SU503563A3 - Полупроводниковое устройство - Google Patents

Полупроводниковое устройство

Info

Publication number
SU503563A3
SU503563A3 SU1630418A SU1630418A SU503563A3 SU 503563 A3 SU503563 A3 SU 503563A3 SU 1630418 A SU1630418 A SU 1630418A SU 1630418 A SU1630418 A SU 1630418A SU 503563 A3 SU503563 A3 SU 503563A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
semiconductor
container
cooling
copper
wall
Prior art date
Application number
SU1630418A
Other languages
English (en)
Inventor
Эрик Андерссон Нилс
Фаркас Тибор
Original Assignee
Алменна Свенска Электриска Актиеболагет (Фирма)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алменна Свенска Электриска Актиеболагет (Фирма) filed Critical Алменна Свенска Электриска Актиеболагет (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU503563A3 publication Critical patent/SU503563A3/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/049—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads being perpendicular to the base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/467—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air
    • 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
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Description

(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЙСТВО
пример, до 5 мм. Однако лучший эффект при тонкой стенке, предпочтительно толщиной 0,05 - 1 мм и подогнанной к поверхности полупровсдпикового элемента.
Стенка контейнера может быть подвижной потому, что другие стенки контейнера неподвижлы .
В этсм случае подвижна  стенка состоит из тонкой мембраны. Подвижна  стенка имеет толщину 0,05 - 2 мм, преимущественно 0,05 - 1 мм.
Охла;-кдающей й :идкостью может быть вода , масло или .газ, например воздух. Давление ох;1аждающей жидкости должно быть 10 - 5оО кгс/см, преимущественно 50 - 500 кгс,см. Желательно, чтобы охлаждающа  жидкосгь проходила непрерывно через контейнер , но оиа может подаватьс  в контейнер и В1дходить из него периодически.
Кроме полупроводниковой пластинки, например кремниевой или германиевой, полупроводьйковый элемент может иметь, по крайней мере, одну опорную пластину из молибдена , вольфрама или другого материала, имеющего примерно одинаковый коэффициент расширени  с материалом полупроводниковой пластинки. Однако возможно, чтобы кроме полупроводниковой пластинки, полупроводниковый элемент состо л только из тонких металлических слоев, расположенных на одной или обеих сторонах полупроводниковой пластинки и наносимых путем испарени , распылени  катода или электролитического покрыти . Металлические слои могут быть получены в соединении с введением примесей в полупроводниковую пластинку или путем отдельного последующего процесса. Эти слои могут быть образованы из золота, серебра , меди, алюмини , никел , свинца, инди  или сплавов, содержащих один из этих металлов. Полупроводниковый элемент может также состо ть только из полупроводниковой пластиной, но в этом случае требуетс , чтобы пластинка имела слои с высоким содержанием примесей на поверхности.
Предомагаемое устройство может охлаждатьс  с одной или обеих сторон.
Дл  удобной герметизации подвижна  стенка контейнера может упиратьс  непосредственно в полупроводниковый элемент без применени5 . промежуточных деталей. Таким образом .;ежду полупроводниковым элементом и подвижной стенкой достигаетс , особенно хорощи:; электрический и тепловой контакт.
Благодар  равномерной нагрузке на полупроводник изобретение может быть использовано 3 полупроводниковых устройствах, не имеющих опорных пластин. Из-за отсутстви  опорньи: пластин между полупроводниковой пластин :.ой и подвижной стенкой достигаетс  хорощиГ: контакт. В этом случае полупроводниковьп; элемент состоит только из полупроводниковой пластинки с тонкими металлическими сло ми на поверхности. Это, например , тонкие поверхностные слои, образованные при легировании металлами, например, сплавами золота и сурьмы и алюмини , или ири диффузии легирующих присадок, например мышь ка и галли .
Па фиг. 1 представлено предлагаемое полупроводниковое устройство, , охлаждаемое только с одной стороны, разрез; на фиг. 2 и 3 - то же, разрез, охлаждение с обеих сторон .
