DE19627426A1 - Lichtzündbarer Leistungshalbleiter sowie Verfahren zum Zusammenbauen eines solchen lichtzündbaren Leistungshalbleiters - Google Patents

Lichtzündbarer Leistungshalbleiter sowie Verfahren zum Zusammenbauen eines solchen lichtzündbaren Leistungshalbleiters

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Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie betrifft einen lichtzündbaren Lei­ stungshalbleiter, insbesondere Thyristor, welcher eine mit einem lichtempfindlichen Zündbereich ausgestattete Halblei­ terscheibe umfaßt, die innerhalb eines hermetisch abge­ schlossenen Gehäuses angeordnet ist, wobei das Gehäuse zwei parallele, scheibenartige Elektroden umfaßt, die Halbleiter­ scheibe ohne stoffschlüssige Verbindung zwischen zwei Aus­ gleichsscheiben angeordnet ist, und der Stapel aus Aus­ gleichsscheiben und Halbleiterscheibe zwischen den Elektroden durch Druck gehalten wird.
Ein solcher Leistungshalbleiter ist z. B. aus der Druckschrift EP-A2-0 687 014 bekannt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Zusammen­ bauen eines solchen lichtzündbaren Leistungshalbleiters.
STAND DER TECHNIK
Lichtzündbare Thyristoren (LTTs oder Light Triggered Thyri­ stors) müssen bei einem Strom in der Größenordnung von ein paar mA zünden. Dies bedeutet, daß ein Verschiebungsstrom (d. h. ein durch einen Spannungsanstieg dV/dt induzierter Strom) von lediglich ein paar mA eine ungewollte Zündung aus­ lösen kann. Der absolute, effektive Verschiebungsstrom ist dabei proportional zur Fläche unterhalb der zündempfindlichen Struktur. Eine hohe dV/dt-Stabilität des Bauelements kann da­ her durch eine möglichst kleine zündempfindliche Struktur (d. h. durch einen möglichst kleinen lichtempfindlichen Zünd­ bereich) erreicht werden. Dies bedingt einen kleinen Licht­ fleck, der beispielsweise durch die Verwendung einer opti­ schen Faser mit sehr kleinem Durchmesser für die Zuführung der Zündenergie erreicht werden kann.
Die Verkleinerung der optischen Strukturen verlangt bei der Montage des Bauelements aber auch eine gute Justierung und Fixierung des Lichtleiters im Bezug auf den lichtempfindli­ chen Zündbereich bzw. die Halbleiterscheibe. Insbesondere bei der sogenannten "free-floating"-Technik, bei der die Halblei­ terscheibe und die auf Ober- und Unterseite der Halbleiter­ scheibe angrenzenden Ausgleichsscheiben aus Mo untereinander und mit dem Gehäuse nicht stoffschlüssig verbunden sind, son­ dern nur durch Druck mechanisch fixiert (und elektrisch kon­ taktiert) werden, ergeben sich aus diesen Anforderungen kon­ struktive Probleme.
In der eingangs genannten Druckschrift ist bei einem licht­ zündbaren Thyristor in "free-floating"-Technik zur Justierung und Fixierung der inneren Struktur vorgeschlagen worden, die obere Mo-Ausgleichsscheibe mittels eines Ringes, der die um­ laufenden Kanten der Ausgleichsscheibe und der angrenzenden Elektrode des Gehäuses umfaßt, in radialer Richtung relativ zu dieser Elektrode zu fixieren. Die Halbleiterscheibe selbst ist durch eine Klebung an einem nach innen hervorstehenden umlaufenden Ringwulst am Isoliergehäuse fixiert. Die untere Ausgleichsscheibe ist relativ zur (unteren) angrenzenden Elektrode des Gehäuses mittels eines Zentrierstiftes fixiert. Der (starre) Lichtleiter ist mit seinem ausgangsseitigen Ende auf den lichtempfindlichen Zündbereich der Halbleiterscheibe geklebt. Eine solche kombinierte Fixierung und Justierung mittels Führungselementen (Ring, Zentrierstift) und Klebungen (Halbleiterscheibe, Lichtleiter) ist nicht nur aufwendig und kompliziert, sondern auch fehleranfällig, weil die vier Ein­ zelelemente Halbleiter, Ausgleichsscheiben und Lichtleiter jeweils getrennt für sich justiert und fixiert werden.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen lichtzündbaren Lei­ stungshalbleiter in "free-floating"-Technik zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und sich insbesondere im Bezug auf die Lichtzündung leicht justieren und zusammenbauen läßt, sowie ein Verfahren zum Zusammenbauen eines solchen Leistungshalb­ leiters anzugeben.
