DE112014002388T5 - Abstandhaltersystem für ein schaltbares Halbleiterbauelement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Leistungselektronik, insbesondere ein Abstandshaltersystem 1 für ein schaltbares Halbleiterbauelement 2. Das Abstandshaltersystem 1 ist als Abstandsring (7) ausgebildet und mehrere Isolierelemente (3) und Stützelemente (4) sind in einer abwechselnden Weise um einen Umfang des Abstandsrings (7) angeordnet. Das Isolierelement 3 umfasst eine Ausnehmung, die ein Kathoden-Gate-Kontaktelement 5 aufnimmt. Das Stützelement 4 umfasst einen Vorsprung, der ein Federsystem 6 zum Einspannen beim Zusammenbauen des schaltbaren Bauelements 2 aufnimmt. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein schaltbares Halbleiterbauelement 2, das das Abstandshaltersystem 1 umfasst. Das schaltbare Bauelement 2 umfasst ferner ein Substrat 21, ein Kathoden-Polstück 22, ein Anoden-Polstück 23, Zugentlastungsplatten 13, 14, und einen Gatering 11. Weitere Kontaktelemente 5, 25 verbinden das Kathoden-Polstück 22 und den Gatering 11 des schaltbaren Halbleiterbauelements 2 elektrisch mit einer externen Schaltungseinheit. Der Abstand zwischen den Kontaktelementen (5, 25) wird minimiert, um die Impedanz des Gatekreises zu reduzieren, wodurch ein erhöhter maximaler Abschaltstrom ermöglicht wird und ferner die Verwendung von größeren schaltbaren Halbleiterbauelementen für Hochleistungsanwendungen gestattet wird.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Leistungselektronik, insbesondere ein Abstandshaltersystem für Kontaktelemente eines schaltbaren Halbleiterbauelements.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Schaltbare Halbleiterbauelemente sind leistungsfähige und schnelle abschaltbare Komponenten mit einer Kathoden-Anoden-Gate-Struktur. Insbesondere umfasst das schaltbare Halbleiterbauelement ein Substrat, auf dem eine Kathode, eine Anode und ein Gate des schaltbaren Bauelements abgeschieden sind. Das Bauelement umfasst ferner Verbindungsmittel zum elektrischen Kontaktieren der Kathode, der Anode und des Gate des schaltbaren Bauelements mit einer externen Schaltungseinheit.
  • Ein schaltbares Halbleiterbauelement muss große Ströme und Spannungen bewältigen. Ein Beispiel für ein solches schaltbares Halbleiterbauelement ist ein integrierter gate-kommutierter Thyristor (integrated gate commutated thyristor, IGCT). Ein IGCT ist ein gategesteuerter abschaltbarer Schalter, der abschaltet wie ein Bipolartransistor mit isolierter Steuerelektrode (insulated gate bipolar transistor, IGBT), aber leitet wie ein Thyristor, mit den geringsten Leitungsverlusten. Ein integrierter gate-kommutierter Thyristor ist ein schaltbares Leistungsbauelement für anspruchsvolle Hochleistungsanwendungen wie Mittelspannungsantriebe, Traktion, Windkraftanlagen, Wechselstrom-Erregungssysteme, Batterie-Energiespeichersysteme, Festkörper-Leistungsschalter, Bahnstrom-Booster, Traktionsleistungskompensatoren und induktive Erwärmung.
  • Ein als IGCT aufgebautes schaltbares Halbleiterbauelement wird heutzutage aufgrund seiner vielseitigen Verwendbarkeit, Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Ein herkömmliches IGCT-Bauelement weist eine ringförmige Struktur auf, bei der auf einer Kathodenscheibe eine Gatescheibe angeordnet ist, die dem schaltbaren Bauelement eine Gateverbindung bereitstellt. Eine Anodenphase ist oben auf einem Gehäuse angeordnet, das zum Beispiel eine spezielle Kriechstrecke an der Außenseite aufweist.
