DE19926128A1 - Halbleiterbauteil-Gehäuse - Google Patents

Abstract

Es wird ein Halbleiterbauteil-Gehäuse geschaffen, das größere Ströme als ein Gehäuse vom TO-247-Typ ermöglicht. Der Leiterrahmen des Gehäuses ist so ausgebildet, daß ein größeres Halbleiterplättchen auf ihm befestigbar ist. Ein verbesserter Formklemmbereich verringert den Bereich, von dem aus Feuchtigkeit in das Formgehäuse eintreten kann. Klammeranordnungen dienen zur Befestigung des Halbleiterbauteil-Gehäuses an einer Leiterplatte oder einem Kühlkörper, um die höheren Betriebstemperaturen, die sich aus den vergrößerten Betriebsströmen ergeben, wirkungsvoll abzuleiten. Der Leiterrahmen weist einen Laschenabschnitt mit einer großen Fläche und zumindest einen sich hiervon erstreckenden Anschlußschenkel auf, wobei der Leiterrahmen eine im wesentlichen konstante Dicke aufweist und der Laschenabschnitt frei von Öffnungen ist. Das auf dem Laschenabschnitt befestigte Halbleiterplättchen belegt im wesentlichen den gesamten Oberflächenbereich einer Seite des Laschenabschnittes, und die gesamte Oberfläche des Halbleiterplättchens und zumindest die Seite des Laschenabschnittes, auf der das Halbleiterplättchen befestigt ist, sind durch ein ununterbrochenes Formgehäuse bedeckt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauteil-Gehäuse der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Halbleiterbauteil-Gehäuse oder -packungen sind gut bekannt. Ein derartiges Gehäuse ist unter der Industriebezeichnung "TO-247" bekannt. Derartige Halbleiterbauteil-Gehäuse haben üblicherweise drei Ausgangsleitungsanschlüsse, die sich durch die Gehäuseober­ fläche erstrecken und mit einem Halbleiterplättchen verbunden sind, das ein Leistungs-MOSFET- oder -IGBT-Halbleiterplättchen oder dergleichen sein kann. Die untere Oberfläche der Leiter­ rahmen-Lasche, die das Halbleiterplättchen aufnimmt, liegt für einen Druckkontakt frei, der dadurch hergestellt wird, daß die Lasche durch eine durch eine Öffnung in dem Gehäuse hindurch­ laufende Schraube an einem Kühlkörper befestigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauteil- Gehäuse der eingangs genannten Art zu schaffen, das es ermög­ licht, daß ein eine vergrößerte Fläche aufweisendes Halbleiter­ plättchen auf einen Leiterrahmen mit einer vorgegebenen Fläche befestigt wird, wobei eine verbesserte Klemmung des Bauteils während der Formung des Gehäuses ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Halbleiterbauteil-Gehäuse ermöglicht die Verwendung eines größeren Halbleiterplättchens beispielsweise in einem TO-247-Gehäuse mit vorgegebener Größe und ermöglicht ein verbessertes Anklemmen an einem Kühlkörper, wobei sich außerdem eine vergrößerte Kriechstrecke zwischen den Anschluß­ leitungen ergibt.

Erfindungsgemäß wird ein TO-247-Gehäuse so modifiziert, daß die Öffnung für die Befestigungsschraube in dem Leiterrahmen fortge­ lassen wird und das Bauteil durch eine neuartige Federklammer- Anordnung an einem Kühlkörper befestigt wird. Dies ermöglicht eine Vergrößerung der Fläche des Halbleiterplättchens, das in dem Bauteil befestigt werden kann. Weiterhin ist eine Kerbe in dem Gehäuse-Kunststoffmaterial zwischen den aus dem Gehäuse austretenden Anschlußleitungen vorgesehen, um die Kriechstrecke zwischen den Anschlußleitungen zu vergrößern. Ein neuartiger versenkter Satz von Eckenöffnungen in dem Gehäuse legt die Ecken des Leiterrahmens frei, um ein Einklemmen der Ecken während der Abformung zu ermöglichen und um die hermetische Dichtheit des Gehäuses zu verbessern, d. h. das Ausmaß, in dem eine hermetische Abdichtung mit dem Leiterrahmen um das Halb­ leiterplättchen und die Drahtverbindungen herum hergestellt wird.

