DE10161593A1 - Flacher Halbleiterstapel - Google Patents

Abstract

In einem flachen Halbleiterstapel, der durch wechselweises Stapeln von flachen Halbleitervorrichtungen (1) und wärmeabstrahlenden Elementen (2) gebildet ist, ist ein hervorstehender Stift (7) auf einer Kontaktoberfläche von mindestens einer flachen Halbleitervorrichtung (1) vorgesehen, während eine Positionieraussparung (8a) und eine Führungsnut (8) in einer Kontaktoberfläche von mindestens einem wärmeabstrahlenden Element (2) gebildet sind, wobei die Führungsnut (8) sich direkt von der Positionieraussparung (8a) zu einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements (2) erstreckt. Die flache Halbleitervorrichtung (1) wird mit dem wärmeabstrahlenden Element (2) ausgerichtet, indem der Stift (7) in die Führungsnut (8) eingepasst wird, und der Stift (7) entlang der Führungsnut (8) bewegt wird, bis die Gleitbewegung des Stiftes (7) an der Positionieraussparung (8a) beendet wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Halbleiterstromrichter, die flache Halbleitervorrichtungen verwenden, und insbesondere flache Halbleiterstapel, die aus wechselweise gestapelten, flachen Halbleitervorrichtungen und wärmeabstrahlenden Elementen gebildet ist.

Im Allgemeinen wird ein flacher Halbleiterstapel, der in einem Halbleiterstromrichter verwendet wird, dadurch erzeugt, indem wechselweise Schichten von flachen Halbleitervorrichtungen gestapelt werden, wie z. B. gate­ kommutierten Abschaltthyristoren (GCTs), und wärmeabstrahlenden Elementen, wie z. B. Wärmesenken, zum Kühlen der flachen Halbleitervorrichtungen, und indem Schichten in ihrer Stapelrichtung unter Druck gesetzt werden.

Aufgrund einer Kapazitätszunahme in den vergangenen Jahren neigen flache Halbleiterstapel dazu, größere Außendurchmesser zu besitzen und eine erhöhte zu absorbierende und zu dissipierende Wärmemenge zu produzieren, die es erforderlich macht, die tatsächliche Größe ihrer wärmeabstrahlenden Elemente zu vergrößern. Heutzutage sind die flachen Halbleiterstapel für industrielle Anwendungen von größerer Bedeutung. Es gibt heutzutage eine größere Nachfrage nach Stromrichtern, die einen kompakten Aufbau besitzen, der dadurch erzeugt wird, indem wechselweise mehrere Schichten von flachen Halbleitervorrichtungen gestapelt werden.

In einem flachen Halbleiterstapel, der dadurch erzeugt wird, indem mehrere Schichten von groß bemessenen, flachen Halbleitervorrichtungen und Wärmeabstrahlelementen gestapelt werden, ist es wichtig, die Mitte einer jeden flachen Halbleitervorrichtung bei ihrem Zusammenbau oder beim Austauschen eines beliebigen der flachen Halbleitervorrichtungen auszurichten.

Gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtungen, die eine verbesserte Leistungsfähigkeit besitzen, und in denen Gateschaltkreise integriert sind, sind in den vergangenen Jahren erhältlich geworden. Dies führt zu einer Zunahme des Gewichts der flachen Halbleitervorrichtungen und macht es erforderlich, die Mitte derselben noch genauer auszurichten.

Fig. 7 ist eine Seitenansicht eines herkömmlichen flachen Halbleiterstapels, die insbesondere zeigt, wie die einzelnen Elemente gestapelt sind. Wie anhand der Fig. 7 zu sehen ist, werden eine spezifische Anzahl von flachen Halbleitervorrichtungen 1 und wärmeabstrahlenden Elementen 2 zum Kühlen der flachen Halbleitervorrichtungen 1 wechselweise gestapelt, und die Vorrichtungen 1 und Elemente 2 werden von beiden Enden in ihrer Stapelrichtung unter Druck gesetzt. Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, wie die flachen Halbleitervorrichtungen 1 und die wärmeabstrahlenden Elemente 2 des flachen Halbleiterstapels ausgerichtet sind.

In Bezug auf die Fig. 8 ist ein Positionierloch 3a in der Mitte einer jeden Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung 1 gebildet, wobei ein hervorstehender Zentrierstift 3 an jeder Kontaktoberfläche der wärmeabstrahlenden Elemente 2 an einer Position angebracht ist, die dem Positionierloch 3a entspricht. Beim Stapeln der flachen Halbleitervorrichtungen 1 und der wärmeabstrahlenden Elemente 2 sind diese auf genaueste Weise ausgerichtet, wenn jeder Zentrierstift 3 in das entsprechende Positionierloch 3a eingeführt ist.

Ist es erforderlich, eine flache Halbleitervorrichtung 1 dieses flachen Halbleiterstapels nach Beendigung des Zusammenbaus derselben auszutauschen, so werden die benachbarten wärmeabstrahlenden Elemente 2 von der flachen Halbleitervorrichtung 1 getrennt, was zur einer Lückenbildung führt, die breiter ist als die Höhe des in Fig. 9 gezeigten Zentrierstiftes 3. Anschließend wird die flache Halbleitervorrichtung 1 angehoben und auf eine Weise herausgezogen, so dass der Zentrierstift 3 die flache Halbleitervorrichtung 1 nicht beschädigt. Beim Einpassen einer neuen flachen Halbleitervorrichtung 1 wird diese angehoben und derart positioniert, dass die Zentrierstifte 3 von benachbarten wärmeabstrahlenden Elementen 2 genau mit den Positionierlöchern 3a in der flachen Halbleitervorrichtung 1 ausgerichtet sind, und mit äußerster Sorgfalt wird dafür gesorgt, dass die neue flache Halbleitervorrichtung 1 durch die Zentrierstifte 3 nicht beschädigt wird. Anschließend werden die Zentrierstifte 3 in die Positionierlöcher 3a eingepasst, bis die Lücken zwischen der flachen Halbleitervorrichtung 1 und den wärmeabstrahlenden Elementen 2 verschwunden ist.