  • Zum Betreiben eines IGCT muss zum Beispiel beim Abschalten ein maximaler Abschaltstrom über eine Gate-Kathoden-Verbindung auf eine Gate-Einheit kommutiert werden. Das maximal zulässige Zeitintervall für die Stromkommutierung ist durch die vertikale und Segmentstruktur des Bauelements gegeben und skaliert grundsätzlich nicht mit der Größe des Wafers, auf dem das Bauelement ausgebildet ist. Der gewünschte maximale Abschaltstrom jedoch hängt stark von dieser Größe des Wafers ab und reduziert sich erheblich mit zunehmender Größe. Somit besteht mit dem Bedarf an größeren Bauelementen für Hochleistungsanwendungen auch der Bedarf, den maximalen Abschaltstrom zu erhöhen.
  • Um einen hohen Abschaltstrom zu erzielen, kann eine Gatespannung erhöht werden. Mit dem Erhöhen der Spannung entstehen jedoch zusätzliche Verluste an der Gate-Einheit. Somit ist ein Erhöhen der Gatespannung unter den meisten Umständen nicht durchführbar. Bei einer gegebenen Gatespannung ist jedoch der maximale Abschaltstrom umgekehrt proportional zu einer Impedanz des Gatekreises oder, mit anderen Worten, je niedriger die Impedanz des Gatekreises, desto höher der erzielbare maximale Abschaltstrom. Die Impedanz zu reduzieren, ist somit ein Weg, höhere maximale Abschaltströme zu erzielen.
  • Außerdem ist es wichtig, das schaltbare Halbleiterbauelement leicht im Gehäuse montieren zu können. Ferner sind eine richtige Ausrichtung und Stützung aller Teile innerhalb eines Gehäuses wichtig, um auch nach dem Transport eine richtige Kontaktierung zu gewährleisten.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Impedanz des Gatekreises zu reduzieren und ferner eine richtige Ausrichtung und Stützung der Teile innerhalb eines Gehäuses eines schaltbaren Halbleiterbauelements zu gestatten. Diese Aufgabe wird durch ein Abstandshaltersystem gemäß Anspruch 1 und ein schaltbares Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 9 gelöst. Beispielhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, wobei die Abhängigkeit der Ansprüche nicht so auszulegen ist, dass sie weitere sinnvolle Anspruchskombinationen ausschließt.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Abstandshaltersystem, d. h. eine Abstandshaltereinheit oder ein Abstandshalterbauelement für ein schaltbares Halbleiterbauelement ein Isolierelement oder einen Isolierbereich und ein Stützelement oder einen Stützbereich. Das Isolierelement umfasst ferner eine Ausnehmung oder einen Runner, der ein Gate-Kontaktelement, d. h. Draht oder Leitungen, mit anderen Worten Verbindungsmittel, aufnimmt. Das Stützelement umfasst einen Vorsprung, der ein Federsystem zum Einspannen des schaltbaren Halbleiterbauelements beim Zusammenbauen des Bauelements aufnimmt.
  • In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist das Gate-Verbinderelement mittels des Isolierelements unter dem Federsystem geführt, oder, mit anderen Worten, das Kontaktelement verläuft in vorgenuteten Abschnitten des Isolierelements unter dem Federsystem. Das Gate-Kontaktelement ist zwischen das Isolierelement und das Federsystem hineingedrückt. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Abstandshaltersystem als Abstandsring für ein schaltbares Halbleiterbauelement ausgebildet und mehrere Isolier- und Stützelemente sind in einer abwechselnden Weise, d. h. in einem abwechselnden Muster oder einer abwechselnden Anordnung, um einen Umfang oder eine Peripherie des Abstandsrings angeordnet.
  • In einer weiteren Ausführungsform überbrückt ein Abschnitt des Gate-Kontaktelements die Höhendifferenz, z. B. erstreckt sich über, überspannt oder überdeckt die Höhendifferenz, beim Einspannen des schaltbaren Bauelements zum Zusammenbau des Bauelements.
