DE1098104B - Verfahren zur Herstellung eines Vollweggleichrichters mit einem Paar von Halbleiterelementen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Vollweggleichrichters mit einem Paar von Halbleiterelementen

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DE1098104B DET13157A DET0013157A DE1098104B DE 1098104 B DE1098104 B DE 1098104B DE T13157 A DET13157 A DE T13157A DE T0013157 A DET0013157 A DE T0013157A DE 1098104 B DE1098104 B DE 1098104B
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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Vollweggleichrichters mit einem Paar von Halbleiterelementen, von denen jedes einen pn-übergang aufweist und bei dem die Endflächen der Halbleiterelemente durch eine gemeinsame Leitung miteinander verbunden sind.
Es sind bereits Anordnungen für Vollweggleichrichter mit je einem Paar von Halbleiterelementen bekannt, bei denen jedes Halbleiterelement einen Bereich mit η-Leitung und einen Bereich mit p-Leitung mit einem dazwischen gebildeten pn-übergang aufweist und die Endflächen der Halbleiterelemente durch eine gemeinsame Leitung miteinander verbunden sind. Bei diesen bekannten Anordnungen besteht die Gefahr, daß die Anschluß- oder Verbindungsleitungen oft brechen oder sich von dem Halbleitermaterial lösen, besonders wenn die Anordnungen im Betriebe hohen Spannungen oder mechanischen Stoßen ausgesetzt sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleitermaterials und des zum Verbinden der Leitungen mit dem Halbleitermaterial verwendeten Materials sowie des Leitermaterials die Herstellung eines beständigen und zuverlässigen Kontaktes nicht ohne weiteres erlauben. Die Unterschiede hinsichtlich der thermischen Eigenschaften, insbesondere die Wärmeausdehnungskoeffizienten, führen häufig zum Bruch oder zum Abreißen der Leitungen von den Halbleiterelementen, die normalerweise die Form eines balkenförmigen Körpers oder einer Kontaktplatte haben.
Zweck der Erfindung ist es, eine verbesserte Bauweise eines Vollweg-Halbleitergleichrichters der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Besonderheit in der Fähigkeit besteht, hohen Spannungen und heftigen mechanischen Stoßen während des Betriebes zu widerstehen.
Erfindungsgemäß werden die Endflächen der Halblei terelemente aufgerauht, darauf mit einem Metall derart überzogen, daß der Metallüberzug etwas um die Kanten der Endflächen herumgreift, und dann wird über diesem Metallüberzug eine Schicht aus praktisch reinem Zinn aufgebracht und als Lötmittel für die Anbringung einer massiven streifenförmigen Anschlußleitung verwendet.
Auf diesem Wege lassen sich die geschilderten Schwierigkeiten überwinden, und insbesondere wird die Gefahr des Brechens oder Abreißens der Leitungen beträchtlich vermindert. Außerdem hat eine Gleichrichteranordnung, die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt ist, den Vorteil, daß ihr Gesamtaufbau starr ist und in einem größeren Ausmaß mechanischen Stoßen ausgesetzt werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, die Arbeitsweise der Anordnung zu beein-Verfahren zur Herstellung
eines Vollweggleichriditers
mit einem Paar von Halbleiterelementen
Anmelder:
Texas Instruments Incorporated,
Dallas, Tex. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,
und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte
Jay Wesley Thornhill, Dallas, Tex. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
trächtigen. Auch ist das vorliegende Verfahren in wirtschaftlicher Weise mit hoher Genauigkeit leicht durchführbar.
Die Erfindung wird in der Beschreibung im einzelnen an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Fig. 1 ist die Draufsicht eines Ausführungsbeispiels der neuen Bauweise;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 und 4 sind Einzelansichten im Schnitt zur Erläuterung der Art und Weise der Herstellung der Anschlüsse;
Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung einer abgewandelten Aus füh rungs form einer nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Anordnung ;
Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung einer weiteren Abwandlung einer nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Anordnung;
Fig. 7 ist eine Ansicht ähnlich derjenigen von Fig. 2 und zeigt eine Anordnung mit plattenförmigen Halbleiterelementen.
