JP4388690B2 - プレーナ形電力トランジスタを収容するためのケーシング - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載のプレーナ形電力トランジスタを収容するためのケーシングに関するものである。
【０００２】
背景技術
電力トランジスタをケーシング内に気密にシールして配置することは公知である。プレーナ形電力トランジスタはチップを有している。このチップにおいては機能の付与された領域が金属化層を介して接触可能である。この金属化層は電気的な接続部と接続されている。この接続部は電力トランジスタを回路装置に接続するために、ケーシングから導き出されている。電力トランジスタは３つの接続部を有している。これらの接続部は、正の電位につながる接続部、負の電位につながる接続部および制御接続部として働く。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３２７３０９号明細書に基づき、電力トランジスタを電力トランジスタパック内に配置することが公知である。この場合、電力トランジスタは注型成形された、電気的に絶縁されたプラスチックケーシング内に配置されている。この場合には、電力トランジスタに発生する損失電力熱の最適な放出が、プラスチックケーシングもしくは比較的小さな寸法の電気的な接続部を介して行われなければならないという欠点がある。したがって損失電力熱の放出は著しく制限される。
【０００４】
発明の効果
請求項１の特徴部に記載した特徴を有する本発明によるケーシングは、電力トランジスタのチップによって生ぜしめられる損失電力熱の最適な放出が可能であるという利点を有している。ケーシングが少なくとも領域的に、少なくとも１つの電気的な接続部によって形成されていることによって、大きな接触面を形成することができ、この接触面を介して放熱を行うことができる。さらに、ケーシングの一部を形成している少なくとも１つの電気的な接続部は電力トランジスタ全体の組付けのために有利に使用される。例えば電気的な接続部を介して、電力トランジスタを正の電位および／または負の電位に通じている構成部材に機械的に結合しかつ導電的に接続することができる。電力トランジスタの電気的な接続部を介して、電力トランジスタを構成部材にプレス嵌めで組付けることが可能であると特に有利である。
【０００５】
本発明による別の有利な構成は請求項２以降に記載されている。
【０００６】
実施例の説明
図１には、ケーシング１０内に配置された電力トランジスタ１２が概略的に断面して示されている。この電力トランジスタ１２はプレーナ形のチップ１４を有している。このチップ１４はここでは詳細に示していない形式で構造化されている。チップ１４は裏側の金属化層１６と表側の第１の金属化層１８と表側の第２の金属化層２０とを有している。これらの金属化層１６，１８，２０は、チップ１４に構成された領域の電気的な接続部、つまり例えばコレクタ、エミッタおよびベースもしくはドレーン、ソースおよびゲートとして働く。金属化層１６，１８は電力接続部、つまり正の電位および／または負の電位に接続されている。金属化層２０は制御接続部、つまりベースもしくはゲートとして働く。
【０００７】
裏側の金属化層１６は軟質はんだ２２を介して台板２４に装着されている。この台板２４は導電性の材料から成り、チップ１４に設けられた金属化層１６の電気的な接続部２６を形成する。
【０００８】
金属化層１８は軟質はんだ２８を介してヘッド支持体３０と接続されている。このヘッド支持体３０は同様に導電性の材料から成っている。このヘッド支持体３０はチップ１４に設けられた金属化層１８の電気的な接続部３２を形成する。
【０００９】
金属化層２０は軟質はんだ３４を介して環状部材３６に接続されている。この環状部材３６は、ケーシング１０を通って垂直に延びる仮想直線に対して半径方向に曲げ出された接続ラグ３８を有している。環状部材３６と接続ラグ３８とは導電性の材料から成り、チップ１４に設けられた金属化層２０の電気的な接続部４０を形成する。
【００１０】
