CH213494A - Junction cell in which one of the electrodes consists of a layer of a material with a low melting point. - Google Patents

Junction cell in which one of the electrodes consists of a layer of a material with a low melting point.

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CH213494A
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melting point
low melting
barrier
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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Description

  

      Sperrschichtzelle,    bei der eine der Elektroden aus einer Schicht eines  Materials mit niedrigem Schmelzpunkt besteht.    Die     Erfindung    bezieht sich auf eine       Sperrschichtzelle,    bei der eine der     Elektroden     aus einer Schicht eines Materials mit niedri  gem Schmelzpunkt besteht, welche so dünn  s     ist,    dass sie an sich nicht hinreichend fest ist,  um als Trägerplatte zu dienen:  Solche     Sperrschichtzellen    werden zum Bei  spiel als Gleichrichter oder Detektoren ver  wendet. Es sind verschiedene Verfahren zur       Stromzuführung    an die     Elektrodenschichten     oder zur Stromabnahme von ihnen bekannt.  



  Bei     Gleichrichtern    wird häufig eine An  zahl dieser Zellen auf einem zentralen Bolzen  angebracht. Die eine Elektrode besteht meist  aus einer aufgespritzten Metallschicht. Als  Zuführungsleiter wird dann. jeweils für diese       Elektrode    ein Federkontakt verwendet.  



  Untersuchungen haben ergeben, dass durch  Anwendung einer neuen     Stromzuführungsart,     die den     Gegenstand    der Erfindung bildet, an  die dünne Schicht des Materials mit niedri-         gem    Schmelzpunkt     wichtige    Vorteile erzielt  werden     können.     



  Die     Erfindung    ist dadurch gekennzeich  net,     _        dass    als Stromabnehmer der aus     Material     mit niedrigem     Schmelzpunkt    bestehenden  Schicht     ,eine    biegsame Folie verwendet wird,  welche metallisch und mechanisch fest mit  der Schicht     verbunden    ist.  



  Die mit der Bauart gemäss der vorliegen  den Erfindung erzielten     Vorteile-ergeben    sich  bereits daraus, dass die     Temperatur        beim-un-          unterbrochenen    Betrieb gleich grosser Sperr  schichtzellen niedriger als bei einem System  mit Federkontakten ist.

   Ausserdem hat die  Ausbeute, welche bei Federkontakten nach  einer bestimmten Anzahl     Betriebsständen     sinkt, bei einer Zelle nach der     Erfindung     gerade zugenommen.     Während    die Sperrspan  nung beim gleichbleibenden Strom in     -einer     Zelle- mit Federkontakt bei     zunehmendem     Kontaktdruck -abnimmt, also die Ausbeute  der Zelle     ungünstiger    wird, ist bei     einer    er-           findungsgemässen    Zelle keinerlei Abhängig  keit vom     Kontaktdruck    vorhanden.  



  Erst eine eingehende Untersuchung hat  ergeben, dass die mittels des Kontaktes nach  der Erfindung in dieser Beziehung erhaltene  Verbesserung wahrscheinlich dem Umstand  zu verdanken ist, dass an den Kontaktstellen  der Federkontakte zusätzliche Übergangs  widerstände durch Oxydation entstehen, na  mentlich Oxyd der aufgebrachten Schicht aus       31aterial    mit niedrigem Schmelzpunkt, wel  che unter dem Einfluss der am Kontakt be  stehenden höheren Temperatur gefördert  wird.  



  Wenn man diesen Nachteil durch stär  keres Andrücken der     Federkontakte    zu be  heben sucht, wobei sich die     Kontaktstelle     etwas verschiebt, so entstehen neue Nach  teile; es besteht dann die Gefahr, dass man  an der Kontaktstelle durch die     Metallschicht     hindurchdrückt. Jedenfalls wird nach einiger  Zeit aufs neue     Oxydation    eintreten.  



  Auch in mechanischer Beziehung     bringt     die Konstruktion nach der Erfindung Vor  teile. Da die     Anschlussfolie    biegsam ist, wird  diese selbst leicht gekrümmt werden können,  z. B. um auf einer andern Platte mit irgend  einem Kreis verbunden zu werden. Die bei  der Biegung eintretenden mechanischen  Kräfte sind daher nicht gross, so dass auf die  Kontaktstelle nur kleine mechanische Kräfte  ausgeübt werden.  