Betrachtet man zunächst die Fig. 1 und 2, so ist daraus ein nach dem vorliegenden Verfahren hergestellter Vollweggleichrichter zu ersehen. Die Anordnung umfaßt eine Grundplatte mit drei Stiften, bestehend aus einem metallenen Napf 10 aus einer Legierung von Eisen, Nickel und Molybdän. Diese Legierung wird bekanntermaßen in großem Umfange in
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der Halbleitertechnik für hermetische Glas-Metall- Temperaturen, wie sie im Betrieb auftreten, vollstän-
Abschlüsse verwendet. Der Napf 10 ist mit einer dig zu beseitigen.
ringförmigen Eindrückung 11 in der Nachbarschaft " Die besondere Anordnung des Aufbaues für die Anseines nach oben stehenden Randes versehen und dient Schlüsse sowie das Verfahren, welches benutzt wird, zur Aufnahme der Kante eines Gehäuse- oder Dosen- 5 um die Anschlüsse herzustellen, werden nachstehend mantels, welcher Einheiten dieser Art normalerweise im einzelnen näher unter Bezugnahme auf die Fig. 3 umschließt. Da die Abdeckung von Halbleitereinheiten und 4 beschrieben. Zunächst werden die Halbleitermittels eines dosenartigen Gehäuses allgemein be- körper 20 und 21 durch Behandlung ihrer Endflächen kannt ist, dürfte es genügen, diese nur beiläufig zu mit einem Sandstrahlgebläse vorbereitet. Der Zweck erwähnen. In dem Metallnapf 10 wird eine Gruppe io hierfür ist im wesentlichen ein zweifacher, nämlich von drei Stiften 13,14,15 festgehalten, die nach oben erstens, die Enden der Halbleiterkörper durch Beseiti- und nach unten daraus hervorstehen. Diese Stifte sind gung von Fremdkörpern und insbesondere Gratteilvon dem Napf 10 mit Hilfe von Glasösen oder -buch- chen zu reinigen, und zweitens, die Enden der HaIbsen 16, wie an sich bekannt, isoliert. Die insoweit leiterkörper derart aufzurauhen, daß es möglich wird, beschriebene Anordnung bildet somit einen Klein- i5 sie mit einem Überzug zu versehen, und daß der Übersockel mit drei Stiften. Es besteht die Möglichkeit, zug einen guten Halt an dem Halbleiterkörper erhält, hierfür auch einen Kleinsockel mit sieben Stiften, wie Darauf werden die Enden der Halbleiterkörper plater zur Zeit handelsüblich ist, zu verwenden. Mit Hilfe tiert oder auf eine sonstige Weise mit einem Metall, dieser Einrichtung kann die Anordnung gemäß der wie Nickel, Rhodium od. dgl., in der in Fig. 3 dar-Erfindung direkt zum Ersatz für Kleinröhren verwen- 2o gestellten Art und Weise überzogen. Zwecks Erläutedet werden. rung sei nachstehend nur von Nickel gesprochen,
Mit dem Stift 13 oberhalb des Metallnapfes 10 ist jedoch können statt dessen auch andere Metalle mit eine massive streifenförmjge Anschlußleitung 17 ver- ähnlichen Eigenschaften verwendet werden. Das Ende bunden, die in einer vertikalen Ebene angeordnet ist. eines Halbleiterkörpers, beispielsweise des Körpers Die Verbindung mit dem; Stift 13 kann durch Löten, 25 20, wird mit Nickel plattiert, um eine im wesentlichen Schweißen oder ein ähnliches Verfahren erfolgen. In napfförmige Nickelschicht 30 zu bilden, die nicht nur gleicher Weise ist eine ebenfalls" in einer vertikalen ' das Ende des Halbleiterkörpers 20, der behandelt Ebene angeordnete massive streifenförmige Anschluß- wird, bedeckt, sondern sich auch etwas um den Halbleitung 18 mit dem Stift 14; und eine massive streifen- leiterkörper 20 herum erstreckt, wie es durch die Teile förmige Anschluß leitung 19, mit dem Stift 15 verbun- 30 31 des Nickelüberzuges angedeutet wird, so daß der den. Zwischen den Anschlußleitungen 17 und 18 er- Überzug das Ende des Halbleiterkörpers 20 überstreckt sich an deren oberen Enden eine Halbleiter- greift. Diese besondere Technik gewährleistet, daß das diode 20, und zwischen den Anschlußleitungen 18 und Nickel nicht nur mit der Endfläche des Blockes 20 in 19 erstreckt sich an deren oberen Enden eine Halb- Berührung steht, sondern sich auch etwas um den leiterdiode 21. Jede Diode ist zusammengesetzt aus 35 Halbleiterkörper herum erstreckt und ihn auch an dieeinem Abschnitt mit n-Lsitung und einem Abschnitt sen Stellen umfaßt.