Die Aufgabe wird bei einem Leistungshalbleiter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Stapel aus den Aus­ gleichsscheiben und der Halbleiterscheibe durch erste mecha­ nische Mittel unabhängig vom Druck der Elektroden zusammenge­ halten und fixiert ist, und daß der durch die ersten mecha­ nischen Mittel zusammengehaltene und fixierte Stapel durch zweite mechanische Mittel relativ zum Gehäuse bzw. den Elek­ troden ausgerichtet und fixiert ist. Durch die ersten Mittel kann außerhalb des Gehäuses aus den Ausgleichsscheiben und der Halbleiterscheibe auf einfache Weise ein justiertes und fixiertes Submodul zusammengebaut werden, welches dann durch die zweiten Mittel als Gesamtheit relativ zum Gehäuse ausge­ richtet und fixiert werden kann.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die ersten mechanischen Mittel wenig­ stens eine elektrisch isolierende Klammer umfassen, welche randseitig den Stapel aus den Ausgleichsscheiben und der Halbleiterscheibe umgreift und zusammenhält. Vorzugsweise ist daß eine Mehrzahl von Klammern vorgesehen, welche den Stapel ringförmig umschließen. Die Klammer bzw. die Klammern beste­ hen aus einem Isoliermaterial, vorzugsweise aus einem Glasfa­ ser-verstärkten Kunststoff. Die Scheiben des Stapels können dabei zunächst untereinander einjustiert und anschließend durch die Klammer bzw. Klammern in der justierten Position fixiert werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform die Klammer bzw. die Klammern einem im wesentlichen U-förmigen, zur Stapelseite hin offenen Querschnitt aufweisen. Die Klammern können so auf einfache Weise zur Fixierung auf den Rand des Stapels aufge­ schoben werden, ohne daß die seitliche über die Ausgleichs­ scheiben hervorstehende Halbleiterscheibe berührt und ver­ schoben wird. Eine leichte Klemmung kann dabei dadurch er­ reicht werden, daß die U-Schenkel der Klammer(n) beim Auf­ schieben leicht elastisch nach außen gebogen werden und mit ihrer Rückstellkraft den Scheibenstapel zusammendrücken. Es ist aber auch denkbar, eine Klemmung dadurch zu erreichen, daß die U-Schenkel der Klammer(n) leicht keilförmig ausge­ bildet sind.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Leistungshalblei­ ters nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungshalbleiter im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Mittelachse aufgebaut ist, und daß die zweiten mechani­ schen Mittel einen Zentrierstift umfassen, welcher einerseits in eine erste Durchgangsbohrung in einer der Ausgleichsschei­ ben eingepaßt ist und andererseits in ein Zentrierloch in der angrenzenden Elektrode eingreift. Weiterhin ist bei die­ ser Ausführungsform ein Lichtleiter vorgesehen, welcher von außen durch eine Durchführung in das Gehäuse und zu dem lichtempfindlichen Zündbereich der Halbleiterscheibe geführt ist, wobei die Durchgangsbohrung in der Ausgleichsscheibe di­ rekt auf den lichtempfindlichen Zündbereich ausgerichtet ist, und der Zentrierstift eine zweite Durchgangsbohrung aufweist, in welcher der Lichtleiter mit seinem ausgangsseitigen Ende geführt und auf den lichtempfindlichen Zündbereich ausgerich­ tet ist. Durch Verwendung des Zentrierstiftes sowohl für die Justierung des Scheibenstapels relativ zum Gehäuse als auch für die Justierung und Fixierung des Lichtleiters relativ zur Halbleiterscheibe werden Aufbau und Justierung der Anordnung maßgeblich vereinfacht und sicherer gemacht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusammenbauen eines lichtzündbaren Leistungshalbleiters nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt aus der Halbleiterscheibe und den beiden Ausgleichsscheiben der Sta­ pel gebildet wird, wobei die Ausgleichsscheiben relativ zu der Halbleiterscheibe ausgerichtet werden, daß in einem zweiten Schritt der so ausgerichtete Stapel mittels der er­ sten mechanischen Mittel zusammengehalten und fixiert wird, und daß in einem dritten Schritt der zusammengehaltene und fixierte Stapel mittels der zweiten mechanischen Mittel rela­ tiv zum Gehäuse bzw. den Elektroden ausgerichtet und fixiert und in das Gehäuse eingebaut wird. Die für die Lichteinspei­ sung kritische Justierung von Halbleiterscheibe und Aus­ gleichsscheiben kann so günstig außerhalb vom Gehäuse erfol­ gen. Die Justierung relativ zum Gehäuse betrifft dann nur noch den vorjustierten Stapel als Gesamtheit.
