SU651432A1 - Aid for pressing pellet-type semiconductor device to cooler - Google Patents

Description

II

Изобретение относитс  к попу проводниковым приборам, в частности к устройствам дл  прижима полупроводниковых таблеточных приборов к охладител м . Мощные полупроводниковые диско образные приборы, например тиристоры и диоды, нааываемьзе таблеточными, дл  осуществлени  хорошего теплового и в некоторых сглуна х электриггесКогб контакта с охладитеием размещаютс  между поперечинами, через которые с помощью прюкнмных приспособлений они прижимаютс  к охладителюfl.The invention relates to a priory conductor device, in particular to devices for pressing semiconductor tablet devices to coolers. Powerful semiconductor disk-shaped devices, such as thyristors and diodes, are naively tablet, for achieving good thermal and, in some places, electrical contact contact with cooling, they are placed between the crossbars, through which they are pressed to the cooler with the help of fixtures.

Прижимна  конструкци  должна обесп чивать желаемое усилие прижима . проводншсового прибора к охлади гелю, его, присоед1гаеннек внетаней электричес кой цепи, и отвод возникающего при работе полупроводникового прибора тепла. Необходимо относительно точно определ ть усилие прижима, и равномерно прилагать его к поверхност м электродов этих дискообразных полупроводниковых приборов.The clamping structure must provide the desired clamping force. cooling the device to the gel, its connection between the helix of the external electrical circuit, and the heat arising from the operation of the semiconductor device. It is necessary to determine the pressing force relatively accurately, and uniformly apply it to the electrode surfaces of these disc-shaped semiconductor devices.

к недостаткам известных пр шимных конструкций или устройств относ тс  жесткие, чрезмерные на11р жени , вызывающие пружинистость сопр гаемых элементов , неравномерное распределение прижксмного усили , привод щее к слишком большому трен5зю, проникновение пыли и загр знений.The disadvantages of well-known conventional structures or devices include stiff, excessive stresses, which cause springiness of the mating elements, uneven distribution of prizksmnogo effort, resulting in too much traction, the penetration of dust and contaminants.

Наиболее близким техническим решением к предложенному  вл етс  устройство дл  прижима таблеточного прлупроводйикрвого прибора к охладителю, содержащее, по крайней мере, одну поперечину , средства дл  закреплени , например болты, и изолирующий элемент, передающий давление 2 J.The closest technical solution to the proposed is a device for clamping the tablet pre-conductive device to the cooler, containing at least one cross-piece, means for fastening, for example, bolts, and an insulating element transmitting pressure 2 J.

Это устройство не обеспечивает равно мерного распределени  прижимного уснЛИЯ ..This device does not provide an even distribution of the pressure clamp.

Цель изобретёга  - повышение равномерности распределени  прижимного э сиЛИЯ .The purpose of the invention is to increase the uniformity of the distribution of the pressure eILY.

Claims (2)

