AT249173B - Elektrische Halbleiteranordnung - Google Patents

Description

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  Elektrische   Halbleiteranordniing   
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 Durchführung enthaltenden Deckel verschlossen werden. Auch beim   Verschliessen sind die gute Wärmeab-   leitung und die grosse Wärmekapazität des Metallringes von grossem Vorteil, da hiedurch die Halbleitervorrichtung vor unzulässig hoher Erwärmung geschützt wird. 



   'An Stelle von massiven Metallringen können auch anders geformte   Metallstücke   als Trägerelement für die Halbleitervorrichtung in Frage kommen. Die Grundfläche des Trägerelementes kann   z.     B.   sechseckig oder quadratisch sein oder eine beliebige andere Form besitzen. Wichtig ist nur, dass das einzelne Trägerelement zur Stapelung geeignet ist, so dass, wie beim   Selenglsichrichter,   eine Gleichrichtersäule aufgebaut werden kann. 
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 in der Mantelfläche des ringförmigen Trägerelementes oder in einer Stirnseite. Die Bohrung oder Vertiefung hiefür kann eine   beliebigeForm     haben. In manchen Fällen   ist es zweckmässig, sie ringförmig auszubilden. 



   Der massive Metallring bildet gemäss der Erfindung zweckmässig den einen elektrischen Anschluss für 
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   tenDraht   besteht. Es ist aber auch möglich, den zweiten Anschluss durch eine Scheibe von   ähnlicher   Form und Grösse wie der des. Metallringes bzw. Metallstückes zu bilden, welche von diesem isoliert angebracht, aber mechanisch mit ihm fest verbunden ist. Man erhält auf diese Weise Bauglieder, die nach Art der be-   kanntenselengleichrichterplatten durchAufreihen   auf   einenPolzeniderAufschichtenin einemgeeigneten   Isolierrahmen oder Gehäuse zu einer Säule gestapelt und   z. B. hintereinandergeschaltet   werden   kinnen.   



   Die beschriebenen und andereAusführungsformen der Erfindung sollen an Hand von Figuren näher erläutert werden : 
In den Fig. 1-5 sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in Draufsicht und im Schnitt dar- gestellt. Fig. G zeigt im Schnitt eine Anordnung, bei der mehrere Bauglieder   gemäss   Fig. 3 zu einer Säule zusammengebaut sind.   as   ig. 7 zeigt die Anordnung einer Gleichrichtervorrichtung   zwischen Leiterschienep.   und Fig. 8 zeigt eine weitere Anordnung im Schnitt, bei der eine zusätzliche Kühlplatte verwendet wird. 



   Bei der Anordnung nach Fig. l ist der massive Metallring 2 an der   Mantelfläche   mit einer Ausnehmung versehen, In der die   Halbleitervorrichtung l   so angeordnet ist, dass die eine Elektrode in leitender   Verbindting mit demMetalIring 2 steht. Die zweite Zuleitung wird durch den Zuleitungsdraht   3 gebildet. Die Vertiefung ist zum   mechanischen Schutz aer Halbleitervorrichtung mit einer Isolierstoff-   schicht 4 ausgefüllt. Wenn die   elektrischen Halbleitervorrichtungen parallelgeschaltet werden sollen,   so können die Mctallringe 2 in unmittelbarem elektrischen Kontakt miteinander stehen. Bei Hintereinanderschaltung werden zwischen den z.

   B. übereinanderliegenden einzelnen   Metallrillgen   2 Isolerstoffscheiben angeordnet und die Zuleitung 3 einer jeden   Halbleitervorrichtung mit dem Metallkör-   per 2   der folgenden Halbleitervorrichtung elektrisch verbunden. Dies kann beispielsweise so geschehen,   dass der Zuleitungsdraht 3   aussen an den benachbarten Metallring als Trägerelement einer Halbleiter-     Vorrichtung angelötet, angeschweisst oder angeschraubt wird. Der Zuleitungsdraht   3 kann auch mit einer gelochten Metallscheibe   verbunden'.. erden,   die beim Zusammenbau in elektrischen Kontakt mit dem benachbarten Metallring gebracht wird. 