Der Zusammenbau vereinfacht sich weiter, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Leistungshalbleiter im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Mittelachse aufgebaut ist, als zweite mechanische Mittel ein Zentrierstift verwendet wird, zum Ausrichten des Stapels relativ zum Gehäuse der Zentrierstift einerseits in eine erste Durchgangsbohrung in einer der Ausgleichsscheiben eingepaßt wird und andererseits mit einem Zentrierloch in der angrenzenden Elektrode in Eingriff gebracht wird, wenn weiterhin ein Lichtleiter vorgesehen ist, welcher von außen durch eine Durchführung in das Gehäuse und zu dem lichtemp­ findlichen Zündbereich der Halbleiterscheibe geführt ist, die Durchgangsbohrung in der Ausgleichsscheibe beim ersten Schritt direkt auf den lichtempfindlichen Zündbereich der Halbleiterscheibe ausgerichtet wird, und mit dem Einpassen des Zentrierstiftes der Lichtleiter, welcher mit seinem aus­ gangsseitigen Ende in einer zweite Durchgangsbohrung im Zen­ trierstift geführt ist, auf den lichtempfindlichen Zündbe­ reich ausgerichtet und fixiert wird.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen An­ sprüchen.
KURZE ERLÄUTERUNG DER FIGUREN
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 im Querschnitt den inneren Aufbau eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels eines lichtzündbaren Leistungshalbleiters nach der Erfindung; und
Fig. 2 verschiedene Stufen beim Zusammenbau des Lei­ stungshalbleiters nach Fig. 1.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In Fig. 1 ist im Querschnitt der innere Aufbau eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels eines lichtzündbaren Leistungs­ halbleiters nach der Erfindung wiedergegeben. Der lichtzünd­ bare Leistungshalbleiter 10 ist in einem Gehäuse 11 unterge­ bracht, welches in an sich bekannter Weise einen äußeren, isolierenden Keramikring 12 sowie zwei scheibenförmige, par­ allel ausgerichtete Elektroden (z. B. aus Cu) umfaßt, die über angeschweißte ringförmige Flansche 13 und 14 jeweils mit dem Keramikring (durch eine Metall-Keramik-Verbindung) verbunden sind und so ein gasdicht abgeschlossenes Gehäuse bilden. Zwischen den Elektroden 15, 19 ist ein Stapel (29 in Fig. 2A) aus drei übereinander liegenden Scheiben angeordnet, der eine (untere) Ausgleichsscheibe 18, eine Halbleiter­ scheibe 17 und eine (obere) Ausgleichsscheibe 16 umfaßt. Die Ausgleichsscheiben 16, 18 sind üblicherweise aus Mo und die­ nen zum Ausgleich der unterschiedlichen thermischen Ausdeh­ nungskoeffizienten der Halbleiterscheibe (aus Si) und der Elektroden (aus Cu). Die Halbleiterscheibe 17 enthält das ak­ tive Halbleiterelement, z. B. in Form eines Thyristors.
Der Scheibenstapel ist mechanisch fixiert durch halbringför­ mige, elektrisch isolierende Klammern 20a, b mit U-förmigem Querschnitt, die über den Rand des Stapels greifen und die drei Scheiben 16, 17 und 18 auch ohne das Gehäuse 11 in einer zueinander justierten Position halten. Die Länge der U-Schen­ kel der Klammern 20a, b ist dabei so gewählt, daß die seit­ lich überstehende Halbleiterscheibe 17 von den Klammern 20a, b nicht berührt wird. Die Klammern 20a, b bestehen zweckmäßi­ gerweise aus einem Isoliermaterial, vorzugsweise aus einem Glasfaser-verstärkten Kunststoff (GFK). Die U-Schenkel der Klammern 20a, b sind so ausgebildet (z. B. keilförmig oder nach außen federnd), daß sie beim Aufsetzen auf den Stapel eine Kraft in Richtung der Mittelachse 30 auf den Stapel ausüben, die den Stapel zusammenpreßt und ein Verrutschen der Schei­ ben 16-18 gegeneinander sicher verhindert. Die Klammern 20a, b bilden zusammen einen Klammerring, der durch nicht darge­ stellte Mittel (z. B. ein außen umlaufendes Band oder dgl.) zusammengehalten wird.
