DE1244962B - Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelement-Gehaeuses - Google Patents

Description

DEUTSCHES -WWW PATENTAMT DeutscheKl.: 21g-11/02 AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1244 962

Aktenzeichen: S 79596 VIII c/21 g J 244 962 Anmeldetag: 24.Mai 1962 Auslegetag: 20. Juli 1967

Bekannte Gehäuse für Halbleiterbauelementp bestehen in der Regel aus einer Grundplatte und einem becherförmigen Oberteil, das über einen Flansch mit einem Flansch des Bodenteiles verbunden ist. Diese Verbindung wird häufig durch Widerstandsschweißung hergestellt. Dabei kann einer der Flanschteile mit einer Schweißwarze versehen sein.

Der Aufbau des Oberteiles solcher Gehäuse bereitet dann Schwierigkeiten, wenn durch dieses Oberteil ein Anschlußleiter elektrisch isoliert und gasdicht durchgeführt werden muß. Wenn man dabei den zwischen dem Anschlußleiter und dem Oberteil liegenden Isolierteil aus Druckglas macht, dann muß der den Glaskörper umschließende Teil des Oberteiles in der Lage sein, bei allen im Betrieb des Halbleiterbauelementes vorkommenden Temperaturen einen ausreichenden Druck auf den Glaskörper auszuüben. Eine Beanspruchung des Glaskörpers auf Zug würde nämlich zu Rissen führen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementgehäuses, nach welchem ein becherförmiger Gehäuseteil mit elektrisch isolierender Druckglas-Durchführung im Bodenteil über eine Randzone mit einem zweiten Gehäuseteil durch elektrische Widerstandsschweißung verbunden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Mantelkörper der Becherform nach seinem an der Bildung der elektrisch isolierenden Durchführung beteiligten Längenanteil zur Bildung einer Aufsetzfläche für die Schweißelektrode in der Dicke seiner Mantelfläche in Richtung auf die Achse des Gehäuses zu verringert ist und an seiner für die Verschweißung mit dem anderen Gehäuseteil bestimmten Fläche unterhalb dieser gewonnenen Randzone mit der oder den Warzen bzw. Erhebungen für die elektrische Widerstandsverschweißung versehen ist oder mit solchen an den anderen Gehäuseteil in Berührung gebracht wird.

Dadurch ergibt sich ein besonders billiges Halbleiterbauelement, da der metallische Teil des Oberteiles des Gehäuses trotz des verhältnismäßig geringen Materialaufwandes vollständig homogen aufgebaut ist. Wegen des geringeren Durchmessers des Schweißflansches kann man auch mit einer niedrigeren Schweißleistung auskommen. Dadurch läßt sich auch die Temperaturbeanspruchung des Halbleiterelementes während des Schweißvorganges niedriger halten.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen.

In F i g. 1 bezeichnet 1 den grundplattenförmigen Verfahren zur Herstellung eines
Halbleiterbauelement-Gehäuses

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Karl Heinz Geyer, München;

Hans Jürgen Nixdorf, Berlin-Lankwitz

Gehäuseteil, der für die Befestigung der Halbleiteranordnung mit einem ausladenden Gewindebolzen 2 versehen ist. Dieser Grundplattenteil trägt an einem von seiner oberen Fläche ausladenden SockelteilS das über eine Hilfsträgerplatte 4 an ihm befestigte bzw. angedrückte Halbleiterelement 5, z. B. ein Silizium-Flächengleichrichterelement. Der zweite Gehäuseteil 6 hat becherartigen Aufbau. Er besteht aus einem Mantelkörper 7 und weist in seinem Bodenteil zur Bildung der elektrisch isolierenden Durchführung den unter Druckspannung gesetzten Glaskörper 8 auf, welcher seinerseits den inneren metallischen Hülsenteil 9 der elektrisch isolierenden Durchführung umschließt. In diesem Teil 9 ist mit einem abgesetzten Teil ein Metallkörper 10 eingesetzt, wofür er mit einem Teil geringeren Durchmessers 11 versehen ist, so daß sich ein Absatz 12 ergibt, mit welchem sich der Körper 10 auf den oberen Rand von 9 aufsetzt. Diese beiden ineinandergreifenden Teile sind vorzugsweise durch eine Hartlötung miteinander verbunden. Der Körper 10 weist nach seinem unteren Ende zu eine Aussparung 13 auf, in welche das obere Ende des biegsamen elektrischen Anschlußleiters 14 eingesetzt ist, nach seinem oberen Ende zu eine Aussparung IOfl für die Befestigung eines äußeren elektrischen Anschlußleiters. Dieser Litzenleiter 14 ist an beiden Enden zunächst vorzugsweise mit einer um ihn herum gepreßten Hülse 15 bzw. 16 versehen, die z. B. durch einen Rollprozeß unter Verdichtung des Litzen-