   In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, deren Aufbau im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig.   l   gleicht, mit dem Unterschied, dass der Halbleiter 1 am Boden einer tiefen Bohrung des Metallringes 2 angebracht und diese Bohrung durch geeignete Mittel verschlossen ist. Beispielsweise kann 
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 nderBohrung eingelötet   sein. Die zweiteZuleitung   3 ist, wie bei der Ausführungsform nach Fig. l, durch den Verschluss herausgeführt. 



   Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäss der Erfindung, die insbesondere zum Aufbau eines Gleichrichters geeignet ist, bei dem mehrere Trägerelemente von   Gleichrichtervorrichtungen   als Bauglieder auf einem Bolzen gestapelt und hintereinandergeschaltet sind. Der Aufbau des einzelnen Baugliedes entspricht dem von Fig. l, wobei jedoch eine Isolierstoffscheibe 6 mechanisch mit dem Metallring 2 verbunden ist, der auf der andern Seite eine Metallschicht 7   trägt.   Diese Metallschicht 7 ist elektrisch über die Zuleitung 3 mit dem einen Pol des Gleichrichterelementes 1 verbunden, so dass sich beim Aufeinanderstapeln mehrerer solcher Bauglieder eine elektrische Hintereinanderschaltung ergibt. Die Zuleitung 3 ist beispielsweise um die Isolierstoffscheibe 6 herumgeführt oder ragt durch eine Bohrung oder Ausnehmung dieser Scheibe.

   Durch die Isolierstoffscheibe wird nicht nur der Metallring 2 von der Metallschicht 7 elektrisch getrennt, sondern durch die besondere Ausbildung der Scheibe wird auch der Kriechweg zwischen den beiden Anschlüssen verlängert. 



   Die auf der Isolierstoffscheibe bei der Anordnung nach Fig. 3 angeordnete Metallschicht 7 kann 

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 beispielsweise aus einer massiven Metallscheibe aus gleichem oder ähnlichem Metall wie der Metallring 2 bestehen, sie kann aber auch aus einer aufgespritzten oder in anderer Weise aufgebrachten Metallschicht oder aus einer Metallfolie bestehen. 



   In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform gemäss der Erfindung dargestellt, die sich ebenfalls als 
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 tallringes 2, nach der   hindieringförmigeAusnehmung   geöffnet ist, sind eine dünne Metallschicht 7,   einelsolierstoffscheibeoder Isolierstoffschicht   6   und eine weitere Metallschicht   7 angeordnet. Die Iso- lierstoffschicht oder -scheibe 6 hat eine Bohrung, durch welche die zweite Zuleitung 3   für das Halb-     leiterelementhindurchtritt. DieZuleitung   3 ist elektrisch mit der oberstenMetallschicht 7 verbunden. 



   Die Ausführungsform nach Fig. 5 entspricht der nach Fig. 4, mit der Ausnahme, dass an Stelle der   ringförmigen A usnehmung eine Bohrung auf einer Stirnseite   angebracht ist, in der die Halbleitervorrich- tung 1 angeordnet ist. Diese Ausführungsform hat gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 4 den Vor- teil, dass die Wärmekapazität des Metallringes 2 grösser ist. 



   Die Ausführungsformen nach den Fig. 3,4 und 5 können in einfacher Weise als Bauglieder auf einem isoliertenBolzen zu einer Säule aufgeschichtet werden, wie dies in Fig. 6 im Schnitt dargestellt ist. Zwi- schen die einzelnenBauglieder   können Metallplatten   8 zur Verbesserung der Wärmeabführung und elek- trische Anschlussfahnen 9 eingeschichtet sein. 



   Die Halbleiteranordnungen gemäss der Erfindung können in sehr raumsparender Weise in elektrische
Geräte eingebaut werden, beispielsweise so, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist, wo das Gleichrichterbau- element mittels einer Schraube 11 zwischen zwei Leiterschienen 10 befestigt ist, die gleichzeitig zur Wärmeableitung herangezogen werden. 