Im Zentrum der Halbleiterscheibe 17 befindet sich (auf der Unterseite) ein lichtempfindlicher Zündbereich 28, der zur Zündung des Leistungshalbleiters, in diesem Falle des Thyri­ stors, mit Licht bestrahlt werden muß. Das erforderliche Licht wird an den Zündbereich 28 herangeführt durch einen Lichtleiter 22 in Form einer einzelnen dünnen, flexiblen Lichtleitfaser (Durchmesser weniger als 100 µm). Der Licht­ leiter 22 ist über eine hermetisch dichte Durchführung 21, die nach außen hin zweckmäßigerweise zugleich als An­ schlußstecker ausgebildet ist, in das Gehäuse 11 geführt und verläuft dort in einer schlitzartigen bzw. nutartigen Ausneh­ mung 23 in der unteren Elektrode 19. Der Lichtleiter 22 ist mit seinem ausgangsseitigen Ende durch die zentrale Durch­ gangsbohrung (26 in Fig. 2B) in einem Zentrierstift 25 bis zum lichtempfindlichen Zündbereich 28 der Halbleiterscheibe 17 geführt, so daß Licht aus dem Lichtleiter direkt und praktisch ungeschwächt auf den Zündbereich 28 fallen kann.
Der (im Außendurchmesser abgestufte) Zentrierstift 25 ist in eine entsprechende Durchgangsbohrung (27 in Fig. 2) in der unteren Ausgleichsscheibe 18 eingepaßt. Auf diese Weise ist durch eine Justierung der Durchgangsbohrung 27 der unteren Ausgleichsscheibe 18 relativ zum Zündbereich 28 zugleich die richtige Justierung des Zentrierstiftes 25 und damit des Lichtleiters 22 gewährleistet. Der Zentrierstift 25 wird zu­ gleich dazu benutzt, den durch die Klammern 20a, b fixierten Stapel aus den Scheiben 16, 17 und 18 relativ zum Gehäuse 11 bzw. zu den Elektroden 15, 19 zu justieren und zu fixieren. Dazu ist in der unteren Elektrode 19 ein Zentrierloch 24 vor­ gesehen, in welches beim Zusammenbau des Leistungshalbleiters 10 der Stift 25 mit seinem unteren Ende eingreift. Damit ist der Lichtleiter 22 an beiden Enden mechanisch fixiert. Ther­ misch bedingte Verschiebungen der einzelnen Elemente werden dennoch dadurch ausgeglichen, daß der Lichtleiter 22 auf­ grund seines geringen Durchmessers hinreichend flexibel ist.
Der Zusammenbau des Leistungshalbleiters aus Fig. 1 erfolgt vorzugsweise in den in Fig. 2 dargestellten Schritten. In ei­ nem ersten Schritt (Fig. 2A) wird aus der Halbleiterscheibe 17, welche den lichtempfindlichen Zündbereich 28 enthält, und den beiden Ausgleichsscheiben 16, 18 ein Stapel 29 gebildet. Die Ausgleichsscheiben 16, 18 werden dabei relativ zu der Halbleiterscheibe 17 so justiert, daß die Durchgangsbohrung 27 in der unteren Ausgleichsscheibe 18 direkt auf den licht­ empfindlichen Zündbereich 28 der Halbleiterscheibe 17 ausge­ richtet ist. In einem zweiten Schritt (Fig. 2B) wird der so ausgerichtete Stapel 29 mittels der Klammern 20a, b zusammen­ gehalten und fixiert. Nach dieser Fixierung kann der Zen­ trierstift 25 mit dem eingeklebten Lichtleiter 22, die beide über die Durchführung 21 bereits mit dem Gehäuse 11 verbunden sind, in die dafür vorgesehene Durchgangsbohrung 27 in der unteren Ausgleichsscheibe 18 eingepaßt werden.