Fig. 10 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines flachen Halbleiterstapels einschließlich einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6, die dadurch gebildet ist, indem eine flache Halbleitervorrichtung 1 und ein Gateschaltkreis 5 auf einem einzigen Substrat 4 befestigt wird, wobei die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 und die wärmeabstrahlenden Elemente 2 unter Verwendung des vorher genannten, herkömmlichen in Fig. 8 gezeigten Positionierverfahrens ausgerichtet sind. In diesem Beispiel aus dem Stand der Technik werden die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 und das obere wärmeabstrahlende Element 2 dadurch ausgerichtet, indem ein Zentrierstift 3 auf hervorstehende Weise an einer Bodenkontaktoberfläche des oberen wärmeabstrahlenden Elements 2 in ein Positionierloch 3a, das in einer oberen Kontaktoberfläche der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 gebildet ist, auf die in Fig. 8 gezeigte Weise eingeführt wird.

In diesem flachen Halbleiterstapel ist ein weiteres Positionierloch 3a in einer Bodenoberfläche des Substrats 4 gebildet (Bodenseite des Substrats 4, wie in Fig. 10 dargestellt ist), das mit dem unteren wärmeabstrahlenden Element 2 verbunden ist.

Da die flachen Halbleitervorrichtungen 1 und die wärmeabstrahlenden Elemente 2 auf die vorher erwähnte Weise in den herkömmlichen flachen Halbleiterstapeln ausgerichtet sind, ist es notwendig, Lücken zu schaffen, die breiter sind als die Höhe der Zentrierstifte 3 zwischen einer auszutauschenden, flachen Halbleitervorrichtung 1 und ihrer benachbarten wärmeabstrahlenden Elemente 2. Es ist deshalb notwendig, genügend Raum zwischen der flachen Halbleitervorrichtung 1 und den benachbarten wärmeabstrahlenden Elementen 2 vorzusehen, der es ermöglicht, die wärmeabstrahlenden Elemente 2 in ihrer Stapelrichtung zu bewegen, wodurch Lücken erzeugt werden, die breiter sind als die Höhe der Zentrierstifte 3. Dies macht den Aufbau der flachen Halbleiterstapel kompliziert.

Ebenso ist es in den herkömmlichen flachen Halbleiterstapeln notwendig, die auszutauschende flache Halbleitervorrichtung 1 anzuheben und herauszuziehen, und eine neue Halbleitervorrichtung 1 einzuführen. Mit der heutigen Zunahme der Größe und des Gewichts der flachen Halbleitervorrichtungen 1 wird eine große Kraft oder eine zum Anheben einer jeden flachen Halbleitervorrichtung bestimmte Vorrichtung 1 benötigt. Des Weiteren besteht ein erhöhtes Risiko, die flache Halbleitervorrichtung 1 bei dessen Austausch durch die Zentrierstifte 3 zu beschädigen, was zu einer signifikanten Verschlechterung der Zuverlässigkeit der flachen Halbleitervorrichtung 1 führt.

Die flachen Halbleitervorrichtungen 1 und die wärmeabstrahlenden Elemente 2 werden positioniert, indem visuell die Zentrierstifte 3 und die Positionierlöcher 3a ausgerichtet werden. Als Folge der Zunahme der Größe der flachen Halbleitervorrichtungen 1 sind ihre mittleren Positionen, gesehen vom Blickwinkel eines Arbeiters, weiter voneinander beabstandet, und dies erschwert das Ausrichten und macht diese Arbeit sehr zeitaufwendig. Zusätzlich, falls die Lücken zwischen einer flachen Halbleitervorrichtung 1 und der wärmeabstrahlenden Elemente 2 verschwunden sind, bevor ihre Mitten auf genaueste Weise ausgerichtet sind, können die flache Halbleitervorrichtung 1 oder die benachbarten wärmeabstrahlenden Elemente 2 beschädigt werden, was zu einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaft der flachen Halbleitervorrichtung 1 oder der wärmedissipierenden Eigenschaft der wärmeabstrahlenden Elemente 2 führt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung wurde gemacht, um eine Lösung der vorher genannten Probleme des Standes der Technik vorzusehen. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, einen flachen Halbleiterstapel vorzusehen, der ein verringertes Volumen in Anspruch nimmt und der es ermöglicht, eine flache Halbleitervorrichtung und ihre benachbarten wärmeabstrahlenden Elemente so zu bewegen, dass zwischen ihnen eine Lücke entsteht, wobei die flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element genauestens und auf einfache Weise mit verringertem Risiko, diese zu beschädigen, ausgerichtet werden können.

Gemäß der Erfindung umfasst ein flacher Halbleiterstapel, der dadurch gebildet ist, indem wechselweise flache Halbleitervorrichtungen und wärmeabstrahlende Elemente gestapelt werden, und diese in Stapelrichtung unter Druck gesetzt werden, einen Positionsausrichtungsmechanismus zum Ausrichten der Kontaktoberflächen von zumindest einer flachen Halbleitervorrichtung und eines wärmeabstrahlenden Elements. Der Positionsausrichtungsmechanismus erreicht die Ausrichtung der Kontaktoberflächen der vorher genannten einen flachen Halbleitervorrichtung und des wärmeabstrahlenden Elements, indem die flache Halbleitervorrichtung entlang dem wärmeabstrahlenden Element in einer Richtung senkrecht zur Stapelrichtung gleiten kann und die Gleitbewegung der flachen Halbleitervorrichtung an einem Positionierteil beendet wird.

