DE8808767U1 - Elektrisches Modul-Bauelement - Google Patents

Elektrisches Modul-Bauelement

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Description

27,107/70-Rl
Altan Akvtirek# Elchenhainstr. 32/4/12 , 856Ö Lauf/Peqn, Elektrisches* Modul-Bauelement
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Modul-Bauelement mit einem ebenen Grundkörper aus Metall, auf dem mindestens ein plattenförmiger Keramikkörper befestigt ist, mit zwei voneinander getrennten Metall schichten, die auf der vom Grundkörper abgewäridten Oberfläche des mindestens einen Keramikkörpers vorgesehen sind, wobei an jeder der beiden Metal!schichten ein Anschlusselement elektrisch leitend vorgesehen ist, und mit aktiven Hybrid-Bauelementen, die mit einem ihrer beiden Anschlusspole mit der zugehörigen Metallschicht kontaktiert sind, während der jeweilige zweite Anschlusspol von der zugehörigen Metallschicht abgewandt ist. Bei den aktiven Hybrid-Bauelementen handelt es sich insbes. um Leistungsdioden, die miteinander derart elektrisch leitend verbunden sein können, dass die beiden Leistungsdioden gegeneinander oder miteinander in Reihe geschaltet sind. Der ebene Grundkörper eines solchen elektrischen Modul-Bauelementes besteht aus einer Metallplatte, vorzugsweise aus einer Kupferplatt«. Auf der Küpferplatte sind üblicherweise zwei voneinander getrennte Keramikkörper befestigt, bei denen es sich um Plättchen aus Aluminiumoxid handeln kann. Diese beiden Plättchen aus Aluminiumoxid weisen auf ihren beiden voneinander abgewandten Hauptflächen je eine den Keramikkörper bedeckende Metallisierung auf, um jeden Keramikkörper auf dem Grundkörper befestigen zu können. Die Befestigung erfolgt normalerweise mit Hilfe einer Lotmetal!schicht zwischen dem Grundkörper und der dem Grundkörper zugewandten Metallisierung jedes Keramikkörpers. Auf der vom Grundkörper abgewandten Oberseite jedes plattenförmigen Keramikkörpers ist ein Anschlusselement elektrisch leitend befestigt, das aus einem
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Metallblechelenient und'aus einem auf dem«MetalIblechelemertt angeordneten Molybdänplättchen besteht. Das Metallblechelement ist auf der Oberseite des plattenförmigen Keramikkörpers mittels einer Lotmetallschicht befestigt, die zwischen dem Metallblechelement und der vom Grundkörper abgewandten Metallschicht des Keramikkörpers die elektrisch leitende Verbindung herstellt. Das Molybdänplättchen ist auf dem Metallblechelement mit Hilfe einer weiteren Lotmetallschicht befestigt. Auf dem aus dem Metallblechelement und dem Molybdänplättchen bestehenden Anschlusselement ist das aktive Hybrid-Bauelement mit seinem einen Anschlusspol befestigt. Auch diese Befestigung erfolgt insbes» durch eine Lotmetallschicht zwischen den Molybdänplättchen und dem Hybrid-Bauelement. Bei den bekannten elektrischen Modul-Bauelementen der oben beschriebenen Art ergibt sich somit ein mehrschichtiger Aufbau, dessen Gesamthöhe infolge der Anzahl Lotmetall schichten und infolge des Vorhandenseins eines Molybdänplättchens relativ gross ist. Durch den vielschichtigen Aufbau dieser bekannten elektrischen Modul-Bauelemente ist auch deren thermischer Widerstand relativ gross. Da die einzelnen Teile dieser Modul-Bauelemente unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, bzw. weil insbes. die Wärmeausdehnungskoeffizienten des metallischen Grundkörpers und der beiden voneinander räumlich getrennten Keramikkörper voneinander verschieden sind, ist eine unerwünschte Verwölbung des Grundkörpers und damit eine unerwünschte Verwölbung des elektrischen Modul-Bauelementes insbes* denn nicht zu verhindern, wenn ein solches elektrisches Modul-Bauelement mit höheren Leistungen betrieben wird. Aus diesem Grunde können bekannte elektrische Modul-Bauelemente der oben beschriebenen Art nur bis zu Stromstärken von ca-90 - 100 A belastet werden.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Modul-Bauelement der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Gesamthöhe im Vergleich zu den bekannten elektrischen Modul-Bauelementen vergleichsweise gering ist, und das auch bei Stromstärken über 100 A betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden voneinander getrennten, vom metallischen Grundkörper abgewandten Metallschichten als Metallfolien oder als Metallbleche ausgebildet sind, die am mindestens e-iiien Keramikicörper befestigt sind, und dass die Anschlusselemente seitlich neben dem zugehörigen aktiven Hybrid-Bauelement an der entsprechenden Metallschicht elektrisch leitend
