DE1295087B

DE1295087B - Gehaeuse fuer ein Halbleiterbauelement, insbesondere Halbleiter-Stapeldiode

Info

Publication number: DE1295087B
Application number: DEP30880A
Authority: DE
Inventors: Nijhuis Herman Cornelis; Losch Fritz; Koehlitz Rolf
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1962-12-29
Filing date: 1962-12-29
Publication date: 1969-05-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für ein Halbleiterbauelement, insbesondere Halbleiter-Stapeldiode, bestehend aus einer Keramikhülse, deren Stirnseiten unter Verwendung eines Zwischenringes mit metallischen Deckplatten hermetisch verlötet sind.
Es sind solche Gehäuse bekannt, bei denen auf die beiden Endflächen der Keramikhülse Metallplatten vakuumdicht aufgelötet sind. Die Metallplatten bestehen dabei vorzugsweise aus einem Material, dessen Ausdehnungskoeffizient dem Ausdehnungskoeffizienten der Keramik angepaßt ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß derartige Gehäuse nur sehr schwer vakaumdicht hergestellt werden können, da unter anderem die beim Verlöten des Gehäuses auftretende Erwärmung über die damit verbundene Ausdehnung des in der Hülse eingeschlossenen Gases zu Undichtigkeiten in der Lotnaht führt. Um eine Hart-oder Weichlötung als letzten Arbeitsgang, bei dem das Gehäuse vakuumdicht verschlossen wird, zu vermeiden, ist es möglich, auf die keramische Hülse an Stelle der zweiten Abdeckplatte eine flache Ringscheibe zu löten, die aus an die Keramik angepaßtem Material besteht und deren Außendurchmesser größer als der der Keramik ist. An diesem Ring kann dann die zweite Abdeckplatte vaktiumdicht durch Elektroschweißung befestigt werden.
Bei dieser Konstruktion wirken sich jedoch die durch die Elektroschweißung auftretenden Biegemomente, die durch den Ring auf die Keramik übertragen werden, nachteilig aus. Dadurch hervorgerufene Zugbeanspruchungen führten leicht zu Rissen in der Kennaik. Um diese Biegemomente abzuschwächen und somit ein Undichtwerden des Gehäuses zu vermeiden, könnte eine Ringscheibe mit einem durchgezogenen Kragen verwendet werden.
Beim Verschließen des Gehäuses könnte dann zunächst der durchgezogene Kragen an die Keramikhülse angelötet und anschließend daran die zweite Metallscheibe mit dem äußeren Scheibenrand elektrisch verschweißt werden. Die bekannte Zug- und Schwerkraftbelastung durch den Schweißvorgang fällt durch diese flexible Ausbildung der Verbindung weitgehend weg. Die Ringscheibe mit dem durchgezogenen Kragen ist jedoch schwer herstellbar und erfordert insbesondere die Verwendung von aufwendigen Spezialwerkzeugen.
Weiter war es an sich bekannt, Gehäuse für Halbleiterbauelemente mit einer Kerinaikhülse an einer Seite mit einer elastischen Deckplatte zu verschließen, die jedoch mit dem äußeren Umfang der Keramikhülse verlötet und anschließend keiner weiteren Bearbeitung (Löten, Schweißen usw.) mehr unterworfen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten Gehäuse zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens eine Deckplatte bzw. Grundplatte an eine durch Kröpfen in sich federnd ausgebildete Zwischenringscheibe, die mit einer an die Stirnfläche der Keramikhülse angelöteten Metallscheibe vakuumdicht verbunden ist, am äußeren Rand bzw. so weit von der Lötverbindung zwischen der Scheibe und der Ringscheibe entfernt angeschweißt ist, daß nur ein unbeachtlicher Betrag der von der Ringscheibe beim Verschweißen aufgenommenen Wärme die Lötverbindung erreicht.
Damit werden die Vorteile erzielt, daß kaum Zug-und Schwerkräfte in der Lötverhindung auftreten und die Hülse vakuumdicht fest verschlossen ist. Dieser gute Verschluß wird dadurch begünstigt, daß die Keramik mit dem Metall zunächst durch eine großflächige Metall-Keramikverbindung verbunden ist, die ohne Mühe ausreichend vakuumdicht hergestellt werden kann, während der Endverschluß der Hülle durch das zum Verschließen an sich vorteilhafte Elektroschweißen erreicht wird. Die zum Verschluß benötigten Einzelteile sind leicht herstellbar.
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Das Mittelstück 1 der in der Figur dargestellten Hülle für ein Halbleiterbauelement besteht aus einer keramischen Hülse. Auf die obere Stirnfläche der Hülse ist eine aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung bestehende Metallscheibe 3 aufgelötet. An die untere Stirnfläche der Hülse 1 ist zunächst ein aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung bestehender Ring 5 angelötet, der wiederum durch, Verlöten mit einer Ringscheibe 7 verbunden ist; in der Nähe der Verbindungsstelle mit der Scheibe 5 ist die Ringscheibe 7 etwas verkröpft, wodurch sie nachgiebig geworden ist und die Ebene der Schweißung nicht in -der der Lötung liegt. Nahe der Außenkante 9 befindet sich schließlich die Verschweißu#e## mit einer metallischen Grundplatte 13, die das nicht näher zu erläuternde Halbleiterbauelement 15- -trägt. Die ringfönnige Verschweißung 11 ist derart weit von der Lötverbindung zwischen der Scheibe.5,und der Ringscheibe 7 entfernt angeordnet, daß nur' 'eimiunbedeutender, für die Lötverbindungen unbeachtlicher Betrag der beim Schweißen von der Ringscheibe 7 aufgenommenen Wärme die Lötverbindungen erreicht. Der größte Teil wird auf dem Weg von der Verschweißung zur Lötverbindung von der Ringscheibe 7 abgegeben. Der Durchmesser der ringförmigen Verschweißung 11 und damit der Außendurchmesser der Ringscheibe 7 ist, um dieses Ziel sicher zu erreichen, größer als der Hülsenaußendurchmesser. Damit wird gleichzeitig auch das Anlegen der Schweißelektroden erleichtert.
Eine derartige aus einfachen Teilen aufgebaute Hülle mit einem elastisch ausgebildeten Verschluß läßt sich mit geringem Aufwand vakuumdicht herstellen.

Claims

Patentanspruch: Gehäuse für ein Halbleiter-Bauelement, insbesondere Halbleiter-Stapeldiode, bestehend aus einer Keramikhülse, deren Stirnseiten unter Verwendung eines Zwischenringes mit metallischen Deckplatten hermetisch verlötet sind, da du r eh gekennzeichnet, daß wenigstens eine Deckplatte bzw. Grundplatte (13) an eine durch Kröpfen in sich federnd ausgebildete Zwischenringscheibe (7), die mit einer an die Stirnfläche der Keramikhülse (1) angelöteten Metallscheibe (5) vakuumdicht verbunden ist, am äußeren Rand bzw. so weit von der Lötverbindung zwischen der Scheibe (5) und der Ringscheibe (7) entfernt angeschweißt ist, daß nur ein unbeachtlicher Betrag der von der Ringscheibe (7) beim Verschweißen aufgenommenen Wärme die Lötverbindung erreicht.