В полупроводниковом устройстве, показанном на фиг. 1, кругла  кремниева  пластинка 1 типа P-N-N -J- со слоем алюминиевого припо  (не показан) на нижней поверхности припа на к опорной пластине 2, изготовлениой из молибдена или другого материала , имеющего примерно такой же коэффициент теплового расширени , как у кремни . Па ее верхней новерхности образован контакт в виде сло  3 из сплава золота и
сурьмы. Полупроводниковый элемент, состо щий из элементов 1, 2, 3, герметически заделан в корпус, имеющий основание 4, например , из меди, которое служит соединительным элементом, и деталь в виде крышки, состо щую из двух колец 5 и 6, например, из меди или сплава железа и никел , кольца 7 из изолирующего материала, например фарфора , и металлическую крышку 8 из меди или стали. Па крыщке закреплена чашеобразна .
деталь 9, имеюща  сильфон из меди или нержавеющей стали, таким образом нижн   стеика 10 перемещаетс  в вертикальном направлении и может ирижиматьс  к иолупроводниковому элементу. Крышка 8 и чашеобразна  деталь 9 образуют контейнер с полостью 11. Пижн   стенка 10, т. е. стенка контейнера, имеет толщину 1,5 мм. Чашеобразна  деталь, котора   вл етс  соединительным элементом, имеет стенку толщиной 0,5 мм.
Полость 11 образована впускным отверстием 12 и выпускным отверстием 13 дл  охлаждающей жидкости, например масла или воды, котора  циркулирует через полость дл  охлаждени  полупроводниковой пластинки и
прижимает стенку 10 к полупроводниковому элементу. Давление жидкости в контейнере равно 150 кгс/см.
Охлаждающа  жидкость подаетс  в полость И по направлению к центральной части нижней стенки по трубе 14. Различные детали полупроводниковых устройств креп т друг к другу пайкой, сваркой или сваркой давлением. Полупроводниковый элемент не креп т к основанию 4 или к нижней стенке 10,
а он удерживаетс  в контакте с ним только за счет прижати  нижней стенки контейнера к полупроводниковому элементу во врем  циркул ции охлаждающей жидкости. Ток подключаетс  к детал м 4 и 8.
Полупроводниковый элемент, показанный на фиг. 2, герметически закрыт в корпусе, состо щем из двух тонких металлических пластии 15 и 16, например из меди или железоникелевого сплава, которые припа ны к
кольцу 17 из изолирующего материала, например фарфора, с помощью припо  из серебра и меди. Но обеим сторонам полупроводникового элемента расположены цилиндрические контейнеры 18 и 19 дл  охлаждающей жидкости, которые изготовлены, например, из стали. Их днища имеют форму тонких медных мембран 20 и 21, припа нных к стальному контейнеру с помощью припо  из меди и серебра. Толщина стенки мембраны 0,5 мм. Охлаждающа  жидкость, например вода, масло или воздух, входит через отверсти  22 и 23, выходит через отверсти  24 и 25. Давление охлаждающей жидкости 150 кгс/см.
Два коптейнера удерживаютс  на соответствующем рассто нии один от другого несколькими болтами 26 из изолирующего материала , расположенными во фланцах 27 и 28 вокруг контейнеров. Контакт между полупроводниковым элементом и мембранами 20 и 21 достигаетс  только за счет давлени  охлаждающей жидкости. Ток можно подводить к контейнерам 18 и 19 или к специальным соединительным медным проводникам, которые соединены с мембранами 20 и 21.
В устройстве на фиг. 3 полупроводникова  кремниева  пластинка 29 типа P-N-P-N на одной стороне имеет алюминиевый контакт, напа нный в виде тонкого сло  30, а на другой стороне контакт из сплава золото-сурьма, припа нного в виде топкого сло  31. Контейнеры 32 и 33 имеют днища в форме мембран с толщиной 0,2 мм, которые упираютс  пр мо в контакты 30 и 31 полупроводниковой пластинки без промежуточных опорных пластин . Топкие мембраны в комбинации с давлением , жидкости или газа позвол ют примен ть нолунроводниковую нластинку без опорных пластин, поэтому возможность повреждени  полупроводниковой пластинки в результате неравномерной нагрузки  вл етс  .минимальной. Полупроводникова  пластинка
герметизирована, так как контейнеры имеют фланцы 34 и 35 по своим поверхност м вокруг обшивки, которые припа ны к фарфоровому кольцу 36, например, посредством припо  из сплава медь-серебро. Давление воды может быть 150 кгс/см1 Фланцы и болты из изолирующего материала дл  креплени  контейнеров в соответствующих ноложени х друг относительно друга имеют конструкцию, аналогичную описанной. Управл ющий электрод 37 тиристора проходит через отверстие в фарфоровом кольце, причем зазор вокруг управл ющего электрода герметически уплотнен и соединен с проводником 38.