In einem dritten Schritt (Fig. 2C) wird schließlich der durch die Klammern 20a, b zusammengehaltene und fixierte und mit dem Zentrierstift 25 versehene Stapel 29 in das (nach oben noch offene) Gehäuse 11 eingesetzt, wobei der Stapel 29 durch den in das Zentrierloch 24 eingreifenden Zentrierstift relativ zum Gehäuse 11 bzw. zu der Elektrode 19 ausgerichtet und fixiert wird. Anschließend kann das Gehäuse 11 ver­ schlossen werden, indem die oberen Elektrode 15 mit dem ange­ schweißten Ringflansch 13 aufgesetzt und mit dem Keramikring 12 verbunden wird. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln eine genaue und sichere Justierung und Fixierung der Lichtzu­ führung auf den lichtempfindlichen Zündbereich 28 der Halb­ leiterscheibe 17 erreicht, die auch und insbesondere für dünne Lichtleitfasern geeignet ist. Die endgültige und be­ triebsmäßige Fixierung und Kontaktierung des Stapels 29 er­ folgt schließlich durch ein Zusammendrücken der Elektroden 15 und 19, wenn der Leistungshalbleiter 10 in eine Schaltung eingebaut wird.
Bezugszeichenliste
10 lichtzündbarer Leistungshalbleiter
11 Gehäuse
12 Keramikring
13, 14 Flansch
15, 19 Elektrode
16, 18 Ausgleichsscheibe (Mo)
17 Halbleiterscheibe
20a, b Klammer
21 Durchführung (Anschlußstecker)
22 Lichtleiter
23 Ausnehmung (schlitzartig)
24 Zentrierloch
25 Zentrierstift
26 Durchgangsbohrung (Stift)
27 Durchgangsbohrung (Ausgleichsscheibe)
28 lichtempfindlicher Zündbereich
29 Stapel
30 Mittelachse

Claims (12)

1. Lichtzündbarer Leistungshalbleiter (10), insbeson­ dere Thyristor, welcher eine mit einem lichtempfindlichen Zündbereich (28) ausgestattete Halbleiterscheibe (17) um­ faßt, die innerhalb eines hermetisch abgeschlossenen Gehäu­ ses (11) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (11) zwei paral­ lele, scheibenartige Elektroden (16, 19) umfaßt, die Halb­ leiterscheibe (17) ohne stoffschlüssige Verbindung zwischen zwei Ausgleichsscheiben (16, 18) angeordnet ist, und der Sta­ pel (29) aus Ausgleichsscheiben (16, 18) und Halbleiter­ scheibe (17) zwischen den Elektroden (15, 19) durch Druck ge­ halten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel (29) aus den Ausgleichsscheiben (16, 18) und der Halbleiterscheibe (17) durch erste mechanische Mittel (20a, b) unabhängig vom Druck der Elektroden (15, 19) zusammengehalten und fixiert ist, und daß der durch die ersten mechanischen Mittel (20a, b) zusammengehaltene und fixierte Stapel (29) durch zweite mechanische Mittel (24, 25) relativ zum Gehäuse (11) bzw. den Elektroden (15, 19) ausgerichtet und fixiert ist.
2. Leistungshalbleiter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ersten mechanischen Mittel wenigstens eine elektrisch isolierende Klammer (20a, b) umfassen, welche randseitig den Stapel (29) aus den Ausgleichsscheiben (16, 18) und der Halbleiterscheibe (17) umgreift und zusammenhält.
3. Leistungshalbleiter nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Klammern (20a, b) vorge­ sehen ist, welche Klammern (20a, b) den Stapel (29) ringförmig umschließen.
4. Leistungshalbleiter nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer bzw. die Klammern (20a, b) aus einem Isoliermaterial, vorzugsweise aus einem Glasfaser-verstärkten Kunststoff (GFK), bestehen.
5. Leistungshalbleiter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammer bzw. die Klammern (20a, b) einem im wesentlichen U-förmigen, zur Stapelseite hin offenen Querschnitt aufweisen.
6. Leistungshalbleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leistungshalbleiter (10) im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Mittelachse (30) aufgebaut ist, und daß die zweiten mechanischen Mittel einen Zentrierstift (25) umfassen, welcher einerseits in eine erste Durchgangsbohrung (27) in einer der Ausgleichsscheiben (18) eingepaßt ist und andererseits in ein Zentrierloch (24) in der angrenzenden Elektrode (19) eingreift.