  Es ist an sich bekannt, auf der Sperr  schicht einen Tropfen einer Legierung mit       niedrigem    Schmelzpunkt anzubringen, in den  während seines flüssigen Zustandes ein Draht  gesteckt ist. Nachdem der Tropfen     erstarrt     ist, haftet dieser selbst an der Sperrschicht  und     dient    als die eine Elektrode in der Zelle,  während der durch die Erstarrung fest  geklemmte Draht als     Stromzuführungsleiter     zu dieser Elektrode dient. Eine solche Bau  art ist aber nicht immer brauchbar, z. B.

    wenn eine Anzahl Zellen auf einem zentralen  Bolzen angeordnet wird, wie es bei Gleich  richtern häufig vorkommt, oder wenn man  eine Anzahl Zellen in einer     Aülse    unmittel  bar aufeinander stapelt, wie dies bei Detek-         toren    manchmal erfolgt. Durch den Tropfen  ist nämlich. ein vorstehender Teil auf der  Zelle     entstanden,    wodurch beim Anbringen       einer    Anzahl Zellen gegeneinander ein zu  grosser Raumbedarf entsteht.

   Ein anderer  Nachteil ist, dass der Draht infolge seines  ziemlich grossen Durchmessers steif ist, so  dass auf den     Draht    ausgeübte Kräfte auf die       tropfenförmige    Elektrode     übergeführt    wer  den, wodurch die Möglichkeit besteht, dass sie  ganz von der Sperrschicht abgehoben wird.  



  Durch Verwendung einer Legierung mit  niedrigem Schmelzpunkt, z. B. eine aus Wis  mut, Zinn und Kadmium bestehende Legie  rung, für das Material der Schicht, an wel  cher der Stromabnehmer     befestigt    ist, kann  die     metallische        Verbindung    durch eine  Schmelzverbindung des     Elektrodenmaterials     mit dem Material der Folie     hergestellt     werden.  



  Die Schicht kann also vor ihrer Befesti  gung zum Schmelzen gebracht werden, wo  durch die Folie sozusagen gelötet wird, ohne  dass die dazu erforderliche Temperatur     derart          gesteigert    werden muss, dass andere Werk  stoffe der Zelle infolge der hohen Erhitzung       beeinträchtigt    werden.  



  Um eine feste Haftung zwischen der Folie       und    der dünnen Metallschicht zu gewähr  leisten, kann die z. B. aus Kupfer bestehende  Folie vorher verzinnt werden.  



  Es hat sich     erwiesen,    dass ein     guter    und  dauerhafter Kontakt gebildet werden kann,  wenn nicht die ganze     Oberfläche    der Metall  schicht mit der Folie bedeckt wird,     sondern     dass man mit     einem.    einzigen Streifen aus  kommen kann, was wieder der Biegsamkeit  zugute kommt, so dass keine grossen mecha  nischen Kräfte auf die Verbindungsstelle  übertragen werden.  



  Namentlich     in    einer feuchten     Umgebunz     ist es vorteilhaft, die Zelle derart auszubil  den. dass     Feuchtif?'kpit    keinen Einfluss haben  kann. Ein     vorzilalicher        fenehtigkeitsdichter     Abschluss wird     dadurch    erzielt, dass     weniLy-          stens    die Oberfläche der     Schicht    aus Material  mit niedrigem     @Schmclznunkt    zusammen mit  der Verbindungsfolie mit einer     Lackschicht         bedeckt wird.

   Diese Lackschicht erhöht  gleichzeitig die mechanische Festigkeit der       Verbindung    der Folie mit der Metallschicht.  



