DE2221673A1 - Verfahren zum herstellen eines halbleiterbauelementes - Google Patents

Description

Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes mit einem ein Halbleiterelement einschließendem scheibenförmigen Gehäuse, bestehend aus zwei zwei Stirnflächen aufweisenden Isolierstoff ringen, zwei Deckelplatten und zwei über den Rand der Isolierstoffringe hinausragenden ringförmigen Metallscheibenj durch Verbinden einer der Stirnflächen jedes Isolierstoffringes mit einer der Deckelplatten und Verbinden der anderen Stirnseite mit einer der Metallscheiben, durch Einlegen des Halbleiterelementes in einen durch einen der Isolierstoffringe und eine" der Deckelplatten gebildeten Hohlraum und durch mechanisches Verbinden der.Metallscheiben am äußeren Rand.

Ein solches Verfahren ist bereits beschrieben worden. Bei diesem Verfahren werden die Deckelplatten mit einer Stirnseite der aus Keramik bestehenden Isolierstoffringe verlötet. Hit der anderen Stirnseite der Isolierstoffringe werden die ringförmigen Metallscheiben verlötet. Diese Teile bilden ein erstes Gehäuseteil. iJach dem Verlöten wird ein Halbleiterelement in einen durch einen der Isolierstoffringe und einer Deckelplatte gebildeten Hohlraum eingelegt. Anschließend wird ein zweites, aus dem anderen Isolierstoffring und einer Deckelplatte bestehendes Gehäuseteil auf das erste Gehäuseteil aufgelegt. Beide Gehäuseteile werden durch Schweißen, löten oder z. B. Unibördeln der ringförmigen Metallscheiben miteinander verbunden.

Mit einem solchen Verfahren läßt sich erreichen, daß die beim

VPA 9/110/2026 Hab/Hob

309846/0674

Verlöten der Isolierstoffringe und der Deckelplatten entstehenden Gase oder Dämpfe keinen schädlichen Einfluß auf das Halbleiterelement haben können. Las Verlöten der aus Keramik bestehenden Isolierstoffringe mit den Deckelplatten setzt jedoch eine relativ hohe mechanische Festigkeit der Isolierstoffringe voraus und erfordert ein Metallisieren der ^: zu verlötenden Stirnflächen der Isolierstoffringe. Ein solches Verfahren ist jedoch relativ umständlich und teuer.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den Aufwand für ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes gemäß der eingangs erwähnten Gatt-ung herabzusetzen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwischen die eine Stirnseite der Isolierstoffringe und eine Deckelplatte eine ringförmige Folie eingelegt wird, die einen bei Zimmertemperatur festen, aushärtbaren Kleber enthält, und daß der Isolierstoffring, die Folie und die Deckelplatte bei einer Temperatur, bei der der Kleber flüssig wird, aneinandergepreßt werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann auch zwischen die ringförmige Metallscheibe und die andere Stirnseite eine Folie eingelegt werden. Die Folie kann aus einer mit einem Epoxydkleber getränkten Glasfasergewebe bestehen. Vorteilhafterweise wird die Klebefolie auf eine Temperatur von 200⁰C erhitzt.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 die Einzelteile einer Gehäusehälfte eines scheibenförmigen Halbleiterbauelementes vor dem Zusammensetzen und
Figur 2 ein fertiges scheibenförmiges Halbleiterbauelement.

In Figur 1 ist ein Isolierstoffring mit 1 bezeichnet. Dieser VPA 9/110/2026 ^ - 3 -

309846/067/.

Isolierstoffring besteht ζ. B. aus Keramik oder einem sonstigen harten Isolierstoff. Der Isolierstoffring 1 weist eine obere Stirnfläche 4 und eine untere Stirnfläche 5 auf. Auf die obere Stirnfläche 4 wird eine Folie 6 aufgelegt, die z. B. aus einem mit einem Epoxydkleber getränkten Glasfasergewebe besteht. Die Folie 6 kann auch aus einem anderen Material bestehen, zur einfachen Handhabung der Polie sollte sie jedoch einen Kleber aufweisen, der bei Zimmertemperatur fest ist. Auf die Folie 6 wird eine napfförmige Deckelplatte 2 aufgesetzt. Diese Deckelplatte besteht z. B. aus versilbertem Kupfer.

Die Deckelplatte 2 wird an die Stirnfläche 4 des Isolierstoff ringes 1 angepreßt, wobei die Teile auf eine Temperatur von z. B. 200° erhitzt werden. Bei dieser Temperatur schmilzt der in der Folie 6 enthaltene Kleber und benetzt sowohl die Stirnfläche 4 als auch den über der Stirnfläche 4 liegenden Teil der Deckelplatte 2. Die Deckelplatte 2 und der Isolierstoffring X werden vorzugsweise bis zur Aushärtung des Klebers aufeinandergepreßt. Das Aushärten erfolgt zweckmäßigerweise bei der gleichen Temperatur, also z. B. 200⁰C. Zur besseren Haftung v/erden die zu verklebenden Flächen z. B. durch Schleifen oder Sandstrahlen aufgerauht.

