolge
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seiner spröden Struktur sehr empfindlich und im Betrieb
sehr gefährdet ist.
Aufgabe der Neuerung ist es, eine Zwischenlage zu schaffen, die die geschilderten Nachteile nicht aufweist, für robusten Betrieb und höchste Anpreßdrücke geeignet ist und dabei beste Wärmeleit- und Isoliereigenschaften zeigt.
Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Neuerung im nachstehenden näher erläutert.
Die Figur zeigt die neuerungsgemäße Zwischenlage mit einer Al2 O.-Scheibe 1, die auflageseitig jeweils mit einer 15t-
baren Kupfer- oder Silberschicht 2 (z.B. platiert, galvanisiert, flammgespritzt) überzogen und dort mit Kupferplatten oder -scheiben 3 und 4 verlötet ist. Die Kupferplatte 3 enthält Gewindebohrungen 6 für die Befestigung des Halbleiterelementes 7 und die Kupferplatte 4 Gewindebohrungen 6 für
die Befestigung der Zwischenlage am Kühlkörper 8. Statt des dargestellten Halbleiterelementes 7 kann auch ein Scheibenhalbleiter aufgenommen und über eine nicht dargestellte
Halterung verspannt werden. Die Kupferplatte 3 ist entsprechend verstärkt und ggf. dicker als die Kupferplatte 4
auszuführen, um neben einer optimalen Wärmespeicherung auch die mechanische Belastung aufnennen zu können (Kontaktdruck z.B. 20 000 bis 30 000 N). Diese mechanische Belastung geht nur in die obere Kupferplatte 3 ein, die untere Kupferplatte 4 kann entsprechend dünner gehalten werden. Die Al2 O3-
Scheibe 1 bleibt unbelastet. Für mechanischex|und elek-
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tricchen Schutz (gegen Überschlag bis 3 kV) ist der Aufbau noch mit einem isolierenden Kunststoff 9 innerhalb eines verlorenen Gußrohres aus dünnwandigem Kunststoff vergossen. Das Gußrohr 10 verbleibt an der fertigen Zwischenlage. Zur Herstellung wird die Zwischenlage in das auf dem Flansch 11 stehende Gußrohr 10 gestellt und dann so vergossen, daß die wärmeübertragenden Auflageflächen 12 und 13 dabei frei bleiben.
Die neuerungsgemäße Zwischenlage läßt sich gut vorfertigen. Sie ist mechanisch robust, elektrisch hoch belastbar (3 kV) und universell einsetzbar. Der Wärmeübergang ist besser als bisher bekannt und vor allem gleichmäßig.

Claims (7)

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-B/Rü-zg Theodor-Stern-Kai 1 B 85/4 D-6000 Frankfurt 70 Schutzansprüche
1. Thermisch leitende und elektrisch Isolierende Zwischenlage für die Befestigung von Halbleiterelementen auf Kühlkörpern, dadurch gekennzeichnet« <Äaß die SSwischenlage aus einer Aluminiue-Oxyd-Scheibe (1) besteht, deren gegenüberliegende Auflagenflächen metallbeschichtet (2) und dort jeweils mit einer Kupferplalte (3 bzw. 4) verlötet sind, wobei die eine Kupferplatte (3) der Befestigung des Halbleiterkörpers (7) dient und die andere Kupferplatte (4) für die Befestigung am Kühlkörper (8) vorbereitet ist.
2. Zwischenlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage im perlpheren Bereich zwischen den Kupferplatten (3 und 4) mit einer elektrisch isolierenden Vergußmasse <9) unWUt A*tt *«>»·! <U* iußerwi w&rm«·- übertragenden Auflageflochen (12, 13) der Kupferplntten (3, 4) freigeblieben sind.
It·* ·· ··· ·· ·· litt»
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3. Zwischenlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet« daß die Zwischenlage in ein umhüllendes isolierende Vergußrohr (10) gestellt und darin vergossen ist.
4. Zwischenlage nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergußrohr (10) aus dünnwandigem
Kunststoff besteht und als verlorene Form an der Zwischenlage verbleibt.
5. Zwischenlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergußrohr (10) einen Flansch (11) aufweist, der mit der Auflagefläche (13) der einen Kupferplatte (4) in einer Ebene liegt.
6. Zwischenlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferplatten (3, 4) mit Gewindebohrungen (5 bzw. 6) für die Befestigung des HaIbleiterelementes (7) bzw. am Kühlkörper (8) versehen sind.
7. Zwischenlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Halbleiterelement (7) aufnehmende Kupferplatte (3) neben ausreichender Speicherfähigkeit zusätzlich für die Aufnahme hoher Befestigungsdrücke ausgelegt ist.
DE19858506352 1985-03-01 1985-03-01 Thermisch leitende und elektrisch isolierende Zwischenlage Expired DE8506352U1 (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3617611A1 (de) * 1986-05-24 1987-11-26 Licentia Gmbh Thermisch leitende und elektrisch isolierende zwischenlage fuer aufbau und befestigung von halbleiterelementen und anordnung unter anwendung derartiger zwischenlagen
DE4240843A1 (de) * 1992-12-04 1994-06-09 Bosch Gmbh Robert Anordnung zur Verlustwärmeableitung bei Leistungshalbleiterbauelementen
DE4302816A1 (de) * 1993-01-28 1994-10-06 Aeg Westinghouse Transport Anordnung zur Kühlung von druckkontaktierbaren Leistungs-Scheibenhalbleitern

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