  Beim     Normalbetrieb    einer mit einem  Streifen zur Stromentnahme versehenen  Zelle, d. h. wenn die vorgeschriebene Maxi  malbelastung der Zelle nicht überschritten  wird, ist die Temperatur derart, dass diese  noch beträchtlich unterhalb der Schmelztem  peratur des Materials mit niedrigem Schmelz  punkt liegt. Es kann aber vorkommen, dass  durch     unsachgemässe    Behandlung der Zelle,  oder durch     Störung    im     greise,    in den die  Zelle aufgenommen ist, die     Belastung    der  Zelle sich derart steigert, dass die Tempera  tur den Schmelzpunkt des erwähnten Mate  rials übersteigt.

   Dies kann verschiedene nach  teilige Folgen     haben.    Es kann der Kontakt  des Stromabnehmers mit der     iSchicht    zum  Beispiel unter dem Einfluss der Federwir  kung unterbrochen werden, welche in einem       gekrümmten    Streifen oder einer Folie vor  handen ist. Weiter zieht sich das Elektroden  material durch     Schmelzen    in     Tropfenform     zusammen. Da die Elektrode auf der Sperr=       schiebt    ruht, liegen sämtliche Tropfen isoliert  voneinander.

   Sollte der     Stromabnehmer    noch  leitend mit der Zelle     verbunden    sein, so  würde dies also nur für eine ganz beschränkte  Oberfläche der     Elektrodenschicht    gelten, mit  andern Worten, die Belastung je Oberflächen  einheit der Schicht steigt beträchtlich, wo  durch aber noch mehr     Wärme    entwickelt  wird. Hierdurch wird dann der Stromab  nehmer von der Legierung     losgeschmolzen     werden.  



  Um zu     verhindern,    dass bei übermässiger  Erhitzung der Stromabnehmer von der Elek  trode losgelöst     wird    und sich die Legierung  zu voneinander isolierten Tropfen zusammen  zieht, kann die     Sperrsehichtzelle    nach einer  günstigen Ausführungsform der Erfindung  derart ausgebildet werden, dass die Schicht  aus Material mit niedrigem     Schmelzpunkt     wenigstens teilweise mit einem leitenden Or  gan bedeckt ist, das unter Druck an dieser  Schicht anliegt, wobei die metallisch durch  eine     Schmelzverbindung    mit der Schicht ver-         bundene    Folie unterhalb dieses     Organes,    wo  sie mit dieser Schicht verbunden ist, eben  falls unter Druck steht.

    



  Falls durch übermässige Erhitzung die       Legierungsschicht    trotzdem zum Schmelzen  gebracht werden sollte, kann der Stromab  nehmer bei dieser Ausführungsform nicht  von der     Legierungsschicht    losgelöst werden,  da der vom Organ     ausgeübte    Druck diese Be  wegung     hintanhält.     



  Wenn an andern Stellen der Legierungs  schicht der oben erwähnten Ausführungs  form, nämlich dort, wo kein unmittelbarer  Kontakt mit dem     Stromabnehmer    vorhanden  ist (nur die sich unterhalb des Stromabneh  mers     befindlichen    Teile haben einen unmittel  baren Kontakt) eine Zusammenziehung des  Werkstoffes     zugesonderten    Tropfen     eintreten     würde, so würde dies der     iStromleitung    nicht  im Wege stehen. Es sind ja sämtliche oder  nahezu sämtliche Tropfen mittels des er  wähnten Organes elektrisch miteinander ver  bunden.  



  Beim Anbringen eines solchen Organes  soll berücksichtigt werden, dass ein zu grosser  Druck durch die     Elektrodenschicht    auf die  Sperrschicht die     Gegenspannung    der Zelle  beeinträchtigen kann. Um sogar die Möglich  keit dieser Gefahr auszuschliessen, wird die       Sperrschichtzelle    in einer günstigen Ausfüh  rungsform derart aufgebaut, dass das leitende  Organ in der Mitte eine Vertiefung aufweist,  in der eine Scheibe aus Isolierstoff ruht, wel  che auf der andern Seite auf die     Sperrschicht     drückt, wozu an dieser Stelle eine Ausspa  rung in der Schicht aus Werkstoff mit nied  rigem Schmelzpunkt vorgesehen ist.  



