DE2654532B2 - Scheibenförmige Halbleiterzelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine scheibenförmige Halbleiterzelle der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art. Eine derartige Halbleiterzelle ist aus der DE-OS 21 18 356 bekannt.

Es ist auch durch die DE-PS 20 21 158 eine Halbleiteranordnung mit einem scheibenförmigen Gehäuse und einem darin eingesetzten Halbleiterbauelement bekannt, bei welcher ein Zylinderring aus Keramik das Gehäuse bildet, in dessen oberer und unterer Stirnseite eine gegen das Ringinnere gerichtete Stufe eingelassen ist, in der an der oberen Stirnseite ein Blechstützring zur Abstützung eines die obere Gehäusestirnseite dicht abschließenden membranartigen, kreisförmigen Kontaktierungsbleches aus Kupfer mit einer Randwulst eingelötet ist. In der Stufe an der unteren Stirnseite des Zylinderringes ist ebenfalls ein solches Kontaktierungsblech mit einer Ringwulst, jedoch ohne Stützring eingelötet, welches die untere Gehäusestirnseite dicht abschließt. Das Halbleiterbauelement ist an einer seiner Hauptflächen mit einer durch das Kontaktierungsblech an der unteren Gehäusestirnseite kontaktierten Tragscheibe verbunden und ist an der anderen Hauptfläche mittels einer Kontaktierscheibe mit dem Kontaktierungsblech an der oberen Gehäusestirnseite in Kontakt. Bei dieser Anordnung befindet sich sonach das Halbleiterbauelement einerseits mit seiner Tragscheibe und andererseits mit einer Kontaktierscheibe zwischen den zwei die Halbleiterzelle dicht abschließenden membranartigen Kontaktierungsblechen und wird mit diesen bei Druckausübung auf die Halbleiterzelle kontaktiert. Außerdem ist das Halbleiterbauelement zentriert und umspannfähig in die Zelle eingesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halbleiterzelle mit den eingangs angegebenen Anordnungs- und Aufbaumerkmalen zu finden, die aus einfachen Bauteilen herstellbar ist, welche leicht zu einem dicht abschließenden Gehäuse zusammenzusetzen sind.

Eine solche Halbleiterzelle wird durch die Erfindung geschaffen und weist zusätzlich die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale auf.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und nachstehend beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und F i g. 2 einen Durchmesserquerschnitt durch eine scheibenförmige Halbleiterzelle für ein Thyristorbauelement,

Fig.3 einen Durchmesserquerschnitt durch eine scheibenförmige Halbleiterzelle für ein Diodenelement

In diesen Figuren haben gleichartige Einzelteile die gleichen Bezugszeichen.

Bei den scheibenförmigen Halbleiterzellen nach Fig. I, 2 und 3 bildet ein Zylinderring 1 aus einem Isolator, beispielsweise aus Keramik oder aus einem starrfesten Kunststoff, die Gehäusewand (Gehäusemantel). An den zwei Stirnseiten sind die Halbleiterzellen durch zwei gleiche Kontaktierscheiben 2 und 2' abgeschlossen, deren Durchmesser dem Durchmesser der Innenmantelfläche des Zylinderringes 1 angepaßt ist und welche beide einen Außenflansch 21,21' aufweisen. Ein Halbleiterbauelement 3 ist nach F i g. 2 und 3 in der Zelle zwischen den Kontaktierscheiben mittels eines das Bauelement umschließenden Isolierringes 4 zentriert angeordnet. Zwischen zwei an der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes umlaufenden Anschlägen, die an dem Außenflansch 21 bzw. 2V anliegen, sind die zwei Kontaktierscheiben gegeneinander festgehalten. Mindestens ein elastischer Dichtungsring 5 aus temperaturbeständigem und ölfestem Material, wie z. B. Silikongummi, welcher das Halbleiterbauelement ebenfalls umschließt, befindet sich zwischen den Kontaktierscheiben 2 und 2'. Die Außenmantelfläche 13 des Zylinderringes 1 ist, wie z. B. die F i g. 1 es zeigt, mit vielen parallel umlaufenden Rillen versehen, damit der Spannungskriechweg der Zelle groß wird. Bei der Halbleiterzelle nach Fig. 1 dienen zwei Sesgeringe 6 und 6' als Anschläge für die zwei Kontaktierscheiben. Die Seegeringe sind in zwei in der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes in der Nähe von dessen Stirnflächen umlaufende Nuten 12 und 12' einsetzbar. Diese Seegeringe sind, wie bekannt, Sprengringe, die z. B. an ihren gegenüberstehenden Enden mit je einem Greifloch versehen sind. In der Mitte der Innenmantelfläche hat der Zylinderring 1 einen Rechteckprofil aufweisenden Vorsprung 14. Zwischen einer Kontaktierscheibe und einem Vorsprung andererseits befindet sich ein Dichtungsring 5 bzw. 5' mit den oben angegebenen Materialeigenschaften. Mittels dieser zwei Dichtungsringe schließen die zwischen den Sprengringen 6, 6' angeordneten Kontaktierscheiben die Halbleiterzelle genügend dicht ab. Die Dichtungsringe ermöglichen einen ausreichenden Bewegungsweg, damit die Zelle den zur Druckkontaktierung des Thyristorbauelementes erforderlichen Druck aufnehmen kann. Die Höhe des Vorsprungs 14 kann so bemessen werden, daß die lichte Weite des Zylinderringes beim Vorsprung dem Außendurchmesser der Tragscheibe 31 des Thyristors 3 angepaßt ist. Nach F i g. 1 befindet sich das Bauelement 3 des Thyristors zwischen den Kontaktierscheiben 2, 2' in einer zentrierenden Ausnehmung 22' der Kontaktierscheibe 2'. Einfacher wird ein Halbleiterbauelement mittels eines Isolierringes, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, zentriert gehalten.

