DE2351637A1 - Halter fuer ein halbleiterbauelement - Google Patents

Halter fuer ein halbleiterbauelement

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DE2351637A1 DE19732351637 DE2351637A DE2351637A1 DE 2351637 A1 DE2351637 A1 DE 2351637A1 DE 19732351637 DE19732351637 DE 19732351637 DE 2351637 A DE2351637 A DE 2351637A DE 2351637 A1 DE2351637 A1 DE 2351637A1
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Description

Halter für ein Halbleiterbauelement
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halter für ein Halbleiterbauelement mit scheibenförmigem Gehäuse (Scheibenzellen),· mit einem Kühlkörper, einer Zuführungselektrode9 und mit das Halbleiterbauelement, die Zuführungs elektrode und den Kühlkörper zusammenpressenden Federn.
Ein solcher Halter ist beispielsweise in der DAS 1.276.209 beschrieben worden. Scheibenzellen weisen in aller Regel Druckkontakte auf. Bei Druckkontakten kommt es darauf an, einen hohen Kontaktdruck in der Größenordnung von einigen 10 kp/cm aufzubauen und diesen exakt einzustellen. Bei dem bekannten Halter werden die Scheibenzellen mittels mehrerer Schraubbolzen und Muttern zusammengehalten. Ein definierter Kontaktdruck wird dadurch eingestellt9 daß zwischen den Muttern und der am weitesten außen liegenden Zuführungselektrode eine Druckplatte und Tellerfedern angeordnet sind. Bei bekannter Eederkonstante der Tellerfedern läßt sich der Druck durch Fachmessen des Federwegs definiert einstellen.·
Dies ist jedoch recht umständlich. Die ganze Anordnung ist außerdem unhandlich und teuer.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Halter der eingangs erwähnten Gattung so
einen
VPA 9/110/5086 Hab/Mem
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daß eine Scheibenzelle ohne jegliche Meßeinrichtung mit einem vorgegebenen Kontaktdruck auf einem Kühlkörper befestigt werden kann.
Dies wird dadurch erreicht, daß das Halbleiterbauelement, iie Zuführungselektrode und die Federn übereinander im Inneren einer aus Isolierstoff bestehenden Kappe mit einer offenen und einer wenigstens teilweise geschlossenen Seite angeordnet sind, daß die Höhe des Halbleiterbauelementes, der Federn und der Zuführungselektrode zusammen im unbelasteten Zustand der Federn höher als das Innere der Kappe ist, daß die Kappe an der offenen Seite eine Auflagefläche aufweist, daß die Kappe mit ihrem offenen Ende zum Kühlkörper gerichtet an diesem festgeschraubt ist, wobei das Halbleiterbauelement am Kühlkörper anliegt, daß sich die Federn gegen die geschlossene Seite der Kappe abstützen und daß die Kappe eine Öffnung aufweist, durch die die Zuführungselektrode nach außen geführt ist.
Auf der Kappe kann eine metallene Druckplatte liegen, über die die Kappe am Kühlkörper angeschraubt ist. Dies hat den Vorteil, daß sich der Druck über die Kappe gleichmäßiger verteilt, wodurch auch Kappen aus sprödem Isoliermaterial, wie zum Beispiel Keramik, verwendet werden können. Die geschlossene Seite der Kappe kann mit einer Bohrung versehen sein, in der ein die Federn, die Zuführungselektrode und das scheibenförmige Halbleiterbauelement zentrierender Bolzen sitzt. Hierdurch ist es möglich, auch scheibenförmige Halbleiterbauelemente zu verwenden, deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Kappe ist. Diese wird dadurch für viele Größen verwendbar. Zweckmäßigerweise
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ist der Innendurchmesser der Tellerfedern kleiner als der Durchmesser des Halbleiterelementes im scheibenförmigen Halbleiterbauelement. Dadurch wird vermieden, daß das Halbleiterelement an seinem empfindlichen Rand zu stark belastet wird. Ein Bruch am Rand kann dann nicht auftreten. Der genannte Bolzen kann auch eine Bohrung aufweisen, in der ein Zentrierstift sitzt. Der Bolzen kann dabei die Federn und der Zentrierstift die Zuführungselektrode und das Halbleiterbauelement zentrieren. Eine für die Zuführungselektrode und das Halbleiterbauelement notwendige Zentrierbohrung kann dadurch kleiner als die Öffnung der Federn gehalten werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Wärmeabführung aus.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch den Halter, wobei die Einzelteile der besseren Übersichtlichkeit auseinandergezogen dargestellt sind und
Fig. 2 eine Aufsicht auf den Halter.
In Fig. 1 ist ein Teil des Kühlkörpers mit 1 bezeichnet. Dieser Kühlkörper kann beispielsweise eine Sammelschiene sein und aus Kupfer oder Aluminium bestehen. Er kann jedoch auch ein mit Kühlrippen versehener Kühlkörper sein, der beispielsweise durch luft oder durch ein anderes strömendes Medium gekühlt wird. Auf dem Kühlkörper 1 liegt eine Scheibenzelle 2, deren Gehäuse in bekannter Weise aus mindestens einem Isolierring und zwei metallenen Deckplatten besteht, zwischen denen das eigentliche Halbleiterelement eingelegt ist. Auf der Scheibenzelle 2 sitzt eine Zufüh-
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rungselektorde 3, die mit der Scheibenzelle 2 im ohmschen Kontakt steht. Auf der Zuführungselektrode 3 liegen Federn 4, die beispielsweise die Form von Tellerfedern haben können. Die Ferdern 4 weisen eine Öffnung auf, in der ein Bolzen 5 sitzt.
Über die aus der Scheibenzelle 2, der Zuführungselektrode den Federn 4 und dem Bolzen 5 bestehende Anordnung wird eine Kappe 6 gestülpt. Die Kappe 6 besteht aus einem Isolierstoff, beispielsweise einem Duroplast oder aus Keramik. Die Kappe 6 weist an ihrer offenen Seite eine Auflagefläche 7 auf. An ihrer geschlossenen Seite ist die Kappe 6 mit einer Bohrung 8 für den Bolzen 5 versehen. Die Kappe wird über eine metallene Druckplatte 9 mitteis Schrauben 10 am Kühlkörper 1 festgeschraubt. Dieser weist dazu Gewinde— löcher 15 auf.
Der zur Kontaktierung der Scheibenzelle 2 notwendige Kontaktdruck wird durch Verformung der Federn 4 erreicht. Dazu ist die Höhe der Teile 2, 3 und 4 in unbelastetem Zustand der Federn größer als die lichte Höhe zwischen der Auflagefläche 7 und der geschlossenen Seite 11 der Kappe Die Differenz zwischen der genannten lichten Höhe der Kappe und der Höhe der Teile 2, 3 und 4 ergibt dann multipliziert mit der Federkonstante der Federn 4 den Kontaktdruck. Der richtige Kontaktdruck ist dann eingestellt, wenn die Schrauben 10 bei Befestigung der Kappe 6 bis zum Anschlag festgezogen sind. Die Höhe des Kontaktdrucks ist dann nur durch die genannten Größen, nämlich die Höhendifferenz und Federkonstante bestimmt. Aufwendige Meßmittel beim Zusammenbau des Halters können damit entfallen.
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Zweckmäßigerweise wird der Innendurchmesser der Federn 4 kleiner als der Durchmesser des Halbleiterelements im Inneren der Scheibenzelle 2 gemacht. Damit wird verhindert, daß der Rand des Halbleiterelementes übermäßig belastet und damit mechanisch zerstört wird.
Mit dem beschriebenen Halter ist es auch möglich, Scheibenzellen zu haltern, deren Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Kappe ist. Dazu kann der Bolzen 5 mit einer Bohrung 12 versehen sein, in der ein Zentrierstift 15 steckt. Der Zentrierstift 13 greift in eine Zentrierbohrung 14 ein, die in einer der beiden Elektroden der Scheibenzelle 2 vorgesehen ist.
In Fig. 2 ist die Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1 gezeigt. Gleiche Teile sind· mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Zuführungselektrode ist hier durch eine seitliche Öffnung in der Kappe 6 nach außen geführt. Sie kann jedoch beispielsweise auch durch eine in der geschlossenen Seite 11 angebrachte öffnung oder Aussparung nach oben herausgeführt sein.
5 Patentansprüche
2 Figuren
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Claims (5)