Die Verwendung der neuartigen Klammerbefestigung hat die folgenden Vorteile:

• 1. Ein schneller und einfacher Vorgang bei niedrigen Kosten.
• 2. Es können bis zu 2,5 kg an Federdruck auf die Mitte des Gehäuses ausgeübt werden.
• 3. Das Gehäuse wird mit einem gleichförmigen thermischen Widerstand an einem Kühlkörper befestigt.
• 4. Es besteht eine geringe Beschädigungsgefahr des Teils während der Befestigung an einem Kühlkörper.
• 5. Die Struktur ist auf die Massenproduktionsherstellung anwendbar.

Die maximale Halbleiterplättchenfläche, die mit der vorliegen­ den Erfindung verwendbar ist, beträgt 10 mm × 14 mm. Die Halb­ leiterplättchengröße ergibt sich durch ein einziges MOSFET- Halbleiterplättchen, wie z. B. ein Halbleiterplättchen von der HEX 7,3-Größe der Firma International Rectifier Corporation bei einer Leistungsdichte von 300 W. Alternativ kann ein MOSFET in der Größe HEX 6 und eine Diode mit kurzer Erholzeit (FRED 51), die ebenfalls von der Firma International Rectifier Corpo­ ration hergestellt werden, zusammen in dem gleichen Gehäuse angeordnet werden, und zwar nach Art des Bauteils IRGPSH60UD der Firma International Rectifier Corporation.

Das erfindungsgemäße Gehäuse kann ein Halbleiterplättchen auf­ nehmen, das normalerweise in einem TO-264-Gehäuse angeordnet wird. Ein in einem TO-264-Gehäuse verwendetes Halbleiterplätt­ chen ist typischerweise größer als ein Halbleiterplättchen, das in dem TO-247-Gehäuse verwendet wird. Das TO-247-Gehäuse der vorliegenden Erfindung hat jedoch eine kleinere Grundfläche, einen höheren Strom-Nennwert und niedrigere Kosten als das größere TO-264-Gehäuse. Im Vergleich zu einem typischen TO-247-Gehäuse hat das Gehäuse der vorliegenden Erfindung die gleiche Grundfläche, jedoch ein größeres Halbleiterplättchen und einen höheren Strom-Nennwert. Es sei bemerkt, daß die Ausgangsanschlußleitungen oder Anschlüsse der vorliegenden Erfindung eine vergrößerte Querschnittsfläche aufweisen, um den höheren Gehäusestrom aufzunehmen. Das Verhältnis der Halbleiterplättchen-Fläche zur Gehäusefläche ist in der folgenden Tabelle gezeigt:

Gehäusetyp
Halbleiterplättchen-/
Gehäuse-Verhältnis
TO-264	17%
TO-220	16%
TO-247	19%
erfindungsgemäßes Gehäuse	31%

In der vorstehenden Tabelle bezieht sich die Gehäusefläche auf die gesamte Grundfläche unter Einschluß der Anschlüsse, die das Gehäuse einnehmen würde, wenn es in Querrichtung auf einer Leiterplatte oder einem Kühlkörper befestigt ist. Somit kann das Gehäuse der vorliegenden Erfindung ein Halbleiter­ plättchen aufnehmen, das um mehr als das 1,5-fache der Größe des Halbleiterplättchens aufweist, das von einem typischen TO-247-Gehäuse aufgenommen wird. Zusätzlich ergibt das Gehäuse der vorliegenden Erfindung eine wirkungsvollere Ausnützung des zur Verfügung stehenden Leiterrahmenbereichs, als dies bei den typischen TO-220-, TO-247- und TO-264-Gehäusen der Fall ist.