Bei der Halbleiterzelle nach F i g. 2 dienen ebenfalls

zwei Seegeringe 6,6' in gleicher Weise wie nach F i g. 1 als Anschläge für die Kontaktierscheiben 2 und 2'. Im Unterschied zu der Zelle nach F i g. 1 sind zwei aufeinanderliegende Dichtungsringe S und S' zwischen der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes und einem ·"· wiederum ein Thyristorbauelement 3 umschließenden Isolierring 4 so eingepaßt

Der Druckkontaktierung bieten die Dichtungsringe auch hier genügend Bewegungsweg. Nach F i g. 2 dient außerdem der Isolierring 4 zur Zentrierung des ι» Bauelementes 3. Er kann zu diesem Zweck in einer in der Kontaktierscheibe 2' befindlichen Kreisnut eingesetzt werden. Die Kontaktierscheiben 2 und 2' schließen die Halbleiterzelle mittels der Dichtungsringe 5 und 5' dicht ab. Ein Anschlußleiter T für die Steuerelektrode G ι "> des Thyristors ist in einer rohrartigen Hülle 7 durch den Zylinderring 1 hindurch in die Halbleiterzelle eingeführt und geht frei zwischen den dicht aufeinander liegenden Dichtungsringen hindurch.

Anders als bei den scheibenförmigen Zellen nach F i g. 1 und 2 dienen bei einer Halbleiterzelle nach F i g. 3 ein in dem Zylinderring 1 ausgebildeter Innenflansch 15, welcher dem Außenflansch 21 einer Kontaktierscheibe 2 umfaßt, und wiederum ein Seegering 6' als Anschläge für die zwei Kontaktierscheiben 2 und 2'. Wie nach F i g. 2 sind zwei unmittelbar aufeinander liegende Dichtungsringe 5 und 5' zwischen der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes 1 und einem Isolierring 4 eingepaßt, welcher das Halbleiterbauelement 3, hier ein Diodenbauelement, zentrierend umschließt Mittels der Dichtungsringe schließen die Kontaktierscheiben die Halbleiterzelle dicht ab. Wiederum sind die Dichtungsringe 5, 5' zwischen Zylinderring 1 und Isolierring 4 so eingepaßt, daß ihre Ringhöhe größer als die Höhe des Isoüerringes 4 ist, wenn kein Druck auf die Halbleiterzelle ausgeübt wird, so daß die Dichtungsringe genügend Bewegungsweg für die Druckkontaktierung des Bauelementes 3 aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Scheibenförmige Halbleiterzelle mit einem als Gehäusewand dienenden einstückigen Zylinderring aus einem starrfesten Isolator für ein druckkontaktiertes Thyristor- oder Diodenbauelement, das zwischen zwei die Halbleiterzelle an deren zwei Stirnseiten dicht abschließenden Kontaktierscheiben, die je einen Außenflansch mit einem an den Durchmesser der Innenmantelfläche des Zylinderrings angepaßten Durchmesser aufweisen, zentriert eingesetzt und von mindestens einem elastischen, temperaturbeständigen und ölfesten Dichtungsring mit einem an den Durchmesser der Innenmantelfläche des Zylinderrings angepaßten Außendurchmesser umschlossen ist, wobei die Kontaktierscheiben zwischen zwei an ihren Außenflanschen anliegenden, an der Innenmantelfläche des Zylinderrings hervorstehenden umlaufenden Anschlägen gegeneinander festgehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschläge entweder zwei in zwei in der Innenmantelfläche (11) des Zylinderrings (1) geschlossen umlaufenden Nuten (12, 12') eingesetzte Sprengringe (6, 6') aus Federstahl oder wenigstens ein solcher Sprengring (6') und ein einen Außenflansch (21) einer Kontaktierscheibe (2) umfassender, an einer Stirnseite des Zylinderrings (1) ausgebildeter Innenflansch (15) dienen.