DE2118356A1

DE2118356A1 - Scheibenförmiges Halbleiterbauelement

Info

Publication number: DE2118356A1
Application number: DE19712118356
Authority: DE
Inventors: Reimer Dipl.-Phys.Dr.; Martin Heinz; 8000 München Emeis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-04-15
Filing date: 1971-04-15
Publication date: 1972-10-26
Also published as: FR2133561A1; NL7202856A; SE383583B; FR2133561B1; GB1330081A; IT957175B

Description

SIEMENS AKTIEIiGESELLSCUA?! München 2, 15.ÄPR1971

Berlin und München Witteisbacherplatz 2

^VPA 71/1058

Scheibenförmiges Halbleiterbauelement

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein scheibenförmiges Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterlement und einem Gehäuse, bestehend aus zwei starren, Hauptflächen und einen Rand aufweisenden Deckplatten und einem κ-'Λ diesen dicht verbundenem Isolierring.

Ein solches Halbleiterbauelement ist bereits beschrieben worden. Der Isolierring ist mit den starren Deckplatten über einen Stahlring verbunden. Der Stahlring ist mit dem Isolierring und mit den starren Deckplatten verlötet. Dazu muß der Isolierring vorher mit einer Metallschicht versehen werden. Dies ist jedoch recht aufwendig. Außerdem besteht die Gefahr, daß beim Verlöten des Gehäuses schädliche Dämpfe oder Gase in das Gehäuseinnere gelangen und dort die Eigenschaften des Halbleiterelementes beeinträchtigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement gemäß der angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß das Zusammensetzen und Verschließen auf einfachere Weise möglich ist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten in der Nähe des Randes mindestens je einen der anderen Deckplatte zugewandten Ringbuckel aufweisen, daß der Isolierring aus elastischem Isoliermaterial besteht, daß die Ringbuckel auf dessen Ober- und Unterseite aufliegen, und daß Mittel vorgesehen sind, die die Deckplatten gegeneinander- und die Ringbuckel an den Isolierring an- oder wenigstens teilweise in ihn einpressen.

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Vorzugsweise ist der Eand der Deckplatten mit einem Kranz versehen, der geringere Dicke als die Deckplatten hat. Die Ringbuckel sind auf diesem Kranz angeordnet. Die Mittel können vorteilhafterweise aus mit dem Ring verbundenen9 die Kränze auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden federnden Krallen bestehen. Die Krallen und der Isolierring können dabei aus einem einzigen Stück bestehen₉ Die Krallen und die Kränze können in diesem Fall so geformt sein, daß sie miteinander einen Sehnappmechanismus bilden«,

. ■

Die Mittel können aber auch aus einem beide Kränze auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden Schrumpfschlauch bestehen. Vorteiliiafterweise können die Mittel auch aus einer den Kranz der ersten Deckplatte auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden ersten Schraubkappe und einer den Kranz der zweiten Deck- platte auf der dem Halbleiterelement abgewandten Seite umfassenden zweiten Schraubkappe bestehen, wobei beide Schraubkappen miteinander verschraubbar ausgebildet sind.

Der Isolierring kann in allen aufgezählten Fällen z.B. fe aus Teflon bestehen»

Die Erfindung wird anhand einiger Alisführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen?

Figur 1 einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement

gemäß eiaen ersten Ausfüiirungsbeispiel der Erfindung _f Figur 2 den Querschnitt durch sin aweites Ausführungsbei- "

spiele
Figur 3 den Querschnitt durch, eis drittes A'asx'ühruBgstoei—

spiel und

Figur 4 ein vergrößertes₉ alles Atasiilhrimgs Beispielen ge- ■ meinsames Detail _e

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Das Halbleiterbauelement gemäß Figur 1 weist zwei starre Deckplatten 1 und 2 auf. Zwischen diesen Deckplatten liegt ein.Halbleiterelement 3, das nur schematisch angedeutet ist. Der Rand der Deckplatte 1 ist mit einem Kranz 4 und der Rand der Deckplatte 2 mit einem Kranz 6 versehen. Die einander zugewandten Seiten der Kränze 4 und 6 weisen einen Ringbuckel 5 bzw. 7 auf. Die Ringbuckel 5 und 7 liegen dabei auf der Ober- und Unterseite eines elastischen Isolierringes auf. Dieser Isolierring kann z_oB. aus Teflon bestehen.