Die vorliegende Erfindung ergibt ein Halbleiterbauteil-Gehäuse, bei dem ein Leiterrahmen einen eine große Fläche aufweisenden Laschenabschnitt und zumindest einen sich hiervon erstreckenden Anschlußschenkel aufweist, wobei der Leiterrahmen eine im wesentlichen konstante Dicke aufweist, und wobei der Laschen­ abschnitt durchgehend und frei von Öffnungen ist. Ein Halb­ leiterplättchen ist auf dem Laschenabschnitt des Leiterrahmens befestigt, wobei das Halbleiterplättchen im wesentlichen die gesamte Oberfläche einer Seite des Laschenabschnitts einnimmt, auf der das Halbleiterplättchen befestigt ist, und die gesamte Oberfläche des Halbleiterplättchens und zumindest eine Seite des Laschenabschnittes, auf dem das Halbleiterplättchen be­ festigt ist, sind durch ein gemeinsames und ununterbrochenes Formgehäuse aus Kunststoff oder anderem Material bedeckt, aus dem sich zumindest ein Anschlußschenkel heraus erstreckt, wobei auch das Formgehäuse frei von durchgehenden Öffnungen ist.

Das neuartige erfindungsgemäße Gehäuse ist weiterhin weniger empfindlich gegenüber dem Eindringen von Feuchtigkeit, weil die Formklemmöffnungen an den Bauteilecken angeordnet sind, wodurch sich ein längerer Feuchtigkeitspfad in das Innere des Gehäuses ergibt, als wenn die Formklemmöffnungen auf den Seitenabschnit­ ten des Bauteils belassen würden. Dies ist der Fall, weil das größere von dem erfindungsgemäßen Gehäuse aufgenommene Halb­ leiterplättchen näher an den Seiten des Gehäuses als an den Ecken liegt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung er­ geben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Leiterrahmen für eine Version eines be­ kannten TO-264-Gehäuses,

Fig. 2 den Leiterrahmen für ein übliches bekanntes TO-247-Gehäuse,

Fig. 3 den bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Leiterrahmen,

Fig. 4 eine Ausführungsform des Gehäuses mit dem neuartigen Leiterrahmen nach Fig. 3,

Fig. 5 das Gehäuse nach Fig. 4 mit einer ersten Art von Federklammerbefestigung,

Fig. 6 die Anordnung nach Fig. 5 zur Befestigung von zwei Gehäusen,

Fig. 7 eine modifizierte Federklammer-Befestigungs­ anordnung,

Fig. 8 eine weitere modifizierte Federklammerbe­ festigungsanordnung,

Fig. 9 eine weitere modifizierte Federklammer- Befestigungsanordnung,

Fig. 10 die Kontaktkraft als Funktion des thermischen Widerstandes für die Klammerbefestigungen der vorliegenden Erfindung.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Zeichnungen eine Ausführungsform gezeigt, die derzeit bevorzugt wird, wobei es jedoch verständlich ist, daß die Erfindung nicht auf die präzise Anordnung und Einzelheiten, die gezeigt sind, beschränkt ist.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Leiter­ rahmen gezeigt ist, der ein übliches ebenes Kupfer-Stanzteil ist, wobei jedes Element eine Haupt-Halbleiterplättchen- Aufnahmefläche oder Lasche 20, Kontaktierungsdraht-Pfosten 21 und 22 und sich von diesen erstreckende Anschlußleitungen 23, 24 und 25 aufweist. Die in der Mitte liegende Anschlußleitung 24 ist einstückig mit dem Laschenbereich 20 verbunden, und sie ist daher mit der Unterseite eines Halbleiterplättchens verbun­ den, das über dem Bereich 20 befestigt ist, wobei diese Unter­ seite beispielsweise die untere Drain-Elektrode eines MOSFET- Halbleiterplättchens sein kann. Die Source-Elektrode und die Gate-Elektrode des Halbleiterplättchens werden über Kontaktie­ rungsdrähte mit den Pfosten 21 und 22 verbunden. Nach der Befestigung des Halbleiterplättchens auf dem Bereich 20 und der Kontaktierungsdrahtverbindung mit den Anschlußleitungspfosten werden der Leiterrahmen und das Halbleiterplättchen durch Übertragungsformung in ein geeignetes Formgehäuse aus Kunststoff oder anderem geeigneten Isoliermaterial eingebettet, und das überschüssige Metall des Leiterrahmens wird abgeschnitten, um die Anschlußleitungen 23, 24 und 25 voneinander zu trennen. Die untere Oberfläche der Lasche 20 bleibt frei und kann mit Nickel plattiert werden.

