Przedmiotem wynalazku jest obudowa z tworzy¬ wa sztucznego dla przyrzadu pólprzewodnikowego duzej mocy, takiego jak uklad scalony duzej mocy zwlaszcza obudowa dla ukladu scalonego, który jest zdolny do pracy przy stosunkowo duzych mo¬ cach, i polaczenie takiej obudowy z elementem od¬ prowadzajacym cieplo.Plytki ukladów scalonych byly dotychczas herme¬ tyzowane w trzech podstawowych rodzajach obu¬ dów. Jednym z nich jest obudowa metalowa podob¬ na do znanej obudowy stosowanej zwykle dla po¬ jedynczych tranzystorów, drugim jest obudowa wy¬ konana z elementów ceramicznych. Obie z tych obu¬ dów maja stosunkowo duze wydajnosci odprowa¬ dzania ciepla z przyrzadu pólprzewodnikowego na zewnatrz. Sa one jednakze stosunkowo drogie i przy¬ czyniaja sie w znacznym stopniu do kosztów wy¬ twarzania wyrobu.W przypadku trzeciego rodzaju obudowy, plytki ukladów scalonych sa osadzone w obudowie ze spo- limeryzowanego tworzywa sztucznego. Obudowa tego rodzaju znalazla szerokie zastosowanie ze wzgledu na stosunkowo niskie koszty.Znany sposób wytwarzania obudów z tworzywa sztucznego w pierwszym etapie obejmuje wykonanie tak zwanej ramki wyprowadzen, która ma postac plaskiego zespolu skladajacego sie z podkladki podtrzymujacej przyrzad pólprzewodnikowy 1 wielu wyprowadzen przystosowanych do przylaczenia elektrycznego do przyrzadu pólprzewodnikowego.Wyprowadzenia sa utrzymywane razem w ustalo* nym polozeniu wzgledem siebie dzieki metalowym pretom lub paskom laczacym, które sa pózniej usu¬ wane Ramka wyprowadzen jest zwykle wytloczona z plaskiej blachy metalowej. Przyrzad pólprzewod¬ nikowy, taki jak plytka ukladu scalonego, jest mon¬ towany na podkladce podtrzymujacej, a polaczenia sa uzyskiwane poprzez cienkie druciki pomiedzy elementami czynnymi na plytce i wyprowadzeniami ramki. Zespól ten jest nastepnie umieszczany w for¬ mie, takiej jak forma przetloczona, a material poli¬ meryzujacy jest wprowadzany do formy w celu hermetyzacji plytki. Po utwardzeniu materialu poli¬ meryzujacego obudowa jest usuwana z formy, a nadmiar metalu w ramce wyprowadzen jest ob¬ cinany. Otrzymane w ten sposób wyprowadzenia moga byc nastepnie zgiete lub „uformowane" w tak zwany uklad dwurzedowy („dual-in-line").Znane obudowy ukladów scalonych, wytwarzane w procesie opisanym powyzej, maja korpus z ma¬ terialu spolimeryzowanego w ksztalcie wydluzanego graniastoslupa, wewnatrz którego jest zamonto¬ wana plytka ukladu scalonego na podkladce metalo¬ wej. Wyprowadzenia wychodza z dwóch dluzszych boków obudowy. W przypadku zastosowania na obu¬ dowe materialu polimeryzujacego o stosunkowo malej przewodnosci cieplnej, obudowy sa przysto¬ sowane tylko do pracy z mala moca. Nie sa one odpowiednie dla wielu znanych ukladów scalonych, które pracuja przy stosunkowo duzych poziomach •5 28805 288 3 4 mocy. Znane sa na przyklad uklady, które wytwa¬ rzaja podczas pracy taka ilosc ciepla, ze wymagaja zastosowania obudowy majacej opór cieplny mniej¬ szy niz 10°C/W.Niektóre znane obudowy z tworzywa sztucznego dla ukladów scalonych zawieraja elementy odpro¬ wadzajace cieplo z plytki. Jedna z takich obudów zawiera wszystkie elementy opisane powyzej i ma dodatkowy element odprowadzajacy cieplo przyla¬ czony do podkladki podtrzymujacej plytke ukladu scalonego. W gotowej obudowie ten element odpro¬ wadzajacy cieplo lezy wzdluz obudowy i wystaje z jednej z jej krótszych krawedzi. Taka konstrukcja zapewnlia korzystne wlasnosci cieplne znanych obu¬ dów z tworzywa