mit p-Leitung. Die Abschnitte mit η-Leitung an den Nachdem das Ende des Körpers, wie oben beschrie-Dioden 20 und 21 sind mit 22 bzw. 23 bezeichnet. Die ben, mit Nickel plattiert ist, wird es mit praktisch Abschnitte mit p-Leitung,-an den Dioden 20 und 21 reinem Zinn unter Verwendung eines Lötkolbens versind mit den Bezeichnungen 24 bzw. 25 versehen. 40 zinnt. Bei diesem Arbeitsgang wird das Zinn auf der Wenn auch in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 ein Nickelplattierung 30 etwa in der Form einer unregel-Halbleiterkörper mit einem aus der Schmelze gezoge- mäßig geformten Masse von Zinn 32 aufgebracht, die nen pn-übergang dargestellt ist, so ist doch das vor- sich gleichfalls etwas um den Halbleiterkörper 20, liegende Verfahren in gleicherweise auch anwendbar praktisch an allen Stellen über der Nickelplattierung auf plattenförmige Halbleiterkörper. Zwischen den 45 liegend, erstreckt. Hiernach wird der Anschlußleiter, Abschnitten mit η-Leitung und mit p-Leitung jeder beispielsweise der Anschlußleiter 18, verzinnt, und Diode ist ein gleichrichtender pn-übergang gebildet, nach der Ausführung dieses Schrittes wird der HaIbwelcher in den Fig. 1 und 2 graphisch durch eine leiterkörper 20 gegen den Anschlußleiter 18 gedrückt, Ouerlinie, etwa in der Mitte der Dioden, dargestellt so daß die Zinnmasse 32 mit der Zinnschicht auf dem ist. Die Enden der Dioden 20 und 21 sind auf eine 50 Anschlußleiter 18 in Berührung kommt. Die Zinnbesondere Weise, wie nachstehend beschrieben, vor- schicht des Anschlußleiters 18 ist mit 33 bezeichnet, bereitet und sind an den entsprechenden Anschluß- In dieser Stellung wird das Ende des Siliziumblockes leitungen 17, 18 und 19 angebracht, so daß die Dio- 20 an den Anschluß leiter angelötet. Bei diesem Arden 20 und 21 zwischen je einem Paar von Anschluß- beitsgang muß sorgfältig darauf geachtet werden, daß leitungen im Abstand von dem Metallnapf 10 auf- 55 ein Lötkolben benutzt wird, der die Arbeitstemperatur gehängt sind. von etwa 350° C nicht überschreitet. Wenn der Löt-
Infolge der Unterschiede der thermischen Eigen- kolben zu heiß wird, so bricht oder reißt die innere schäften von Halbleitermaterialien und Metallen und Fläche zwischen dem Ende des Halbleiterkörpers 20 insbesondere infolge der Unterschiede der thermischen und der Nickelplattierung 30 infolge der Unterschiede Ausdehnungskoeffizienten ist es äußerst schwierig, 60 der thermischen Ausdehnungskoeffizienten dieser beiAnschlüsse an Halbleitermaterialien anzubringen. den Materialien. Bei diesem Lötvorgang kann zweck-Demgemäß werden nach der Erfindung besondere mäßig eine Lösung von Zinnchlorid und Ammoniumtechnische Verfahren angewendet, um die Anschlüsse chlorid in Wasser als Flußmittel benutzt werden,
an das Halbleitermaterial so herzustellen, daß sie in Die Anschlußleitungen 17, 18 und 19 sind aus einem den Temperaturbereichen, in denen die Einheiten be- 65 Material zusammengesetzt, das sehr ähnliche thertrieben werden sollen, nicht brechen oder abreißen mische Eigenschaften hat wie das Halbleitermaterial können. So sind die Halbleiterkörper an den Anschluß- der Körper 20 und 21. Es ist wichtig, daß die Mateleitungen 17, 18 und 19 in einer neuartigen Weise rialien der Anschlußleitungen und der Körper eng angebracht, um die Möglichkeit des Brechens oder miteinander verwandte thermische Ausdehnungskoeffi-Abreißens während der Benutzung im Bereich von 70 zienten haben. Vorzugsweise bestehen die Anschluß-