Es ist zu erkennen, daß der Hauptteil des Leiterrahmens nach Fig. 1 eine Befestigungsbohrung 30 aufweist. Hierdurch wird die Fläche des Leiterrahmens verringert, die ein Halbleiter­ plättchen aufnehmen kann. Wenn eine Schraube dazu verwendet wird, die untere Oberfläche des Laschenbereiches 20 des Leiter­ rahmens gegen einen Kühlkörper zu drücken, so ist weiterhin die ausgeübte Kraft eine freitragende Kraft und liegt nicht über dem Halbleiterplättchen-Bereich des Gehäuses. Dies führt zu einem schlechten thermischen Widerstand zum Kühlkörper, der sich aus der ungleichförmigen Kraft ergibt, mit der der Leiterrahmen gegen den Kühlkörper gehalten wird. Die Lage der Befestigungsbohrung 30 führt dazu, daß ein stärkerer Druck auf den Teil des Leiterrahmens ausgeübt wird, der der Befestigungs­ bohrung am nächsten liegt, so daß der Kontaktdruck an weiter entfernt liegenden Stellen von der Befestigungsbohrung aus abnimmt. Somit steigt der thermische Widerstand zwischen dem Leiterrahmen und dem Bauteil an, wenn der Abstand von der Befestigungsbohrung zunimmt. Weiterhin ruft die Lage der Befestigungsbohrung 30 eine vergrößerte Wahrscheinlichkeit eines Bruches des Halbleiterplättchens aufgrund von Biege­ beanspruchungen während des Einbaus hervor.

Fig. 2 zeigt den Leiterrahmen eines üblichen TO-247-Gehäuses, und die Ähnlichkeit dieses Leiterrahmens mit dem nach Fig. 1 ist offensichtlich. Gleiche Bezugsziffern in Fig. 2 bezeichnen Teile, die gleich denen nach Fig. 1 sind.

Bei dem Bauteil nach Fig. 2 ist die Fläche 20, die zur Befesti­ gung eines Halbleiterplättchens zur Verfügung steht, beträcht­ lich kleiner als die wesentlich größere Befestigungsfläche bei dem Gehäuse nach Fig. 1. Fig. 2 zeigt weiterhin eine Befesti­ gungsbohrung 30 und Formteil-Verriegelungsansätze 40 bis 45 auf der Leiterrahmen-Lasche. Die Formteilverriegelungsansätze sind metallische Teile dese Leiterrahmens, die dazu verwendet werden, den umgebenden abgeformten Teil des Bauteils festzuhalten. Die Formteilverriegelungsansätze 40 sind durch Klemmbereiche 46 und 47 unterbrochen, die die Bereiche sind, die an ihren Kanten in der Form während des Formungsvorganges eingeklemmt werden. Dies heißt mit anderen Worten, daß es die Klemmbereiche ermöglichen, daß der Leiterrahmen in einer gewünschten Ausrichtung gehalten wird, während er mit dem Formteil umgeben wird. Die Klemmbe­ reiche werden häufig mit Nickel plattiert, weil sie nach der Abformung des Gehäuses freiliegen. Weiterhin sind diese Bereiche diejenigen, an denen Feuchtigkeit in das abgeformte Gehäuse eintreten und unerwartete Bauteilausfälle hervorrufen kann.

Fig. 3 zeigt den Leiterrahmen der vorliegenden Erfindung, wobei Teile, die gleich denen nach den Fig. 1 und 2 sind, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den in den Fig. 1 und 2 gezeigten Gehäusen in mehrfacher bedeutsamer Weise. Zunächst wird bei der vorliegenden Erfindung die Befestigungsbohrung 30 nicht verwendet, so daß die das Halbleiterplättchen auf­ nehmende Fläche 20 wesentlich vergrößert wird. Tatsächlich wird der das Halbleiterplättchen aufnehmende Bereich 20 bei der vorliegenden Erfindung praktisch gegenüber der Fläche des in Figur gezeigten TO-247-Gehäuses verdoppelt. Bei dieser Anord­ nung wird das Halbleiterplättchen vorzugsweise durch Ober­ flächenbefestigung auf dem Aufnahmebereich 20 befestigt.