Лель достигаетс  тем, что изолирук. щий элемент имеет полость, в которой находитс  упругий элемеат 0:3 эластомера , окруженный поршнем, верхн   часть которого прилегает к поперечине. Упруги.й элемент выполнен из кремний органического каучука. Поверхность упру гого элемента, прилегающа  к hopunno, выполнена сферической или скошенййй. . В объеме упругого элемента могут быть полости, образованные двум  герметично соединенными по их окружности упругими металлическими, линзообразными оболочками. Изолирующий элемент снабжен центрирующим средств1эм. На фиг. 1 показано предложенное устройство , разрез; на фиг. 2 - разрез и гориэонтазгьна  прекци  упругого элемента , имеющего полости, образованные двум герметично соеди1:енными по окружности металлическими-линзообразньтми оболоч-. ками. Полупроводниковый прибор 1 нахадитс  между двум  токоотводами 2 и 3, выпрлненнымн , например, из медных ленточных элементов . Токоотвод 3 прилегает к выполненному, например, из алюмини , охладителю 4, токоотвод 2 - к из(элирую- щему элементу 5, вьгаолненйому, например , из пластмассы и имеющему полость 6,в когорой находитс  упругий элемент 7,изгот овпертый из эластомера, например кремотйорганического каучука, Упрупри элемент 7 закрыт в полости 6 изоли рующего элемента поршнем S и защите таким образам от вли ний окружающей среды, Соприкасающа с  с поршнем 8 поверхность уггруГрго элемента 7 вьшолнена сферической или скошенной. С проти воположной стороной с поршнем 8 Контак тирует поперечина 9, через которую про- ход т соединенные с охладителем 4 сред ства креплени , например болты 10. Посредством подт гивани  гаек на бол тах Ю полупроводниковый прибор 1 прижим аюг к охладителю, при этом поршень 8 постепенно проникает в полость 6 изолирующего элемента 5, а упругий элемент 7 дефбрмйруётс  Иж л:Егру- ЬщиЙ элемент 5 снабжен центрирующим средством 11, например выступами и выемками, которые поддерживаютс  болтами 10 и предохран ют установку от частичных проворачиваний. Между полупроводниковым прибором 1 и токоотводами 2, 3 и соответственно между токоотводами   охладителем можн с иелью минимализации термическога сопротивлени  этих переходов нанести слой онтактного силиконового вазелина или еталлический слой, который при работе полупроводникового прибора 1 находитс  .жидком состо нии. Этот металлический слой может иметь толщину от 0,01 до 2 мм и образуетс , например, из сплава висмута, свинца, олова и кадми  с точкой плавлени  7О С, причем пригодны сплавы состава (%): висмут 48-55, свинец 184О , олово 2-15и кадмий О-10. Вместо кадми .может быть введен индий (Ю21% ). Используемые сплавы эвтектические , с низкой точкой плавлени , иХ объем мало измен етс  при переходе от твердого к жидкому состо нию. Могут примен тьс  также неэвтектические сплавы, состо щие из висмута, свинца, олова и кадми , которые плав тс  в определенном диапазоне температур, наход щемс  в пределах диапазона рабочих температур охлажденного полупро1водникового компонент а . Эти сплйвы ioryT содержать от 35 до 51% висмута, от 27 до 38%, от 9 до 20% олова и от 3 до 10% кадми . .. . Изображенное на фиг. 1 устройство . . примен етс  дл  однобтороннего озспаж- дени  ИолупроводнЕКОвого прибора Одна ко путем введени  другой охлаждающей части между, например; первьтм токопроводом 2 и изолирующим элементом 5 может быть образован охлаждаемый ; с обеих сторон полупроводниковый прибор . Показанное на фиг, 2 устройство содержит упругий элем91Т 5 с полост ми, образованными мзжду герметично соёди-. ненными по окружности упругими металлическими линзообразными оболочками 12. Эластомер ведет себ  в этом случае как несжимаема ,заполн юща  все внутреннее пространство полости изолирующего элемента 5 жидкость, В описанном устройстве обеспечено равномерное распределение прижимного усили  по поверхности изолирующего элемента. Поскольку упругий элемент вьтолнен из непровод щего материала, т. е, из эластомера, возрастает электрическа  прочность- изол ции и, кроме того , снижаютс  экономические расходы и расходы на изготовление. К другим, преимуществам устройства относ тс  мала  высота устройства, а также устойчивость к коррозии, агрессивным средам и пыли. Формула изобретени  1. Устройство дл  прижима таблеточного полупроводникового прибора к , охладйтелю , содержащее, по крайней мере, одну поперечину, средства дл  закреплени , например болты, и изолирующий йлемент, передающий давление, отличающеес  тем, что, с целью по вышёни  равномерности распределени  прижимного усили , изолирующий элемен имеет полость, в которой находитс  упругий элемент из эластомера, окруженны поршнем, верхн   часть которого прилегает к- поперечине. 2.Устройство по п. 1, о т л и - чающеес  тем, что упругий элемент выполнен из кремнийорганическ каучука. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что поверхность упругого элемента, прилегающа  поршню, вьшолнена сферической4 .Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что повёрхностъ упругого элемента, прилегающа  к поршню, выполнена скошенной. 5.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающеес  тем, что в объеме упругого зпвмекта выполнены полости , образованные двум  герметично соединенными по их окружности упругими металлиЧ кшисй Лш113ообразными оболочками . 6.Устройство по пп. 1 и 2, о т - личающеес  тем, что изолирующий элемент снабжен центрирующим средством . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.