Gleichzeitig oder anschließend wird mit der unteren Stirnseite 5 des Isolierstoffringes 1 eine ringförmige Metallscheibe 5 verbunden. Zu diesem Zweck wird zwischen die untere Stirnseite 5 des Isolierstoffringes 1 und die ringförmige Metallscheibe 3 eine Folie 7 gelegt, deren Zusammensetzung der der Folie 6 entspricht. Die ringförmige Metallscheibe 3 besteht zweckmäßigerweise aus einem Metall, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des Isolierstoffringes 1 wenigstens etwa entspricht. Sie kann z. B. aus Vacon oder Kovar bestehen. Die genannten Teile bilden eine erste Gehäusehälfte. Auch hier werden die zu verklebenden Flächen zweckmäßigerweise aufgerauht.

VPA 9/110/2026 ■· - 4 -

309846/0674

— /j. —

In Figur 2 ist ein vollständiges scheibenförmiges Halbleiterbauelement gezeigt, das aus z\ie± nach dein in Verbindung mit Figur 1 beschriebenen Verfahren zusammengesetzten Gehäusehälften besteht. Gleiche Teile sind hier mit gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 versehen. Das Halbleiterbauelement nach Figur 2 v/eist eine zweite Gehäusehälfte auf, deren Abmessungen denen der ersten Gehäusehälfte identisch sein kennen. Sie weist einen Isolierstoffring 8 eine Deckelplatte 9 und' eine ringförmige Metallscheibe 10 auf. In einen durch den Isolierstoffring 8 und Deckelplatte 9 gebildeten Hohlraum 11 wird ein Halbleiterelement eingelegt, das aus einem z. B. aus Silicium bestehenden Halbleiterkörper 12, einer z. B. aus Gold bestehenden Elektrode 13 und einer z. B. aus Molybdän bestehenden Elektrode 14 besteht. Auf die Elektroden 13 wird eine aus Strom und 7/ärme gut leitenden Material, z. B. Kupfer bestehende Anschlußelektrode 18 aufgelegt. Nach Einlegen der Kontaktelektrode 18 wird die obere Gehäusehälfte aufgelegt. Anschließend werden die ringförmigen Metallscheiben 3 und 10 am äußeren Rand z. B. mittels zweier ringförmiger Schweißelektroden 15 und 16 miteinander verschweißt. Dazu kann mindestens eine der ringförmigen Metallscheiben am Rand eine ringförmige Einprägung aufweisen, die als Schweißwulst dient.

Dieses Verfahren hat gegenüber dem bisher bekannten Verfahren den Vorteil, daß es wesentlich weniger aufwendig ist. Gleichzeitig wird vermieden, daß beim Aushärten des Klebers auftretende Dämpfe oder Gase vom Halbleiterkörper ferngehalten werden. Eine Beeinflussung des Halbleiterkörpers, die z. B. zu einer Verschlechterung der Sperrkennlinien führen kann, wird damit vermieden.

Die beiden Gehäusehälften müssen nicht unbedingt verschweißt werden, sie können z. B. auch durch Umbördeln des äußeren Randes der ringförmigen Metallscheiben 3 und 10 miteinander verbunden werden. Die Deckelplatten müssen nicht unbedingt napf-

VPA 9/110/2026 - 5 -

3098Α6/0Θ74

förmig ausgebildet sein, sie können 2. B. auch ein 2. B. aus Kupfer bestehendes massives Mittelstück aufweisen, das mit dem mit den Isolierstoffscheiben verklebten Rand der Deckelplatten bündig abschließt oder über diesen Rand hinausragt. Die Erfindung läßt sich auch bei Thyristoren mit scheibenförmigem Gehäuse verwenden. Ein Ende der Steuerelektrodenzuführung kann zwischen die ringförmigen Metallscheiben gelegt und wird beim Verbinden dieser Scheiben gleichzeitig mit diesen kontaktiert. Die Scheiben bilden dann den Steueranschluß.

5 Patentansprüche
2 Figuren

VPA 9/110/2026 * - 6 -

309846/0674

Claims (5)

1. ( 1.J Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbaueleraentes mit einem ein Halbleiterelement einschließenden scheibenförmigen Gehäuse, bestehend aus zwei zwei Stirnflächen aufweisenden Isolierstoffringen und zwei über den Rand der Isolierstoffringe hinausragenden ringförmigen Iietallscheiben, durch Verbinden einer der Stirnflächen jedes Isolierstoffringes nit einer der Deckelplatten und Verbinden der anderen Stirnseite mit einer der Lletallscheibeii, durch Einlegen des Halbleiterelementes in einen durch einen der Isolierstoffringe und einer der Deckelplatten gebildeten Hohlraum und durch mechanisches Verbinden der Metallscheiben am äußeren Rand, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwischen die eine Stirnseite (4) der Isolierstoffringe (1) und eine Deckelplatte (2) eine ringförmige Folie (6) eingelegt wird, die einen bei 'Zimmertemperatur festen, aushärtebaren Kleber enthält, und daß der Isolierstoffring, die Folie und die Deckelplatte bei einer Temperatur, bei der der Kleber flüssig wird, aneinandergepreßt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auch zwischen die ringförmige IJetallscheibe (3) und die andere Stirnseite (5) eine Polie (7) eingelegt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet , daß eine Polie eingelegt wird, die aus einem mit einem Spoxydkleber getränkten Glasfasergewebe besteht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Klebefolie auf eine Temperatur von 200⁰C erhitzt wird.

   VPA 9/110/2026 , - 7 -

   3098 AS /0674
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4> dadurch gekennzeichnet, daß die ■ su verklebenden Flächen aufgerauht werden.

   VPA 9/110/2026

   309846/067 /♦

   Leerseite