台板２４の外周面には環状溝４２が形成されている。この環状溝４２はスリーブ４４の収容部として働く。このスリーブ４４は例えば接着、はんだ付けまたは別の最適な形式で環状溝４２に固定されている。スリーブ４４は、回路装置への電力トランジスタの接続に応じて、導電的な材料から成っているか、または電気的に絶縁する材料から成っている。スリーブ４４を配置することによって内室４６が形成される。この内室４６には金属化層１６，１８，２０を有するチップ１４が配置されている。金属化層１８と金属化層２０との間の中間室は、絶縁ワニス４８で充填されている。残っている内室４６には流込み材料５０が充填され、この流込み材料５０によってチップ１４は気密にシールされる。
【００１１】
台板２４とスリーブ４４と流込み材料５０とから成るケーシング１０からは、ヘッド支持体３０と接続ラグ３８を有する環状部材３６とが、図面で見て、上方に向かって突出する。したがってヘッド支持体３０と接続ラグ３８とは電気的な接続部３２，４０として接触可能である。台板２４はいわばケーシング１０の底部を形成していて電気的な接続部２６として同様に接触可能である。ヘッド支持体３０はケーシング１０のカバーを形成している。
【００１２】
台板２４はケーシング１０の底部全体を形成する。その結果、比較的大きな面を有する電気的な接続部２６が形成される。ヘッド支持体３０は傘部５２を有しており、これにより電気的な接続部３２のために同様に大きな接触面が形成される。電気的な接続部２６，３２の電気的な接触は例えば、必要とされる電位を有する構成部材、例えば金属プレートとの接続によって行われる。この接触は例えばはんだ付けによって行われる。電気的な接続部２６，３２が、それぞれ電圧供給源を引受けるプレートに大きな面で接触していることによって、電気的な接続部２６，３２の高い電流伝達性の他にチップ１４の最適な熱的接触が保証される。比較的大きな台板２４もしくはヘッド支持体３０を介してチップ１４における損失電力熱の最適な放出が行われる。さらに台板２４とヘッド支持体３０とが比較的大きな体積で形成されることによって、損失電力熱の良好な放出の他に外側の熱源に対するチップ１４の動的な熱的な防護を得る比較的大きな質量が保証される。損失電力熱の放出および外側の熱エネルギに対する防護は、チップの両側から行われ、これにより特に最適な防護を得ることができる。
【００１３】
チップ１４が実質的に台板２４とヘッド支持体３０とによってカプセル化されていることによって、電力トランジスタ１２は例えば車両内の回路装置に使用されている場合に見られるような非常に激しい運転にも適するようになる。
【００１４】
半径方向に曲げ出された接続ラグ３８を除いた電力トランジスタ１２のすべての部分は回転対称的に形成されているので、簡単な形式で大量生産することができる。なぜならばチップ１４を台板２４もしくはヘッド支持体３０にかつ環状部材３６もしくはスリーブ４４に対し特別に位置決めする必要がないからである。
【００１５】
図示しなかった実施例によれば、台板２４および／またはヘッド支持体３０、特にヘッド支持体３０の傘部５２は、半径方向に接続ラグ３８を越えて拡大されることができる。これによりチップ１４の熱的かつ電気的な接続の可能性が一層最適化される他に、電力トランジスタ１２全体をケーシング１２と共に、いわゆるプレス嵌めによって、金属製の構成部材の対応する切欠内にはめ込むように構成できるようになる。これにより極端な温度負荷および電流負荷のもとでの使用も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ケーシング内に配置された電力トランジスタを概略的に示した断面図である。
【符号の説明】
１０ ケーシング、１２ 電力トランジスタ、１４ チップ、１６，１８，２０ 金属化層、２２ 軟質はんだ、２４ 台板、２６ 接続部、２８ 軟質はんだ、３０ ヘッド支持体、３２ 接続部、３４ 軟質はんだ、３６ 環状部材、３８ 接続ラグ、４０ 接続部、４２ 環状溝、４４ スリーブ、４６ 内室、４８ 絶縁ワニス、５０ 流込み材料、５２ 傘部

Claims (5)