  Durch     Verwendung    einer Scheibe aus Iso  lierstoff wird erreicht, dass der Druck,     unter     dem das Kontaktorgan an der Elektroden  schiebt anliegt, nur durch die     Vorspannung     der federnden Enden des Organes bedingt  wird, während der zum Beispiel durch Fest  schrauben eines zentralen Bolzens     entstehende     Druck von den Isolierscheiben aufgenommen  und nur ein     geringer    Teil durch das federnde  Kontaktorgan auf die     Kontaktflächen        iiber-          geführt    wird,      Nenn man diese Kontaktflächen so gross  wie möglich macht,

   erhält man     einerseits    den  Vorteil einer niedrigen     Strombelastung    der  Schicht mit niedrigem Schmelzpunkt und  anderseits erreicht man, dass der mechanische  Oberflächendruck gering gehalten wird.  Diese     Umstände    tragen ebenfalls dazu bei,  dass die Nutzwirkung der     Sperrschichtzelle     stark gesteigert werden kann, ohne dass den  noch die sich bei allzu grosser Wärmeent  wicklung ergebenden Nachteile eintreten.  



  Der Aufbau einer beispielsweisen Aus  führungsform einer erfindungsgemässen Zelle  ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.  Es     zeigt:          Fig.    1 schaubildlich eine     Sperrschichtzelle     und       Fig.    2 einen Teil einer Einheit, welche  zum Beispiel in der     Grätzschaltung    zur Ver  wendung kommen kann.  



  In     Fig.    1 ist mit 1 eine Trägerplatte be  zeichnet, auf welcher ein halbleitender Stoff  angebracht ist. Die Platte kann aus Alu  minium, der Halbleiter aus Selen bestehen.  Auf der Elektrode wird eine     Sperrschicht     angeordnet. Das zentrale Loch 2 ist dazu be  stimmt, beim Aufbringen des Selens die  Platte 1 zu fixieren und bei der Montage der  fertigen     Sperrschiehtzellen    einen     Befesti-          gungsbolzen        hindurchstecken    zu können.

   (Da  die Selen- und Sperrschicht sehr dünn sind,  sind diese in der Zeichnung fortgelassen.)  Mit Hilfe einer Schablone wird das Ma  terial der Gegenelektrode 3 aufgespritzt,  welche aus einer Legierung mit niedrigem  Schmelzpunkt, d. h. einem Schmelzpunkt, der  kleiner ist als 200   C, z. B. von Wismut,  Zinn und Kadmium mit einem Schmelzpunkt  von 103   (die sog.     "Legierung    103") besteht.  Durch     Verwendung    der Schablone erhält die  Elektrode 3 die in der Zeichnung angedeutete  Begrenzung. Als Vorteil dieser Anordnung  sei hier auf die Verlängerung des Kriech  weges des Stromes längs des Randes der  Platte über die Sperrschicht zur Elektrode 3  hingewiesen.  



  Ein dünner Streifen 4 aus leitendem Ma  terial     wird        mit    der Legierung metallisch    verbunden. Die Zelle kann jetzt ohne     weiteres     als Gleichrichter verwendet werden.  



  Wenn man die Zelle in einem     Kreis    mit  höherer Strombelastung als die, für     welche     eine Zelle bemessen ist, zu benutzen     wünscht,     so muss dieselbe mit mehreren Zellen parallel  geschaltet werden. Ebenso kann für grössere  Spannungen eine entsprechende     Anzahl    Zel  len in Reihe geschaltet werden. Es ist aber  möglich, falls die     Betriebsspannung    in einem       Kreis    maximal um 100<B>%</B> grösser als die maxi  mal zulässige Spannung je Zelle ist, die       Grätzschaltung    anzuwenden, in der vier Zel  len vorhanden sind. Es werden dabei die bei  den Phasen des Wechselstromes gleich  gerichtet.  



  Für eine solche Anwendung wird zum  Beispiel die Bauart nach     Fig.    2 gewählt, in  der die Zellen, deren Teile mit den gleichen  Bezugszeichen,     jedoch    mit einem Index ver  sehen sind,     wie    die entsprechenden Teile in       Fig.    1, auf einen zentralen Bolzen 5 ge  schoben sind, der mit einem Isolierrohr 6,  z. B. aus     Pertinax,    bekleidet ist.  