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angeordnet sind. Das bedeutet, dass jedes der beiden aktiven Hybrid-Bauelen&ärte yn^'ttelbar, d.h. ohne die Zwischenschaltung eine/3 Holybdänplättchens und ohne die Zwischenschaltung eines MetalIblecheiemenes bspw. mittels einer Lotmeta11 schicht auf der zugehörigen Metallschicht des mindestens einen Keramikkörpers elektrisch leitend und mechanisch fest angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine trhebliche Reduktion der Gesamthöhe des Modul-Bauelementes. Da jedes Anschlusselement seitlich neben dem zugehörigen aktiven Hybrid-Bauelement an der entsprechenden Metallschicht elektrisch leitend vorgesehen ist,
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13 1 If 11*1! t* IIUI UfC UCJaillVt/GUIIVIIC UCS I'IWUU I &mdash; UXtXHJS IO[ItCIICOS I CUUC ICI V I OVIIUVI IS in vorteilhafter Weise auch sein thermischer Widerstand, weil sich keine Reihenschaltung der einzelnen thermischen Widerstände ergibt, bzw. weil überhaupt nicht so viele einzelne thermische Widerstände vorhanden sind, wie bei einem Modul-Bauelment mit vier Lotmetallschichten sowie einem Molybdänplättchen und einem zwischen den Molybdänplättchen und der Metallschicht vorgesehenen Metallblechelement, welches das eine Anschlusselement des Modul-Bauelementes bildet. Die Ausbildung jeder der beiden Metallschichten als Metallfolie oder als Metallblech weist im Vergleich zur Ausbildung der Metallschichten als Dünn- bzw. Dickschichten den Vorteil auf, dass diese Metallschichten mit wesentlich höheren Stromdichten belastet werden können, als die bekannten Dünn- bzw. Dickschichten, so dass sich auch aus diesem Grund*} eine höhere Belastbarkeit des Modul-Bauelementes ergibt.
Bei einer Ausbildung des erfindungsgemässen Modul-Bauelementes ist ein einziger plattenförmiger Keramikkörper vorgesehen, dessen Grundflächenabmessungen den Grundflächenabmessungen des Grundkörpers aus Metall entsprechen können, wobei auf der vom Grundkörper abgewandten Oberfläche des einzigen Keramikkörpers die beiden Metallschichten nebeneinander und voneinander räumlich getrennt vorgesehen sind. Ein solches Hybrid-Bauelement weist eine gute mechanische Stabilität auf, die durch den zweischichtigen Aufbau aus dem Grundkörper und des einzi»"" plättchenfönnigen Keramikkörper gegeben ist. Andererseits ist bei e'nem solchen Hybrid-Bauelement insbes. bei hohen Belastungen, d.i.. -jei grossen elektrischen Betriebsströmen eine geringfügige Verwölbung des Grundkörpers und damit des Hybrid-Bauelementes nicht sicher zu vermeiden. Deshalb wird bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Hybrid-Bauelementes vorgeschlagen, dass zwei plättchenförmige Keramikkörper vorgesehen sind, die auf dem metallischen Grundkörper nebeneinander und voneinander räumlich getrennt angeordnet sind, und dass
jeder der beiden Keramikkörper auf der vom Grundkörper abgewandten Oberfläche mit einer der beiden Metal!schichten versehen ist. Dabei können die Metallschichten den jeweils zugehörigen Keramikkörper mindestens grösstenteils bedecken. Durch die Zweiteilung des Keramikkörpers, d.h. durch die Anordnung zweier voneinander räumlich getrennter plattenförmiger Keramikkörper auf dem metallischen Grundkörper wird die Auswölbung des Hybrid-Bauelementes auch bei hohen Stromstärken und durch die hohen Stromstärken bedingten Erwärmungen des Hybrid-Bauelementes erheblich reduziert. Andererseits ist bei den Hybrid-Bauelementen der zuletzt genannten Art die mechanische Biegesteifheit allein durch die Biegesteifheit des metallischen Grundkörpers gegeben. Je nach Anwendung wird deshalb das erfindungsgemässe Hybrid-Bauelement entweder mit einem einzigen auf dem Grundkörper befestigten Keramikkörper ausgebildet oder mit zwei voneinander räumlich getrennten Keramikkörpern.
