DE1013010B - Gehaeuse fuer einen Flaechengleichrichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für einen Flächengleichrichter mit einem Basisteil, der aus einem Metall guter elektrischer Leitfähigkeit besteht, an dem ein Stück aus halbleitendem Material auf einer Seite in innigem Kontakt befestigt ist, während eine zugehörige Elektrode mit der anderen Seite des Halbleiterstückes elektrisch verbunden ist und mit ihm einen gleichrichtenden p-n-Übergang bildet.

Bei der Herstellung von elektrischen Gleichrichtern dieser Art ist es unter anderem wichtig, das gleichrichtende Element mit einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse zu versehen, um die nachteiligen Einflüsse der äußeren Atmosphäre auf das gleichrichtende Element auszuschalten und um sicherzustellen, daß keine unzulässige Temperaturerhöhung des gleichrichtenden Elementes bei der Herstellung oder dem Betrieb eintritt, und um die Zahl der Abdichtungsstellen, die bei der Herstellung der das Element einschließenden Hülle notwendig sind, auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Konstruktion für ein Gleichrichtergehäuse anzugeben, das diese Eigenschaften aufweist.

Ein Gleichrichtergehäuse der beschriebenen Art enthält gemäß der Erfindung einen Metallring mit einem Flansch, der dadurch eine hermetisch abgedichtete Hülle für den Gleichrichter bildet, daß er das Halbleiterstück umgibt und an seinem Flansch mit dem Basisteil hermetisch verbunden ist, während ein ringförmiger Isolierteil an seinem einen Ende mit dem Metallring und an seinem anderen Ende mit einer Metallkappe verbunden ist, die eine zentrale Vertiefung aufweist, in welche ein Metallstift hineinragt, der mit der Elektrode in Verbindung steht und durch Reibung in der Wandung der Vertiefung festgehalten ist.

Die Hülle für das gleichrichtende Element wird daher durch die Innenseiten oder Innenwandtmgen der Basis, des Metallringes mit dem Flansch, des ringförmigen Isolierteres und der Metallkappe gebildet, die alle fest aufeinanderhaftend miteinander verbunden sind, so daß sie ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse bilden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der folgenden Beschreibung näher erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Gleichrichter gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Ansicht, die teilweise im Schnitt den inneren Aufbau des Gleichrichters zeigt;

Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 2 von einer anderen Ausführungsform, und

Fig. 4 bis 6 zeigen drei Arten der Montage des Gleichrichters auf einer die Wärme abstrahlenden Platte.

Gehäuse für einen Flächengleichrichter

Anmelder:

The British Thomson-Houston Company Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M.-Eschersheim, Lichtenbergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 23. Mai 1955

Alan John Blundell, Wüloughby, Near Rugby,
Warwickshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

In Fig. 1 und 2 ist ein Gleichrichter dargestellt, der aus einer Grundplatte oder einem Teil 1 aus einem Metall hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit, z. B. Kupfer, besteht, an dem das gleichrichtende Element 2 angebracht ist. An der Grundplatte 1 ist ein Metallring 3 mit einem Flansch befestigt, mit dessen oberem Rand ein Isolierteil 4 hermetisch verbunden ist. Der Teil 4 besitzt einen inneren Absatz, in den der Randteil einer Metallkappe 5 hineinpaßt, die mit einer blinden öffnung oder einer Vertiefung 6 versehen ist. Der Metallteil 1, der Metallring 3, der Isolierteil 4 und die Metallkappe 5 bilden zusammen eine hermetische Hülle für das gleichrichtende Element 2. Das gleichrichtende Flächenelement 2 besteht aus einer Pille 7 eines Verunreinigungselementes von geeigneter Leitfähigkeitsart; die Pille ist mit einer Elektrode oder Zuleitung 8 verbunden, die in einer Vertiefung 6 der Kappe 5 endet.

Der Isolierteil 4 kann aus Glas oder einem keramischen Material bestehen. Wenn er, was vorzuziehen ist, aus keramischem Material angefertigt ist, ist er mit einem Ansatz 9 versehen, auf den der Rand des Metallflansches 5 paßt, wobei der Rand des Metallflansches mit dem keramischen Teil durch ein Lötmittel befestigt ist, welches sich mit dem Rand des Metallflansches und mit einem metallischen Film verbindet, der vorher auf der Oberfläche des Ansatzes des keramischen Teiles aufgebracht worden ist. Der keramische Teil wird dann in ähnlicher Weise mit dem Metallring 3 vereinigt. Wenn Glas an Stelle des keramischen Materials benutzt wird, dann wird das

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Glas durch Schmelzung mit dem Metallring 3 und mit der Metallkappe 5 hermetisch verbunden, wobei das Glas und das Metall so ausgewählt sind, daß die thermischen Ausdehnungseigenschaften des Glases mit denen der Metallteile vergleichbar sind, mit denen sie verbunden werden, und wobei die Metalle derart ausgesucht sind, daß sie eine hermetische Verbindung mit dem Glas eingehen.

Das gleichrichtende Element 2 kann an der Metallplatte durch ein Lötmittel mit niedrigem Schmelzpunkt befestigt werden, wobei die zugehörige Elektrode 8 an der gegenüberliegenden Fläche des gleichrichtenden Elementes derart befestigt ist, daß sie den gleichrichtenden Übergang bildet. Der Vorgang bei der Herstellung derartiger Übergänge ist an sich bekannt, und wenn Germanium mit η-Leitfähigkeit als gleichrichtendes Element 2 benutzt wird, kann der zugehörige Leiter an der Oberfläche des Germaniumelementes mit einer dazwischenliegenden Schicht von Indium befestigt werden, welches die Pille 7 bildet.