  Auf     der    Schicht 3' und auf dem Streifen  4' einer jeden Zelle liegt ein Kontaktorgan 7,  das in Form einer Kappe ausgebildet ist. In  folge der     Vorspannung    der Partie 8 wird  vom Kontaktorgan 7 ein bestimmter     Druck     auf die Schicht 3' ausgeübt, der ausschliess  lich von dieser     Vorspannung    abhängig ist.  Die     Legierungselektrode    hat nämlich in der  Mitte eine     Aussparung,    durch welche die  Scheibe 9 aus Isolierstoff auf der Sperr  schicht ruht.

   Wenn nun der Bolzen mittels  einer     Mutter    10, die durch die Isolierschicht  11 an der Kontaktgabe mit der äussern Zelle       verhindert    wird, angezogen wird, kommt  durch die     Isolierscheibe    eine Kraft auf die  Sperrschicht. Dies hat aber keine nachteiligen  Folgen, selbst wenn die     Sperrschicht    an die  ser Stelle versagen würde.  



  Um den Anschluss an einen äussern Kreis  zu ermöglichen, ist eine Lötzunge 12 vor  gesehen, auf der wieder ,eine Scheibe 13 ruht,  welche gleichzeitig die folgende Platte 1"  in der gewünschten Entfernung von der erst  genannten Platte 1' hält usw., bis die erfor-           derliche    Anzahl Platten mit Stromabnehmern  auf dem Bolzen 5 angeordnet ist.  



  Der Bolzen kann gleichzeitig zur     Be-          festigung    der Einheit in irgend einer Weise  an einer     Chassisplatte    dienen.  



  Es ist vorteilhaft,     für    die Schicht aus  Werkstoff mit niedrigem     Schmelzpunkt    einen  Stoff zu wählen, der an     und    für sich bereits  vorzüglich als     Lötmaterial    geeignet ist. Man  braucht dann kein besonderes Lot zu verwen  den, und es können     Mittel,    welche zur Er  leichterung des     normalen        Lötens    benutzt wer  den und häufig, zum Beispiel durch Anwesen  heit von Säuren, eine angreifende Wirkung  haben, fortgelassen werden. Als Elektroden  material, das gleichzeitig als Lötmaterial ge  eignet ist, kann vorteilhaft die bereits er  wähnte     Legierung    103 verwendet werden.  



       Man    kann beim     Anbringen    der metalli  schen Verbindung derart vorgehen, dass die  festzuheftende     Folie    vorher mit einer     aus     dem     Elektrodenmaterial    bestehenden Schicht  überzogen     wird,    wodurch die     Haftung    der  Folie an der Elektrode     erleichtert    wird.



      Junction cell in which one of the electrodes consists of a layer of a material with a low melting point. The invention relates to a barrier cell in which one of the electrodes consists of a layer of a material with a low melting point, which is so thin that it is not strong enough to serve as a carrier plate: such barrier cells are used game used as rectifiers or detectors. Various methods are known for supplying current to the electrode layers or for drawing current from them.



  In rectifiers, a number of these cells is often attached to a central bolt. One electrode usually consists of a sprayed-on metal layer. As a feeder is then. a spring contact is used for each electrode.



  Investigations have shown that by using a new type of current supply, which forms the subject of the invention, important advantages can be achieved on the thin layer of the material with a low melting point.



  The invention is characterized in that a flexible foil is used as the current collector of the layer consisting of material with a low melting point, which foil is firmly connected to the layer in a metallic and mechanical manner.



  The advantages achieved with the design according to the present invention result from the fact that the temperature during uninterrupted operation of barrier cells of the same size is lower than in a system with spring contacts.

   In addition, the yield, which in the case of spring contacts drops after a certain number of operating states, has just increased in a cell according to the invention. While the blocking voltage with a constant current in a cell with spring contact decreases with increasing contact pressure, that is to say the yield of the cell becomes less favorable, there is no dependence on the contact pressure in a cell according to the invention.



  Only a detailed investigation has shown that the improvement obtained by means of the contact according to the invention in this regard is probably due to the fact that additional transition resistances arise through oxidation at the contact points of the spring contacts, namely oxide of the applied layer of low material Melting point, which is promoted under the influence of the higher temperature at the contact.