Die beiden Metal!schichten und der Grundkörper sind vorzugsweise aus demselben Folien- oder Blechmaterial. Vorzugsweise weisen die beiden Metall schichten und der Grundkörper dieselbe Wanddicke auf. Bei einer solchen Ausbildung des Hybrid-Bauelementes ist die Lagerhaltung für das Material des Grundkörpers und für das Material der Metall schichten auf ein Minimum reduziert. Bei den Metallschichten und beim Grundkörper handelt es sich vorzugsweise um Folien oder Bleche aus Kupfer, die auf den beiden gegenüberliegenden Hauptflächen des mindestens einen Keramikkörpers bspw. mittels eines Verfahrens haftfest angeordnet werden, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 36 33 907.5 beschrieben worden ist.
Da das erfindungsgemässe Hybrid-Bauelement im Vergleich zu den bekannten Hybrid-Bauelementen der eingangs beschriebenen Art nur eine einzige Lotmetallschicht zwischen dem/jedem aktiven Hybrid-Bauelement und der zugehörigen Metallschicht aufweist, v/ährend die bekannten Modul-Bauelemente übereinander vier Lotmetallschichten aufweisen, ergibt sich auch eine erhebliche Reduktion des thermischen Widerstandes des erfindungsgemässen Modul-Bauelements.
Wie bereits erwähnt wurde, kann der entsprechende Arisehlusspöl jedes Hybrid-Bauelementes mittels einer Lotmetallschicht auf der zugehörigen Metallschicht elektrisch leitend befestigt sein. Selbstverständlich wäre es auch möglich, jedes Hybrid-Baueiement mittels eines Leitkleuefs auf der zugehörigen Metallschicht elektrisch leitend zu befestigen«
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Die seitlich neben den Hybrid-Bauelementen vorgesehenen Anschlusselemente können an die zugehörige Metallschicht angebondet sein. Dieses Anbonden kann bspw. mittels eines Verfahrens erfolgen, wie es in der deutschen Patentanmeldung P 37 01 108.1 beschrieben wurde. Es ist jedoch auch möglich, die seitlich neben den Hybrid-Bauelementen vorgesehenen Anschlusselemente mit den zugehörigen Meta11schichten einstückig auszubilden. Dadurch kann der Verfahrensschritt des Anbondens des Anschlusselementes an der zugehörigen Metallschicht vermieden werden, so dass die Herstellung des Modul-Bauelementes weiter vereinfacht ist.
Beim erfindungsgemässen Modul-Bauelement kann eine Metallschicht mittels eines Verbindungselementes mit dem von der anderen Metallschicht räumlich getrennten zweiten Anschlusspol des auf der zweiten Metallschicht angeordneten Hybrid-Bauelementes elektrisch leitend verbunden sein. Dieses Verbindungselement kann einteilig und mit der Metallschicht einstückig ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, die beiden aktiven Hybrid-Bauelemente in einer Reihenschaltung anzuordnen oder polaritätsmässig gegeneinander zu schalten. Derartig zusammengeschaltete aktive Hybrid-Bauelemente kommen bspw. bei Gleichrichterschaltungen, bei Kaskadenschaltungen o.dgl. zur Anwendung. Infolge ihres Aufbaus können erfindungsgemässe Modul-Bauelemente mit Stromstärken von 100 A und mehr belastet werden, ohne dass es zu Beschädigungen kommt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Modul-Bauelementes, die in einem stark vergrösserten Maßstab dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform des Modul-Bauelementes,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Modul-Baueiementes, und
Fig. 3 ein Modul-Bauelement gemäss Figur 2, das in einem
längsgeschnitten dargestellten Gehäuse angeordnet ist.