Dieser Aufbau erleichtert es, die flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element genauestens auszurichten, und die flache Halbleitervorrichtung bei Bedarf auszutauschen.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Positionsausrichtungsmechanismus einen hervorstehenden Stift, der an der Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung oder des wärmeabstrahlenden Elements vorgesehen ist, ein Positionierloch, in das der Stift eingepasst wird, wobei das Positionierloch in der Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung oder des wärmeabstrahlenden Elements gebildet ist, die keinen Stift aufweist, und eine Führungsnut, die in der gleichen Kontaktoberfläche wie das Positionierloch gebildet ist, wobei die Führungsnut sich direkt von dem Positionierloch zu einer Seitenoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung oder des wärmeabstrahlenden Elements, in dem das Positionierloch gebildet ist, erstreckt.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, die flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element genauestens auszurichten, indem der Stift in die Führungsnut gestellt wird und der Stift entlang der Führungsnut verschoben wird, bis der Stift in das Positionierloch passt. Dieser Aufbau ermöglicht es ebenso, das in Anspruch zu nehmende Volumen zu verringern, was dazu führt, dass die flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element bewegt werden können, um eine Lücke zwischen ihnen zu erzeugen, und um das Risiko zu reduzieren, diese zu beschädigen. Zusätzlich kann die flache Halbleitervorrichtung auf einfache Weise in diesem Aufbau ausgetauscht werden.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung, die dadurch gebildet ist, indem ein Halbleiterelement auf einem Substrat zusammen mit einem Gateschaltkreis befestigt wird, wobei der Positionsausrichtungsmechanismus einen hervorstehenden Stift, der auf einer Kontaktoberfläche des Substrats vorgesehen ist, ein Positionierloch, in das der Stift eingepasst wird, wobei das Positionierloch in der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements gebildet ist, und eine Führungsnut, die in der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements gebildet ist, wobei die Führungsnut direkt von dem Positionierloch zu einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements sich erstreckt, umfasst.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element genauestens auszurichten, indem der Stift in die Führungsnut gestellt wird und der Stift entlang der Führungsnut bewegt wird, bis der Stift in das Positionierloch passt. Dieser Aufbau ermöglicht es ebenso, das in Anspruch zu nehmende Volumen zu verringern, was dazu führt, dass die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element bewegt werden können, um eine Lücke zwischen ihnen zu erzeugen, und um das Risiko zu reduzieren, dass diese beschädigt werden. Zusätzlich kann die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung auf einfache Weise in diesem Aufbau ausgetauscht werden.

In einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung, die dadurch gebildet wird, indem ein Halbleiterelement auf ein Substrat zusammen mit einem Gateschaltkreis befestigt wird, wobei der Positionsausrichtungsmechanismus einen hervorstehenden Stift, der auf der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements vorgesehen ist, ein Positionierloch, in das der Stift eingepasst wird, wobei das Positionierloch in dem Substrat gebildet ist, und eine Führungsnut, die in dem Substrat gebildet ist, wobei die Führungsnut sich direkt von dem Positionierloch zu einer Seitenoberfläche des Substrats erstreckt, umfasst.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element genauestens auszurichten, indem der Stift in die Führungsnut gestellt wird und der Stift entlang der Führungsnut bewegt wird, bis der Stift in das Positionierloch passt. Dieser Aufbau ermöglicht es ebenso, das in Anspruch zu nehmende Volumen zu verringern, was dazu führt, dass die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element bewegt werden können, um eine Lücke zwischen diesen zu erzeugen, und das Risiko zu reduzieren, dass diese beschädigt werden. Zusätzlich kann die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung auf einfache Weise in diesem Aufbau ausgetauscht werden.

Der Positionsausrichtungsmechanismus kann eine Mehrzahl von Stiften, die auf einer Kontaktoberfläche vorgesehen sind, und eine Mehrzahl von Positionierlöchern und Führungsnuten, die in der gegenüberliegenden Kontaktoberfläche gebildet sind, umfassen.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, eine Winkelverschiebung zu vermeiden und die flache Halbleitervorrichtung (gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung) und das Wärmeabstrahlelement noch genauer auszurichten.

In einer weiteren veränderten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung, die dadurch gebildet wird, indem ein Halbleiterelement auf einem Substrat zusammen mit einem Gateschaltkreis befestigt wird, wobei der Positionierausrichtungsmechanismus eine Nut, die in der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements gebildet ist, die in Kontakt mit einer Bodenoberfläche des Substrats tritt, wobei die Nut es ermöglicht, dass das Substrat von einer Seitenoberfläche eingepasst wird, und eine Endwand der Nut als Positionierteil dient, umfasst.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, die gateintegrierte flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element noch genauer und einfacher auszurichten, indem das Substrat verschoben wird und in die Nut in dem wärmeabstrahlenden Element eingepasst wird. Dieser Aufbau ermöglicht es ebenso, das in Anspruch zu nehmende Volumen zu verringern, was dazu führt, dass die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element bewegt werden können, um eine Lücke zwischen diesen zu erzeugen, und das Risiko, dass diese beschädigt werden, zu reduzieren. Zusätzlich kann die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung auf einfache Weise in diesem Aufbau ausgetauscht werden.

In einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung, die dadurch gebildet wird, indem ein Halbleiterelement auf einem Substrat zusammen mit einem Gateschaltkreis befestigt wird, wobei der Positionierausrichtungsmechanismus eine Positionierplatte zum Ausrichten eines Endabschnittes des wärmeabstrahlenden Elements umfasst, und dass die Positionierplatte an einer Bodenoberfläche des Substrats vorgesehen ist.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element noch genauer und einfacher auszurichten, indem das Substrat verschoben wird und der Endabschnitt des wärmeabstrahlenden Elements durch die Positionierplatte gesichert wird. Dieser Aufbau ermöglicht es ebenso, das in Anspruch zu nehmende Volumen zu verringern, was dazu führt, dass die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element bewegt werden können, um eine Lücke zwischen diesen zu erzeugen, und das Risiko zu reduzieren, dass diese beschädigt werden. Zusätzlich kann die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung auf einfache Weise in diesem Aufbau ausgetauscht werden.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung, die dadurch gebildet wird, indem ein Halbleiterelement auf einem Substrat zusammen mit einem Gateschaltkreis befestigt wird, wobei der Positionsausrichtungsmechanismus eine Mehrzahl von Stiften umfasst, die als das Positionierteil zum Ausrichten eines Endabschnittes des wärmeabstrahlenden Elements dienen, und die Stifte auf einer Bodenoberfläche des Substrats vorgesehen sind.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element noch genauer und einfacher auszurichten, indem das Substrat verschoben wird und der Endabschnitt des wärmeabstrahlenden Elements durch die Mehrzahl der Stifte gesichert wird. Dieser Aufbau ermöglicht es ebenso, das in Anspruch zu nehmende Volumen zu verringern, was dazu führt, dass die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung und das wärmeabstrahlende Element bewegt werden können, um eine Lücke zwischen diesen zu erzeugen, und das Risiko zu reduzieren, dass diese beschädigt werden. Zusätzlich kann die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung auf einfache Weise in diesem Aufbau ausgetauscht werden.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Studium der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A ist eine Seitenansicht eines flachen Halbleiterstapels gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere zeigt, wie individuelle Elemente des Stapels gestapelt sind;

