DE2607243C3 - Einrichtung zum Anzeigen der Anpreßkraft einer Blattfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Anzeigen der von einer Blaufeder iüf ein zwischen den Einspannmitteln angeordnetes Stützglied ausgeübten Anpreßkraft, insbesondere für Leist ngshalbleiterbauelemente.

In aus Leistungshalbleiterbauelementen, beispielsweise Thyristoren und Dioden, zusammengestellten Baugruppen werden zur Erzielung eines guten elektrischen Kontaktes der Hauptelektroden die Scheibenzellen-Halbleiterbauelemente unter der Einwirkung einer Anpreßkraft zwischen den Kontaktscheiben gehalten. Das Löten von großflächigen Siliziumscheiben ist oft mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Bei durch Preßkräfte zusammengehaltenen Baugruppen ist es unbedingt notwendig, das Anpressen im kleinstmöglichen Toleranzbereich zu bewerkstelligen, und zwar derart, daß die Anpreßkraft gleichmäßig über die ganze Fläche der Hauptelektroden des Halbleiterbauelementes verteilt ist. Nur auf diese Art können optimale Bedingungen für den Durchgang des elektrischen Stromes durch den aus Halbleitermaterial bestehenden Körper und für den Wärmeübergang von den Stirnflächen des Halbleiterbauelementes in die an das Bauelement angepreßten Scheiben erreicht werden, die dabei als Kühlkörper zur Abfuhr bzw. Verteilung der innerhalb der Halbleiter erzeugten Wärme bei Durchgang hoher elektrischer Ströme dienen.

Die verschiedenen bekannten Montagebaugruppen. in denen das Halbleiterbauelement mit einem Anpreßdruck zwischen geeigneten Scheiben eingespannt ist, enthalten verschiedene, aus Klemmbolzen, Querträgern, Federn und anderen Hilfsmitteln bestehende Kombinationen.

Einer der Nachteile dieser bekannten Anpreß- oder Andruckarten ist der Umstand, daß nicht exakt festgestellt werden kann, ob die Anpreßkraft gleichmäßig auf das Halbleiterbauelement wirkt und ob der vorgewählt«· Kontaktdruck wirklich erreicht wurde.

Eine der Ursachen ist z, B, die Möglichkeit einer bedeutenden Reibung zwischen den einzelnen Federn der Baugruppe. Weiter ist es zumindest während des Betriebs schwierig, wenn nicht sogar unmöglich, die von den Kontaktscheiben ausgeübte Anpteßkrafi zu erfassen bzw. zu prüfen, ob sie mit dem gewünschten Wert übereinstimmt.

Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art ist

es bekannt (DT-OS 22 IO 180), die Enden der Blattfeder

ίο durch als Einspannmittel dienende Spannbolzen zu führen, die Mitte der Feder mit punktförmiger Auflage an der Mitte der einen Druckplatte angreifen zu lassen und gegenüber dieser Druckplatte ortsfeste Skalen vorzusehen, denen die ggf. mit einer Markierung versehenen Enden der Blattfeder gegenüberstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Anpreßkraft der Blattfeder im Betrieb einfacher als bei der bekannten Einrichtung angezeigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blattfeder einen parallel zu der Verbindungslinie zwischen den Einspannmitteln und dem Stützglied verlaufenden Einschnitt aufweist, der einen beim Verspannen der Feder unbeeinflußten Teil der Feder begrenzt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Randteil der Feder in Richtung ihrer Längsachse in einer Länge von mindestens 65% der Länge der flachen Feder von dieser abgetrennt.

Gemäß einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Anzeigelaschc senkrecht zur Längsachse der Feder abgebogen.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor.

daß die Blattfeder mindestens drei Einschnitte in der Art aufweist, daß der unverspannte Randteil der Feder in Richtung ihrer Längsachse als zwei gegeneinander gerichtete Zungen ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht nach vorhergehender Eichung ein genaues Einstellen der Anpreßkraft und ein Nachstellen des gewünschten Anpreßdruckes des Halbleiterbauelementes beim Betrieb von Baugruppen, in denen sich diese Halbleiterbauelemente befinden, sobald eine Änderung der ursprünglich eingestellten Anpreßkraft auftritt. Diese Arbeitsvorgänge können von jedem beliebigen Anwender vorgenommen werden und verlangen kein qualifiziertes Bedienungspersonal. Die mit dieser erfindungsgemäßen Einrichtung versehenen Anpreßgruppen können für mannigfaltige Typen von Scheibenzellen-Leistungshalbleiterbauelementen angewendet werden. Durch ein genaues Einstellen der Anpreßkraft mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung werden eine höhere Funktionszuverlässigkeit und eine höhere Lebensdauer der teueren Halbleiterbauelemente erreicht.

Im folgenden werden Ausführungsbcispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt

'*>, F ί g. i eine schemaiisehe Seitenansicht der Einrichtung mit einem Halbleiterbauelement,

Γ ϊ g. 2 eine Draufsicht der Ausführung nach F i g. I.

F i g. J eine andere Ausführung der Hinrichtung in Seitenansicht.
f'5 F i g. 4 eine Draufsicht der Ausführung nach F i g. 3.