Figur 1 zeigt ein Modul-Bauelement 10 mit einem ebenen Grundkörper 12,
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einem auf dem Grundköder'angeordneten'und*'mit dem Grundkörper 12 haftfest verbundenen plattenförmigen Keramikkörper 14, mit zwei Metall schichten 16 und 18, die auf der vom Grundkörper 12 abgewandten Oberfläche 20 des Keramikkörpers 14 vorgesehen und mit dem Keramikkörper 14 haftfest verbunden sind. Die Metallschichten 16 und 18 sind voneinander räumlich getrennt. Bei den Metallschichten 16 und 18 handelt es sich wie beim metallischen Grundkörper 12 um Folien oder Bleche aus Kupfer oder aus einem anderen Metall bzw. einer Metallegierung. Auf der Metallschicht 16 ist ein aktives hybrid-Bauelement 22 befestigt. Das Hybrid-Bauelement 22, bei dem es sich bspw. um eine Leistungsdiode handelt, weist zwei Anschlusspole 24 und 26 auf, wobei am Anschlusspol ein Anschlusselement 28 elektrisch leitend und mechanisch fest angeschlossen ist. Das aktive Hybrid-Bauelement 22 ist mit seinem Anschlusspol 26 mittels einer Lotmetallschicht 30 an der Metallschicht 16 elektrisch leitend und mechanisch fest angeordnet. Seitlich neben dem Hybrid-Bauelement 22 ist an der Metallschicht 16 ein Anschlusselement 32 elektrisch leitend und mechanisch fest vorgesehen.
An der Metallschicht 18 des Modul-Bauelementes 10 ist ein zweites aktives Hybrid-Baueleinen* 22 angeschlossen, das ebenfalls zwei Anschlusspole 24 und 26 aufweist. Zwischen dem Anschlusspol 26 des Hybrid-Bauelementes 22 und der Metallschicht 18 des Modul-Bauelementes 10 ist eine Lotmetallschicht 30 vorgesehen, mit der das Hybrid-Bauslemtftt 22 mit der Metallschicht 18 elektrisch leitend und haftfest verbunden ist. Seitlich neben dem mit der Metal!schient 18 verbundenen Hybrid-Bauelement 22 sind mit der Metallschicht 18 ein Anschlusselement 34 und ein Anschlusselement 36 verbunden. Diese Verbindung der Anschlusselemente 34 und 36 mit der Metallschicht 18 kann wie die Verbindung des Anschlusselementes 32 mit der Metallschicht 16 durch ein Bondverfahren erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, das Anschlusselement 32 mit der Metallschicht 16 einteilig auszubilden und/oder die Anschlusselemente 34 und 36, bzw. die Anschlusselemente 36, 38 und 28 einteilig und mit der Metallschicht 18 einstückig auszubilden. Das Anschlusselement 36 kann mit dem Anschlusselement 28 jedoch auch mittels eines sebständigen Verbindungselementes 38 elektrisch leitend verbunden sein, wie in dieser Figur dargestellt ist. Der Anschlusspol 24 des auf der Metallschicht 18 vorgesehenen aktiven Hybrid-Bauelementes 22 ist mit einem Arischlusselement 40 versehen.