leitungen aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Molybdän- Aufbaues besteht darin, sie in heißem, destilliertem Legierung. Der thermische Ausdehnungskoeffizient Wasser zu waschen oder zu spülen. Die Temperatur dieses Materials soll für den Temperaturbereich von des Wassers während des Spülvorganges soll etwa — 50 bis +15O0C, d.h. also im Arbeitsbereich für 9O0C betragen. Es hat sich erwiesen, daß ein etwa die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten 5 dreimaliger Wechsel des "Wassers beim' Spülvorgang Einheiten, dicht bei dem von Silizium und Germanium vorteilhaft ist. Die Angabe der Wassertemperatur mit liegen. Die Anschlußleitungen können an die Stifte 90° C ist nicht zwingend, sondern läßt durchaus geangelötet oder angeschweißt werden, so daß der Auf- wisse Abweichungen zu. Der Spül-' oder Waschvorbau der Einheiten leicht zu bewerkstelligen ist. gang dient dazu, alle Spuren des Flußmittels zu be-
Während des Lötens der balkenförmigen Halbleiter- io seitigen. ■
körper an die Anschlußleitungen wird Druck ange- Nach der Spülung in heißem Wasser wird die Einwendet, um die beiden Elemente zusammenzupressen. heit in einen Ofen gebracht und getrocknet. Es Durch diesen Vorgang wird das Zinn aus dem Zwi- empfiehlt sich, die Ofentemperatur bei "etwa 120° C schenraum zwischen dem Ende des balkenförmigen zu wählen; es ist dann möglich, die Einheiten in etwa Halbleiterkörpers und der Anschlußleitung heraus- 15 15 Minuten zu trocknen. Auch die Ofentemperätür gedrückt, so daß das Ende des Halbleiterkörpers prak- läßt gewisse Abweichnungen zu, und zwar zeigt es tisch gegen die Oberfläche der Anschlußleitung an- sich, daß eine höhere Temperatur normalerweise eine liegt. Es bleibt jedoch eine relativ dünne Zinnschicht kürzere Trockendauer ermöglicht. Natürlich ist es zwischen beiden Teilen zurück. Diese verbleibende wichtig, beim Trockenvorgang keine gar zu hohe Schicht ist dünn genug, so daß sie sich der Ausdeh- 20 Temperatur zu benutzen, da es andernfalls möglich nung und Zusammenziehung der Anschlußleitung und wäre, die pn-Übergänge der Dioden zu beschädigen, des balkenförmigen Halbleiterkörper bei Temperatur- Außerdem könnte eine übermäßige Ofentemperatur Veränderungen anpaßt. die Lötverbindungen weich werden lassen und dadurch
Die Reihenfolge des Verlötens der Enden der Halb- die Verbindungsstellen schwächen. Es wird daher leiterkörper 20 und 21 an den Anschlußleitungen 17, 25 empfohlen, die Ofentemperatur keinesfalls über 120° C 18 und 19 ist von Bedeutung. Es muß jedesmal sorg- zu wählen. Es können auch niedrige Temperaturen fältig darauf geachtet werden, daß die Halbleiter- für den Trockenvorgang verwendet werden. Dann körper von wenigstens einer Anschlußleitung getra- wird allerdings die Trockendauer verlängert, was gen werden. Das bevorzugte Verfahren zum Anlöten vom Standpunkt der wirtschaftlichen Fertigung unerder beiden Dioden 20 und 21 an die drei Anschluß- 30 wünscht ist, da das Trocknen der Einheiten ein Engleitungen 17, 18 und 19 ist folgendes: Zunächst wird paß für die Herstellung werden kann. Man kann auch eine der beiden Dioden 20 oder 21, die entsprechend einen Vakuumofen verwenden. Dadurch läßt sich die dem vorerwähnten Verfahren, nämlich durch Plattie- Trocknung beschleunigen, und es werden noch bessere rung mit Nickel und Verzinnung an beiden Enden, Resultate erzielt.