7. Leistungshalbleiter nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Lichtleiter (22) vorgesehen ist, wel­ cher von außen durch eine Durchführung (21) in das Gehäuse (11) und zu dem lichtempfindlichen Zündbereich (28) der Halb­ leiterscheibe (17) geführt ist, daß die Durchgangsbohrung (27) in der Ausgleichsscheibe (18) direkt auf den lichtemp­ findlichen Zündbereich (28) ausgerichtet ist, und daß der Zentrierstift (25) eine zweite Durchgangsbohrung (26) auf­ weist, in welcher der Lichtleiter (22) mit seinem ausgangs­ seitigen Ende geführt und auf den lichtempfindlichen Zündbe­ reich (28) ausgerichtet ist.
8. Leistungshalbleiter nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lichtleiter (22) als einzelne, flexi­ ble Lichtleitfaser ausgebildet ist.
9. Verfahren zum Zusammenbauen eines lichtzündbaren Leistungshalbleiters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt aus der Halbleiterscheibe (17) und den beiden Ausgleichsscheiben (16, 18) der Stapel (29) gebildet wird, wobei die Ausgleichsscheiben (16, 18) relativ zu der Halbleiterscheibe (17) ausgerichtet werden, daß in einem zweiten Schritt der so ausgerichtete Stapel (29) mit­ tels der ersten mechanischen Mittel (20a, b) zusammengehalten und fixiert wird, und daß in einem dritten Schritt der zu­ sammengehaltene und fixierte Stapel (29) mittels der zweiten mechanischen Mittel (24, 25) relativ zum Gehäuse (11) bzw. den Elektroden (15, 19) ausgerichtet und fixiert und in das Gehäuse (11) eingebaut wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als erste mechanische Mittel wenigstens eine elektrisch isolierende Klammer (20a, b) verwendet wird, welche randseitig den Stapel (29) aus den Ausgleichsscheiben (16, 18) und der Halbleiterscheibe (17) umgreift und zusammendrückt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Leistungshalbleiter (10) im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Mittelachse (30) aufgebaut ist, daß als zweite mechanische Mittel ein Zen­ trierstift (25) verwendet wird, und daß zum Ausrichten des Stapels (29) relativ zum Gehäuse (11) der Zentrierstift (25) einerseits in eine erste Durchgangsbohrung (27) in einer der Ausgleichsscheiben (18) eingepaßt wird und andererseits mit einem Zentrierloch (24) in der angrenzenden Elektrode (19) in Eingriff gebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Lichtleiter (22) vorgesehen ist, welcher von außen durch eine Durchführung (21) in das Gehäuse (11) und zu dem lichtempfindlichen Zündbereich (28) der Halbleiter­ scheibe (17) geführt ist, daß die Durchgangsbohrung (27) in der Ausgleichsscheibe (18) beim ersten Schritt direkt auf den lichtempfindlichen Zündbereich (28) der Halbleiterscheibe (17) ausgerichtet wird, und daß mit dem Einpassen des Zen­ trierstiftes (25) der Lichtleiter (22), welcher mit seinem ausgangsseitigen Ende in einer zweite Durchgangsbohrung (26) im Zentrierstift (25) geführt ist, auf den lichtempfindlichen Zündbereich (28) ausgerichtet und fixiert wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1220314A2 (de) * 2000-12-28 2002-07-03 SEMIKRON Elektronik GmbH Leistungshalbleitermodul
DE10135984A1 (de) * 2001-07-24 2003-03-06 Eupec Gmbh & Co Kg Anordnung mit einem lichtzündbaren Halbleiterbauelement und einem Teil zur Lichtdurchführung sowie Thyristor mit integrierter Licht-Überkopfzündung
US8286429B2 (en) 2008-10-11 2012-10-16 Technische Universitaet Dresden Solar hybrid combined cycle gas and steam power plant
WO2020078816A1 (en) 2018-10-19 2020-04-23 Abb Schweiz Ag Power semiconductor device with free-floating packaging concept

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2808531A1 (de) * 1977-05-26 1978-11-30 Electric Power Res Inst Lichtgetriggertes hochleistungs-halbleiterbauelement
DE2840400C2 (de) * 1978-09-16 1982-04-08 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Steuerbares Leistungs-Halbleiterbauelement