Das in Figur 2 dargestellte Modul-Bauelement 10 unterscheidet sich von
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■ 4 ··*··« 4 440 «
"ib
dem Modul-Bauelement'lO "g'emäss" Figur 1 "insbesondere dadurch, dass auf dem metallischen Grundkörper 12 nicht ein einziger plattenförmiger Keramikkörper 14 angeordnet ist, sondern dass auf dem Grundkörper 12 aus Metallblech oder Metallfolie zwei voneinander räumlich getrennte j plättchenförmige Keramikkörper 14 vorgesehen sind. Die Metallschichten 16
und 18 bedecken bei dieser Ausbildung des Modul-Bauelementes 10 den
zugehörigen plattenförmigen Keramikkörper 14 vollständig. Die übrige ' Ausbildung des Modul-Bauelementes 10 entspricht der in Figur 1
" dargestellten Ausbildung des Modul-Bauelementes 10, so dass es sich
c erübrigt, alle diese Einzelteile, die mit denselben Bezugsziffern
* bezeichnet sind wie in Figur 1, noch einmal zu erläutern.
Figur 3 zeigt ein Modul-Bauelement 10 gemäss Figur 2 mit zwei voneinander
&bull; räumlich getrennten plattenförmigen Keramikkörpern 14, die mit dem eetallischen Grundkörper 12 haftfest verbunden sind. Das Modul-Bauelement
·; 10 ist zwischen einem Grundkörper 42 und einem mit einem Hohlraum 44
j ausgebildeten Gehäusedeckel 46 vorgesehen. Dabei liegt das Modul-
Bauelement 10 mit seinem Grundkörper 12 grossflächig auf einer Auflagefläche 48 des Gehäuseunterteils 42 an. Um das Modul-Bauelement 10
mit seinem Grundkörper 12 gegen die Auflagefläche 48 des 6ehäuseunterteils 42 zu drücken, ist ein elastisch nachgiebiges Element 50 vorgesehen, das gleichzeitig als Dichtungselement zwischen dem Modul-Bauelement 10 und dem Gehäusedeckel 46 vorgesehen ist. Bei diesem elastisch nachgiebigen Element 5& kann es sich um einen Gummi* ing mit ;. einem kreisförmigen oder beliebigen anderen Querschnitt handeln. Der
Gehäusedeckel 46 ist mit dem Gehäuseunterteil 42 bspw. verschraubt. Mit der Bezugsziffer 52 sind mit Muttern verschraubte Schraubelemente bezeichnet. Der Gehäuseüeckel 46 weist Öffnungen 54, 56 und 58 auf, durch die sich die Anschlusselemente 32, 40 und 34 hindurcherstrecken. Zur elektrischen Isolation zwischen den Anschlusselementen 32, 34 und 40 gegen den Gehäusedeckel 46 sind Isöl Serelemente 60 vorgesehen, die bspw. buchsenförmig ausgebildet sind und die sich durch die Öffnungen 54, 56 und 58 des Gehäusedeckels 46 in den Hohlraum 44 hineinerstrecken. Das Gehäuseunterteil 42 ist bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel mit Kühlrippen 61 ausgebildet, um die
,( Gesamtoberfläche des aus dem Gehäuseunterteil 42 und dem Gahäusedeckel 46
bestehenden Gehäuses erheblich zu vergrössern. Auf diese an sich bekannte
Weise ergibt sich eine grosse Wärmeabstrahlungsflache und somit die s Möglichkeit, das Medül-Bauelement IQ mit heben Leistungen zu betreiben.

Claims (1)

  1. A &eegr; s &rgr; r ü c h e
    1. Elektrisches Modul-Bauelement mit einem ebenen Grundkörper (12) aus Metall, auf dem mindestens ein plattenförmiger Keramikkörper (14) befestigt ist, mit zwei voneinander getrennten Meta11schichten (16, 18), die auf der vom Grundkörper (12) abgewandten Oberfläche (20) des mindestens einen Keramikkörpers (14) vorgesehen sind, wobei an jeder der beiden Metallschichten (16, 18) ein Anschlusselement (32, 34) elektrisch leitend vorgesehen ist und mit aktiven Hybrid-Bauelementen (22), die mit einem ihrer beiden Anschlusspole (26) mit der zugehörigen Metallschicht (16, 18) kontaktiert sind, während der jeweilige zweite Anschlusspol (24) von der zugehörigen Metallschicht (16, 18) abgewandt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beiden voneinander getrennten, vom metallischen Grundkörper (12) abgewandten Metallschichten (16, 18) als Metallfolien oder als Metallbleche ausgebildet sind, die am mindestens einen Keramikkörper (14) befestigt sind, und dass die Anschlusselemente (32, 34) seitlich neben dem zugehörigen aktiven Hybrid-Bauelement (22) an der entsprechenden Metallschicht (16, 18) elektrisch fest angeordnet sind.