  • In noch einer anderen Ausführungsform ist das Abstandshaltersystem als Abstandsring ausgebildet, der von einem Polstück oder -element des schaltbaren Halbleiterbauelements aufgenommen wird, und von geringerem Durchmesser als das Polstück ist, oder kann als Federelement, z. B. als Federring oder als Spaltring ausgebildet sein, bei dem es sich um einen Ring handelt, der in einem Abschnitt gespalten ist, um seinen Durchmesser vergrößern zu können.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung umfasst das Abstandshaltersystem ein Ausrichtungs- oder Zentrierelement für das Federsystem, ein Stützelement für einen Gatering und/oder ein Ausrichtungs- und/oder Spannelement einer Kathoden-Zugentlastungsplatte.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Federsystem Belleville-Tellerfedern, auch als Belleville-Federscheiben, kegelförmige Tellerfedern, konische Federscheiben, Tellerfedern oder Tellerfederscheiben bekannt, oder umfasst wellenartige oder sinusförmige Federn.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Ausnehmung und der Vorsprung einstückig, d. h. in einem Stück, oder separat, d. h. in zwei Stücken, ausgebildet und enthalten Glimmer, Polymer, Dielektrikum, Keramikwerkstoff, oder ein Verbundmaterial.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform weist das Isolierelement eine Dicke von weniger als 500 μm auf, im Allgemeinen in Abhängigkeit vom Material, aber so dünn wie möglich, um die angelegte Spannung zu isolieren, und das Stützelement weist ferner eine Dicke von mehr als 1 mm auf, um eine Bewegung von Federn und ein Durchführen des Kontaktelements zu gestatten.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein schaltbares Halbleiterbauelement, das ein Substrat, eine Kathodenscheibe, eine Anode, Polstücke und einen Gatering umfasst, wobei Kontaktelemente die Kathode und das Gate des schaltbaren Halbleiterbauelements elektrisch mit einer externen Schaltungseinheit verbinden. Das schaltbare Halbleiterbauelement umfasst ferner ein Abstandshaltersystem, das ein Isolier- und ein Stützelement umfasst, wobei das Isolierelement als Ausnehmung ausgebildet ist, die ein Gate-Kontaktelement aufnimmt, und das Stützelement als Vorsprung ausgebildet ist, der ein Federsystem aufnimmt. Das Gate-Kontaktelement ist mittels des Isolierelements unter dem Federsystem bzw. unterhalb des Federsystems geführt und das Gate-Kontaktelement ist zwischen das Isolierelement und das Federelement hineingedrückt.
  • In einer weiteren Ausführungsform des schaltbaren Halbleiterbauelements ist die Abstandshaltereinheit als Abstandsring ausgebildet und mehrere Isolier- und Stützelemente sind in einem abwechselnden Muster um einen Umfang des Abstandsrings angeordnet, wobei ein Abschnitt des Gate-Kontaktelements beim Einspannen des schaltbaren Bauelements beim Zusammenbauen des Bauelements umgebogen wird.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das schaltbare Halbleiterbauelement ein integrierter gate-kommutierter Thyristor.
  • In noch einer anderen Ausführungsform des schaltbaren Halbleiterbauelements ist das Gehäuse aus einem Isoliermaterial oder einem Keramikwerkstoff.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform des schaltbaren Halbleiterbauelements umfasst das Kathoden-Polstück eine Kathoden-Zugentlastungsplatte, und das Anoden-Polstück eine Anoden-Zugentlastungsplatte, wobei ein Gehäuseflansch zum Kathoden-Polstück ausgerichtet ist und ein Anodenflansch zum Anoden-Polstück ausgerichtet ist, und wobei insbesondere das Gehäuse zumindest einen Kriechstreckenabschnitt an dessen Außenseite umfasst, um Kriechströme aus der Anode zum Gate-Verbinder abzulenken.