Claims (5)

1.Полупроводниковое устройство, содержащее вынр мительный элемент и систему его припудительиого охлаждени , выполненную в виде контейнера, установленную, по крайней мере, с одной его стороны и прижатую к выпр мительному элементу, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности охлаждени  и обеспечени  равномерной механической нагрузки выпр мительного элемента, одна из стенок охлаждающей системы , наход ща с  в механическом контакте с выир мительным элементом, выиолнена подвижной .
2.Устройство но и. 1, отличающеес  тем, что подвижна  стенка выполнена в виде мембраны, например, из металла.
3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что охлаждающей средой  вл етс  жидкость, например вода, масло.
4.Устройство по н. 3, отличающеес  тем, что давление охлаждающей жидкости равно 10 - 500 кг/см.
5.Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что охлаждающей средой  вл етс  воздух.
Г/
/ / / 3 1 г
Фуг. 1
22
Л& -24
-П
-25 -19
SU1630418A 1970-03-05 1971-02-25 Полупроводниковое устройство SU503563A3 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE02909/70A SE350874B (ru) 1970-03-05 1970-03-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU503563A3 true SU503563A3 (ru) 1976-02-15

Family

ID=20260980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1630418A SU503563A3 (ru) 1970-03-05 1971-02-25 Полупроводниковое устройство

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3649738A (ru)
DE (1) DE2109116C3 (ru)
GB (1) GB1333190A (ru)
SE (1) SE350874B (ru)
SU (1) SU503563A3 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449417C2 (ru) * 2009-06-01 2012-04-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Способ охлаждения полупроводниковых тепловыделяющих электронных компонентов через биметаллические термоэлектрические электроды
RU2525826C2 (ru) * 2007-12-07 2014-08-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Охлаждающее устройство, использующее внутренние искусственные струи

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2160001C2 (de) * 1971-12-03 1974-01-10 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Halbleiteranordnung, insbesondere Thyristorbaugruppe
US3800191A (en) * 1972-10-26 1974-03-26 Borg Warner Expandible pressure mounted semiconductor assembly
US3989095A (en) * 1972-12-28 1976-11-02 Ckd Praha, Oborovy Podnik Semi conductor cooling system
CS159563B1 (ru) * 1972-12-28 1975-01-31
US3972063A (en) * 1973-10-19 1976-07-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vapor cooled semiconductor device enclosed in an envelope having a compression mechanism for holding said device within said envelope
US4009423A (en) * 1975-07-02 1977-02-22 Honeywell Information Systems, Inc. Liquid cooled heat exchanger for electronic power supplies
US4072188A (en) * 1975-07-02 1978-02-07 Honeywell Information Systems Inc. Fluid cooling systems for electronic systems
CS179822B1 (en) * 1975-09-08 1977-11-30 Petr Novak Cooling and pressuring equipment esp. for power semiconductive elements
US4138692A (en) * 1977-09-12 1979-02-06 International Business Machines Corporation Gas encapsulated cooling module
US4167031A (en) * 1978-06-21 1979-09-04 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Heat dissipating assembly for semiconductor devices
US4395728A (en) * 1979-08-24 1983-07-26 Li Chou H Temperature controlled apparatus
US4296455A (en) * 1979-11-23 1981-10-20 International Business Machines Corporation Slotted heat sinks for high powered air cooled modules
US4532426A (en) * 1983-06-17 1985-07-30 Hughes Aircraft Company Wafer height correction system for focused beam system
CA1227886A (en) * 1984-01-26 1987-10-06 Haruhiko Yamamoto Liquid-cooling module system for electronic circuit components
JPS60160149A (ja) * 1984-01-26 1985-08-21 Fujitsu Ltd 集積回路装置の冷却方式
US4561040A (en) * 1984-07-12 1985-12-24 Ibm Corporation Cooling system for VLSI circuit chips
EP0175995B1 (de) * 1984-09-21 1990-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Einrichtung für die Funktionsprüfung integrierter Schaltkreise
US4750086A (en) * 1985-12-11 1988-06-07 Unisys Corporation Apparatus for cooling integrated circuit chips with forced coolant jet
US4721996A (en) * 1986-10-14 1988-01-26 Unisys Corporation Spring loaded module for cooling integrated circuit packages directly with a liquid
US5040053A (en) * 1988-05-31 1991-08-13 Ncr Corporation Cryogenically cooled integrated circuit apparatus
US4865331A (en) * 1988-09-15 1989-09-12 Ncr Corporation Differential temperature seal
US5050036A (en) * 1989-10-24 1991-09-17 Amdahl Corporation Liquid cooled integrated circuit assembly
EP0560478B1 (en) * 1992-02-10 1998-10-14 Nec Corporation Cooling structure for electronic circuit package
US5369550A (en) * 1992-09-02 1994-11-29 Vlsi Technology, Inc. Method and apparatus for cooling a molded-plastic integrated-circuit package
US6035523A (en) * 1995-06-16 2000-03-14 Apple Computer, Inc. Method and apparatus for supporting a component on a substrate
SE524204C2 (sv) * 2001-07-19 2004-07-06 Denso Corp Värmeansamlare med ett membran vilket tar emot ett fluidtryck
DE10164522B4 (de) * 2001-12-17 2005-05-25 Siemens Ag Spannvorrichtung und Halbleiterbauelement mit einer Spannvorrichtung
DE10207873A1 (de) * 2002-02-23 2003-09-04 Modine Mfg Co Kühlvorrichtung für elektronische/elektrische Komponenten
US20050039884A1 (en) * 2003-08-20 2005-02-24 Ivan Pawlenko Conformal heat sink
DE502005009433D1 (de) * 2005-02-18 2010-05-27 Ebm Papst St Georgen Gmbh & Co Wärmetauscher
US8176972B2 (en) * 2006-08-31 2012-05-15 International Business Machines Corporation Compliant vapor chamber chip packaging
JP5481680B2 (ja) * 2010-04-28 2014-04-23 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US20110303403A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 International Business Machines Corporation Flexible Heat Exchanger
US9721870B2 (en) * 2014-12-05 2017-08-01 International Business Machines Corporation Cooling structure for electronic boards