Fig. 1B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten der flachen Halbleitervorrichtungen und der wärmeabstrahlenden Elemente des flachen Halbleiterstapels der Fig. 1A zeigt;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung und eines wärmeabstrahlenden Elements eines flachen Halbleiterstapels gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung und eines wärmeabstrahlenden Elements in einem flachen Halbleiterstapel gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung und eines wärmeabstrahlenden Elements eines flachen Halbleiterstapels gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung und eines wärmeabstrahlenden Elements eines flachen Halbleiterstapels gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung und eines wärmeabstrahlenden Elements eines flachen Halbleiterstapels in einer veränderten Form der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht eines herkömmlichen flachen Halbleiterstapels, die insbesondere zeigt, wie die individuellen Elemente des Stapels gestapelt sind;

Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten von flachen Halbleitervorrichtungen und wärmeabstrahlenden Elementen des herkömmlichen flachen Halbleiterstapels zeigt;

Fig. 9 ist eine Seitenansicht, die zeigt, wie eine flache Halbleitervorrichtung des herkömmlichen flachen Halbleiterstapels ausgetauscht wird; und

Fig. 10 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung und eines wärmeabstrahlenden Elements eines herkömmlichen flachen Halbleiterstapels zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Spezifische Ausführungsformen der Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1A ist eine Seitenansicht eines flachen Halbleiterstapels gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere zeigt, wie individuelle Elemente des Stapels gestapelt sind, und Fig. 1B ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten von flachen Halbleitervorrichtungen 1 und wärmeabstrahlenden Elementen 2 des flachen Halbleiterstapels der Fig. 1A zeigt.

Fig. 1B zeigt eine flache Halbleitervorrichtung und zwei wärmeabstrahlende Elemente 2, die zur Vereinfachung des Verständnisses ihres Stapelaufbaus derart dargestellt sind, als ob sie voneinander getrennt wären.

Eine spezielle Anzahl von flachen Halbleitervorrichtungen 1 und wärmeabstrahlenden Elementen 2 zum Kühlen der flachen Halbleitervorrichtungen 1 sind wechselweise, wie in Fig. 1 dargestellt ist, gestapelt, und sie werden von beiden Enden in Stapelrichtung (durch den Pfeil A angezeigt) unter Druck gesetzt. Wie aus den Fig. 1A und 1B ersichtlich ist, wird ein hervorstehender Zentrierstift 7 in die Mitte einer jeden Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtungen 1 angebracht, während eine Positionieraussparung 8A, in die der Zentrierstift 7 gepasst wird, und eine Führungsnut 8 in einer entsprechenden Kontaktoberfläche eines jeden wärmeabstrahlenden Elements 2 gebildet sind, wobei die Führungsnut 8 sich direkt von der Positionieraussparung 8a zu einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 erstreckt. Die Positionieraussparung 8a ist als integrales Element der Führungsnut 8 gebildet. In diesem Aufbau ist die Positionieraussparung 8a, die sich auf einer Mittellinie der Kontaktoberfläche eines jeden wärmeabstrahlenden Elements 2 befindet, als ein Anschlussende der Führungsnut 8 gebildet, die sich zu einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 hin öffnet. Der Zentrierstift 7 ist auf jeder Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtungen 1 vorgesehen, während die Positionieraussparung 8a und die Führungsnut 8 in jeder Kontaktoberfläche der wärmeabstrahlenden Elemente 2 auf eine Weise gebildet sind, so dass jeder Zentrierstift 7 mit der entsprechenden Positionieraussparung 8a ausgerichtet ist, wenn die flachen Halbleitervorrichtungen 1 und die wärmeabstrahlenden Elemente 2 sich in ihren Stapelpositionen befinden. Die Tiefe der Führungsnuten 8 und der Positionieraussparungen 8a sind geringfügig größer als die Höhe der Zentrierstifte 7, die von den Kontaktoberflächen der einzelnen flachen Halbleitervorrichtungen 1 hervorstehen.

Der flache Halbleiterstapel mit dem oben beschriebenen Aufbau wird auf die unten beschriebene Weise zusammengebaut.

In Bezug auf die Fig. 1B werden die Zentrierstifte 7, die auf den Kontaktoberflächen der flachen Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen sind, in die Führungsnuten 8, die in dem oberen und unteren wärmeabstrahlenden Element 2 gebildet sind, gestellt, und die flache Halbleitervorrichtung 1 wird in einen Raum zwischen den wärmeabstrahlenden Elementen 2 in die durch den Pfeil B angezeigte Richtung bewegt, während die Zentrierstifte 7 entlang der Führungsnuten 8 sich bewegen.

Da die Positionieraussparungen 8a an den Enden der Führungsnuten 8 gebildet sind, wird die Bewegung der Zentrierstifte 7 beendet, wenn sie die Positionieraussparungen 8a erreichen, wo die Zentrierstifte 7 in die entsprechenden Positionieraussparungen 8a passen. Die flache Halbleitervorrichtung 1 und die wärmeabstrahlenden Elemente 2 werden auf diese Weise genauestens und auf einfache Weise ausgerichtet.