  If one tries to lift this disadvantage by pressing the spring contacts more strongly, with the contact point shifting slightly, new parts arise after; there is then the risk of pushing through the metal layer at the contact point. In any case, after a time new oxidation will occur.



  In a mechanical relationship, the construction according to the invention brings parts before. Since the connection foil is flexible, it can be easily curved itself, e.g. B. to be connected to some circle on another plate. The mechanical forces occurring during bending are therefore not great, so that only small mechanical forces are exerted on the contact point.



  It is known per se to apply a drop of an alloy with a low melting point on the barrier layer, into which a wire is inserted during its liquid state. After the drop has solidified, it adheres to the barrier layer itself and serves as one electrode in the cell, while the wire, which is firmly clamped by the solidification, serves as a current supply conductor to this electrode. Such a type of construction is not always useful, for. B.

    when a number of cells are arranged on a central bolt, as is often the case with rectifiers, or when a number of cells are stacked directly on top of one another in a sleeve, as is sometimes done with detectors. Because through the drop is. a protruding part was created on the cell, which means that too much space is required when a number of cells are placed against one another.

   Another disadvantage is that the wire, because of its rather large diameter, is stiff so that forces exerted on the wire are transferred to the teardrop-shaped electrode with the potential for it to be lifted entirely from the barrier layer.



  By using a low melting point alloy, e.g. B. an existing from Wis mut, tin and cadmium Alloy tion, for the material of the layer on wel cher the current collector is attached, the metallic connection can be made by a fusion of the electrode material with the material of the foil.



  The layer can therefore be melted before it is attached, where soldering is carried out through the foil, so to speak, without the temperature required for this having to be increased to such an extent that other work materials of the cell are impaired as a result of the high level of heating.



  In order to ensure firm adhesion between the film and the thin metal layer, the z. B. made of copper foil are tinned beforehand.



  It has been shown that a good and permanent contact can be formed if not the entire surface of the metal layer is covered with the foil, but that you with one. single strip can come from, which again benefits the flexibility, so that no large mechanical forces are transmitted to the connection point.



  Especially in a damp environment, it is advantageous to train the cell in this way. that Feuchtif? 'kpit cannot have any influence. A precautionary watertight seal is achieved in that at least the surface of the layer of material with a low melting point is covered with a layer of lacquer together with the connecting foil.

   This lacquer layer increases the mechanical strength of the connection between the foil and the metal layer.



  During normal operation of a cell provided with a strip for drawing current, i. H. If the prescribed maximum load on the cell is not exceeded, the temperature is such that it is still well below the melting temperature of the material with a low melting point. However, it can happen that due to improper handling of the cell or a malfunction in the old age in which the cell is incorporated, the load on the cell increases to such an extent that the temperature exceeds the melting point of the material mentioned.

   This can have various adverse consequences. The contact of the current collector with the layer can be interrupted, for example under the influence of the spring action, which is present in a curved strip or a film. Furthermore, the electrode material contracts in the form of drops by melting. Since the electrode rests on the locking slide, all drops are isolated from one another.

   If the current collector was still conductively connected to the cell, this would only apply to a very limited surface area of the electrode layer, in other words, the load per surface unit of the layer increases considerably, but where even more heat is generated. As a result, the current collector will then be melted loose from the alloy.



  In order to prevent the current collector from becoming detached from the electrode in the event of excessive heating and the alloy contracting into drops isolated from one another, the barrier layer cell according to a favorable embodiment of the invention can be designed such that the layer of material with a low melting point is at least partially is covered with a conductive organ which rests against this layer under pressure, the foil, which is metallically connected to the layer by a fusion connection, is also under pressure below this organ, where it is connected to this layer.

    



  If the alloy layer should nevertheless be brought to melt due to excessive heating, the current collector cannot be detached from the alloy layer in this embodiment, since the pressure exerted by the organ prevents this movement.



  If at other points of the alloy layer of the above-mentioned embodiment, namely where there is no direct contact with the current collector (only the parts located below the current collector have direct contact), a contraction of the material separate drops would occur, so this would not stand in the way of the power line. All or almost all of the drops are electrically connected to one another by means of the organ mentioned.



