DE1043515B - Verfahren zur Herstellung einer in einem mit Vergussmasse ausgefuellten, vakuumdichtabgeschlossenen Gehaeuse untergebrachten Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung einer in einem mit Vergußmasse ausgefüllten, vakuumdicht abgeschlossenen Gehäuse untergebrachten Halbleiteranordnung Um eine Halbleiteranordnung gegen Feuchtigkeit zu schützen, sind eine Reihe von technischen Maßnahmen bekannt. So sind z. B. Halbleitergleichrichteranordnungen in der Literatur beschrieben, die in einem aus mehreren Teilen zusammengeschmolzenen Glasgehäuse angeordnet sind, in dessen Boden und Deckel die elektrischen Zuleitungen zum Halbleiterkristall und zur Spitzkontaktelektrode eingeschmolzen sind. Derartige Anordnungen bieten einen guten Feuchtigkeitsschutz; sie sind jedoch nicht empfehlenswert, wenn beim Betrieb der Halbleiteranordnung in größerem Umfange Wärme entwickelt wird, da die Wärme zu langsam abgeführt wird.
• Eine andere bekannte Anordnung besteht aus einer kappenförmigen Glashülse, durch die die Zuleitung zu der an dem Halbleiterkristall der Anordnung angelegten Spitzkontaktelektrode eingeschmolzen hindurchgeführt ist und der Halbleiterkristall von einem metallischen, das offene Ende der Glashülse verschließenden und gleichzeitig die zweite Elektrode bildenden metallischen Verschluß getragen wird.
• Bei anderen bekannten Anordnungen ist das Halbleitersystem in einem Gehäuse untergebracht, welches mit einer Vergußmasse ausgefüllt ist. Die Vergußmasse dient hauptsächlich dazu, die Elektrode bzw. die Elektroden auf der Halbleiteroberfläche teils zu fixieren, teils - falls sie durch anderweitige Mittel bereits fixiert sind - gegen mechanische Verschiebungen zu schützen und die Fixierung zu sichern. Außerdem dient die Vergußmasse dazu, Feuchtigkeits-und atmosphärische Einflüsse herabzumindern oder zu beseitigen. Es ist üblich, die Vergußmasse durch eine seitliche Öffnung des Gehäuses einzubringen. Eine bekannte Anordnung dieser Art besteht aus einem zylindrischen, rohrförmigen Gehäuse aus Isolierstoff, das an beiden Enden mit einem Schraubverschluß abgeschlossen ist. Der eine der beiden als elektrische Zuleitung dienenden Verschlüsse trägt die auf den Halbleiterkristall aufgesetzte Spitzkontaktelektrode, der andere den Halbleiterkristall. Das Gehäuse ist über eine seitlich angebrachte Öffnung mit Vergußmasse gefüllt. Bei einer anderen bekannten Anordnung dieser Art wird das Halbleitersystem durch die elektrischen Zuleitungsdrähte, die durch den ein kappenförmiges Metallgehäuse abschließenden Glasfuß geführt sind, im Innern .des Gehäuses gehaltert. Das Gehäuse ist ebenfalls durch eine seitliche Öffnung, beispielsweise mit Araldit, als Vergußmasse gefüllt. Dabei war es üblich, die zur Zuführung der Vergußmasse dienende Öffnung entweder unverschlossen zu lassen oder durch einen verhältnismäßig losen @@erschluß, z. B. durch Lack oder eine übergeschobene Kunststoffhülse abzudecken, da man annahm, daß die Vergußmasse einen ausreichenden Schutz gewährleiste. Es ist aber bereits in der Literatur festgestellt worden, daß nur ein hermetisch versiegeltes Gehäuse einen wirklich sicheren Schutz der Halbleiteranordnung zu bieten imstande ist.
• Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung einer in einem mittels Vergußmasse ausgefüllten, vakuumdicht verschlossenen Gehäuse untergebrachten Halbleiteranordnung, bei der einerseits eine übermäßige Erwärmung der Halbleiteranordnung während des Betriebes durch gute Wärmeabfuhr vermieden, andererseits auch ein guter Feuchtigkeitsschutz gewährleistet ist. Gemäß der Erfindung wird das an einem Ende mit einer eine Öffnung aufweisenden, den Halbleiterkristall tragenden Elektrode verschlossene metallische Gehäuse durch diese Öffnung mit Vergußmasse gefüllt und danach die Öffnung unter Anwendung von Kühlmitteln, die die Umgebung der Lötstelle kühlen, vakuumdicht verlötet oder verschweißt.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird der Verschluß der Öffnung mittels einer Scheibe, vorzugsweise Metallscheibe, vorgenommen, deren Rand mit dem Rande des Gehäuses vakuumdicht verlötet oder verschweißt wird.