Die einzelne flache Halbleitervorrichtung 1 wird auf die vorher beschriebene Weise in Richtung des Pfeiles B bewegt, die senkrecht zur Stapelrichtung der flachen Halbleitervorrichtung 1 und der wärmeabstrahlenden Elemente 2 ist. Die vorher erwähnte Gleitbewegung wird beendet, wenn der Zentrierstift 7 die Positionieraussparung 8a an dem Ende einer jeden Führungsnut 8 erreicht, wobei die Positionieraussparung 8a als Anschlag wirkt. Die flache Halbleitervorrichtung 1 und die wärmeabstrahlenden Elemente 2 treten miteinander in Kontakt, wenn die Zentrierstifte 7, die auf der flachen Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen sind, in die entsprechenden Positionieraussparungen 8a eingepasst werden.

Ist es notwendig, eine der flachen Halbleitervorrichtungen 1 auszutauschen, nachdem der flache Halbleiterstapel vollständig zusammengebaut worden ist, so wird die auszutauschende flache Halbleitervorrichtung 1 entlang der Richtung des Pfeiles B bewegt, indem die Zentrierstifte 7 entlang der Führungsnuten 8 gleiten und von dem flachen Halbleiterstapel herausgenommen werden.

Die Zentrierstifte 7 können nicht nur entlang der entsprechenden Führungsnuten 8 beim Einführen und Ausrichten einer beliebigen flachen Halbleitervorrichtung 1 zwischen zwei wärmeabstrahlenden Elementen 2 gleiten, sondern auch dann, wenn die auszutauschende flache Halbleitervorrichtung 1 aus dem flachen Halbleiterstapel, wie oben beschrieben, herausgezogen wird, falls lediglich ein Druck, der in Stapelrichtung ausgeübt wird, beseitigt wird. Deshalb ist es nicht notwendig, eine extra Lücke zwischen den flachen Halbleitervorrichtungen 1 und den wärmeabstrahlenden Elementen 2 vorzusehen. Dieser Aufbau ermöglicht es, die flache Halbleitervorrichtung 1, deren Größe und Gewicht vergrößert ist, ohne diese anzuheben, zu gleiten, und dient dazu, eine Beschädigung der flachen Halbleitervorrichtung 1 und der wärmeabstrahlenden Elemente 2 zu vermeiden.

Während die Zentrierstifte 2 auf den flachen Halbleitervorrichtungen 1 vorgesehen sind, und die Positionieraussparungen 8a und die Führungsnuten 8 in den wärmeabstrahlenden Elementen 2 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gebildet sind, so ist die Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Als Alternative kann die Ausführungsform derart modifiziert werden, dass die Zentrierstifte 7 auf den wärmeabstrahlenden Elementen 2 vorgesehen sind, und die Positionieraussparungen 8a und die Führungsnuten 8 in den flachen Halbleitervorrichtungen 1 gebildet sind.

ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer flachen Halbleitervorrichtung 1 und eines wärmeabstrahlenden Elementes eines flachen Halbleiterstapels gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In dieser Ausführungsform sind die flache Halbleitervorrichtung 1 und ein Schaltkreis 5 zum Treiben der flachen Halbleitervorrichtung 1 auf einem einzelnen Substrat 4 befestigt, die zusammen eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 bzw. eine flache Halbleitervorrichtung mit integriertem Gate, wie dargestellt, bilden. Die folgende Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform handelt von der Ausrichtung einer Bodenseite der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6, oder dem Boden des Substrats 4, und des wärmeabstrahlenden Elementes 2 unmittelbar unterhalb der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6. In Fig. 2 sind das wärmeabstrahlende Element 2 und das Substrat 4 zum einfachen Verständnis ihres Stapelaufbaus derart dargestellt, als ob sie voneinander getrennt wären.

In Bezug auf die Fig. 2 sind die hervorstehenden Stifte 9 am Boden (Kontaktoberfläche) des Substrats 4 an speziellen Positionen angebracht, während die Positionieraussparungen 10a, in die die Stifte 9 gepasst werden, und die Führungsnuten 10 in einer oberen Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 gebildet sind, wobei die Führungsnuten 10 sich direkt von der entsprechenden Positionieraussparung 10a zu einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 erstrecken. Jede Positionieraussparung 10a ist als integrales Teil der Führungsnut 10 gebildet. In diesem Aufbau ist die Positionieraussparung 10a an einem Ende einer jeden Führungsnut 10 gebildet, die sich zu einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 hin öffnet. In dieser Ausführungsform sind zwei Stifte 9, Positionieraussparungen 10a und Führungsnuten 10 in Grenzbereichen der Kontaktoberflächen des Substrats 4 und des wärmeabstrahlenden Elements 2 vorgesehen. Die beiden Führungsnuten 10 sind parallel zueinander in Führungsrichtung der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 gebildet.

Die Tiefe der Führungsnuten 10 und der Positionieraussparungen 10a sind geringfügig größer als die Höhe der Stifte 9, die von dem Boden des Substrats 4 hervorstehen.

Der flache Halbleiterstapel dieser Ausführungsform wird auf die unten beschriebene Weise zusammengebaut. Die Stifte 9, die auf der Bodenkontaktoberfläche des Substrats 4 vorgesehen sind, werden in die Führungsnuten 10, die in der oberen Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 gebildet sind, gestellt, und die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 in Richtung, die durch den Pfeil B angezeigt ist, bewegt, während die Stifte 9 entlang der Führungsnuten 10 gleiten. Da die Positionieraussparungen 10a an den Enden der Führungsnuten 10 vorgesehen sind, so hört die Gleitbewegung der Stifte 9a auf, wenn sie die Positionieraussparungen 10a erreichen, wo die Stifte 9 in die entsprechende Positionieraussparungen 10a passen. Die flache Halbleitervorrichtung 1 und das wärmeabstrahlende Element 2 sind auf diese Weise genauestens und auf einfache Weise ausgerichtet.