sztucznego1, lecz element odprowa¬ dzajacy cieplo lezy na zewnatrz obudowy wzdluz jednej z najdluzszych, a wiec najmniej termicznie wydajnych dróg. W innej znanej obudowie cieplo jest przewodzone wzdluz krótkiej drogi od plytki do elementu odprowadzajacego cieplo, wykonanego w postaci fragmentu ramki wyprowadzen i lezacego na zewnatrz obudowy. Ta obudowa jest w zupel¬ nosci zadowalajaca, jednak jej opór cieplny jest jeszcze zbyt duzy dla wielu zastosowan.Znana obudowa z tworzywa sztucznego dla poje¬ dynczych przyrzadów pólprzewodnikowych stosun¬ kowo duzych mocy ma prostokatny korpus z two¬ rzywa sztucznego z zespolem plaskich wyprowadzen elektrycznych i odchodzacymi od niego elementami odprowadzajacymi cieplo. Wyprowadzenia elektrycz¬ ne odchodza od jednego z dluzszych boków korpusu, a elementy odprowadzajace cieplo odchodza od po¬ zostalych boków. Ta obudowa jest zadowalajaca dla przyrzadów takich jak tranzystory, które maja pare wyprowadzen, ale nie jest wlasciwa dla ukladu scalonego majacego duza ilosc wyprowadzen. Przy wlasciwym rozmieszczeniu w obudowach ukladów scalonych wymaga sie, zeby wyprowadzenia elektry¬ czne odchodzily od dwóch przeciwleglych dlugich bo¬ ków przyrzadu.Celem wynalazku jest opracowanie obudowy z tworzywa sztucznego dla przyrzadu pólprzewodni¬ kowego duzej mocy, wymagajacego zastosowania obudowy majacej bardzo maly opór cieplny..Oel ten osiagnieto wedlug wynalazku dzieki temu, ze obudowa otwiera slupek odprowadzajacy cieplo, posiadajacy zasadnliczo ksztalt walca obrotowego prostego o osi usytuowanej zasadniczo prostopadle do powierzchni górnej korpusu, wychodzacy z po¬ wierzchni górnej korpusu, która lezy zasadniczo pod katami prostymi wzgledem powierzchni bocz¬ nych i posiadajacy czesc wewnatrz i czesc na zew¬ natrz korpusu, przy czym czesc slupka wewnatrz korpusu jest dolaczona termicznie i zamocowana do drugiej strony podkladki podtrzymujacej plytke pól¬ przewodnikowa, oraz zawiera element mocujacy slupek w korpusie.W jednym wykonaniu element mocujacy stanowi kanalek na powierzchni czesci slupka znajdujacej sie wewnatrz,korpusu obudowy.W drugim wykonaniu element mocujacy stanowi walcowy kolnierz na czesci slupka znajdujacej sie wewnatrz korpusu obudowy.W trzecim wykonaniu korpus ma ksztalt wydlu¬ zony a element mocujacy stanowi wydluzona plaska plytke przymocowana do czesci slupka znajdujacej sie wewnatrz korpusu obudowy, przy czym plytka jest wydluzona w tym samym kierunku co korpus obudowy.Obudowa wedlug wynalazku zawiera element od¬ prowadzajacy cieplo dolaczony termicznie do czesci slupka, znajdujacej sie na zewnatrz korpusu obu¬ dowy .W jednym z wykonan element mocujacy stanowi wiele plaskich sciec na czesci slupka, znajdujacej sie wewnatrz korpusu obudowy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przyk¬ ladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia obudowe z tworzywa sztucznego dla przy¬ rzadu pólprzewodnikowego w czesciowym przekroju poprzecznym w rzucie pionowym wzdluz linii 1-1 z fig. 2, fig. 2 — obudowe z fig. 1 w widoku z boku z czesciowym przekrojem, fig. 3 — obudowe z fig. 1 w przekroju poprzecznym wzdluz linii 3-3, fflg. 4 — inne wykonanie obudowy w przekroju poprzecznym, fig. 5 — trzecie wykonanie obudowy w przekroju poprzecznym, fig. 6 — forme przetloczona z kilkoma elementami czwartego wykonania obudowy w sche¬ macie.Jedno z wykonan obudowy 10 ukladu scalonego wedlug wynalazku jest przedstawione na flilg. 