1. プレーナ形電力トランジスタを収容するためのケーシングであって、該ケーシング内に電力トランジスタのチップが気密にシールされて配置されており、該チップの金属化層が複数の電気的な接続部を介してケーシングから導き出されていて、前記ケーシング（１０）が少なくとも領域的に、２つの電気的な接続部（２６，３２）によって形成されており、前記２つの電気的な接続部（２６，３２）のうちの１つ（２６）が同時にケーシング（１０）の底部を形成する台板（２４）によって形成されており、他方の電気的な接続部（３２）が同時にケーシング（１０）のカバーを形成するヘッド支持体（３０）によって形成されており、チップ（１４）が前記台板（２４）に支持されたスリーブ（４４）によって取り囲まれており、該スリーブ（４４）の内室（４６）が、チップ（１４）を気密にシールする流込み材料（５０）で充填されている形式のものにおいて、
   傘部（５２）を有するヘッド支持体（３０）と、該ヘッド支持体の外側と前記スリーブとの間で該ヘッド支持体（３０）を傘部（５２）の下で取り囲む環状部材（３６）とが、はんだ（２８，３４）を介してチップ（１４）の金属化層（１８，２０）の１つに導電的に接続可能であり、前記環状部材（３６）と導電的に接続される金属化層（２０）と前記ヘッド支持体（３０）と導電的に接続される金属化層（１８）との間にある、チップ（１４）上の中間室が絶縁ワニス（４８）によって充填されていて、該絶縁ワニス（４８）が流込み材料（５０）で覆われており、前記ヘッド支持体（３０）の傘部（５２）が前記スリーブ（４４）に対して間隔をおいて配置されていて、生ぜしめられた該間隔が電力トランジスタ（１２）の制御接続部（４０）を形成する接続ラグ（３８）の導出部として使用されており、該接続ラグ（３８）が前記環状部材（３６）から曲げ出されていることを特徴とする、プレーナ形電力トランジスタを収容するためのケーシング。
2. ケーシングを有する半導体構成部材であって、前記ケーシング内に気密にシールされて配置された、プレーナ形電力トランジスタのチップが設けられており、チップの金属化層が電気的な接続部を介してケーシングから導き出されており、ケーシング（１０）が少なくとも領域的に、２つの電気的な接続部（２６，３２）によって形成されており、前記２つの電気的な接続部（２６，３２）のうちの１つ（２６）が同時にケーシング（１０）の底部を形成する台板（２４）によって形成されており、他方の電気的な接続部（３２）が同時にケーシング（１０）のカバーを形成するヘッド支持体（３０）によって形成されており、チップ（１４）が前記台板（２４）に支持されたスリーブ（４４）によって取り囲まれており、該スリーブ（４４）の内室（４６）が、チップ（１４）を気密にシールする流込み材料（５０）で充填されている形式のものにおいて、
   傘部（５２）を有するヘッド支持体（３０）と、該ヘッド支持体の外側と前記スリーブとの間で該ヘッド支持体（３０）を傘部（５２）の下で取り囲む環状部材（３６）とが、はんだ（２８，３４）を介してチップ（１４）の金属化層（１８，２０）の１つに導電的に接続可能であり、前記環状部材（３６）と導電的に接続される金属化層（２０）と前記ヘッド支持体（３０）と導電的に接続される金属化層（１８）との間にある、チップ（１４）上の中間室が絶縁ワニス（４８）によって充填されていて、該絶縁ワニス（４８）が流込み材料（５０）で覆われており、前記ヘッド支持体（３０）の傘部（５２）が前記スリーブ（４４）に対して間隔をおいて配置されていて、生ぜしめられた該間隔が電力トランジスタ（１２）の制御接続部（４０）を形成する接続ラグ（３８）の導出部として使用されており、該接続ラグ（３８）が前記環状部材（３６）から曲げ出されていることを特徴とする、ケーシングを有する半導体構成部材。
3. 前記台板（２４）がチップ（１４）の１つの金属化層（１６）と導電的に接続されている、請求項２記載の半導体構成部材。
4. 前記接続ラグ（３８）を除いて電力トランジスタ（１２）のすべての部分もしくは該電力トランジスタ（１２）のケーシング（１０）が回転対称的に形成されている、請求項２または３記載の半導体構成部材。
5. 電力トランジスタ（１２）が、前記台板（２４）および／または前記ヘッド支持体（３０）を介して、正もしくは負の電位を有する構成部材にプレス嵌めによる組付けによって接触可能である、請求項２から４までのいずれか１項記載の半導体構成部材。

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