vorbereitet wurde, in Berührung mit der mittleren 35 Nach der Trocknung der Einheiten werden diese Anschluß leitung 18 gebracht, die vorher verzinnt aus dem Ofen herausgenommen, und es werden alle wurde. Hiernach wird diese Diode an die mittlere Metallteile mit einer geeigneten Maskierung versehen, Anschlußleitung 18 angelötet. Darauf wird das andere beispielsweise mit einer Lösung von Polyäthylen in Ende der gleichen Diode in Berührung mit der ent- Toluol. Die Maskierung geschieht für Zwecke des sprechenden Anschlußleitung gebracht; im Falle der 40 nächsten Verfahrensschrittes, nämlich des Ätzens der Diode 20 ist dies die Anschlußleitung 17 und im Falte Dioden, wobei diese dem Ätzmedium ausgesetzt werder Diode 21 die Anschlußleitung 19; die Anschluß- den müssen. Zur Unterstützung der Maskierung der leitung wurde zuvor, wie beschrieben, verzinnt, und Einheiten wird empfohlen, daß ein Farbstoff in das das andere Ende wird an die ihm entsprechende An- Maskierungsbad gebracht wird, so daß eine Kontrolle Schlußleitung angelötet. Hiernach wird die andere 45 darüber möglich ist, in welchem Ausmaß die EinDiode in Berührung mit der mittleren Anschluß- heiten mit der Maskierung versehen sind. Zweckmäßig leitung 18 gebracht und mit ihr verlötet. Während des verwendet man in dem Maskierungsmaterial einen Lötvorganges wird die zuerst gelötete Diode im Falle roten Farbstoff.
der Diode 20 von der Anschlußleitung 17 bzw. im Anschließend an das Maskieren der Einheiten wer-
Falle der Diode 21 von der Anschlußleitung 19 getra- 5O den diese geätzt, zweckmäßig mit einer Ätzlösung,
gen, auch wenn die Lötverbindung zur mittleren An- die aus einer Gruppe chemisch reiner Säuren in etwa
Schlußleitung 18 dabei schmilzt. Endlich wird das folgenden Anteilverhältnissen zusammengesetzt ist:
andere Ende der zweiten Diode an die dazugehörige
Anschlußleitung angelötet, d. h. im Falle der Diode li( cm Salzsaure,
20 an die Anschlußleitung 17 und im Falle der Diode 55 25 cm» Salpetersäure,
21 an die Anschlußleitung 19. Somit wird ersichtlich, 15 cm3 Essigsäure (Eisessig),
daß während der Lötvorgänge mindestens ein Ende 5 Tropfen Brom.