Weiterhin sind die Formteilverriegelungsansätze des Leiter­ rahmens auf Segmente 50, 51 und 52 abgeändert, wodurch Eck­ bereiche 53 und 54 freibleiben (die wahlweise mit Nickel plattiert weden können), um ein Klemmen des Leiterrahmens beim Formvorgang zu ermöglichen. Die Bereiche 53 und 54 sind von dem Halbleiterplättchen-Bereich entfernt angeordnet und verbessern die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Gehäuses verglichen mit der Beibehaltung der Klemmbereiche an den Seitenteilen des Leiter­ rahmens, wie dies durch die Bereiche 46 und 47 in Fig. 2 gezeigt ist. Dies ergibt sich daraus, daß die Länge des Klemm­ bereiches kleiner als bei den bekannten Gehäusen nach Fig. 2 ist, so daß weniger Feuchtigkeit in das abgeformte Gehäuse eintreten kann, und die Anordnung der Formklemmbereiche 53 und 54 an von dem Halbleiterplättchenbereich entfernten Stellen erfordert es, daß schädliche Feuchtigkeit sich über eine längere Strecke bewegt, bis sie das Halbleiterplättchen erreicht, verglichen mit der Beibehaltung der Klemmbereiche an den seit­ lichen Teilen des Leiterrahmens. Bei der vorliegenden Erfindung liegt die vergrößerte Halbleiterplättchen-Fläche, die sich bei dem erfindungsgemäßen Gehäuse ergibt, näher an den Seiten des Leiterrahmens, als an den Ecken. Somit würde die Beibehaltung der Klemmbereiche an den Seitenteilen des Leiterrahmens die Feuchtigkeitsbeständigkeit im Vergleich zu den typischen Gehäusen nach Fig. 2 verringern. Eine Verbesserung wird dadurch erzielt, daß die Formklemmbereiche auf die Bereiche 53 und 54 verlegt werden.

Zusätzlich sind die Formklemmbereiche 53 und 54 vorzugsweise auf eine Dicke abgeflacht, die kleiner als die des übrigen Teils des Laschenbereiches 20 ist. Das Verfahren, mit dem die Leiterrrahmen gestanzt werden, ruft typischerweise einen gezogenen Radiusbereich hervor, d. h. einen nichtquadratischen Winkel zwischen der ebenen Oberfläche des Leiterrahmens und der seitlichen Oberfläche. Dies kann in negativer Weise die Klemmfestigkeit beeinflussen. Um diesen Nachteil zu beseitigen, sind die Bereiche 53 und 54 abgeflacht, um einen angenähert rechtwinkligen Eckenwinkel zwischen der ebenen Oberfläche des Leiterrahmens und der seitlichen Oberfläche zu schaffen. Der Abflachungsvorgang macht weiterhin den Eckenbereich dünner und erleichtert eine verbesserte Einklemmung.

Drittens ist die Querschnittsfläche der Anschlußschenkel 23, 24 und 25 vergrößert (um 85 Ampere effektiv anstatt von 70 Ampere effektiv für das Gehäuse nach Fig. 2 zu führen) und die Längskanten dieser Anschlußschenkel können abgeschrägt oder angefast werden, um es zu ermöglichen, daß sie in eine Leiter­ plattenöffnung mit der gleichen Größe passen, wie sie zur Auf­ nahme eines bekannten Bauteils verwendet werden, wie z. B. des typischen TO-247-Gehäuses.

Fig. 4 zeigt den Leiterrahmen nach Fig. 3 nach der Übertra­ gungsabformung eines Kunststoffgehäuses 60 und nach dem Abschneiden der überschüssigen Leiterrahmenbereiche. Das Gehäuse 60 ist so abgeformt, daß es das Halbleiterplättchen und die Kontaktierungsdrahtverbindungen umgibt, und es ist vorzugsweise um die Seiten 55 des Laschenabschnittes 20 herum abgeformt, wobei die Unterseite des Laschenabschnittes frei bleibt. Die Formklemmbereiche 53 und 54 werden wahlweise an ihren oberen und unteren Oberflächen ebenfalls nicht von dem Gehäuseformteil 60 bedeckt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Kunststoffgehäuse neuartige Schlitze 70 und 71 aufweist, um die Kriechstrecke zwischen den Anschlußleitungen 23-24 und 24-25 zu vergrößern. Die Kriechstrecke ist die Umfangslänge um die Außenkante des Gehäuses 60, gemessen zwischen benach­ barten Leitungen.