  • In einer weiteren Ausführungsform des schaltbaren Halbleiterbauelements sind das Substrat und die Polstücke mittels eines Ausrichtungsstifts oder -rings befestigt, oder die Polstücke sind mittels eines Ausrichtungsstifts oder -rings und das Substrat mittels eines Randgummis befestigt, und die Kathoden-Zugentlastungsplatte weist ferner eine Dicke auf, die geringer ist als eine Dicke der Anoden-Zugentlastungsplatte, und die Kathoden-Zugentlastungsplatte als Napf ausgebildet ist, d. h. einen Boden und zum Beispiel eine am Boden angebrachte kreisförmige Seite umfasst, wobei eine Öffnung des Napfes dem Kathoden-Polstück zugewandt ist und der Napf das Kathoden-Polstück aufnimmt, d. h. die Seiten des Napfes das Kathoden-Polstück zumindest teilweise umschließen, so dass das Kathoden-Polstück mittels der Kathoden-Zugentlastungsplatte befestigt ist oder festgehalten wird.
  • Auf diese Weise gestattet es die Erfindung, die Impedanz des Gatekreises zu reduzieren, wodurch ein erhöhter maximaler Abschaltstrom ermöglicht wird und ferner die Verwendung von größeren schaltbaren Halbleiterbauelementen für Hochleistungsanwendungen gestattet wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden Text mit Bezugnahme auf in den beigefügten Zeichnungen gezeigte, bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein als Abstandsring ausgebildetes Abstandshaltersystem mit Isolierelementen und Stützelementen,
  • 2 schematisch ein schaltbares Halbleiterbauelement mit einem Abstandshaltersystem mit Isolierelementen und Stützelementen vor dem Einspannen, und
  • 3 schematisch ein schaltbares Halbleiterbauelement mit einem Abstandshaltersystem mit Isolierelementen und Stützelementen nach dem Einspannen.
  • Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und ihre Bedeutungen sind zusammenfassend in der Liste der Bezeichnungen aufgeführt. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt ein Abstandshaltersystem 1 für ein schaltbares Halbleiterbauelement 2, das ein Isolierelement 3 und ein Stützelement 4 umfasst. Das Isolierelement 3 umfasst eine Ausnehmung, die ein Gate-Kontaktelement 5 aufnimmt. Das Stützelement 4 umfasst einen Vorsprung, der ein Federsystem 6 zum Einspannen beim Zusammenbauen des schaltbaren Halbleiterbauelements 2 aufnimmt.
  • Das in 1 gezeigte Abstandshaltersystem 1 ist als Abstandsring 7 für ein großflächiges schaltbares Halbleiterbauelement 2, d. h. eines mit einem Durchmesser von 60 mm oder größer, ausgebildet, und mehrere Isolier- und Stützelemente 3, 4 sind in einer abwechselnden Weise um einen Umfang des Abstandsrings angeordnet. Das Gate-Kontaktelement 5 ist mittels des Isolierelements 3 unter dem auf den Vorsprüngen des Stützelements 4 aufliegenden Federsystem 6 geführt. Das Gate-Kontaktelement 5 ist zwischen das Isolierelement 3 und das Federsystem 6 hineingedrückt. Die Ausnehmungen und die Vorsprünge können einstückig oder separat ausgebildet sein und umfassen Glimmer, Polymer, Dielektrikum, Keramikwerkstoff, oder ein Verbundmaterial. Das Isolierelement 3 weist eine Dicke von weniger als 500 μm auf, im Allgemeinen in Abhängigkeit vom Material, kann aber so dünn wie möglich sein, um die angelegte Spannung zu isolieren, und das Stützelement 4 weist ferner eine Dicke von mehr als 1 mm auf, um eine Bewegung von Federn und ein Durchtreten des Kontaktelements unter dem Federsystem 6 zu gestatten. Das Abstandshaltersystem umfasst ferner ein Ausrichtungselement 9 für das Federsystem 6, ein Stützelement 10 für einen Gatering 11, und ein Ausrichtungselement 12 einer Kathoden-Zugentlastungsplatte 13. Um bei den Abmessungstoleranzen, d. h. dem Durchmesser des Kathoden-Polstücks 13 genau zu passen, kann das Abstandshaltersystem 1 mit einem reduzierten Durchmesser ausgebildet sein und kann in einem Abschnitt durchtrennt sein, um ein Biegen des Abstandsrings 7 zu gestatten, um seinen Durchmesser aufzuweiten.