  1. Patentansprüche
    ( 1.)JHalter für ein Halbleiterbauelement mit scheibenförmigem Gehäuse, mit einem Kühlkörper, einer Zuführungselektrode und mit das Halbleiterbauelement, die Zuführungselektrode und den Kühlkörper zusammenpressenden Federn, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterbauelement (2) die Zuführungselektrode (3) und die Federn (4) übereinander im Inneren einer aus· Isolierstoff bestehenden Kappe (6) mit einer offenen und einer wenigstens teilweise geschlossenen Seite (11) angeordnet sind, daß die Höhe des Halbleiterbauelementes (2), die Federn (4) und die Zuführungselektrode (3) zusammen im unbelasteten Zustand der Federn höher als das Innere der Kappe ist, daß die Kappe (6) an der offenen Seite eine Auflagefläche (7) aufweist, daß die Kappe mit ihrem offenen Ende zum Kühlkörper (1) gerichtet und an diesem festgeschraubt ist, wobei das Halbleiterbauelement (2) am Kühlkörper (1) anliegt, daß die Federn (4) sich gegen die geschlossene Seite der Kappe abstützen und daß die Kappe eine öffnung aufweist, durch die die Zuführungselektrode nach außen geführt ist.
  2. 2.) Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kappe (6) eine metallene . Druckplatte (9) angeordnet ist, über die die Kappe am Kühlkörper (1) festgeschraubt ist.
  3. 3.) Halter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlossene Seite
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    (11) der Kappe (6) mit einer Bohrung (8) versehen ist und daß in der Bohrung ein die Federn, die Zuführungsei ektr ode und das scheibenförmige Halbleiterbauelement zentrierender Bolzen (5) sitzt.
  4. 4.) Halter nach Anspruch 3,dadurch gekennz e i c h η e t, daß der Innendurchmesser.der Federn (4) kleiner als der durchmesser des Halbleiterelementes im scheibenförmigen Halbleiterbauelement (2) ist."
  5. 5.) Halter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (5) eine Bohrung (12) aufweist, in der ein Zentrierstift (13) sitzt und daß der Bolzen (5) die Federn (4) und der Zentrierstift (13) die Zufuhrungselektrode (3) und das Halbleiterbauelement (2) zentriert.
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