Fig. 5 zeigt die neuartige Klammerbefestigung des Gehäuses 60. Weil eine Befestigungsbohrung für einen vergrößerten Druck an einen Kühlkörper bei dem Gehäuse der vorliegenden Erfindung nicht vorgesehen ist, ist eine Klammerbefestigung erforderlich, um das Gehäuse 60 in geeigneter Weise an einer Leiterplatte oder einem Kühlkörper zu befestigen. Eine Feder­ klammer 80 ist vorgesehen, die Schenkel 81 und 82 mit Einrast­ teilen 83 bzw. 84 sowie einen einspringenden Druck-Brücken­ abschnitt 85 aufweist. Das Gehäuse 60 und der Brückenabschnitt 85 können derart angeordnet werden, daß der Brückenabschnitt 85 Druck auf das Gehäuse 60 angenähert am Mittelpunkt des Halb­ leiterplättchen-Bereiches aufbringt, wodurch der spezifische thermische Widerstand zu einem Minimum gemacht wird. Weiterhin ruft die Anpreßanordnung des Brückenabschnitts 85 keine Biegebe­ anspruchung oder ungleichförmige Beanspruchung auf das Gehäuse 60 beim Einbau hervor. Die Einrastteile 83 und 84 sind so aus­ gebildet, daß sie in Öffnungen 90 und 91 der Halterung 92 ein­ rasten. Die Halterung 92 kann eine leitende Oberfläche 93 auf­ weisen, die mit der Unterseite der Lasche 20 durch die Feder 80 in Berührung gedrückt wird. Es können mehrere Bauteile auf der Oberfläche 92 befestigt werden, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, in der ein Bauteil bereits befestigt ist.

Wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, kann die Federklammer eine U-förmige Klammer 100 sein, die auf die Oberseite des Gehäuses 60 und die Unterseite der Halterung oder des Kühlkörpers 101 aufgeklemmt ist. Die nach innen gerichtete Klemmkraft, die von den seitlichen Armen 102 ausgeübt wird, hält das Gehäuse 60 an seinem Platz. Diese Anordnung ermöglicht es, daß das Gehäuse 60 an der Halterung oder dem Kühlkörper 101 befestigt wird, ohne daß es erforderlich ist, Klammerbefestigungsöffnungen in der Halterung oder dem Kühlkörper 101 vorzusehen. Das Gehäuse 60 und die U-förmige Klammer 100 können derart angeordnet werden, daß die seitlichen Arme 102 einen Druck auf das Gehäuse 60 angenähert am Mittelpunkt des Halbleiterplättchenbereiches ausüben, wodurch der spezifische thermische Widerstand zu einem Minimum gemacht wird. Weil weiterhin der Druck angenähert am Mittelpunkt des Halbleiterplättchen-Bereiches ausgeübt wird, wird das Gehäuse 60 beim Einbau keinen Biegekräften oder un­ gleichförmigen Kräften ausgesetzt.

Fig. 8 zeigt die Verwendung von freitragenden Federn 110, die in einen Schlitz 111 eines Kühlkörpers 112 eingeklemmt werden. Diese Anordnung ermöglicht es, daß das Gehäuse 60 an dem Kühl­ körper 112 befestigt wird, ohne daß Klammerbefestigungsöffnungen in dem Kühlkörper 112 vorgesehen werden, und ohne daß es erfor­ derlich ist, ein Ende des Kühlkörpers zu übergreifen, wie dies bei der U-förmigen Klammer 100 nach Fig. 7 erforderlich ist. Bei dieser Anordnung bewirkt die Kragarm-Wirkung, daß der Arm 113 eine nach unten gerichtete Kraft gegen das Gehäuse 60 aus­ übt, vorzugsweise gegen den Mittelpunkt des Halbleiterplättchen- Bereiches. Das Aufbringen des Druckes auf das Gehäuse 60 ange­ nähert am Mittelpunkt des Halbleiterplättchen-Bereiches macht den spezifischen thermischen Widerstand zu einem Minimum. Weil weiterhin der Druck angenähert auf den Mittelpunkt des Halblei­ terplättchen-Bereiches ausgeübt wird, wird das Gehäuse 60 beim Einbau keinen Biegekräften oder ungleichförmigen Kräften aus­ gesetzt.