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB787383A (en) * 1952-05-14 1957-12-04 Onera (Off Nat Aerospatiale) Process for producing superficial protective layers
DE1714910U (de) * 1953-10-19 1956-01-12 Licentia Gmbh Elektrisch unsymmetrisch leitendes system.
NL204333A (ru) * 1954-01-14 1900-01-01
BE555902A (ru) * 1956-03-22
US2958021A (en) * 1958-04-23 1960-10-25 Texas Instruments Inc Cooling arrangement for transistor
NL136972C (ru) * 1961-08-04 1900-01-01
DE1976270U (de) * 1965-02-20 1968-01-04 Siemens Ag Halbleiteranordnung.
DE1539325A1 (de) * 1966-08-04 1969-12-11 Siemens Ag Druckstueck zur oertlichen Fixierung eines thermoelektrischen Bauelements
US3400543A (en) * 1966-10-31 1968-09-10 Peter G. Ross Semi-conductor cooling means
US3581163A (en) * 1968-04-09 1971-05-25 Gen Electric High-current semiconductor rectifier assemblies
DE1914790A1 (de) * 1969-03-22 1970-10-01 Siemens Ag Fluessigkeitsgekuehlte Baugruppe mit Scheibenzellen
DE2348207A1 (de) * 1973-09-25 1975-04-17 Siemens Ag Thyristorsaeule

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525826C2 (ru) * 2007-12-07 2014-08-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Охлаждающее устройство, использующее внутренние искусственные струи
RU2449417C2 (ru) * 2009-06-01 2012-04-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) Способ охлаждения полупроводниковых тепловыделяющих электронных компонентов через биметаллические термоэлектрические электроды

Also Published As

Publication number Publication date
GB1333190A (en) 1973-10-10
DE2109116C3 (de) 1982-06-03
DE2109116B2 (de) 1974-08-29
US3649738A (en) 1972-03-14
SE350874B (ru) 1972-11-06
DE2109116A1 (de) 1971-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU503563A3 (ru) Полупроводниковое устройство
GB1009359A (en) Semi-conductor arrangement
US2929006A (en) Junction transistor
US4141030A (en) High-power semiconductor assembly in disk-cell configuration
GB816221A (en) Rectifier cell mounting
US3259814A (en) Power semiconductor assembly including heat dispersing means
GB1400608A (en) Transcalent semiconductor device
US3743896A (en) Semiconductor component structure for good thermal conductivity
US3852803A (en) Heat sink cooled power semiconductor device assembly having liquid metal interface
US3629672A (en) Semiconductor device having an improved heat sink arrangement
US3736474A (en) Solderless semiconductor devices
US2929750A (en) Power transistors and process for making the same
US3858096A (en) Contact member for semiconductor device having pressure contact
US2907935A (en) Junction-type semiconductor device
US3746947A (en) Semiconductor device
GB1144582A (en) Improvements in or relating to semi-conductor component arrangements
US3800190A (en) Cooling system for power semiconductor devices
US3499095A (en) Housing for disc-shaped semiconductor device
US3004168A (en) Encapsuled photoelectric semiconductor device and method of its manufacture
US3434018A (en) Heat conductive mounting base for a semiconductor device
US3447042A (en) Semi-conductor device comprising two parallel - connected semi - conductor systems in pressure contact
US3290566A (en) Stackable semiconductor rectifier element having seals under compressive stress
US3619734A (en) Assembly of series connected semiconductor elements having good heat dissipation
US3377523A (en) Semiconductor device cooled from one side
US3713007A (en) Semiconductor component with semiconductor body sealed within synthetic covering material