jedes Halbleiterkörpers stets an einer Anschlußleitung
befestigt ist. Dieses Ätzmedium ist als Standardätzmittel für die
Ein wahlweise anwendbares Verfahren zum Löten 60 Verwendung bei Silizium und Germanium allgemein der Dioden besteht darin, daß zunächst die Diode 20 üblich. Die Einheiten oder Werkstücke werden in die an die Anschlußleitung 17 und dann die Diode 21 an Standardätzlösung etwa 2 Minuten lang eingetaucht, die Anschlußleitung 19 gelötet wird. Als letzter Lot- dann herausgenommen und in destilliertem Wasser Vorgang werden die anderen Enden der Dioden 20 und gespült. Die Spülung oder Waschung der Einheiten in Berührung mit der mittleren Anschlußleitung 18 65 wird so lange durchgeführt, bis alle Spuren der Ätzgebracht und beide Enden gleichzeitig in einem ahn- lösung entfernt sind. Danach werden die Einheiten in liehen Vorgang verlötet. einem Ofen getrocknet. Auch hierfür wird empfohlen,
Nach Ausführung der Lötvorgänge werden die elek- eine Temperatur von etwa 120° C zu wählen,
irischen Eigenschaften der Dioden auf folgende Weise Anschließend an das Spülen in destilliertem Wasser
verbessert: Der erste Schritt zur Vorbereitung des 70 und das Trocknen in einem Ofen werden die Einhei-
ten geprüft, um die elektrischen Eigenschaften der pn-Übergänge zu bestimmen. Die Prüfung wird im wesentlichen, in zwei Abschnitten durchgeführt, indem an die Einheiten eine- hohe Gegenspannung angelegt wird, um den gegenläufigen Verluststrom durch den pn-Übergang zu prüfen, und indem die Einheiten einer hohen Vorwärtsspannung unterworfen werden, um die Lötverbindungen und die Vorwärtsdurchlaßcharakteristik der Diode zu prüfen. Für die als einwandfrei befundenen Einheiten ist dann die folgende Nachbehandlung erforderlich: Die Maskierung der Metallteile wird durch ein Lösungsmittel, beispielsweise durch Spülung oder Waschung· der Einheiten in einem heißen Tetrachlorkohlenstoffbad, entfernt. Die Einheiten verbleiben in dem Bad, bis alle Spuren des Maskierungsmaterials entfernt sind. Hiernach werden die Einheiten aus dem heißen Tetrachlorkohlenstoffbad herausgenommen, in einen Ofen gelegt, der sich etwa auf einer Temperatur von 120° C befindet, und für eine Dauer'von etwa 15 Minuten erhitzt.
Nachdem die Einheiten.aus dem Ofen herausgenommen sind, werden sie durch Bestreichen der Halbleitergleichrichter oder Diodenkörper 20 und 21 mit einem geeigneten Schutzmittel zur Abdeckung der pn-Übergänge behandelt. Beispielsweise können die Körper 20 und 21 mit einem Firnis, der ein organisches Silikonharz enthält, bestrichen werden. Das Bestreichen des Körpers mit diesem Material macht es erforderlich, daß die Einheiten in einen Ofen gesetzt und für eine Dauer von etwa 24 Stunden auf eine Temperatur von etwa 150° C gebracht werden, um das harzartige Material zu verfestigen und den Schutzüberzug zu härten. Ein wahlweise anwendbares Verfahren, das zum Schutz der pn-Übergänge der Dioden 20 und 21 verwendet werden kann, besteht im Gebrauch eines Äthoxylin-Kunstharzes. Die Verwendung dieses Materials macht es erforderlich, die Einheit etwa 6 Stunden lang in einem Ofen mit einer Temperatur von etwa 150° C zu behandeln, um das Harz zu verfestigen und zu härten. Der hauptsächliche Zweck des Überziehens der pn-Übergänge mit einem Harz besteht darin, sie während des Anlötens der Kappe an den Einheiten vor überschüssigem Metalldampf und Flußmittel zu schützen.
Der letzte Schritt beim Aufbau der Einheit besteht in dem Anbringen der Kappe 40 auf dem Napf 10 in der Eindrückung 11. Ein mögliches Verfahren zum Befestigen der Kappe besteht im Anlöten der Kappe an dem Napf 10; wahlweise kann die Kappe auch an dem Napf 10 durch eine ringförmige Schweißung befestigt werden. In jedem Falle muß dieser Schritt in einer inerten, trockenen Atmosphäre, beispielsweise in reinem Stickstoff, ausgeführt werden. Wenn die Kappe durch ringförmige Schweißung auf dem Napf 10 befestigt wird, so ist es ohne weiteres verständlich, daß der Schritt des Abdeckens der pn-Übergänge mit einem Kunststoffmaterial fortgelassen werden kann, da der Vorgang der Ringschweißung eine viel geringere Neigung als der Lötvorgang hat, die pn-Übergänge zu beeinträchtigen.