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Claims (3)

leiters praktisch zu einem in seinem Querschnitt einheitlichen Körper aufgebracht wird, über welche er dann an dem zweiten Pol des Halbleiterelementes 5 bzw. in der Aussparung 13 des Körpers 10 befestigt ist. Zwischen 10 und 16 kann hierbei auch eine Verpressung und gegebenenfalls zusätzlich eine Verlötung oder Verschweißung benutzt sein. Der metallische Mantelkörpef 7 weist zur Bildung des äußeren Druckringes der elektrisch isolierenden Durchführung 6 zunächst einen Teil größerer Dicke 17 auf. Unterhalb dieses als Druckring der elektrisch isolierenden Durchführung benutzten Teiles ist der Mantelkörper 7 in seinem Durchmesser in Richtung auf seine Achse zu verringert, so daß sich ein Teil 18 geringerer Dicke ergibt, von welchem am unteren Ende dann radial ein flanschartiger Teil 18 a ausladet. Dieser flanschartige Teil 18 liegt in der Darstellung unterhalb der Projektion des Teiles 17, so daß also durch die besondere, dargestellte grundsätzliche Bauform der Raum gewonnen ist, in welchem der Flanschteil 18 a an seiner oberen Fläche eine Aufsetzfläche für eine Elektrode der elektrischen Widerstandsverschweißungseinrichtung liefert. An seiner äußeren Fläche ist der Flanschteil 18 unmittelbar mit einem oder mehreren Warzenteilen in Form eines Ringes oder mehrerer konzentrischer Ringe nach Art von 19 versehen, damit die elektrische Widerstandsverschweißung des Gehäuseteiles 6 mit dem Gehäuseteil 1 nach Art einer Warzenverschweißung durchgeführt werden kann. Für diese Warzenverschweißung ist der Grundplattenteil 1 an seiner oberen Randzone noch mit einem hart angelöteten Ring 20 aus gut verschweißungsfähigem Material, wie z. B. Eisen bzw. Stahl, versehen. Um beim Zusammenführen von 6 und 1 unmittelbar eine gegenseitige lagemäßige Zuordnung der beiden Teile zu erreichen, ist um den Sockelteil 3 herum noch ein Ringkörper 21 aus Isoliermaterial, z. B. Keramik, vorgesehen. Die beiden Pfeile 22 und 23 deuten die Stellen bzw. die Richtungen an, an welchen die Schweißelektroden der elektrischen Widerstandsschweißeinrichtung aufgesetzt bzw. in welchen Richtungen sie dann für die Erzeugung der Verschweißungsstelle gegeneinandergeführt werden. DerAufbau des becherartigen Gehäuseteiles 6 kann auch derart sein, daß der Flansch 18 a des Gehäuseteiles 6 nur im wesentlichen unterhalb der Projektion von 17 liegt, obwohl er natürlich auch vollständig' unter dieser liegen kann, wobei die räumliche radiale Ausdehnung von 18a auch noch geringer als diejenige von 17 sein kann. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2, in welcher die bereits in F i g. 1 vorhandenen gleichartigen Teile wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist veranschaulicht, wie für die Durchführung der Warzenverschweißung der oder die benutzten Ringkörper statt wie gemäß der Bezeichnung 19 nach F i g. 1 an dem Flansch 18 an dem zur Verschweißung bestimmten Gegenkörper am Grundplattenteil in Form z. B. eines Ringes 22 an einem Ring 23 aus verschweißungsfähigem Material vorgesehen werden kann bzw. können. Als Schweißelektrode wird erfindungsgemäß in Verbindung mit einem Gehäuseteil vorzugsweise ein mit dem Gehäuseteil 6 bzw. dessen Flansch 18 a zusammenwirkender Schweißelektrodenkörper benutzt, der in seiner Umfangsrichtung aus einer Anzahl von Ringsektoren besteht, also zwei oder mehr solchen Ringsektoren bestehen kann. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel veranschaulichen die Fig. 3 bis 5 der Zeichnung. Die F i g. 3 und 4 zeigen in zwei einander entsprechenden Rissen, wobei die F i g. 4 ein Schnitt gemäß dem Linienzug A-B nach F i g. 3 ist, das System der einen Schweißelektrode. Sie besteht aus zwei Kingsektoren 24 bzw. 25 mit je einem Zentriwinkel von etwa 180°, welche an dem einen Ende mit je einer solchen anteiligen Aussparung 26 bzw. 27 versehen ίο sind, daß diese Elektrodenteile einen solchen Gehäuseteil nach Art von 6 umgreifend zusammengeführt werden können. Nachdem das erfolgt ist, wird über die zusammengeführten Schaftteile 28 bzw. 29 der Ringelektrodenteile 24 bzw. 25 ein gemeinsamer weiterer Elektrodenkörperteil 30 aufgeschoben, der an seinem Schaftteil 32 eine zylinderförmige Aussparung 31, welche den äußeren Abmessungen von 28 und 29 angepaßt ist, sowie einen Teil größeren Durchmessers a aufweist, welcher mit dem Gegenkörper in der elektrischen Schweißvorrichtung zusammenwirkt. Die F i g. 5 zeigt, wie das den becherförmigen Gehäuseteil 6 umgreifende Schweißelektrodenaggregat bereits mit seinem unteren Rand auf der oberen Fläche des Flansches 18 a und dieser mit seinem Warzenring 19 auf dem Ring 20 von 1 für die Verschweißung aufsitzt. Die Elektrodenkörperteile 24 bzw. 25 sind zweckmäßig an denjenigen Stellen, über welche sie in radialer Richtung mit der äußeren Mantelfläche des Gehäuseteiles 6 in Berührung kommen würden, mit einer Isoliermaterialauflage 33 bzw. 34 versehen, damit auf jeden Fall der elektrische Schweißstrom bevorzugt seinen Weg über die miteinander zu verschweißenden Flächen von 6 bzw. 18 und 20 nimmt. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes, nach welchem ein becherförmiger Gehäuseteil mit elektrisch isolierender Druckglas-Durchführung im Bodenteil über eine Randzone mit einem zweiten Gehäuseteil durch elektrische Widerstandsverschweißung verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Maatelkörper der Becherform nach seinem an der Bildung der elektrisch isolierenden Durchführung beteiligten Längenanteil zur Bildung einer Aufsetzfläche für die Schweißelektrode in der Dicke seiner Mantelfläche in Richtung auf die Achse des Gehäuses zu verringert ist und an seiner für die Verschweißung mit dem anderen Gehäuseteil bestimmten Fläche unterhalb dieser gewonnenen Randzone mit der oder den Warzen bzw. Erhebungen für die elektrische Wklerstandsverschweißung versehen ist oder mit solchen an dem anderen Gehäuseteil in Berührung gebracht wird.

2. Schweißvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekeonzeichnet, daß die eine der Schweißelektroden aus mehreren Ringsektoren besteht, die so ausgebildet sind, daß sie den becherförmigen Gehäuseteil umgreifen und sich auf die Aufsetzfläche aufsetzen können.

3. Schweißvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsektoren der elektrischen Schweißelektrode nach ihrer Zusammensetzung um den becherförmigen Gehäuse-