DE1935226A1

DE1935226A1 - Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE1935226A1
Application number: DE19691935226
Authority: DE
Inventors: Raithel Dr Kurt; Rene Rosenheinrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-04-19
Filing date: 1969-07-11
Publication date: 1971-01-14
Also published as: NL7008945A; NL6817930A; CH485321A; CH524245A

Description

Halbleiterbauelement Das Hauptpatent betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse und einen in dem Gehäuse befindlichen scheibenförmigen, an jeder Flachseite mindestens eine Kontaktelektrode aufweisenden Halbleiterkörper, der zusammen mit zwei Folien aus duktilem Metall, von denen jede an einer Flachseite des Halbleiterkörpers anliegt, zwischen den Kontaktflächen zweier Anschlußteile angeordnet ist, die gegen die Flachseiten des Halbleiterkörpers unter Ausbildung gleitfähiger lotfreier Druckkontaktverbindungen mit den Kontaktelektrodeh gepreßt sind, wobei ein ringförmiger Teil am Rand des Halbleiterkörpers frei von Verbiegurigsstellen ist.
In diesem Halbleiterbauelement sind großflächige Kontaktelektroden auf den Flachseiten des Halbleiterkörpers einwandfrei kontaktiert. Da ferner am Halbleiterkörper kein besonderer Trägerkörper aus einem dem Halbleiterkörper bezüglich des Wärmeausdehnungskoeffizienten angepaßten Metall befestigt ist, wird die im Halbleiterkörper entstehende Verlustwärme günstigerweise unmittelbar vom Halbleiterkörper an den Gehäuseboden abgeführt, ohne daß dieser Vorgang durch den Wärmewiderstand eines dazwischen befindlichen Trägerkörpers behindert wird. Schließlich wird in dem Halbleiterbauelement nach dem Hauptpatent durch den verbiegungsfreien ringförmigen Teil am Rand des Halbleiterkörpers weitgehend vermieden, daß sich im Halbleiterkörper Risse ausbilden, welche, sofern sie sich insbesondere an pn-Übergängen befin-. den, die anfangs einwandfreie Kennlinie dieses Halbleiterbauelements nach einiger Betriebszeit verschlechtern. Die Gefahr der Ausbildung dieser Riese ist insbesondere bei Halbleiterkörpern mit einlegierten _ Kontaktelektroden sowie mit mehreren großflächigen Kontaktelektroden auf einer Flachseite, $.$, 8ilateralthyrietpren (Triace), sowie für Halbleiterkörper mit abgeeohxägtem Rand, welche durch gleitfähige, lottreie Durckkontaktverbindungen gehaltert Bind, besondere groß. -. Zur Erzielung eines von Verbiegungsatellen freien Randes am Halbleiterkörper können nach dem Hauptpatent beide Folien den Halbleiterkörper überragen. Nach dem Hauptpatent können aber auch entweder die Kontaktflächen der beiden Anschlußteile und beide Folien den Halbleiterkörper überragen oder die Kontaktflächen der Anachlußteile und beide.Folien sind mit den Flachseiten des Halbleiterkörpers deckungsgleich und so angeordnet, daß ihr Rand mit dem Rand des Halbleiterkörpers abschließt. In den beiden letztgenannten Fällen wird erreicht, daß praktisch@alle gefertigten Halbleiterbauelemente einer Serie Kennlinien haben, die auch nach einer sehr langen Betriebszeit unverändert Die Folien können nach dem Hauptpatent beispielsweise aus Silber bestehen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Halbleiterbauelement nach dem Hauptpatent weiter zu verbessern und den Ausgleich von auf den Kontaktflächen der Anachlußteile vorhandenen geringen Unebenheiten zu ermöglichen, die sich auch auf für das Auge ebenen Kontaktflächen nicht vermeiden lassen. Die Erfindung betrifft demgemäß ein Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse befindlichen scheibenförmigen, an jeder Flachseite mindestens eine Kontaktelektrode aufweisenden Halbleiterkörper, der zusammen mit zwei Folien aus duktilem Metall, von denen jede an einer Flachseite des Halbleiterkörpers anliegt, zwischen den Kontaktflächen zweier Anschlußteile angeordnet ist, die gegen die Flachseiten des Halbleiterkörpers unter Ausbildung gleitfähiger lotfreie:q Druekkontaktverbindungen mit den Kontaktelektroden gepreßt Bind, wobei ein ringförmiger Teil am Rand des Halbleiterkörpers frei von Verbieguhgsetellen ist, nach Patent (Patentanmeldung P 17 64 182.6). . Dieses Halbleiterbauelement ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeich- net, daß die Folien aus reinem Aluminium, aus weichgeglühtem'Silber, aus Cadmium, Indium oder Blei oder aus einer mindestens eines dieser. Metalle enthaltenden Legierung bestehen. Zum Ausgleich von auf den Kontaktflächen der Anachlußteile vorhandenen geringfügigen Unebenheiten ist es von Vorteil, wenn die Folien aus bildsamem, gutdeformierbarem Metall bestehen. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Brinellhärte des Folienmetalls höchstens 30 kg/mm 2, vorzugsweise höchstens 26 kg/mm 2, und sein Schmelzpunkt mindestens 135° C, vorzugsweise mindestens 250o C, betragen. Derartiges Folienmetall schmilzt auch bei Stoßbelastungen des Bauelements nicht auf. Reines Aluminium, weichgeglühtes Silber sowie Cadmium, Indium oder Blei oder eine mindestens eines der genannten Metalle-enthaltende Legierung besitzen diese Eigenschaften.