Fig. 9 zeigt eine weitere Art einer Federklammer 120 und eine andere Art eines mit Rippen versehenen Kühlkörpers 121. Die Federklammer 120 wird gegen den mit Rippen versehenen Kühlkörper 121 derart an ihrem Platz gehalten, daß sie einen nach unten gerichteten Druck auf das Gehäuse 60 ausübt, um das Bauteil an seinem Platz zu halten.

Fig. 10 zeigt die von den Federklammern auf das Gehäuse 60 ausgeübte Kontaktkraft als Funktion des thermischen Widerstandes zwischen dem Gehäuse 60 und dem Kühlkörper oder der Halterung. Die gezeigten Federklammern üben typischerweise eine Kraft von zwischen ungefähr 20 bis ungefähr 40 Newton aus, um einen ther­ mischen Widerstand von weniger als ungefähr 0,24°C/W hervorzu­ rufen. Es wurde festgestellt, daß an dem Gehäuse keine Schäden für Federkräfte von weniger als ungefähr 2000 Newton hervorgerufen werden.

Die vorliegende Erfindung ergibt somit ein Halbleiterbauteil- Gehäuse, das ein Halbleiterplättchen mit vergrößerten Ab­ messungen verglichen mit ähnliche Abmessungen aufweisenden Bauteilgehäusen aufnimmt. Diese Anordnung ermöglicht es, daß das Halbleiterbauteil höhere Betriebsströme zuläßt, als ähnliche Abmessungen aufweisende Bauteilgehäuse. Weiterhin ist das Halbleiterbauteil-Gehäuse der vorliegenden Erfindung der­ art angeordnet, daß der Formklemmbereich von dem Halbleiter­ plättchen entfernt angeordnet ist, wodurch der Bereich ver­ ringert wird, von dem aus schädliche Feuchtigkeit in das Form­ gehäuse eintreten kann und wodurch der Abstand vergößert wird, über den die Feuchtigkeit kriechen muß, um mit dem Halbleiter­ plättchen in Kontakt zu kommen.

Die in dem Gehäuse 60 vorgesehene Kerbe dient zur Vergrößerung der Kriechstrecke zwischen benachbarten Anschlußleitungen, wodurch die kapazitiven Effekte von dem Material des Gehäuses 60 auf die Leitungen verringert werden.

Die neuartigen Klammeranordnungen der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, daß die vergrößerten Betriebstemperaturen, die sich aufgrund der vergrößerten Betriebsströme ergeben, in wirkungsvoller Weise von dem Gehäuse 60 abgeleitet werden, indem ein verbesserter thermischer Kontakt und ein geringer thermischer Widerstand geschaffen wird. Weiterhin ermöglichen es die neuartigen Klammeranordnungen, daß das Gehäuse 60 sehr einfach an einer Leiterplatte oder einem Kühlkörper in einer Weise befestigt wird, die das Gehäuse oder das Halbleiterplätt­ chen mechanisch nicht beansprucht.

Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Ausfüh­ rungsformen verwirklicht werden, ohne den Grundgedanken oder dessen wesentliche Merkmale zu verlassen.

Claims (12)

1. Halbleiterbauteil-Gehäuse mit einem Leiterrahmen, der einen großen Laschenabschnitt (20) und zumindest einen sich hiervon erstreckenden Anschlußschenkel (24) aufweist, mit einem Halbleiterplättchen, das auf dem Laschenabschnitt (20) des Leiterrahmens befestigt ist, und mit einem Formgehäuse, das das Halbleiterplättchen und zumindest einen Teil des Leiter­ rahmens bedeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Laschenabschnitt (20) durch­ gehend und frei von Öffnungen ist, daß das Halbleiterplättchen im wesentlichen den gesamten Oberflächenbereich auf einer Seite des Laschenabschnittes (20) einnimmt, auf der das Halbleiter­ plättchen befestigt ist, daß die gesamte Oberfläche des Halb­ leiterplättchens und zumindest die Seite des Laschenabschnittes (20), auf der das Halbleiterplättchen angeordnet ist, von einem gemeinsamen und ununterbrochenen Formgehäuse (60) bedeckt sind, wobei sich der zumindest eine Anschlußschenkel (23) aus dem Gehäuse heraus erstreckt, und daß das Formgehäuse (60) frei von durch dieses hindurchgehenden Öffnungen ist.