Wenn es notwendig wird, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 zu entfernen, so wird sie entlang der Richtung des Pfeils B bewegt, indem die Stifte 9 entlang der Führungsnuten 10 gleiten, und wird von dem flachen Halbleiterstapel entfernt.

Die Stifte 9 können entlang der entsprechenden Führungsnuten 10 lediglich dann gleiten, falls Druck, der in Stapelrichtung ausgeübt wird, auch in dieser Ausführungsform beseitigt wird. Deshalb ist es nicht notwendig, eine extra Lücke zwischen dem wärmeabstrahlenden Element 2 und der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 vorzusehen. Dieser Aufbau ermöglicht es, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6, deren Größe und Gewicht vergrößert ist, ohne Anheben zu gleiten, und dient dazu, eine Beschädigung der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 und des wärmeabstrahlenden Elements 2 zu vermeiden.

Während zwei Stifte 9, Positionieraussparungen 10a und Führungsnuten 10 in dieser Ausführungsform vorgesehen sind, so kann ihre Anzahl auf eins verringert sein, oder auf drei oder mehr erhöht sein. Ein Vorteil ist, wenn mehr als ein Stift 9, eine Positionieraussparung 10a und eine Führungsnut 10 vorgesehen sind, so dass es möglich wird, die Winkelpositionen der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 und des wärmeabstrahlenden Elements 2 exakt auszurichten, und dabei eine höhere Genauigkeit der Ausrichtung mit erhöhter Zuverlässigkeit zu erzielen.

Die vorangegangene Diskussion der vorliegenden Ausführungsform handelte von dem Mechanismus zum Ausrichten der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 und des wärmeabstrahlenden Elements 2, das unmittelbar unterhalb dieser vorgesehen ist. Zum Ausrichten der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 mit einem unmittelbar oberhalb angeordneten wärmeabstrahlenden Element 2 werden Stifte 9 auf einer oberen Oberfläche des Substrats 4 vorgesehen, und Positionieraussparungen 10a und Führungsnuten 10 sind in einer Bodenkontaktoberfläche des oberen wärmeabstrahlenden Elements 2 gebildet. In dem letzteren Aufbau sind die Stifte 9 in freien Bereichen der oberen Oberfläche des Substrats 4 vorgesehen, wobei die Bereiche ausgeschlossen sind, wo die flache Halbleitervorrichtung 1 und der Gateschaltkreis 5 befestigt sind, und ragen um mehr als die Dicke der flachen Halbleitervorrichtung 1, verglichen mit den Stiften 9, die auf dem Boden des Substrats 4 vorgesehen sind, hervor. Zusätzlich sind sämtliche Führungsnuten 10, die in den wärmeabstrahlenden Elementen 2, die unmittelbar oberhalb und unterhalb der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 gestapelt sind, gebildet sind, parallel zur Führungsrichtung der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6.

Als ein alternativer Ansatz kann der zuvor beschriebene Positionsausrichtungsmechanismus der ersten Ausführungsform auf den vorher genannten Mechanismus zum Ausrichten der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 mit dem wärmeabstrahlenden Element 2, das unmittelbar oberhalb vorgesehen ist, angewendet werden.

Speziell kann ein Zentrierstift 7 in der Mitte einer oberen Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung 1 vorgesehen sein, die auf dem Substrat 4 mit einer Positionieraussparung 8a und einer in der Bodenkontaktoberfläche des oberen wärmeabstrahlenden Elements 2 gebildeten Führungsnut 8 befestigt sein, wobei die Führungsnut 8 sich direkt von der Positionieraussparung 8a zu einer Seitenoberfläche des oberen wärmeabstrahlenden Elements 2 erstreckt. Auch in diesem Aufbau sind sämtliche in den wärmeabstrahlenden Elementen 2, die oberhalb und unterhalb der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 gestapelt sind, gebildeten Führungsnuten 8, 10 parallel zur Führungsrichtung der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6.

DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM

Während die Stifte 9 auf dem Substrat 4 der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 in der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform vorgesehen sind, können Stifte auf dem wärmeabstrahlenden Element 2 vorgesehen sein. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer Bodenseite einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6, oder der Boden eines Substrats 4, und eines wärmeabstrahlenden Elements 2 in einem flachen Halbleiterstapel gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In Fig. 3 sind das wärmeabstrahlende Element 2 und das Substrat 4 zum vereinfachten Verständnis ihres Stapelaufbaus dargestellt, als ob sie voneinander getrennt wären.

In Bezug auf die Fig. 3 sind hervorstehende Stifte 11 an die Oberseite (Kontaktoberfläche) des wärmeabstrahlenden Elements 2 an speziellen Positionen angebracht, während Positionierlöcher 12a, in die die Stifte 11 eingepasst sind, und Führungsnuten 12 in einer Bodenkontaktoberfläche der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 gebildet sind, wobei die Führungsnuten 12 sich direkt von den entsprechenden Positionierlöchern 12a zu einer Seitenoberfläche des Substrats 4 erstrecken. Jedes Positionierloch 12a ist als integraler Teil der Führungsnut 12 in einem freien Bereich des Substrats 4 gebildet, wobei die Bereiche ausgeschlossen sind, wo eine flache Halbleitervorrichtung 1 und ein Gateschaltkreis 5 befestigt sind. Das Positionierloch 12a ist an einem Ende der Führungsnut 12 gebildet, das sich zu einer Seitenoberfläche des Substrats 4 öffnet.

Der flache Halbleiterstapel dieser Ausführungsform wird auf die unten beschriebene Weise zusammengebaut. Die Stifte 11 werden in die in dem Substrat 4 gebildeten Führungsnuten 12 gestellt, und die gateintegrierte flache Halbleitervorrichtung 6 wird in die durch den Pfeil B angezeigte Richtung bewegt, während die Stifte 11 entlang der Führungsnuten 12 gleiten. Dieser Mechanismus ermöglicht es, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 mit dem wärmeabstrahlenden Element 2 auszurichten und die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 aus dem flachen Halbleiterstapel zum Austausch zu entfernen, so dass die vorliegende Ausführungsform die gleiche Wirkung wie die vorher genannte zweite Ausführungsform erzielt.