   Einzelne Gleichrichter können auch mit einer Kühlplatte 8 und elektrischen Anschlussfahnen 9 versehen werden, wie dies in Fig. 8 im Schnitt dargestellt ist. 



   Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen können jedoch auch in verschiedener Weise ab- gewandelt werden, ohne dass die Vorteile der Erfindung verlorengehen. 



   Zum Aufbau der Halbleitervorrichtung werden zweckmässig Halbleiter aus Germanium, Silizium od. dgl. verwendet, bei denen der pn-Übergang unter einer schützenden Oxydschicht erzeugt wird. 



   Als Material für den Träger der Halbleitervorrichtung,   z. B.   den massiven Metallring, wird ein Stoff mit guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit, wie z. B. Kupfer, Silber oder Aluminium. bevor- zugt. 



   Ferner ist zu bemerken, dass die metallischen Schichten 7 (vgl. die Fig. 4 und 5)   z. B.   aufmetallisierteSchichten sein können, wenn als Material für die Isolierstoffscheibe 6   z. B. keramischestoffe   gewählt werden. Die dem massiven Metallring 2 zugewendete metallische Schicht 7 kann gemäss der Erfindung als Verbundschicht zwischen dem Ring 2 und der Isolierstoffscheibe 6 benutzt werden. 



   Schliesslich ist festzuhalten, dass sich die Erfindung sowohl auf das einzelne Bauglied als auch auf Zusammenstellungen solcher Bauglieder, z. B. zu einer Säule, erstreckt. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Halbleiteranordnung, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement mindestens eine Ausnehmung zur unmittelbaren Unterbringung (oder zum Einbau) von elektrischen Halbleitervorrichtungen, insbesondere Leistungsgleichrichtern, mit einem Halbleiterelement aus Germanium oder einem andern Halbleiter besitzt und diese Ausnehmung das Gehäuse des Halbleiterelementes bildet.

Claims (1)

1. 2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eic hne t, dass das bei der Selengleichrichtersäule übliche metallische Abstands- und Kontaktstück als Träger für die Halbleitervorrich- tung, z. B. einen Siliziumgleichrichter, dient.

   3. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bei der Selengleichrichtersäule übliche metallische Abstands- und Kontaktring als Träger für die Halbleitervorrichtung dient.

   4. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dassdasTrä- gerelement, insbesondere der metallische Abstands- und Kontaktring, eine die Halbleitervorrichtung aufnehmende Bohrung besitzt.

   5. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement, insbesondere der metallische Abstands-und Kontaktring, mehrere Bohrungen zur Aufnahme von Halbleitervorrichtungen besitzt. <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1

   7. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Halbleitervorrichtung enthaltende Vertiefung, insbesondere Bohrung, mit Isolierstoff ausgefüllt ist.

   8. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den ebenen Stirnflächen des Trägerelementes, insbesondere des metallischen Abstands-und Kontaktringes, isoliert eine Metallschicht oder ein Metallteil befestigt ist, die bzw. der mit einer Elektrode des Halbleiterelementes elektrisch leitend verbunden ist.

   9. Halbleiteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die isoliert angebrachte Metallschicht oder der Metallteil die gleiche Form wie das die Halbleitervorrichtung aufnehmende Trägerelement hat.

   10. Halbleiteranordnung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das dieHalbleitervorrichtung aufnehmende Trägerelement an den ebenen Stirnflächen Vertiefungen und bzw. oder Erhöhungen aufweist, die beim Aufeinanderstapeln zu einer Säule, z. B. durch Aufreihen auf einen Bolzen zum Zwecke der Hintereinanderschaltung, ineinander greifen und eine gegenseitige verdrehungssichere Lage der Bauglieder bewirken.

   11. Halbleiteranordnung nach denAnsprüchen l bis 10, dadurch gekennzeichnet,, dass das die Halbleitervorrichtung aufnehmende Trägerelement mit einer Metallplatte gut wärmeleitend verbunden ist.

   12. Halbleiteranordnung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die mit dem Trägerelement verbundene Metallplatte gleichzeitig eine elektrische Zuleitung bildet.