  When attaching such an organ, it should be taken into account that too great a pressure through the electrode layer on the barrier layer can impair the counter voltage of the cell. In order to even rule out the possibility of this danger, the barrier cell is constructed in a favorable embodiment in such a way that the conductive element has a recess in the middle in which a disk made of insulating material rests, which presses on the barrier layer on the other side. for which purpose a recess in the layer of material with a low melting point is provided at this point.



  By using a washer made of insulating material, it is achieved that the pressure under which the contact element pushes against the electrode is only caused by the pretensioning of the resilient ends of the element, while the pressure created, for example, by screwing in a central bolt is reduced by the Insulating washers are added and only a small part is transferred to the contact surfaces by the resilient contact element. These contact surfaces are called as large as possible,

   On the one hand, one obtains the advantage of a low current load on the layer with a low melting point and, on the other hand, one achieves that the mechanical surface pressure is kept low. These circumstances also contribute to the fact that the useful effect of the barrier cell can be greatly increased without the disadvantages that arise when the heat is generated too much.



  The structure of an exemplary embodiment of a cell according to the invention is shown in the accompanying drawing. It shows: FIG. 1 a perspective view of a junction cell and FIG. 2 a part of a unit which can be used, for example, in the Grätz circuit.



  In Fig. 1, 1 is a carrier plate be characterized on which a semiconducting material is attached. The plate can consist of aluminum, the semiconductor of selenium. A barrier layer is placed on the electrode. The central hole 2 is intended to fix the plate 1 when the selenium is applied and to be able to insert a fastening bolt through it when the finished barrier cells are assembled.

   (Since the selenium and barrier layers are very thin, they are omitted in the drawing.) Using a template, the material of the counter electrode 3 is sprayed on, which is made of an alloy with a low melting point, i.e. H. a melting point that is less than 200 C, e.g. B. of bismuth, tin and cadmium with a melting point of 103 (the so-called. "Alloy 103"). By using the template, the electrode 3 has the delimitation indicated in the drawing. As an advantage of this arrangement, the extension of the creepage path of the current along the edge of the plate via the barrier layer to the electrode 3 should be pointed out.



  A thin strip 4 of conductive material is metallically connected to the alloy. The cell can now easily be used as a rectifier.



  If one wishes to use the cell in a circuit with a higher current load than that for which a cell is designed, it must be connected in parallel with several cells. A corresponding number of cells can also be connected in series for higher voltages. However, if the operating voltage in a circle is no more than 100 <B>% </B> greater than the maximum permissible voltage per cell, the Graetz circuit can be used, in which there are four cells. The phases of the alternating current are directed in the same way.



  For such an application, for example, the type of Fig. 2 is chosen, in which the cells, the parts of which are provided with the same reference numerals but with an index ver, like the corresponding parts in Fig. 1, on a central bolt 5 ge are pushed, the with an insulating tube 6, z. B. from Pertinax, is clothed.



  On the layer 3 'and on the strip 4' of each cell there is a contact member 7 which is designed in the form of a cap. As a result of the bias of the part 8, a certain pressure is exerted on the layer 3 'by the contact element 7, which pressure is exclusively dependent on this bias. The alloy electrode has namely in the middle a recess through which the disk 9 of insulating material rests on the barrier layer.

   If the bolt is now tightened by means of a nut 10, which is prevented from making contact with the outer cell by the insulating layer 11, a force is exerted on the barrier layer through the insulating washer. However, this has no disadvantageous consequences, even if the barrier layer were to fail at this point.



  In order to enable connection to an outer circle, a soldering tongue 12 is seen, on which again, a disk 13 rests, which at the same time holds the following plate 1 "at the desired distance from the first-mentioned plate 1 ', etc., until the The required number of plates with current collectors is arranged on the bolt 5.



  The bolt can also serve to fasten the unit in any way to a chassis plate.



  It is advantageous to choose a material for the layer made of material with a low melting point, which in and of itself is already excellently suitable as a soldering material. There is then no need to use any special solder, and means which are used to facilitate normal soldering and which often have an aggressive effect, for example due to the presence of acids, can be omitted. The already mentioned alloy 103 can advantageously be used as the electrode material which is also suitable as a soldering material.



