167161. lajstromszámú szabadalom • Műanyag tokozású hűtőelemes félvezető eszköz, különösen teljesítmény- integrált áramkörökhöz

3 167161 4 üzemmódok esetében alkalmazhatók. Nem használhatók viszont a jelenleg már ismert viszonylag nagy teljesítményszinteken való működésre is alkalmas integrált áramköri eszközökhöz. Ismertek például már olyan áramkörök is, amelyek működés közben olyan mennyiségű hőt termelnek, hogy ezen hő elvezetéséhez 10 C°/watt termikus ellenállásnál kisebb termikus ellenállású tokozatra van szükség. Ismertek olyan műanyag tokozások integrált áramkörös eszközökhöz, amelyek a tárcsából hőt elvonó szervet tartalmaznak. Az egyik ilyen tokozás a fenti szerkezeti kialakítás mellett viszonylag nagytömegű hővezetőt tartalmaz, amely az integrált áramköri tárcsát tartó laphoz csatlakozik. Ez a hővezető a tokozat hosszirányában kinyúlik, és a tokozat viszonylag rövid végei egyikén halad keresztül. Ez a kialakítás javítja az ismert műanyag tokozások hőleadó képességét, de a hővezető a leghosszabb és ezért termikusan legkevésbé hatásos útvonal mentén vezet ki a tokozatból. Egy másik ismert tokozatnál a tárcsáról a hőt olyan hővezetőn keresztül vonják ki, amely a kivezető keret részét képezi és a tokozat rövidebb oldalán vezet ki. Ez a tokozat egyébként jó volt, de termikus ellenállása még számos felhasználási területen túlságosan nagynak bizonyult. Ismert olyan műanyag tokozás, amelyet viszonylag nagy teljesítményű diszkrét félvezető eszközökhöz alkalmaztak, amelynek szögletes műanyag teste volt egysíkban elhelyezett villamos kivezetőkkel és innen kinyúló termikus kivezetővel. A villamos kivezetések a test hosszabb oldalainak egyikéből, a termikus kivezető pedig a másik hosszabb oldalból nyúlik ki. Ez a tokozás kielégítő volt olyan eszközök, például tranzisztorok esetében, amelyek viszonylag kisszámú kivezetővel rendelkeztek, de nem váltak be integrált áramkörök esetében, ahol nagyszámú villamos kivezetőt alkalmaznak. Az integrált áramkörök tokozásának jó hatásfokú helykihasználása megköveteli, hogy a villamos kivezetések a tokozat két szemközti hosszú oldalából nyúljanak ki. Célunk a találmánnyal olyan műanyagtokozású hűtőelemes félvezető eszköz létrehozása, amely az ismert műanyagtokozású megoldásoknál jobb hőelvezetést biztosít, továbbá amely nem befolyásolja a félvezető eszköz kivezetéseinek a hagyományos elrendezését. A találmány szerinti félvezető eszköz fokozatának belsejében hűtőelem helyezkedik el, és a tokozat az alábbi részeket tartalmazza: polimer anyagú testet, amelynek két oldalfelülete van, a test oldalfelületeiből kinyúló kivezetőket, amelyek egy része a test belsejében, másik része pedig azon kívül helyezkedik el, hővezető tuskót, a test belsejében elhelyezett félvezető tárcsát, amely a tuskóval termikus, és a kivezetővel pedig villamos összeköttetésben áll, és a félvezető eszköznél a találmány szerint a tuskó egy része a test belsejében, egy másik része pedig a testen kívül helyezkedik el, és a tuskónák a testen belüli helyzetét rögzítő szerv határozza meg, amely célszerűen síklapként, karimásán, hornyosan, illetve lemezként van kialakítva. A műanyag tokozású félvezető eszköz egy 5 célszerű kiviteli alakjánál a kivezetőnek a test belsejében elhelyezkedő részei adott síkkal párhuzamos helyzetben vannak, és a tuskót ezen adott síkra közel merőleges tengelyű álló körhenger képezi. 10 A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 15 1. ábra az új tokozás egy változatának a 2. ábra 1—1 vonala mentén vett metszete elölnézetben ábrázolt részletekkel, a 2. ábra az 1. ábrán feltüntetett tokozás oldalnézete helyenként metszeti ábrázolásban, a 20 3. ábra az 1. ábra 3-3 vonala mentén vett metszet, a 4. ábra az új tokozás egy másik változatának a keresztmetszeti képe, az 5. ábra az új tokozás harmadik változatának a 25 keresztmetszeti képe, a 6. ábra öntőszerszám vázlata, amelyben az új tokozás negyedik változatának alkatrészei helyezkednek el. 1. példa Az 1. és 2. ábrákon az új integrált áramköri tokozat egy változatát tüntettük fel. Az ábrán 35 láthatjuk, hogy 10 tokozat polimer anyagú, például hőre lágyuló epoxi alapú műanyag 12 testet tartalmaz, amelynek két 14 és 16 oldalfelülete, 18 felső felülete és 20 alsó felülete van. A 14 és 16 oldalfelületek szokásos módon a 18 felső felülettől 40 illetve a 20 alsó felülettől szélesedve lejtős kiképzésűek, és ezáltal elősegítik a 10 tokozat kivételét a 12 testet kialakító öntőszerszámból. A lejtős kialakítás ellenére a 12 testnek nagyjából téglatest alakja van, amelynek alsó és felső felülete az 45 oldalfelületekre közel merőleges. A 12 test 14 és 16 oldalfelületeiből több villamos 22 kivezetés nyúlik ki, amelyek 24 részei (l.ábra) a 12 test belsejében a 14 és 16 50 oldalfelületekre közel merőleges síkban helyezkednek el. A 22 kivezetések megszokott kialakítású kivezetőkeret részeit is képezhetik. A 12 test belsejében tárcsatartó 30 alátétet is elhelyeztünk, amely a 22 kivezetésekhez hasonlóan a kivezető-55 keret egy részét is képezheti. A 30 alátétre félvezető 32 tárcsát erősítettünk, és a 30 alátét valamint a 32 tárcsa között jó hőátadást biztosítottunk. Ezt a kapcsolatot kialakíthatjuk a 32 tárcsának a 30 alátéthez történő forrasztásával vagy 60 hővezető ragasztóanyaggal elvégzett ragasztásával. A 32 tárcsán elhelyezkedő aktív áramköri elemek 34 huzalokon át a 22 kivezetésekhez csatlakoznak. A 32 tárcsához hővezető 36 tuskó csatlakozik, amely a 32 tárcsával termikus csatolásban van, 65 alakját tekintve pedig a tokozat méreteihez képest 2