Полупроводниковое устройство

г.сО П И С-А-"-Н- И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскии Соцмалмстимескки Республик(51) М. Кл. Н 01 1.23/34 Государственный комитет СССР ео делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Вильям Бернард Холл и Джозеф Аллен КоскулицИностранная фирмаРКА Корпорейшн(54) ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ УСТРОЛСТВО 1Изобретение относится к области полупроводниковой электроники, в частности к конструкциям мощных полупроводниковых приборов, например, интегральных схем в корпусах из полимерного материала.Известна герметизация полупроводниковых приборов трех основных типов в частности интегральных схем. Одна из них осуществляется с помощью металлического кожуха, однако она чаще всего используется для дискретных приборов, а другая является корпусом, изготовленным из керамических 1 О материалов. Оба корпуса обладают высокой эффективностью передачи тепла от полупроводникового кристалла во внешнюю среду. Однако они относительно дороги и значительно удорожают стоимость производства полупроводниковых приборов.При третьем типе дискретные приборы и особенно интегральные схемы герметизируются с помощью полимерного пластического материала. Герметизация этого типа нашла широкое применение благодаря его О относительно низкой стоимости 1 .Наиболее близким к изобретению техническим решением является полупроводнико 2вое устройство, содержащее удлиненный призматический корпус из полимерного материала, в котором расположен закрепленный на опорной пластине и имеющий с ней тепловой контакт, электрически соединенный с множеством проводников, внешние участки которых выходят из удлиненных противоположных сторон корпуса, а внутренние участки параллельны опорной пластине, с противоположной полупроводниковому кристаллу стороны которой закреплен и связан с ней тепловым контактом тепло- проводящий элемент, имеющий внутренние и внешние участки относительно корпуса, с помощью которых он соединен со средством для отвода тепла 2.В таком устройстве теплопроводящий элемент в основном параллелен плоскости опорной пластины и выходит из корпуса через его короткую сторону, что ухудшает эффективность охлаждения, так как устройство имеет длинный тепловой путь от источника тепла в полупроводниково кристал - ла до средства отвода тепла.Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения.3Цель достигается тем, что теплопроводяший элемент расположен таким образом, что его продольная ось перпендикулярна к плоскости опорной пластины, и он имеет средства для его крепления в корпусе.Средство для крепления может быть выполнено в виде множества плоских поверхностей на теплопроводяшем 5 лементе.Средство для крепления также может быть выполнено в виде по крайней мереодной канавки, расположенной на внутреннем участке теплопроводящего элемента.Средство для крепления может быть также выпОлнено в виде цилиндрического фланца на внутреннем участке теплопроводящего элемента.Кроме того, средство для крепления может быть выполнено в виде плоской удлиненной пластины, закрепленной на внутреннем участке теплопроводяшего элемента, причем пластина удлинена в том же направлении, что и направление удлинения корпуса.На фиг. 1 показано полупроводниковое устройство, сечение А - А на фиг. 2; на фиг. 2 - устройство, вид сбоку; на фиг. 3 дано сечение Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - изображено устройство, вариант, когда теплопроводящий элемент имеет по крайней мере одну канавку, расположенную на внутреннем участке теплопроводящего элемента; на фиг. 5 - устройство, когда средство для крепления выполнено в виде цилиндрического фланца на внутренней части теплопроводяшего элемента.Устройство 1 содержит корпус 2, изготовленный из полимерного материала, например из эпоксидного пластика, которыйимеет боковые 3 и 4, верхнюю 5 и 6 нижнюю 6 поверхности. Обычно боковые поверхности 3 и 4 немного наклонены относительно нижней и верхней поверхностей 6 и 5 с тем, чтобы облегчить вынимание устройства из формы, в которой корпус 2 форму- ется Корпус 2 в основном имеет форму прямоугольной призмы, верхние и нижние поверхности которой располагаются сугцественно под прямыми углами относительно боковых поверхностей.Множество электрических проводников7 выходит из корпуса 2 через боковые поверхности 3 и 4 и имеют части 8, расположенные внутри корпуса, параллельные опорной пластине 9, которая может быть частью проводящей рамы, так же как и проводники 7. Полупроводниковый кристалл 10монтируется на пластине 9 таким образом, чтобы иметь с ней тепловой контакт. Для этой цели он может быть припаян к пластине 9 или прикреплен посредством теплопроводящего клея, Проволочки 11 соединяют активные схемные элементы на кристалле 10 с проводниками 7.