       When attaching the metallic connection, one can proceed in such a way that the foil to be stuck is previously covered with a layer consisting of the electrode material, whereby the adhesion of the foil to the electrode is facilitated.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Sperrschichtzelle, bei der eine der Elek troden aus einer Schicht aus Material mit niedrigem Schmelzpunkt besteht, welche an sich keine hinreichende Festigkeit besitzt, um als Trägerplatte zu dienen, dadurch gekenn- zeichnet, dass als Stromabnehmer für diese Schicht eine biegsame Folie dient, welche me tallisch und mechanisch fest mit der Schicht verbunden ist. UNTERANSPRüCHE: PATENT CLAIM: Barrier layer cell in which one of the electrodes consists of a layer of material with a low melting point, which in itself does not have sufficient strength to serve as a carrier plate, characterized in that a flexible foil serves as the current collector for this layer, which is firmly connected to the layer both mechanically and me- tallically. SUBCLAIMS: 1. Sgerrschichtzelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Verbindung der Schicht mit der Stromab nehmerfolie durch eine unmittelbare Schmelz- verbindung des Elektrodenmaterials mit dem Werkstoff der Folie hergestellt ist. 1. Sgerrschichtzelle according to claim, characterized in that the metallic connection of the layer with the current collector foil is made by a direct fusion connection of the electrode material with the material of the foil. 2. Sperrscliichtzelle nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Werkstoff der Schicht, an welcher der Strom- abnehmer befestigt ist, eine Wismut-Zinn- Kadmiumlegierung verwendet ist. 3. Sperrschichtzelle nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus verzinntem Kupfer besteht. 4. Sperrschichtzelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromab nehmerfolie als ein Streifen ausgebildet ist. 2. Blocking light cell according to dependent claim 1, characterized in that a bismuth-tin-cadmium alloy is used for the material of the layer to which the current collector is attached. 3. barrier cell according to dependent claim 2, characterized in that the foil consists of tinned copper. 4. barrier cell according to claim, characterized in that the current collector is designed as a strip. 5. Sperrschichtzelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, däss wenigstens die Oberfläche 'der Schicht aus Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt zusammen mit der Stromabnehmerfolie mit einer Lackschicht überzogen ist. 6. 5. Barrier layer cell according to claim, characterized in that at least the surface of the layer of material with a low melting point is coated with a layer of lacquer together with the current collector foil. 6th Sperrschichtzelle nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus Material mit niedrigem Schmelzpunkt wenig stens teilweise mit einem leitenden Organ bedeckt ist, das unter Druck auf dieser Schicht ruht, und dass die metallisch durch eine Schmelzverbindung mit der Schicht ver bundene Folie unterhalb dieses Organes, Barrier layer cell according to claim, characterized in that the layer of material with a low melting point is at least partially covered with a conductive organ which rests on this layer under pressure, and that the foil, which is metallically connected to the layer by a fusion connection, is below this organ, wo sie mit dieser Schicht verbunden ist, eben falls unter Druck steht. 7. Sperrschichtzelle nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Organ in der Mitte eine Vertiefung aufweist, in der eine Scheibe aus Isolierstoff ruht, wel che auf der andern Seite auf die Sperrschicht drückt, wozu an dieser Stelle in der Schicht aus Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt eine Aussparung vorgesehen ist. where it is connected to this layer, also if it is under pressure. 7. barrier cell according to dependent claim 6, characterized in that the conductive organ has a recess in the middle in which a disk of insulating material rests, wel che on the other side presses on the barrier layer, including at this point in the layer of material A recess is provided for a low melting point. B. Sperrschichtzelle nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druck organ über den grössten Teil der Schicht aus Werkstoff mit niedrigem Schmelzpunkt mit dieser letztgenannten in Berührung steht. B. barrier cell according to dependent claim 7, characterized in that the pressure organ is in contact with the latter over most of the layer of material with a low melting point.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1008415B (en) * 1952-11-17 1957-05-16 Siemens Ag Process for the production of dry rectifier disks, especially for selenium rectifiers
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