  • Das Abstandshaltersystem 1 erfüllt im schaltbaren Halbleiterbauelement 2 mehreren Funktionen. Zum Beispiel isoliert das Abstandshaltersystem 1 das Gate- und Kathodenpotential, stützt eine Gate-Federkonstruktion, die bei allen Betriebsbedingungen einem Federdruck widerstehen muss, führt Kontaktelemente 5 unter dem Federsystem 6, stützt den Gatering 11, gestattet eine Ausrichtung des Federsystems 6 und gestattet eine Ausrichtung und ein Einspannen der Polstücke 13, 14.
  • 2 zeigt schematisch das schaltbare Halbleiterbauelement 2 mit einem Abstandshaltersystem 1 mit Isolierelementen 3 und Stützelementen 4 vor dem Einspannen des schaltbaren Bauelements 2. Das Bauelement-Design ist eine Außenring-Gatekonstruktion. Das schaltbare Bauelement 2 umfasst ferner ein Substrat 21, ein Kathoden-Polstück 22, ein Anoden-Polstück 23, Zugentlastungsplatten 13, 14, und einen Gatering 11. Das Federsystem kann auch das Gate-Kontaktelement gegen den Gatering drücken und dadurch eine zuverlässige Verbindung zwischen Gatering und Gate-Verbinder erzielen.
  • Weitere Kontaktelemente 5, 25 verbinden das Kathoden-Polstück 22 und den Gatering 11 des schaltbaren Bauelements 2 elektrisch mit einer externen Schaltungseinheit, was ein einfaches Montieren von Bauelementteilen gestattet.
  • Grundsätzlich soll der Abstand zwischen den Kontaktelementen 5, 25 minimiert werden, um eine Impedanz des Gatekreises zu reduzieren. Daher sind innerhalb des schaltbaren Bauelements 2 das Kathoden- und Gatepotential so eng beieinander wie möglich geführt. Dies wird dadurch realisiert, dass die Kontaktelemente 5, 25 unter dem Federsystem 6 verlegt werden. Der Isolierabstand wird mittels des Isolierelements 3 gewährleistet. Um ein Kaltverfestigen der Leitungen durch die Bewegung des Gatesystems und den Federweg beim Einspannen und Ausspannen des schaltbaren Bauelements 2 zu vermeiden, wird der längste Abschnitt des Kontaktelements 5 gewählt, um einen durch das Federsystem 6 verursachten Spalt zu überbrücken. Die Minimierung des Abstands der Kontaktelemente 5, 25 ist jedoch nur durch die mechanischen und konstruktiven Erfordernisse eines Gehäuses 24 eingeschränkt. Der Abstand zwischen den Kontaktelementen 5 und 25 dient somit dazu, ein stabiles Gehäuse 24 zu gewährleisten, das einer hohen mechanischen Belastung standhalten kann.
  • Das Kathoden-Polstück 22 umfasst die Kathoden-Zugentlastungsplatte 13 und das Anoden-Polstück 23 umfasst die Anoden-Zugentlastungsplatte 14. Ein Anodenflansch 28 ist dazu bereitgestellt, das Gehäuseisolierrohr 24 mit dem Anoden-Polstück 23 zu verbinden. Das Gehäuseisolierrohr 24 umfasst Kriechstreckenabschnitte 26 an dessen Außenseite, um Kriechströme aus der Anode 23 zum Gate-Verbinder 5 abzulenken, und ferner ist ein Gehäuseflansch zum Kathoden-Polstück 22 ausgerichtet und ein Anodenflansch ist zum Anoden-Polstück 23 ausgerichtet.