За вка Франции № 2128812, кл, Н 01 е 1/00, 1971. Lel is achieved by insulating. The connecting element has a cavity in which an elastic element 0: 3 of elastomer is surrounded by a piston, the upper part of which is adjacent to the crossbar. The elastic element is made of silicon organic rubber. The surface of the elastic element, adjacent to the hopunno, is made spherical or skewed. . In the volume of the elastic element can be a cavity formed by two hermetically connected around their circumference elastic metal, lens-shaped shells. The insulating element is provided with centering means 1em. FIG. 1 shows the proposed device, the cut; in fig. 2 - section and horionteasna on the projection of an elastic element having cavities formed by two hermetically connected 1: circumferentially metal-lens-shaped shells. kami. The semiconductor device 1 is connected between two current collectors 2 and 3, which are made of, for example, copper tape elements. Current lead 3 adjoins cooler 4 made, for example, from aluminum, current collector 2, from (eluting element 5, strong, for example, plastic, and having a cavity 6, in which coil is an elastic element 7, made from an elastomer, for example cream rubber; The sealing element 7 is closed in the cavity 6 of the insulating element by the piston S and protecting such images from environmental influences, the surface of the ugrgrgo element 7 that is in contact with the piston 8 is filled with a spherical or oblique. It also tightens cross member 9, through which fasteners connected to cooler 4, for example bolts 10, pass. By pushing nuts on bolts U, semiconductor device 1 presses ayug to cooler, while piston 8 gradually penetrates into cavity 6 of insulating element 5, and the elastic element 7 is defrosted. IL: The load element 5 is provided with centering means 11, for example, projections and grooves, which are supported by bolts 10 and protect the installation from partial turning. Between the semiconductor device 1 and the down-conductors 2, 3 and, accordingly, between the down-conductors of the cooler, you can minimize the thermal resistance of these transitions to apply a layer of contact-free silicone vaseline or an metallic layer, which is in a liquid state when the semiconductor device 1 is operating. This metal layer can have a thickness of from 0.01 to 2 mm and is formed, for example, from an alloy of bismuth, lead, tin, and cadmium with a melting point of 7 ° C, and the alloys of the composition (%) are suitable: bismuth 48-55, lead 184O, tin 2-15 and cadmium O-10. Indium (Y21%) may be added instead of cadmium. The alloys used are eutectic, with a low melting point, and their volume changes little when going from a solid to a liquid state. Non-eutectic alloys can also be used, consisting of bismuth, lead, tin and cadmium, which melt within a certain temperature range that is within the operating temperature range of the cooled semiconductor component a. These ioryT splines contain from 35 to 51% bismuth, from 27 to 38%, from 9 to 20% tin, and from 3 to 10% cadmium. .. Depicted in FIG. 1 device. . used for one-sided decomposition of the i-Semiconductor device, however, by inserting another cooling part between, for example; the first conductor 2 and the insulating element 5 can be formed cooled; on both sides of the semiconductor device. The device shown in Fig. 2 contains an elastic element 91T 5 with cavities formed between each one of the hermetically sealed connections. circumferentially resilient metal lenticular shells 12. The elastomer behaves as incompressible in this case, filling the entire inner space of the cavity of the insulating element 5 liquid. In the described device, the pressing force is evenly distributed over the surface of the insulating element. Since the elastic element is made of non-conductive material, i.e., of elastomer, electrical strength-insulation increases and, in addition, economic costs and manufacturing costs are reduced. Other advantages of the device include a small height of the device, as well as resistance to corrosion, aggressive media and dust. Claim 1. Device for clamping a tablet semiconductor device to a cooler, containing at least one crossmember, means for fastening, for example, bolts, and an insulating element, transmitting pressure, characterized in that, in order to improve the uniform distribution of the clamping force The insulating element has a cavity in which an elastic element made of elastomer is surrounded by a piston, the upper part of which is adjacent to the crossbar. 2. The device according to claim 1, about tl and often because the elastic element is made of silicone rubber. 3. The device according to paragraphs. 1 and 2, that is, with the fact that the surface of the elastic element adjacent to the piston is spherical 4. The device according to claims. 1 and 2, that is, so that the surface of the elastic element adjacent to the piston is made obliquely. 5. Device on PP. 1 and 2, which is characterized by the fact that cavities are formed in the volume of the elastic transducer, which are formed by two elastic metallic shells, which are hermetically connected along their circumference, to be shaped like shells. 6. The device according to paragraphs. 1 and 2, the film is characterized in that the insulating element is provided with centering means. Sources of information taken into account during the examination 1. France, No. 2128812, CL, H 01 E 1/00, 1971. 2.Патент США М .3619473, кл. Ц, 1971.2. US patent M. 3619473, cl. C, 1971. w . Pw. P