1 i fig. 2. Obudowa 10 zawiera korpus 12 z materialu poli¬ meryzujacego, takiego jak nadajaca sie do ksztalto¬ wania zywica epoksydowa. Korpus 12 posiada pare powierzchni bocznych 14 i 16, powierzchnie górna 18 i powierzchnie dolna 20. Zwykle powierzchnie boczne 14 i 16 sa nachylone nieznacznie na zewnatrz wzgledem powierzchni górnej 18 i dolnej 20 dla ulatwienia usuniecia obudowy 10 z formy, w której zachodzi ksztaltowanie korpusu 12. Korpus 12 jest jednakze w zasadzie prostopadlosciennym graniasto- slupem i powierzchnie górna i dolna leza w zasadzie pod katami prostymi wzgledem powierzchni bocz¬ nych.Z korpusu 12 wychodzi poprzez powierzchnie boczne 14 i 16, duza liczba wyprowadzen elektrycz¬ nych 22. Pokazane na fig. 1 fragmenty 24 wyprowa¬ dzen elektrycznych 22 sa umieszczone wewnatrz korpusu równolegle do okreslonej plaszczyzny, która jest zasadniczo prostopadla do powierzchni bocznych 14 i 16. Wyprowadzenia 22 moga stanowic fragment konwencjonalnej ramki wyprowadzen.Wewnatrz korpusu 12 znajduje sie równiez podklad¬ ka podtrzymujaca 30, która podobnie jak wyprowa¬ dzenia 22 moze stanowic fragment ramki wyprowa¬ dzen. Plytka pólprzewodnikowa 32 jest zamocowana na podkladce 30 w taki sposób, zeby byc z nia pola¬ czona termicznie. W tym celu moze byc ona przylu- towana do podkladki 30 lub przytwierdzona do pod¬ kladki 30 przy pomocy kleju przewodzacego elek¬ trycznie. Przewody 34 lacza elementy czynne ukladu plytki 32 z wyprowadzeniami 22.Slupek 36, przewodzacy cieplo, który najczesciej ma ksztalt obrotowego prostego walca o stosunkowo duzej srednicy w porównaniu z wymiarami obudo¬ wy, jest termicznie polaczony z plytka 32. Na przyk¬ lad, slupek 36 moze byc przylutowany do powierz¬ chni podkladki 30 przeciwleglej do powlierzohni, do której jest przyt^erdzona plytka 32. Czesc 38 slup¬ ka 36 jest umieszczona wewnatrz korpusu 12, 40 45 50 55 6095 288 * a czesc 40 jest umieszczona na zewnatrz korpusu 12.Os slupka 36 jest zasadniczo prostopadla do plasz¬ czyzny fragmentów 24 wyprowadzen i podkladki 30 wewnatrz korpusu 12, tak ze slupek wychodzi z po¬ wierzchni górnej 18 korpusu 12 zasadniczo prosto¬ padle do niego. W korpusie 12 sa zastosowane ele¬ menty do mocowania slupka 36. W wykonaniu obu¬ dowy z fig. 1 i 2 elementy mocujace maja postac wielu plaskich sciec 42 utworzonych na tej czesci 38 slupka 36, która znajduje sie wewnatrz korpusu 12. W tej czesci korpusu 12 zdolne do formowania tworzywo sztuczne otacza plaskie sciecia 42 i po utwardzeniu dokladnie zabezpiecza slupek 36 przed obracaniem sie wewnatrz korpusu 12. Ponadto slu¬ pek 36 jest zamocowany do podkladki i sciecia 42 odslaniaja fragmenty 43 na powierzchni podkladki . Taka konstrukcja zapewnia dokladne zamocowa¬ nie slupka 36, zabezpieczajac go przed wysunieciem sie z korpusu 12.Elementy odprowadzajace cieplo sa stosowane dla ulatwienia odprowadzania ciepla od slupka 36. Na przyklad, promienEbwy radiator 44 moze byc przy- lutowany lub wtloczony na czesc 40 slupka 36, jak widac na rysunku. Moga byc zastosowane takze inne konwencjonalne elementy odprowadzajace cieplo.Na fig. 4 jest przedstawione drugie wykonanie obudowy 50. Obudowa 50 ma korpus 52 ze spolime- ryzowanego materialu, taki jak korpus 12 obudowy , i zawiera wyprowadzenia 54, podkladke podtrzy¬ mujaca 56, plytke 58 i przewody 60. Wszystkie wy¬ mienione elementy sa rozmieszczone w ten sam spo¬ sób, jak odpowiadajace im elementy w obudowie 10.Obudowa 50 zawiera przewodzacy cieplo slupek 62, który