Ein Schcibenzellen-Halbleiterbauclement I liegt mit seiner unteren Hauptelektrode an einem /.. B. aus Aluminium hergestellen Kühlkörper Il an. Zwischen

dieser unteren Elektrode und dem Kühlkörper 11 ist die beispielsweise von einem Kupfergurtblech gebildete Stromzuführung 4 angeordnet, wobei zwischen dieser Stromzuführung 4 und der unteren Elektrode des Halbleiterbauelementes 1 sowie gegebenenfalls dem Kühlkörper 11 eine Metallschicht vorgesehen sein kann, die im Betrieb des Halbleiierbauelementes 1 flüssig ist und eine wesentliche Herabsetzung des Wärmewiderstandes dieser Trennflächen bewirkt. Diese Schicht besteht vorzugsweise aus einer aus Wismut, Blei, Zinn und Kadmium zusammengesetzten Legierung mit einem Schmelzpunkt von 70° C, wobei allgemein Legierungen mit 48 bis 55% Wismut, 18 bis 40% Blei, 2 bis 15% Zinn und 0 bis 10% Kadmium geeignet sind. Diese Legierungen sind eutektisch mit einem niedrigen Schmelzpunkt und weisen bei Übergang vom festen in den flüssigen Zustand nur eine kleine Volumenänderung auf.

Die obere Elektrode des Halbleiterbauelementes 1 liegt an einer zweiten Stromzuführung 5 an, welche gegebenenfalls von einem weiteren Kühlteil gebildet werden kann, an dessen anderer Seite ein Isolierglied 6 anliegt, auf welchem ein mit einer konvexen Stützfläche versehenes Stützglied 7 angebracht ist. Auf dieser gewölbten Stützfläche stützt sich eine flache Feder 8 ab. an deren Enden Öffnungen vorhanden sind, durch welche verstellbare Einspannmittel, beispielsweise im Kühlkörper 11 verankerte Bolzen 2, 2' führen. Durch Nachziehen der Muttern 3, 3' auf den Bolzen 2, 2' wird die auf das Halbleiterbauelement 1, beispielsweise Diode,Thyristor u. ä., wirkende Anpreßkraft ausgelöst.

Die zumindest einen Teil der Feder 8 bildende Blattfeder 12 weist, wie aus Fig.2 ersichtlich, einen parallel zur Verbindungslinie zwischen den Bolzen 2 und dem Stützglied 7 verlaufenden Einschnitt auf, so daß ihr Randteil 9 in Richtung der Längsachse in einer Länge von mindestens 65% der Länge der flachen Feder 12 abgetrennt ist. Eine Lasche 10 der Blattfeder 12 ist senkrecht zur Längsachse dieser flachen Feder 12 abgebogen und bildet ein Anzeigeglied. Beim Festziehen der Muttern 3, 3' auf den Bolzen 2, 2' tritt eine

ίο Auslenkung des Randteiles 9 gegenüber dem bogenartig verformten Federnteil ein. Die Größe der so erzielten Anpreßkraft ist der Auslenkung des Randteiles gegenüber dem Druckteil der Feder 12 proportional und kann an der Anzeigelasche 10 nach vorheriger Eichung abgelesen werden.

In F i g. 3 und 4 ist der Randteil der flachen Feder 12 in Richtung ihrer Längsachse so abgetrennt, daß sie zwei gegeneinandergerichtP-i Zungen 9', 9" bildet, welche durch ihre Auslenkung beim Nachziehen der Muttern 3,

ίο 3'auf den Bolzen 2,2'die erzielte Anp.eßkraft anzeigen.

Die in F i g. 1 bis 4 dargestellten Einnchtungen zur

Anzeige der Anpreßkraft enthalten jeweils zwei Einspannminel, beispielsweise Bolzen 2, 2'. Diese Einrichtung kann auch in Baugruppen mit drei, vier oder einer gioßeren Anzahl von Einspannmitteln verwende! werden, wie sie bei Halbleiterbauelementen für extrem hohe Leistungen verwendet werden. In solchen Fällen ist die flache Feder 12 mit einer größeren Anzahl von öffnungen versehen, welche gegeneinander gerichtete Zungen bilden, deren Auslenkung dann die durch Nachziehen der einzelnen Einspannvorrichtungen erreichte Anpreßkraft anzeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Anzeigen der von einer Blattfeder auf ein zwischen den Einspannmitteln angeordnetes Stützglied ausgeübten Anpreßkraft, insbesondere für Leistungshalbleiterbauelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (12; 8) einen parallel zu der Verbindungslinie zwischen den Einspannmitteln (2) und dem Stützglied (7) verlaufenden Einschnitt aufweist, der einen beim Verspannen der Feder unbeeinflußten Teil (9; 9\ 9") der Feder (12; 8) begrenzt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Randteil (9) der Feder (12) in Richtung ihrer Längsachse in einer Länge von mindestens 65% der Länge der fiachen Feder (12) von dieser abgetrennt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigelasche (10) senkrecht zur Längsachse der Feder(12) abgebogen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (12) mindestens drei Einschnitte in der Art aufweist, daß der unverspannte Randteil der Feder (12) in Richtung ihrer Längsachse als zwei gegeneinander gerichtete Zungen (9', 9") ausgebildet ist.