DE3143336A1 (de) * 1981-10-31 1983-05-19 SEMIKRON Gesellschaft für Gleichrichterbau u. Elektronik mbH, 8500 Nürnberg Halbleitergleichrichterbaueinheit
US4797727A (en) * 1982-08-12 1989-01-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thyristor with aligned trigger guide
DE8131930U1 (de) * 1981-10-31 1989-07-06 Semikron Elektronik GmbH, 8500 Nürnberg Halbleitergleichrichterbaueinheit
DE4321053A1 (de) * 1992-06-26 1994-01-05 Mitsubishi Electric Corp Druckverpackungstyp-Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung und Wärmekompensator
JPH0738082A (ja) * 1993-07-16 1995-02-07 Fuji Electric Co Ltd 圧接型半導体装置
DE4443611A1 (de) * 1993-12-30 1995-07-06 Int Rectifier Corp Gate-Anschlußsystem für einen unter Druck zusammengebauten Hochleistungs-Thyristor mit Gate-Mittelelektrode
EP0677879A1 (de) * 1994-04-12 1995-10-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Licht-getriggerte Halbleitereinrichtung
EP0687014A2 (de) * 1994-04-12 1995-12-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Druckkontakt-Halbleitervorrichtung, vorzugsweise vom auf Licht ansprechenden Typ

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2808531A1 (de) * 1977-05-26 1978-11-30 Electric Power Res Inst Lichtgetriggertes hochleistungs-halbleiterbauelement
US4131905A (en) * 1977-05-26 1978-12-26 Electric Power Research Institute, Inc. Light-triggered thyristor and package therefore
DE2840400C2 (de) * 1978-09-16 1982-04-08 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Steuerbares Leistungs-Halbleiterbauelement
DE3143336A1 (de) * 1981-10-31 1983-05-19 SEMIKRON Gesellschaft für Gleichrichterbau u. Elektronik mbH, 8500 Nürnberg Halbleitergleichrichterbaueinheit
DE8131930U1 (de) * 1981-10-31 1989-07-06 Semikron Elektronik GmbH, 8500 Nürnberg Halbleitergleichrichterbaueinheit
US4797727A (en) * 1982-08-12 1989-01-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thyristor with aligned trigger guide
DE3329302C2 (de) * 1982-08-12 1989-01-26 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo, Jp
DE4321053A1 (de) * 1992-06-26 1994-01-05 Mitsubishi Electric Corp Druckverpackungstyp-Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung und Wärmekompensator
JPH0738082A (ja) * 1993-07-16 1995-02-07 Fuji Electric Co Ltd 圧接型半導体装置
DE4443611A1 (de) * 1993-12-30 1995-07-06 Int Rectifier Corp Gate-Anschlußsystem für einen unter Druck zusammengebauten Hochleistungs-Thyristor mit Gate-Mittelelektrode
EP0677879A1 (de) * 1994-04-12 1995-10-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Licht-getriggerte Halbleitereinrichtung
EP0687014A2 (de) * 1994-04-12 1995-12-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Druckkontakt-Halbleitervorrichtung, vorzugsweise vom auf Licht ansprechenden Typ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 4-293269 A.,In: Patents Abstracts of Japan, E-1329,March 8,1993,Vol.17,No.110 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1220314A2 (de) * 2000-12-28 2002-07-03 SEMIKRON Elektronik GmbH Leistungshalbleitermodul
EP1220314A3 (de) * 2000-12-28 2005-03-30 SEMIKRON Elektronik GmbH Leistungshalbleitermodul
DE10135984A1 (de) * 2001-07-24 2003-03-06 Eupec Gmbh & Co Kg Anordnung mit einem lichtzündbaren Halbleiterbauelement und einem Teil zur Lichtdurchführung sowie Thyristor mit integrierter Licht-Überkopfzündung
DE10135984B4 (de) * 2001-07-24 2005-04-21 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH & Co. KG Anordnung mit einem lichtzündbaren Halbleiterbauelement und einem Teil zur Lichtdurchführung
US8286429B2 (en) 2008-10-11 2012-10-16 Technische Universitaet Dresden Solar hybrid combined cycle gas and steam power plant
WO2020078816A1 (en) 2018-10-19 2020-04-23 Abb Schweiz Ag Power semiconductor device with free-floating packaging concept

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