zwykle ma ksztalt walca obrotowego pro¬ stego, podobnie jak slupek 36. Jednakze slupek 62 rózni sie od slupka 36 z dwóch wzgledów. Po pierw¬ sze, zamtiast sciec jako elementu mocujacego, slupek 62 posiada kolnierz 64 w ksztalcie walca w czesci slupka 62 znajdujacej sie wewnatrz korpusu 52. Po drugie, czesc slupka 62 znajdujaca sie na zewnatrz korpusu 52 posiada nagwintowany fragment 66 dla ulatwienia zamocowania obudowy do elementu od¬ prowadzajacego cieplo.Na fig. 5 jest przedstawione trzecie wykonanie obudowy 67, majacej taka sama konstrukcje, z wy- jaktiem slupka 68, jak obudowy opisane powyzej.Zastosowany jest tutaj inny element mocujacy, to znaczy slupek 68 ma co najmniej jeden kanalek 69 na obwodzie slupka 68 w jego czesci znajdujacej sie wewnatrz korpusu, Na fig. 6 jest przedstawione czwarte wykonanie obudowy wedlug wynalazku i sa przedstawione sche¬ matycznie cechy konstrukcyjne obudowy wedlug wy¬ nalazku, które umozliwiaja wytwarzanie obudowy w konwencjonalnej aparaturze formierskiej. Poka¬ zane elementy obudowy 70 sa podobne do elementów w innych wykonaniach oprócz tego, ze jest tutaj po¬ kazana oryginalna ramka 71 wyprowadzen. Slupek 72 w tym wykonaniu ma odmienny element mocu¬ jacy. Elementem mocujacym jest tutaj wydluzona plaska plytka 74 przymocowana do tej czesci slupka 72, która bedzie sie znajdowala wewnatrz korpusu obudowy z tworzywa sztucznego po jego uksztalto¬ waniu. Plytka 74 jest wydluzona w tym samym kierunku, jak i korpus, co powoduje wzrost wytrzy- malosdi mechanicznej zamocowania i przyczynia sie do praetiwstawiania sie w wiekszym stopniu niz w inych wykonaniach Jakimkolwiek momentom me¬ chanicznym, które moga wystapic na zewnetrznej czesci slupka 72.Elementy opisane powyzej sa umieszczone w kon¬ wencjonalnej aparaturze formierskiej 76, w której dwie polówki 78 i 80 formy tworza razem gniazdo formy 82. Otwór wlotowy 84 w polówce 78 formy two- io rzy dostep do gniazda 82. Cylindryczny otwór 86 w polówce 80 formy równiez tworzy dostep do gniazda formy 82. W konwencjonalnej aparaturze zastoso¬ wany jest przesuwny kolek 88, który moze byc przesuwany ruchem postepowo zwrotnym w otworze 86 w celu wypchniecia gotowego wyrobu po otwar¬ ciu formy. Polaczenie slupka 72 z innymi elementami obudowy i srednica slupka 72 sa tak dobrane, ze slupek 72 dokladnie pasuje do srednicy otworu 86, gdy forma zostaje zamkntfeta. W ten sposób nde trzeba dokonywac zadnych zmian w oprzyrzadowa¬ niu formy dla przystosowania jej do wykonania obudowy wedlug wynalazku.W koncowym etapie wytwarzania obudowy ele¬ menty 70 sa umieszczone w formie 76, a slupek 72 — w otworze 86 i forma jest zamykana. Nastepnie do otworu wlotowego 84 jest wprowadzane tworzywo sztuczne w celu uformowania korpusu obudowy. Po wprowadzeniu tworzywa sztucznego forma jest otwierana, a przesuwny kolek 88 jest przesuwany w celu spowodowania, by slupek 72 wycisnal obu¬ dowe z formy. Nastepntie w celu wykonczenia obu¬ dowy moze byc dokonany konwencjonalny proces ciecia ramki wyprowadzen i formowania wyprowa¬ dzen. W przypadku komecznosci zastosowania ra- diatora lub innego elementu odprowadzajacego cie¬ plo wraz z obudowa, mozna go teraz zamocowac.Obudowa wedlug wynalazku zapewnia wydajne odprowadzenie ciepla z wnetrza obudowy plastyko¬ wej i moze zapewriiac przewodnosc cieplna wieksza 40 niz 1 W/10°C. Ta obudowa moze byc wykonana w konwencjonalnej aparaturze formierskiej bez wprowadzania w niej zmian. 4j PL PL PL PL PL PL PL PL PL