• In der Zeichnung ist als Beispiel eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Transistoranordnung dargestellt.
• Das als Gehäuse dienende Metallgefäß 1, vorzugsweise in Gestalt eines Röhrchens. ist an dem einen Ende mit einem Metallstopfen 2 verschlossen, der eine Öffnung 3 aufweist. An diesem Metallstopfen 2 ist der Halbleiterkristall 4 des Transistors aus Germanium oder einem anderen geeigneten Halbeitermaterial aufgereizt. Der Metallstopfen 2 dient also als Träger für den Halbleiterkristall und gleichzeitig als Basiselektrode. Auf den Halbleiterkristall 4 sind zwei Spitzenelektroden 5 und 6 aufgesetzt, die durch Zuführungsdräute 7 und ö getragen werden. Diese Zuführungsdrähte 7 und 8 sind durch eine das andere Ende des Gehäuses 1 verschließende Glasaufschmelzung bzw. Glaseinschmelzung, beispielsweise in Gestalt eines Ouetschfußes 9, der auf das Metallröhrchen 1 aufgeschmolzen ist, geführt. 11 bedeutet die Zuführung zur Basiselektrode 2.
• Die Anordnung -wird nun durch die Öffnung 3 mit Vergußmasse gefüllt. Das Gehäuse kann dabei ganz oder teilweise ausgefüllt werden. Die Vergußmasse kann unter Umständen aus verschiedenartigen Vergußmassen zusammengesetzt sein, von denen ein Teil eine plastische Masse ist, die sich um die Elektrodenanordnung herumlegt, während der Rest des Gehäuses ganz oder teilweise mit einer ausliärtbaren Kunststoffmasse ausgefüllt wird. Dadurch, daß um die Elektroden lierurn eine plastische Isoliermasse verbleibt, wird vermieden, daß die aushärtbare Isoliermasse auf Grund von Temperaturschwankungen mechanisch zu arbeiten beginnt und dabei unerwünschten mechanischen Druck auf die Elektroden und den Halbleiterkristall ausübt.
• Nachdem das Gehäuse mit Vergußmasse gefüllt ist, wird ein Metalldeckel 10 auf den Stopfen 2 aufgesetzt und am Rande in das Röhrchen 1 eingelötet. Während des Auflötens der Scheibe 10 wird das Röhrchen 1 von außen durch einen Luftstrom oder durch gekühlte Kupferbacken gekühlt, und zwar besonders in der Umgebung der Lötstelle. Die Scheibe ist außerdem geprägt oder geätzt oder dergleichen und dient gleichzeitig zur Kennzeichnung des Gegenstandes.
• Durch die Kühlung wird verhindert, daß sich während des Warmverschlusses der Öffnung 3 die Halbleiteranordnung auf Temperaturen erwärmen kann, bei denen die elektrischen Eigenschaften des Halb-Leiters und der Elektrodenanordnung beeinträchtigt werden können, da die von der Verschlußstelle zum Halbleiter fließende Wärme gering gehalten wird. Andererseits ist während des Betriebes der Anordnung für eine gute Ableitung der entwickelten Wärme gesorgt.
• Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann der Glasfuß 9 durch einen Kunststoffteil ersetzt sein, der in das Röhrchen 1 eingeschoben ist und der außen mit einer der Platte 10 entsprechenden Verschlußplatte verlötet oder verschweißt ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung einer in einem mit Vergußmasse ausgefüllten, vakuumdicht verschlossenen Gehäuse untergebrachten Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das an einem Ende mit einer eine Öffnung (3) aufweisenden, den Halbleiterkristall (4) tragenden Elektrode (2) verschlossene metallische Gehäuse (1) durch die Öffnung (3) mit Vergußmasse gefüllt und danach die Öffnung (3) unter Anwendung von Kühlmitteln, die die Umgebung der Lötstelle kühlen, vakuumdicht verlötet oder verschweißt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß der Öffnung (3) mittels einer Scheibe, vorzugsweise Metallscheibe (10), vorgenommen wird, deren Rand mit dein Rand des Gehäuses (1) vakuumdicht verlötet oder verschweißt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 605 675; schweizerische Patentschrift Nr. 256 718; USA.-Patentschriften Nr. 2 572 801, 2 626 985; belgische Patentschriften Nr. 502 229, 507 187, 511009; I-I. C. Torrey und C. A. Whitmer, »Crystal Rectifiers«, New York, 1948, S. 372.