Die Ringbuckel 5» 7 werden durch eine äußere Kraft in den Isolierring 8 eingepreßt, wodurch ein Zusammenhalt der Einzelteile des Gehäuses und eine gewisse Abdichtung des Innenraumes des Halbleiterbauelementes erreicht wird. Diese äußere Kraft wird von ringförmigen Krallen 9 aufgebraht, die die Kränze 4 und 6 an ihrer dem Halbleiterelement 3 abgewandten Seite umschließen. Die Krallen 9 sind hferbei Bestandteil des Isolierringes 8 und bestehen aus dem gleichen Material also z.B. aus Teflon.

Die Krallen 9 und die Kränze 4, 6 sind innen bzw. außen etwas abgeschrägt, so daß die Grundplatten 1, 2 von außen auf die Krallen 9 gedruckt werden können. Die Krallen 9 bewegen sich dann federnd nach außen und die Kränze 4, 6 der Deckplatten 1,'2 schnappen in die durch die Krallen 9 und den Ring 8 gebildete Ringnut ein. Hierbei werden die Ringbuckel 5 und 7 an den Ring 8 an- oder bei einem relativ weichen Isoliermaterial wenigstens teilweise in ihn eingepreßt, so daß die Einzelteile des Halbleiterbauelementes zusammengehalten werden. Außerdem wird eine Abdichtung des Gehäuses erreicht.

Das Halbleiterelement 3 liegt dann an den Deckplatten 1 und 2 an. Die am Halbleiterelement 3 anliegenden Hauptflächen der Deckplatten 1 und 2 sowie die Elektroden des Halbleiter-

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. · bauelementes werden zweckmäßigerweise geläppt. Die Deckplatten, die z.B. aus Kupfer bestehen, oder aus einem Verbundkörper bestehend aus Kupfer und Molybdän,, können an ihrer am Halbleiterelement anliegenden Hauptfläche z.B. vernickelt und die Elektroden des Halbleiterelementes versilbert werden. Die Deckplatten und das Halbleiterelement werden dann über Kühlkörper aneinandergepreßt, wobei der Kontaktdruck zwischen 100 und 500 kp/cm liegen kann. Damit werden die Ringbuckel ganz in den Isolierring eingepreßt.

P Die Deckplatten 1 und 2 können noch mit zentralen Bohrungen 10 bzw. 11 versehen seinj in die z.B. zu den Kühlkörpern gehörende Bolzen hineinpassen. Damit ist einer einwandfreien Zentrierung von Halbleiterbauelement und Kühlkörpern mögliche

In Figur 2 ist ein anderes Halbleiterbauelement gezeigt, bei dem die die Deckplatten 1 und 2 zusammenhaltende Kraft durch einen Schrumpfschlauch oder Schrumpfformteil 13 aufgebracht wird. Der Schrumpfschlauch 13 umfaßt mindestens die Kränze 4 und 6 auf der dem Halbleiterelement abgekehrten Seite. Dadurch werden die Ringbuckel 5 und 7 an den Isolierring, der hier mit 12 bezeichnet ist, angepreßt.

Als Schrumpfschlauch kann beispielsweise ein Schlauch aus vorgerecktem Polyester verwendet werden. Ein solcher Schlauch schrumpft beim Erhitzen und legt sich eng an die von ihm umschlossene Teile an. .

In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, in dem die die Deckplatten 1 und 2 an den Isolierring pressende Kraft durch zwei Schraubkappen 15 und 16 erzeugt wird. Die erste Schraubkappe 15 umfaßt hier den Kranz der ersten Deckplatte 1 und die zweite Schraubkappe 16 umfaßt den Kranz 6 der Deckplatte 2. Die Schraubkappe 15 ist

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an der Außenseite mit einem Gewinde 17 und die Schraubkappe 16 an der Innenseite mit einem Gewinde 18 versehen. Wird die Schraubkappe 16 auf die Schraubkappe 15 aufgeschraubt, so werden die Ringbuckel 5 und 7 in den Isolierring 12 eingepreßt. Dadurch wird das Innere des Gehäuses abgedichtet. Die Schraubkappen 15 und 16 sind zweckmäßigerweise so gestaltet, daß die dem Halbleiterelement 3 abgekehrten Hauptflächen der Deckplatten 1 und durch Öffnungen in den Schraubkappen hindurchtreten können. Damit ist eine unmittelbare Verbindung von Deckplatten und Kühlkörpern möglich, so daß eine gute Kühlung gewährleistet ist. ' -

Bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 2 und 3 können die Halbleiterelemente 3 mit den Deckplatten 1 und 2 über ■einen Druckkontakt verbunden oder auch mit den Deckplatten verlötet sein.