Abgewandelte Anordnungen für die Vollweggleichrichter sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Es ist wesentlich, daß bei jedem Vollweggleichrichtvorgang beide Dioden an einem Ende einen gemeinsamen Anschluß haben. Dies wird bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform verwirklicht, indem jeweils am Ende der Körper 20 und 21 an die mittlere Anschlußleitung 18 angeschlossen ist. Bei Fig. 5 wird dies ebenfalls erreicht, jedoch in einer etwas anderen Weise. Gemäß der Darstellung in Fig. 5 liegen die beiden Körper 20 und 21 nicht in einer im wesentlichen zu dem Metallnapf 10 parallelen Ebene, sondern in einer im wesentlichen dazu senkrechten Ebene. Demgemäß sind die Abschnitte mit η-Leitung eines jeden der beiden Körper 20 und 21 mit einer Anschlußleitung.40 verbunden, welche eine Überbrückung von dem Körper 20 zum Körper 21 bildet. Eine weitere Anschlußleitung 41 ist mit ihrem oberen Ende an die Anschlußleitung 40 angelötet und mit ihrem unteren Ende an den Stift 14 angelötet oder angeschweißt. Ferner liegt eine an den Stift 13 angelötete oder angeschweißte Anschlußleitung 42 unterhalb der Unterseite des Balkens 20, der daran angelötet ist. In gleicher Weise liegt eine an den Stift 15 angelötete oder angeschweißte Anschlußleitung 43 unterhalb des Körpers 21 und ist an diesem angeschweißt.
Noch eine weitere Abwandlung ist in Fig. 6 dargestellt, wo die beiden Körper 20 und 21 ebenfalls in einer im wesentlichen zu dem Metallnapf 10 senkrechten Ebene angeordnet sind. In diesem Falle befinden sich die Bereiche mit n-Leitung 22 und 23 an den unteren Enden der Körper 20 und 21, und diese Abschnitte mit η-Leitung sind an eine gemeinsame Anschlußleitung 50 angelötet, durch welche der Stift 14 hindurchragt. Der Stift 14 ist in diesem Falle an die Anschlußleitung 50 angelötet. Es sind im wesentlichen L-förmige Anschlußleitungen 51 und 52 vorgesehen und gegebenenfalls an die Abschnitte mit p-Leitung 24 bzw. 25 der Körper 20 bzw. 21 angelötet. Die Anschlußleitung 51 ist an dem Stift 13 und die Anschlußleitung 52 an dem Stift 15 befestigt.
In Fig. 7 ist eine Anordnung gezeigt, bei welcher ein Paar von plattenförmigen Halbleiterelementen 60 und 61 eingebaut ist, von denen jede einen gleichrichtenden pn-Übergang aufweist. In diesem Aufbau ist eine mittlere Anschlußleitung 62 vorgesehen, die erhabene Flächenteile 63 und 64 auf beiden Seiten hat. Es ist jeweils ein plattenförmiges Halbleiterelement an einem der beiden erhabenen Teile nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren angebracht. An den Vorderseiten der Halbleiterelemente 60 und 61, die der Anschlußleitung 62 abgekehrt sind, sind Drähte 65 und 66 angebracht. Die mittlere Anschlußleitung ist an dem Stift 14 angebracht, der durch den Metallnapf 10 gehalten wird, und der Draht 65 ist an den Stift bzw. der Draht 66 an den Stift geführt.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung eines Vollweggleichrichters mit einem Paar von Halbleiterelementen, von denen j edes einen pn-Übergang aufweist, und bei dem die Endflächen der Halbleiterelemente durch eine gemeinsame Leitung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der Halbleiterelemente aufgerauht, darauf mit einem Metall derart überzogen werden, daß der Metallüberzug etwas um die Kanten der Endflächen herumgreift und dann über diesem Metallüberzug eine Schicht aus praktisch reinem Zinn aufgebracht und als Lötmittel für die Anbringung von massiven streifenförmigen Anschlußleitungen verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flußmittel für den Lötprozeß eine Lösung von Zinkchlorid und Ammoniumchlorid in Wasser benutzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Material für die Anschluß-
leitungen verwendet wird, das einen nahe bei dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleitermaterials liegenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Halbleiterelemente Silizium oder Germanium ausgewählt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Nickel als Metall zum Überziehen der Endflächen der Halbleiterelemente verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Rhodium als Metall zum Überziehen der Endflächen der Halbleiterelemente verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufrauhen der Halbleiterelemente mittels eines Sandstrahlgebläses erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame
streifenförmige Anschlußleitung an Bereiche mit η-Leitung der Halbleiterelemente angebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame streifenförmige Anschlußleitung mit zwei Erhebungen verwendet wird, von denen j ede an einem der Halbleiterelemente befestigt wird.
10. Nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellte Vollweggleichrichteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsleitung an der gemeinsamen streifenförmigen Anschlußleitung und weiterhin Verbindungsleitungen auch an den von der gemeinsamen streifenförmigen Anschlußleitung entfernt gelegenen Enden der Halbleiterelemente befestigt sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 851 228;
deutsche Patentanmeldung L 12998 VIIIc/21 g
(bekanntgemacht am 28. 6. 1956);
USA.-Patentschrift Nr. 2 757 323;
österreichische Patentschrift Nr. 187 557.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DET13157A 1955-07-27 1957-01-25 Verfahren zur Herstellung eines Vollweggleichrichters mit einem Paar von Halbleiterelementen Pending DE1098104B (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1279850B (de) * 1961-09-06 1968-10-10 Siemens Ag Gleichrichteranordnung mit mindestens vier in Bruecke geschalteten Halbleitergleichrichtern

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3142791A (en) * 1955-12-07 1964-07-28 Motorola Inc Transistor and housing assembly
US3060553A (en) * 1955-12-07 1962-10-30 Motorola Inc Method for making semiconductor device
FR1192082A (fr) * 1957-03-20 1959-10-23 Bosch Gmbh Robert Semi-conducteur de puissance
US2983987A (en) * 1958-06-30 1961-05-16 Western Electric Co Method of forming articles
DE1126513B (de) * 1958-08-19 1962-03-29 Intermetall Verfahren zur Bearbeitung von Halbleiteranordnungen
US2995475A (en) * 1958-11-04 1961-08-08 Bell Telephone Labor Inc Fabrication of semiconductor devices
US3476993A (en) * 1959-09-08 1969-11-04 Gen Electric Five layer and junction bridging terminal switching device
DE1246888C2 (de) * 1960-11-24 1975-10-23 Semikron, Gesellschaft für Gleichrichterbau und Elektronik m.b.H., 8500 Nürnberg Verfahren zum herstellen von gleichrichteranordnungen in brueckenschaltung fuer kleine stromstaerken
US3211594A (en) * 1961-12-19 1965-10-12 Hughes Aircraft Co Semiconductor device manufacture
US3287794A (en) * 1962-03-23 1966-11-29 American Radiator & Standard Method of soldering semiconductor discs
US3333163A (en) * 1965-02-15 1967-07-25 Int Rectifier Corp Rectifier assembly with interconnecting bus-bar supports
DE1539671A1 (de) * 1965-12-30 1969-12-18 Asea Ab Thyristorventil
US4319265A (en) * 1979-12-06 1982-03-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Monolithically interconnected series-parallel avalanche diodes

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE851228C (de) * 1950-12-08 1952-10-02 Schaub Appbau Ges M B H G Gefasster Gleichrichter
US2757323A (en) * 1952-02-07 1956-07-31 Gen Electric Full wave asymmetrical semi-conductor devices
AT187557B (de) * 1954-03-05 1956-11-10 Western Electric Co Gleichrichterelement mit einem einkristalligen Siliziumkörper

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2402661A (en) * 1941-03-01 1946-06-25 Bell Telephone Labor Inc Alternating current rectifier
US2804581A (en) * 1953-10-05 1957-08-27 Sarkes Tarzian Semiconductor device and method of manufacture thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE851228C (de) * 1950-12-08 1952-10-02 Schaub Appbau Ges M B H G Gefasster Gleichrichter
US2757323A (en) * 1952-02-07 1956-07-31 Gen Electric Full wave asymmetrical semi-conductor devices
AT187557B (de) * 1954-03-05 1956-11-10 Western Electric Co Gleichrichterelement mit einem einkristalligen Siliziumkörper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1279850B (de) * 1961-09-06 1968-10-10 Siemens Ag Gleichrichteranordnung mit mindestens vier in Bruecke geschalteten Halbleitergleichrichtern

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Publication number Publication date
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US2847623A (en) 1958-08-12
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