    2. Bauelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein einziger plattenförmiger Keramikkörper (14) vorgesehen ist, dessen Grundflächenabmessungen den Grundflächenabmessungen des Grundkörpers (12) aus Metall entsprechen, wobei auf der vom Grundkörper (12) abgewandten Oberfläche (20) des einzigen Keramikkörpers (14) die beiden Metallschienten (16, 18) nebeneinander und voneinander räumlich getrennt vorgesehen sind.
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    3. Bauelement nach Anspruch I1
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei plättchenförmige Keramikkörper (14) vorgesehen sind, die auf dem metallischen Grundkörper (12) nebeneinander und voneinander räumlich getrennt angeordnet sind, und dass jeder der beiden Keramikkörper (14) auf der yom Grundkörper (12) abgewandten Oberfläche (20) mit einer der beiden Metallschichten (16, 18) versehen ist.
    4. Bauelement nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet dass die Metallschicht (16, 18) den zugehörigen Keramikkörper (14) mindestens grösstenteils bedeckt.
    5. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallschichten (16, 18) und der Grundkörper (12) aus demselben Folien- oder Blechmaterial sind.
    6. Bauelement nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metal !schichten (16, 18) ut.u der Grundk?'"per (12) dieselbe Wanddicke aufweisen.
    7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 4ass der entsprechende Anschlusspol (26) jedes Hybrid-Bauelententes (22) mittels einer Lotmetall schicht (30) auf der zugehörigen Metallschicht (16, 18) elektrisch leitend befestigt ist.
    8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich neben den Hybrid-Bauelementen (22) vorgesehenen Anschlusselemente (32, 34) an die zugehörige Metallschicht (16, 18) angebondet sind.
    9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, die seitlich neben den Hybrid-Bauelementen vorgesehenen
    r ta &diams;#§*«&diams; * &lgr; «« r<f ·· · ·»·■ t &igr;i * · · * 4 *4
    Anschlusselemente·<'32,'·34) nnit den'zugehörigen Metallschichten (16, | 18) einstückig ausgebildet sind«
    1Ö. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, !
    d a d u r ch gekennzeichnet, dass eine Metallschicht (18) mittels eines Verbindungselementes (36, 38; 28) mit dem von der anderen Metallschicht ( 16) räumlich getrennten zweiten Anschlüsspol (24) des auf der zweiten Metallschicht (18,16) angeordneten Hybrid-Baueiementes (22) elektrisch leitend verbunden ist,
    11. Bauelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (36, 38, 28) einteilig und mit der M etallschicht (18) einstückig ausgebildet ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4130899A1 (de) * 1990-09-17 1992-03-19 Fuji Electric Co Ltd Halbleitervorrichtung
DE4131200A1 (de) * 1991-09-19 1993-04-01 Export Contor Aussenhandel Schaltungsanordnung
DE4234506A1 (de) * 1991-10-14 1993-04-15 Fuji Electric Co Ltd Isolierendes substrat fuer das befestigen von halbleiter-bauelementen
EP0921565A3 (de) * 1997-12-08 2005-07-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Packung für Leistungshalbleiteranordnung und Verfahren zur Zusammensetzung derselben

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4130899A1 (de) * 1990-09-17 1992-03-19 Fuji Electric Co Ltd Halbleitervorrichtung
DE4131200A1 (de) * 1991-09-19 1993-04-01 Export Contor Aussenhandel Schaltungsanordnung
DE4234506A1 (de) * 1991-10-14 1993-04-15 Fuji Electric Co Ltd Isolierendes substrat fuer das befestigen von halbleiter-bauelementen
EP0921565A3 (de) * 1997-12-08 2005-07-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Packung für Leistungshalbleiteranordnung und Verfahren zur Zusammensetzung derselben

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