Vorteilhaft bestehen diese Folienaus einer Indium-Blei-Silber-Legierung mit einem Schmelzpunkt von 280 bis 285o C und einer Brinellhärte von etwa 10 kg/mm2. Besonders geeignet als Pollenmaterial sind Legierungen bestehend aus 5 Gew.-% Indium, 92,5 Gew.-% Blei und 2,5 Gew.-% Silber, aus 90 Gew.-% Indium und 10 Gew.-% Silber, aus 25 Gew.-% Indium, 37,5 Gew.-%. Blei und 37,5 Gew.-% Zinn, aus 50 Gew.-% Indium und 50 Gew.-% Blei oder aus 25 Gew.-% Indium und 75 Gew.-% Blei.
Die Erfindung sei anhand der Zeichnung näher erläutert: Die Figuren 1 und 2 zeigen einen .zwischen zwei Ansehlußteilen durch eine gleitfähige, lotfreie Mruckkontaktverbindung gehalterten Scheiben- förmigen Halbleiterkörper eines Halbleiterbauelements.
In Figur 1 ist ein scheibenförmiger Halbleiterkörper 413 ohne beson- deren, an einer Flachseite befestigten Trägerkörper zwischen einem Kupferstempel 416 und einem Bodenteil 411 aus Kupfer eines nicht näher dargestellten Gehäuses gelagert. Der Halbleiterkörper 413 enthält einer zu seinen Flachseiten parallelen pn-Übergang und an jeder Flachseite eine einlegierte großflächige Metallelektrode 414 bzw. 415. Der Stem- pel 416 wird durch nicht dargestellte Tellerfedern gegen das Bodenteil 411 gepreßt. Zwischen der ebenen Kontaktfläche des Stempels 416 und der Kontaktelektrode 414 auf der dem Stempel benachbarten ebenen Flach- seite des Halbleiterkörpers 413 und zwischen der Kontaktelektrode 415 auf der anderen Flachseite dee Halbleiterkörpers 413 und der Kontaktfläche des Bodenteils 411 sind Folien 417 und 412 angeordnet. Diese Folien 417 und 412 bestehen aus einer Legierung, welche 5 Gew.-% Indium, 92,5 Gew.-% Blei. und 2,5 Gew.-% Silber enthält, und gleichen' durch ihre Deförmierbarkeit geringe Unebenheiten auf den Kontaktflächei des Stempels 416 und des Bodenteils 411 aus.
In der Anordnung nach Figur 1 sind Risse hervorrufende Verbiegungsstellen im Halbleiterkörper 413' dadurch vermieden, daß die Kontaktflächen ,des Bodenteils 411' und des Kupferstempels 416 sowie beide Folien 412 und 41 7 den Halbleiterkörper 413 überragen..
Die Anordnung nach Figur 2 entspricht im wesentlichen der nach Figur 1. Auch hier sind zum Ausgleich geringfügiger Unebenheiten auf den ebenen Kontaktflächen des Stempels 516 und des Bodenteils 511 zwischen den Kontaktelektroden 514 und 515 am Halbleiterkörper 513 und den Kontaktflächen des Stempels 516 und des Bodenteils 511 Folien 517 und 512 angeordnet, die aus einer Legierung bestehen, .welche 5 Gew.-% Indium, 92,5 Gew.-9d Blei und 2,5 Gew.-% Silberenthalten.
In der Anordnung nach Figur 2 werden Verbiegungsstellen dadurch vermieden, daß die Kontaktflächen des Kupferstempels 516 und des Bodenteils 511 sowie beide Folien 512 und 517 deckungsgleich mit dem jeweils eine ganze Flachseite des Halbleiterkörpers 513 einnehmenden Kontaktelektroden 514 und 515 sind. Der Rand der Kontaktflächen und der Folien schließt mit dem Rand des Halbleiterkörpers ab.

Claims

Patentansprüche A 1. Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse befindlichen scheibenförmigen, an jeder Flachseite mindestens eine Kontaktelektrode aufweisenden Halbleiterkörper, der zusammen mit zwei Folien aus duktilem Metall, von denen jede an einer Flachseite des Halbleiterkörpers anliegt, zwischen den Kontaktflächen zweier Anschlußteile angeordnet ist, die gegen die Flachseiten des Halbleiterkörpers unter Ausbildung gleitfähiger lotfreier Druckkontaktverbindungen mit den Kontaktelektroden gepreßt sind, wobei ein ringförmiger Teil am Rand des Halbleiterkörpers frei von Verbiegungsstellen ist, nach Patent (Patentanmeldung P 17 64 182.6 - ?LA 68/1346) dadurch gekennzeichnet, daß die Folier aus reinem Alüminium, aus weichgeglühtem Silber, aus Cadmium, Indium oder Blei oder aus einer mindestens eines dieser Metalle enthaltenden Legierung bestehen.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien aus einer Indium-Blei-Silber-Legierung bestehen. Leerseite