In Figur 4 ist ein Detail des Kranzes 4 der oberen Deckplatte 1 gezeigt. In dieser Figur ist der Ringbuckel 5 deutlich zu erkennen. Der Ringbuckel 5 wird dabei an die Oberseite des Isolierringes 12 angepreßt. Vorteilhaft ist es, wenn der innere Durchmesser des Isolierringes, der Außendurchmesser des Halbleiterelementes und der Außendurchmesser der Deckplatten innerhalb der Kränze so aufeinander abgestimmt ist, daß der Isolierring das Halbleiterelement und die Deckplatten zentriert. Besonders wirtschaftlich ist die. Herstellung das Halbleiterbauelement dann, wenn beide Deckplatten identisch ausgeführt sind.

10 Patentansprüche
4 Figuren

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Claims

Patentansprüche

( 1.O/Scheibenförmiges Halbleiterbauelement mit einem Halbleiterelement und einem Gehäuse, bestehend aus zwei starren, Hauptflächen und einen Rand aufweisenden Deckplatten und einem mit diesen dicht verbundenem Isolierring, dadurch g e k e η η ζ e i ohne t , daß die Deckplatten (1,2) in der Nähe des Randes mindestens je einen . der anderen Deckplatte zugewandten Ringbuckel

fe (5j7) aufweisen, daß der Isolierring aus elastischem

Isoliermaterial besteht, daß die Ringbuckel auf dessen Ober- und Unterseite aufliegen, und daß Mittel vorgesehen sind, die die Deckplatten (1,2) gegeneinander- und die Ringbuckel (5,7) an den Isolierring an- oder wenigstens teilv/eise in ihm einpressen.
2.) Halbleiterbauelement nacli Anspruch 1, dadurch gekenn ze iehnet , daß der Rand der Deckplatten (1,2) mit einem Kranz (4,6) versehen ist, der geringere Dicke als die Deckplatten (1,2) hat und daß die Eingbuckel (5>7) auf diesem Kranz angeordnet sind<
3«) Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 2, d a durch gekennzeichnet, daß die Mittel aus mit dem Ring (8) verbundenen, die Kränze (4,6) auf der dem Halbleiterelement (3) abgewandten Seite umfassenden federnden Krallen (9) bestehen.
4·) Halbleiterbauelement nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet , daß die Krallen (9) und der Isolierring (8) aus einem einzigen Stück bestehen.

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5.) Halbleiterbauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch 'gekennzeichnet } daß die Krallen (9) und die Kränze (4,6) einen Schnappmechanismus bilden.
6.) Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einem beide Kränze (4,6) auf der dem Halbleiterelement (3) abgewandten Seite und den Isolierring (12) außen umfassenden Schrumpfschlauch (13) bestehen.
7.) Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer den Kranz (4) der ersten Deckplatte (1) auf der dem Halbleiterelement (3) abgewandten Seite umfassenden ersten Schraubkappe (15) und einer den Kranz (6) der zweiten Deckplatte (2) auf der dem Halbleiterelement, abgewandten Seite umfassenden zweiten Schraubkappe (16) bestehen und daß beide Schraubkappen miteinander verschraubbar ausgebildet sind.
8«) Halbleiterbauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Schraubkappen (15,16) eine Öffnung aufweisen, durch die die dem Halbleiterelement abgewandten Hauptflächen der Deckplatten (1,2) ,hindurchtreten.
9.) Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierring (8;12) aus Teflon besteht.
10.) Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

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daß an die Deckplatten (1,2) Kühlkörper angepreßt sind und daß der Anpreßdruck 100 - 500 kp/cm beträgt.

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