Полупроводниковый прибор Советский патент 1992 года по МПК H01L23/18 

Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к конструкциям полупроводниковых приборов, например, интегральных схем, транзисторов в корпусах.

Известна конструкция полупроводникового прибора, содержащая корпус из теплопроводного материала с выводами, внутри которого на его основании закреплены полупроводниковый кристалл, электрически соединенный с выводами корпуса, и крышку из теплопроводного материала, установленную на боковых стенках корпуса и герметично соединенную с ними с образованием плоскости между ними, которая заполнена диэлектрической жидкостью с порошком теплопроводного материала, при этом корпус снабжен вкладышем со скосами, размещенными на основании корпуса между полупроводниковым кристаллом и боковыми стенками корпуса с обеспечением контакта с их внутренними поверхностями, ориентированным своими скосами в сторону полупроводникового кристалла с обеспечением контакта поверхностей скосов с диэлектрической жидкостью, ча внешнюю поверхность полупроводникового кристалла последовательно нанесены слой клея с алмазным порошком, процентное содержание которого составляет не менее 60%, и монослой частиц алмазного порошка соответственно, а на внутреннюю поверхность крышки - слой теплопроводного материала, причем в качестве теплопроводного материала использован алмазный порошок, а вкладыш корпуса выполнен из материала, угол смачиваемости диэлектрической жидкостью которого больше угла смачиваемости диэлектрической жидкостью слоя теплопроводного материала внутренней поверхности крышки и внешней поверхности монослоя алмазного порошка с шероховатостью поверхности его скосов меньшей, чем шероховатость внутренней поверхно(Л

С

2

ы

NO

о

сти крышки и внешней поверхности монослоя алмазного порошка полупроводникового кристалла 1.

Наиболее близким к заявляемому прибору является прибор, содержащий кристалл полупроводникового элемента, заключенный в герметичный корпус, который заполнен кремнийорганической жидкостью с добавлением от 40 до 80% крошки или ZnO 2.

Устройство имеет два недостатка. Во- первых, из-за низкой теплопроводности заполняющего порошка и жидкости низка эффективность охлаждения. Во-вторых, при высоких концентрациях порошка прямо пропорционально концентрации возрастает вязкость смеси и жидкости, что приводит к уменьшению конвекции, а следовательно, уменьшению эффективности охлаждению кристалла.

Целью изобретения является повышение эффективности охлаждения полупроводникового прибора.

Цель достигается введением пьезоэле- мента, размещенного в центре окружности сечения стакана, двух параллельно жестких электровводов, размещенных в основании зеркально симметрично относительно оси корпуса стакана, двух упругих стержней, первые концы которых соединены с электровводами, а вторые - с соответствующими электродами пьезоэлемента, собственная -.резонансная частота которого выбрана кратной резонансной частоте стержней, управляемого генератора колебаний, подключенного к электровводам амплитудного детектора, вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с управляющим входом генератора. Управляемый генератор вырабатывает импульсы с частотой, равной резонансной частоте пьезоэлемента и стержней. Частота подстраивается детектором. Возникающие механические колебания пьезоэлемента приводят к перемешиванию жидкости, которая охлаждает кристалл и увеличивает эффективность охлаждения полупроводникового прибора.

На фиг.1 представлена конструкция полупроводникового прибора; на фиг.2 - функциональная схема управления пьезоэ- лементом.

Полупроводниковый прибор содержит герметичный корпус 1. выполненный в виде перевернутого стакана, закрытый крышкой 2, На дне корпуса 1 расположен кристалл 3 полупроводника. Корпус заполнен охлаждающей жидкостью 4. В корпус 1 вмонтированы два жестких электроввода 5

симметрично относительно оси корпуса- стакана 1. К концам электровводов 5 подсоединены соответственно два упругих стержня б, к которым подсоединен пьезоэлемент 7. К электровводам 5 подключены выходы управляемого генератора 8. Один из выходов соединен с входом 9 детектора 10, выход которого подключен к управляющему входу 11 генератора 8.

0 Полупроводниковый прибор работает следующим образом.

После включения схемы управления на выходе управляемого генератора 8 устанавливается переменное напряжение в виде

5 импульсов. Импульсы поступают на пьезоэ- лемент 7 через электровводы 5 и упругие стержни 6. Одновременно импульсы поступают на вход 9 детектора 10 и выпрямляются им. Напряжение с выхода детектора

0 подстраивает частоту управляемого генератора 8 так. что она становится равной резонансной частоте пьезоэлемента 7 и упругих стержней 6. После установления схемы управления в пьезоэлементе 7 возникают ме5 ханические колебания, которые приводят в движение жидкость 4. В корпусе 1 возникает эффект внутреннего перемешивания, причем поскольку источник движения - пье- зоэлемент 7 находится непосредственно

0 около кристалла 3. эффект охлаждения кристалла будет максимальным.

Заявляемое устройство позволяет увеличить эффективность Охлаждения, что приводит к увеличению его надежности.

5

Формула изобретения Полупроводниковый прибор, содержащий корпус, выполненный в виде перевернутого стакана, основание для размещения

0 полупроводникового кристалла, закрепленное на срезе стакана, заполненного жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, введены пьезоэлемент, размещенный в

5 центре окружности сечения стакана, два параллельных жестких злектроввода, размещенные в основании зеркально-симметрично относительно оси стакана, два упругих стержня, первые концы которых соединены с

0 электровводами, а вторые - с соответствующими электровводами пьезоэлемента, собственная резонансная частота которого выбрана кратной резонансной частоте стержней, управляемый генератор колебаний, 55 подключенный к электровводам, а амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с управляющим входом генератора.

Вид А - А

Т,

Фи г 2