Zum Ausrichten der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 mit einem unmittelbar oberhalb angeordneten wärmeabstrahlenden Element 2 sind Stifte 11 an einer Bodenkontaktoberfläche des oberen wärmeabstrahlenden Elements 2 vorgesehen. Die Stifte 11 an dem Boden des oberen wärmeabstrahlenden Elements 2 ragen um mehr als die Dicke der flachen Halbleitervorrichtung 1 hervor, verglichen mit den Stiften 9, die an dem oberen Ende des unteren wärmeabstrahlenden Elements 2 vorgesehen sind. In diesem Stapelaufbau sind Führungsnuten 12, in die die Stifte 11 an dem Boden des unteren wärmeabstrahlenden Elements 2 eingepasst sind, in einer oberen Kontaktoberfläche der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 derart gebildet, dass diese Führungsnuten 12 nicht mit den Führungsnuten 12 zum Einführen der Stifte 11 auf der oberen Kontaktoberfläche des unmittelbar unterhalb angeordneten wärmeabstrahlenden Elements 2 überlappen.

Als alternativer Ansatz kann der vorher beschriebene Positionsausrichtungsmechanismus der ersten oder zweiten Ausführungsform auf den vorher erwähnten Mechanismus zum Ausrichten der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 mit dem unmittelbar oberhalb angeordneten wärmeabstrahlenden Element 2 angewendet werden.

VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer Bodenseite einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6, oder des Bodens eines Substrats 4, mit einem wärmeabstrahlenden Element 2 in einem flachen Halbleiterstapel gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt. In Fig. 4 sind das wärmeabstrahlende Element 2 und das Substrat 4 zum vereinfachten Verständnis ihres Stapelaufbaus derart dargestellt, ob sie voneinander getrennt wären.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Nut 13 zum Einpassen des Substrats 4 von einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 an ihrer oberen Kontaktoberfläche gebildet. In dieser Ausführungsform wird eine Seitenoberfläche des Substrats 4 mit der Nut 13 an der Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements 2 ausgerichtet und die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 (Substrat 4) wird in die durch den Pfeil B angezeigten Richtung bewegt, um das Substrat 4 in die Nut 13 einzupassen. Die Gleitbewegung des Substrats 4 wird beendet, wenn es in Kontakt mit einer Endwand der Nut 13 kommt, wodurch eine flache Halbleitervorrichtung 1 und das wärmeabstrahlende Element 2 genauestens und auf einfache Weise ausgerichtet werden. Es ist möglich, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 aus dem flachen Halbleiterstapel zum Austausch zu entfernen, indem die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 (Substrat 4) entlang der Nut 13 in dem wärmeabstrahlenden Element 2 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird.

Mit dieser Anordnung erzielt die vierte Ausführungsform die gleiche Wirkung wie die vorher genannte zweite Ausführungsform, und zusätzlich dient die Nut 13, die eine Form aufweist, die mit der äußeren Form des Substrats 4 übereinstimmt, dazu, die Verschiebung der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 zu vermeiden.

FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Mechanismus zum Ausrichten einer Bodenseite einer gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6, oder des Bodens eines Substrats 4, mit einem wärmeabstrahlenden Element 2 in einem flachen Halbleiterstapel gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt. Diese perspektivische Ansicht zeigt einen Aufbau, von schräg unterhalb des Substrats 4 aus betrachtet, die bereits mit dem wärmeabstrahlenden Element 2 ausgerichtet ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt, sind zwei L-förmige Platten 14, die als Positionierplatten dienen und in die Ecken des wärmeabstrahlenden Elements 2 eingepasst sind, am Boden des Substrats 4 angebracht.

In dieser Ausführungsform ist ein Ende des Substrats 4 auf das wärmeabstrahlende Element 2 gestellt und die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 (Substrat 4) wird in die durch den Pfeil B angezeigte Richtung bewegt. Die Gleitbewegung des Substrats 4 wird beendet, wenn die Ecken des wärmeabstrahlenden Elements 2 in Kontakt mit den beiden L-förmigen Platten 14 kommen und in diese eingepasst werden, wodurch eine flache Halbleitervorrichtung 1 und das wärmeabstrahlende Element 2 auf genaue und einfache Weise ausgerichtet werden. Es ist ebenfalls möglich, die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 aus dem flachen Halbleiterstapel zum Austausch zu entfernen, indem die gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung 6 (Substrat 4) entlang dem wärmeabstrahlenden Element 2 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird.

Mit dieser Anordnung erzielt die fünfte Ausführungsform die gleiche Wirkung wie die vorher erwähnte zweite Ausführungsform, und zusätzlich sieht diese Ausführungsform einen kostengünstigen Positionsausrichtungsmechanismus vor, der dazu dient, eine Verschiebung der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 zu vermeiden.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Positionierplatten nicht unbedingt L-förmig sein müssen. Zum Beispiel können beide L- förmige Platten 14 durch zwei getrennte flache Platten ersetzt werden, die senkrecht zueinander angebracht sind.

Falls das wärmeabstrahlende Element 2 kürzer als das Substrat 4 ist, wie in Fig. 6 gezeigt, kann eine Mehrzahl an Positionierstiften 15 auf dem Boden des Substrats 4 anstelle der L-förmigen Platten 14 vorgesehen sein, so dass die Position der Ecken des wärmeabstrahlenden Elements 2 durch die Positionierstifte 15 gesichert ist. Dieser Aufbau würde sowohl eine Feinausrichtung als auch eine Korrektur der Position des wärmeabstrahlenden Elements 2 ermöglichen, indem die Ecken des wärmeabstrahlenden Elements 2 bearbeitet werden.

Während die vorangegangene Beschreibung der vierten und fünften Ausführungsform von dem Mechanismus zum Ausrichten der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 mit dem unmittelbar unterhalb vorgesehenen wärmeabstrahlenden Element 2 handelte, kann der Mechanismus, der im Zusammenhang mit der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben worden ist, auf die Ausrichtung der gateintegrierten, flachen Halbleitervorrichtung 6 mit einem unmittelbar oberhalb vorgesehenen, wärmeabstrahlenden Element 2 angewendet werden.