2. Halbleiterbauteil-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest einen Formklemmbereich (53, 54) aufweist, der an einer Ecke des Laschenabschnittes (20) angeordnet ist, wobei der Formklemmbereich eine Dicke aufweist, die kleiner als die des übrigen Teils des Laschenabschnittes (20) ist.

3. Halbleiterbauteil-Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Anschlußschenkeln (23, 24, 25) so angeordnet ist, daß diese von dem Formgehäuse (60) entlang einer gemeinsamen Ebene vorspringen.

4. Halbleiterbauteil-Gehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formgehäuse (60) zumindest einen Schlitz (70, 71) auf einem Außenteil des Formgehäuses senkrecht zu einer Richtung des Vorspringens der Vielzahl von Anschlußschenkeln aus dem Formgehäuse (60) aufweist, wobei der zumindest eine Schlitz (70, 71) zwischen zwei benachbarten An­ schlußschenkeln (23, 24/24, 25) der Vielzahl von Anschlußschenkeln (23-25) angeordnet ist und wobei sich jeder der Schlitze (70, 71) von der Oberseite des Formgehäuses zu einer Unterseite des Formgehäuses erstreckt.

5. Halbleiterbauteil-Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jedes Schlitzes (70, 71) an der Oberseite und der Unterseite des Formgehäuses (60) größer ist, als an einem Mittelbereich des Schlitzes.

6. Halbleiterbauteil-Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschlußschenkel (23-25) ab­ geschrägt ist.

7. Halbleiterbauteil mit einem Halbleitergehäuse, das einen Leiterrahmen mit einem eine große Fläche aufweisenden Laschen­ abschnitt und zumindest einen sich von diesem erstreckenden Anschlußschenkel, ein Halbleiterplättchen, das an dem Laschen­ abschnitt des Leiterrahmens befestigt ist, und ein Formgehäuse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterrahmen eine im wesent­ lichen konstante Dicke aufweist, daß der Laschenabschnitt (20) durchgehend und frei von durchgehenden Öffnungen ist, daß das Halbleiterplättchen im wesentlichen den gesamten Oberflächen­ bereich einer Seite des Laschenabschnittes (20) einnimmt, auf dem das Halbleiterplättchen befestigt ist, daß die gesamte Oberfläche des Halbleiterplättchens und zumindest die Seite des Laschenabschnittes, auf der das Halbleiterplättchen be­ festigt ist, von dem gemeinsamen und ununterbrochenen Form­ gehäuse bedeckt sind, daß der zumindest eine Anschlußschenkel (24) durch das Formgehäuse hindurch vorspringt, daß das Form­ gehäuse frei von durch dieses hindurchgehenden Öffnungen ist, und daß eine Klammer in Druckkontakt mit einer Oberseite des Formgehäuses (60) steht, wobei die Klammer zum Festhalten des Bauteilgehäuses in einer eingebauten Position dient.

8. Halbleiterbauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (80; 100; 110; 120) das Bauteil gegen einen Kühlkörper und/oder eine Leiterplatte festhält.

9. Halbleiterbauteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (80; 100; 110; 120) im wesentlichen U-förmig ist.

10. Halbleiterbauteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer eine auskragende Feder (110; 120) ist, daß ein Ende der Feder gegen den Kühlkörper an­ geordnet ist und daß ein gegenüberliegendes Ende der Feder einen Haltedruck auf das Halbleiterbauteil-Gehäuse ausübt.

11. Halbleiterbauteil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer (80) zumindest einen Einrastteil (83), der an einem Ende der Klammer angeordnet ist und in eine jeweiligen Öffnung (90, 91) in dem Kühlkörper und/oder der Leiterplatte einrastbar ist, und einen Brückenab­ schnitt (85) aufweist, der angenähert an einem Mittelpunkt entlang einer längsgerichteten Länge der Klammer angeordnet ist, wobei der Brückenabschnitt eine Haltekraft auf das Halbleitergehäuse ausübt.

12. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer eine Druckkontaktkraft auf das Halbleitergehäuse mit einem Wert von zwischen ungefähr 20 Newton und ungefähr 40 Newton ausübt.