Теплопроводящий элемент 12 выполнен в форме правильного цилиндра и прикреп 4лен к стороне опорной пластины 9, противоположной той, на которой закреплен полупроводниковый кристалл 10. Для осугцествления теплового контакта теплопроводяший элемент 12 может быть припаян к опорной пластине 9. Теплопроводящий элемент имеет часть 13, которая располагается внутри корпуса 2, и часть 14, которая располагается вне корпуса 2. Продольная ось элемента 12 перпендикулярна к плоскости опорной пластины 9 и соответственно частям проводников 2 с тем, чтобы теплопроводящий элемент выходил из верхней поверхности 4 корпуса 2 существенно перпендикулярно к ней.Теплопроводящий элемент 2 имеет средство для его крепления в корпусе 2.Устройство, показанное на фиг. 1, 2 и 3, представляет собой множество плоских поверхностей 15, выполненных на той части 13, которая находится внутри корпуса 2.При изготовлении корпуса 2 заливаемый пластик окружает плоскости 15 и после сушки надежно закрепляет элемент 12 противвращения в корпусе 2. Теплопроводящий элемент прочно прикрепляется в пластине 9.Для облегчения отвода тепла от теплопроводяшего элемента2 к нему может быть присоединено средство для отвода тепла, например радиатор 16, который может быть припаян или закреплен на части 14 тепло- проводящего элемента 12. Используют и другие средства для отвода тепла.В устройстве, показанном на фиг. 4. средство для крепления выполнено в виде по крайней мере одной канавки 17, расположенной на внутренней части теплопроводягцего элемента 12.На фиг, 5 представлен вариант устройства, в котором средство для крепления теплопроводящего элемента в корпусе выполнено в виде цилиндрического фланца 18, расположенкого на части теплопроводного элемента, находящейся в корпусе 13, Кроме того, на его внешней части 14 сделана резьба 19, облегчающая крепление средства для отвода тепла.Еши одним вариантом выполнения средства для крепления теплопроводящего элемента в корпусе может служить пластина, удлиненная в направлении удлинения корпуса и также выполненная на внутренней части теплопроводящего элемента.Такое средство крепления обеспечивает увеличение механической прочности крепления и сопротивление по отношению к любым механическим усилиям, которые могут воздействовать на внешнюю часть теплопроводящего элемента 12, в большей степени, чем в других вариантах. Корпус полупроводникового устройства может быть изготовлен в обычном аппарате, который состоит из двух частей, соединяемых для образования полости. Аппарат содержит канал для заливки полимерного материала, соединенный с поиь Ю 9 2 фиг. 7 Подписиоектнаи, 4 Заказ 2185/14 Тираж 9П Патент:, г. Ужгороа, уа ю.ПИПИ Филиал лостью, имеющей цилиндрическое отверстие, с находящимся в нем выталкивающим штифтом, который может совершать возвратно- поступательное движение аксиально в отверстии для выталкивания готового продукта из формы после того, как форма открывается. Кристалл, расположенный на опорной пластине и соединенный с теплопроводящим элементом и с электрическими выводами, помещается в форму, в отверстие которой вводится штифт, и форма закрывается. Затем пластический материал заливает в ся в канал для заливки.Когда пластический материал затвердевает, форма открывается и выталкивающий штифт продвигается вперед для взаимодействия с теплопроводящим элементом и выталкивает устройство из формы. Затем проводят обрезание проводящей рамки. В случае необходимости присоединяют оадиатор или другое средство для отвода тепла. Предлагаемое полупроводниковое уст- оройство обеспечивает рассеизание теплаболее чем 1 Вт на 10 С. 1. Полупроводниковое устройство, содержащее удлиненный призматический корпус из полимерного материала, в котором расположен закрепленный на опорной пластине и имеющий с ней тепловой контакт полупроводниковый кристалл, электрически соединенный с множеством проводников, внешние участки которых вьходят из удли енных противоположных сторон корпуса, а внутренние участки параллельны опорной35 пластине, с противоположной полупроводниковому кристаллу стороны которой закреплен и связан с ней тепловым контактом тсплопроводящий элемент, имеющий внутренние и внешние участки относительно корпуса, с помощью которых он соединен со редством для отвода тепла, отличающее.ая тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, теплопроводящий элемент расположен таким образом, что его продольная ось перпендикулярна к плоскости опорной пластины, и он имеет средства для его крепления в корпусе.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что средство для крепления выполнено в виде множества плоских поверхностей на т Рплоп роводящем элементе.3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, ;ТО средство для крепления выполнено в ьнде по краинеи мере одной канавки, расНОложенной на внутреннем участке теппо- ПРОВОДЯ ПЕГО ЭЛЕМЕНТа.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средство для крепления выполнено в виде цилиндрического фланца на внутреннем участке теплопроводящего элемента.5. Усгройство пе п. 1, от шчающееся тем, что средство для крепления выполнено в виде плоской удлиненной пластины, закрепленной на вну рсннсм участке теплопроводящего элемента, причет 1 пластина удл- непа в "ом же наппавлении. что и направлениезлиРн. я корит с а.Источники информации, принятые во внимание нри эксщ ртизе1 1 тенто, и о 11 ок О 11 О. гх, :1.