Claims (8)

1. Ein flacher Halbleiterstapel ist durch wechselweises Stapeln von flachen Halbleitervorrichtungen (1) und wärmeabstrahlenden Elementen (2) und durch Unterdrucksetzen dieser in Stapelrichtung (A) gebildet, wobei der flache Halbleiterstapel einen Positionsausrichtungsmechanismus aufweist zum Ausrichten von Kontaktoberflächen mindestens einer Halbleitervorrichtung (1) und eines wärmeabstrahlenden Elements (2), wobei der Positionsausrichtungsmechanismus eine Ausrichtung der Kontaktoberflächen der mindestens einen flachen Halbleitervorrichtung (1) und wärmeabstrahlenden Elements (2) erzielt, indem die flache Halbleitervorrichtung (1) entlang dem wärmeabstrahlenden Element (2) in einer Richtung (B) senkrecht zur Stapelrichtung (A) gleitbar ist, und die Gleitbewegung der flachen Halbleitervorrichtung (1) an einem Positionierteil (8a, 10a, 12a, 14, 15) beendet ist.

2. Der flache Halbleiterstapel nach Anspruch 1, wobei der Positionsausrichtungsmechanismus umfasst:
einen hervorstehenden Stift (7), der auf der Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung (1) oder des wärmeabstrahlenden Elements (2) vorgesehen ist;
ein Positionierloch (8a), in das der Stift (7) eingepasst ist, wobei das Positionierloch (8a) in der Kontaktoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung (1) oder des wärmeabstrahlenden Elements (2) gebildet ist, abhängig davon, welches nicht mit dem Stift (7) versehen ist; und
eine Führungsnut (8), die in der gleichen Kontaktoberfläche wie das Positionierloch (8a) gebildet ist, wobei die Führungsnut (8) sich direkt von dem Positionierloch (8a) zu einer Seitenoberfläche der flachen Halbleitervorrichtung (1) oder des wärmeabstrahlenden Elements (2), in der das Positionierloch (8a) gebildet ist, erstreckt.

3. Der flache Halbleiterstapel nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen (1) eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung (6) ist, die durch Anbringen eines Halbleiterelements (1) auf einem Substrat (4) zusammen mit einem Gateschaltkreis (5) gebildet ist, und wobei der Positionsausrichtungsmechanismus umfasst:
einen hervorstehenden Stift (9), der auf einer Kontaktoberfläche des Substrats (4) vorgesehen ist;
ein Positionierloch (10a), in das der Stift (9) eingepasst ist, wobei das Positionierloch (10a) in der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements (2) gebildet ist; und
eine Führungsnut (10), die in der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements (2) gebildet ist, wobei die Führungsnut (10) sich direkt von dem Positionierloch (10a) zu einer Seitenoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements (2) erstreckt.

4. Der flache Halbleiterstapel nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen (1) eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung (6) ist, die durch Anbringen eines Halbleiterelements (1) auf einem Substrat (4) zusammen mit einem Gateschaltkreis (5) gebildet ist, wobei der Positionsausrichtungsmechanismus umfasst:
einen hervorstehenden Stift (11), der auf der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements (2) vorgesehen ist;
ein Positionierloch (12a), in das der Stift (11) eingepasst ist, wobei das Positionierloch (12a) in dem Substrat (4) gebildet ist; und
eine Führungsnut (12), die in dem Substrat (4) gebildet ist, wobei die Führungsnut (12) sich direkt von dem Positionierloch (12a) zu einer Seitenoberfläche des Substrats (4) erstreckt.

5. Der flache Halbleiterstapel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Positionsausrichtungsmechanismus eine Mehrzahl von Stiften (7, 9, 11), die auf einer Kontaktoberfläche vorgesehen sind, und eine Mehrzahl von Positionierlöchern (8a, 10a, 12a) und Führungsnuten (8, 10, 12), die in der gegenüberliegenden Kontaktoberfläche gebildet sind, umfasst.

6. Der flache Halbleiterstapel nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen (1) eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung (6) ist, die durch Anbringen eines Halbleiterelements (1) auf einem Substrat (4) zusammen mit einem Gateschaltkreis (5) gebildet ist, und wobei der Positionsausrichtungsmechanismus eine Nut (13), die in der Kontaktoberfläche des wärmeabstrahlenden Elements (2), das in Kontakt mit einer Bodenoberfläche des Substrats (4) tritt, gebildet ist, wobei die Nut (13) ermöglicht, dass das Substrat (4) von seiner Seitenoberfläche eingepasst wird, und eine Endwand der Nut (13) als das Positionierteil dient, umfasst.

7. Der flache Halbleiterstapel nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen (1) eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung (6) ist, die durch Anbringen eines Halbleiterelements (1) auf einem Substrat (4) zusammen mit einem Gateschaltkreis (5) gebildet ist, und wobei der Positionsausrichtungsmechanismus eine Positionierplatte (14) zum Ausrichten eines Endabschnittes des wärmeabstrahlenden Elements (2) umfasst, wobei die Positionierplatte auf einer Bodenoberfläche des Substrats (4) vorgesehen ist.

8. Der flache Halbleiterstapel nach Anspruch 1, wobei mindestens eine der flachen Halbleitervorrichtungen (1) eine gateintegrierte, flache Halbleitervorrichtung (6) ist, die durch Anbringen eines Halbleiterelements (1) auf einem Substrat (4) zusammen mit einem Gateschaltkreis (5) gebildet ist, und wobei der Positionsausrichtungsmechanismus eine Mehrzahl von Stiften (15), die als das Positionierteil zum Ausrichten eines Endabschnitts des wärmeabstrahlenden Elements (2) dienen, umfasst, und wobei die Stifte (15) auf einer Bodenoberfläche des Substrats (4) vorgesehen sind.