Die letzten Schritte bei der Herstellung eines solchen Gleichrichters sind:

a) die beiden Teile zu vereinigen, von denen der eine aus der Grundplatte 1 mit dem darauf befestigten Gleichrichterelement 2 und der damit zusammenwirkenden Elektrode 8 besteht, während der andere aus dem Metallring 3 mit der daran befestigten Metallkappe 5 und dem dazwischen befindlichen ringförmigen Isolierteil 4 besteht;

b) den Flansch des Metallringes 3 mit der Grundplatte zu vereinigen und

c) den Metallstift 8, der sich von der Elektrode weg erstreckt und einen Teil derselben bildet, in der Vertiefung 6 der Metallkappe 5 zu befestigen, um auf diese Weise "einen elektrischen · Kontakt und eine sichere Halterung der Elektrode an ihrer Übergangsstelle mit dem gleichrichtenden Element herzustellen, sie in der Lage festzuhalten und um spätere Störungen zu verhindern.

Bei der Befestigung des Metallstiftes 8 in der Vertiefung der Kappe 5 wird die Wandung der Kappe vorzugsweise auf den Stift aufgedrückt oder aufgestaucht. Damit die Wandung der Metallkappe 5 auf den Stift 8 aufgedrückt werden kann, kann ein Teil der Wandung der Vertiefung der Metallkappe einen verringerten Querschnitt aufweisen, so' daß er leicht verformbar ist. Der Stift kann aus einem hohen Rohr bestehen, so· daß bei der Verformung eine große elektrische Kontaktfläche entsteht. Um sicherzustellen, daß bei dem Aufdrücken der Wandung der Metallkappe auf den Stift keine unzulässigen Beanspruchungen an der Verbindungsstelle zwischen der Elektrode und dem gleichrichtenden Element auftreten, wird die Elektrode vorzugsweise aus einem nachgiebigen Material, z. B. einem geflochtenen Leiter nach Fig. 2 oder aus einer biegsamen Drahtschleife oder aus einem Streifen hergestellt, wobei der Leiter, der Draht oder der Streifen an dem Metallstift so befestigt ist, daß er eine leichte Relativbewegung zwischen den Teilen bei dem endgültigen Zusammensetzvorgang ermöglicht.

Es ist wünschenswert, beim Betrieb dafür zu sorgen, daß die durch den Durchtritt des gleichgerichteten Stromes in dem Gleichrichterelement erzeugte Wärme keine unzulässige Erwärmung des Elementes verursacht. Die Metallbasis 1 ist daher aus einem Metall guter thermischer Leitfähigkeit, z. B. Kupfer, angefertigt und hat eine genügende Stärke, um die in dem Gleichrichterelement erzeugte Wärme durch Leitung abzuführen. Um sicherzustellen, daß die abgeleitete Wärme auch abgestrahlt wird, kann in inniger Berührung mit der Metallbasis eine Strahlungsplatte 10 mit großer Oberfläche vorgesehen sein, die in inniger Berührung mit der Metallplatte steht. Die strahlende Platte kann an der Metallbasis entweder durch ein Lötmittel mit niedrigem Schmelzpunkt oder wahlweise nach Fig. 4 bis 6 durch Klemmung mit der Metallbasis verbunden sein, wobei der äußere Absatz des Metallringes als Auflagefläche dient, auf der eine Klemmscheibe 11 (Fig. 4 und 6) oder ein Ring 12 (Fig. 5) aufliegen kann. Die Scheibe oder der Ring können mit der Platte durch' Niete nach Fig. 5 oder durch Schrauben od. dgl. nach Fig. 4 und 6 befestigt sein. Die Scheibe kann z. B. mit einer Anzahl von Muttern 14 (Fig. 4) verbunden werden, wobei die Muttern mit Schrauben 15 im Eingriff stehen, deren Schäfte durch die Klemmscheibe 11 hindurchgehen, welche die Außenfläche des Metallringes 3 berührt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gehäuse für einen Flächengleichrichter mit einem Basisteil, der aus einem Metall guter elektrischer Leitfähigkeit besteht, an dem ein Stück aus halbleitendem Material auf einer Seite in innigem Kontakt befestigt ist, während eine zugehörige Elektrode mit der anderen Seite des HaIb^ leiterstückes elektrisch verbunden ist und mit ihm einen gleichrichtenden p-n-Übergang bildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallring mit einem Flansch eine hermetisch abgedichtete Hülle für den Gleichrichter dadurch bildet, daß er das Halbleiterstück umgibt und an seinem Flansch mit dem Basisteil hermetisch verbunden ist, während ein ringförmiger Isolierteil an seinem einen Ende mit dem Metallring und an seinem anderen Ende mit einer Metallkappe verbunden ist, die eine zentrale Vertiefung aufweist, in welche ein Metallstift' hineinragt, der mit der Elektrode in Verbindung steht und durch Reibung in der Wandung der Vertiefung festgehalten ist.

2. Gehäuse für einen Flächengleichrichter nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Isolierteil aus keramischem Material

_ besteht und einen Absatz aufweist, der einen Flansch der Metallkappe aufnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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