  • Das Substrat 21 und die Zugentlastungsplatten 13, 14 sind mittels eines Ausrichtungsstifts oder -rings 27 befestigt, oder die Zugentlastungsplatten 13, 14 sind mittels eines Ausrichtungsstifts oder -rings und das Substrat 21 mittels eines Randgummis 27 befestigt. Ferner weist die Kathoden-Zugentlastungsplatte 13 eine Dicke auf, die geringer ist als eine Dicke der Anoden-Zugentlastungsplatte 14 und die Kathoden-Zugentlastungsplatte 13 ist als Napf ausgebildet, wobei eine Öffnung des Napfes dem Kathoden-Polstück zugewandt ist und wobei der Napf das Kathoden-Polstück 22 aufnimmt.
  • Zum Montieren des schaltbaren Bauelements 2 werden Gate-Kontaktelemente 5 im Gehäuse 24 vorgenutet oder vorgebogen um eine richtige Montage zu gewährleisten. Anschließend wird das Abstandshaltersystem 1 in das Gehäuse 24 eingeführt und mit den Ausnehmungen des Isolierelements 3 zu den Gate-Kontaktelementen 5 ausgerichtet. Dann werden die Gate-Kontaktelemente 5 in die Ausnehmungen abgebogen. Die Vornutung der Gate-Kontaktelemente 5 gewährleistet ein präzises Biegen. In einem nächsten Schritt wird das Federsystem 6 in das Gehäuse 24 eingeführt. Ein Spreizdruckring des Federsystems 6 wird mittels Ausrichtungselementen 9 mit Ausnehmungen ausgerichtet. Dann wird das Gate-Kontaktelement 5 über das Federsystem 6 umgebogen. Der Gatering 11 wird in das Gehäuse 24 eingesetzt, des Weiteren die Kathodenentlastung 13, das Substrat 21, die Anoden-Zugentlastungsplatte 14, das Anoden-Polstück 23 und jeweilige Polstücke 13, 14. Schließlich kann das Gehäuse 14 geschlossen werden.
  • 3 zeigt das Schaltbauelement 2 nach dem Einspannen und nachdem die endgültige Form des Kontaktelements 5 ausgebildet ist. Der vertikale Teil des Kontaktelements 5 ist auf das Federsystem 6 zu gebogen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abstandshaltersystem
    2
    Schaltbares Bauelement
    3
    Isolierelement
    4
    Stützelement
    5
    Gate-Kontaktelement
    6
    Federsystem
    7
    Abstandsring
    9
    Ausrichtungselement
    10
    Stützelement
    11
    Gatering
    12
    Ausrichtungselement
    13
    Kathoden-Zugentlastungsplatte
    14
    Anoden-Zugentlastungsplatte
    21
    Substrat
    22
    Kathoden-Polstück
    23
    Anoden-Polstück
    24
    Gehäuseisolierrohr
    25
    Kathoden-Kontaktelement
    26
    Kriechstreckenabschnitt
    27
    Ausrichtungsring
    28
    Anodenflansch

Claims (14)

  1. Abstandshaltersystem (1) für ein schaltbares Halbleiterbauelement (2), das ein Isolierelement (3) und ein Stützelement (4) umfasst, wobei das Abstandshaltersystem (1) als Abstandsring (7) ausgebildet ist und mehrere Isolier- und Stützelemente (3, 4) in einer abwechselnden Weise um einen Umfang des Abstandsrings (7) angeordnet sind, und wobei das Isolierelement (3) eine Ausnehmung umfasst, die ein Gate-Kontaktelement (5) aufnimmt, und das Stützelement (4) einen Vorsprung umfasst, der ein Federsystem (6) zum Einspannen beim Zusammenbauen des schaltbaren Halbleiterbauelements (2) aufnimmt.
  2. Abstandshaltersystem (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Gate-Kontaktelement (5) mittels des Isolierelements (3) unter dem Federsystem (6) geführt ist, und wobei das Gate-Kontaktelement (5) zwischen das Isolierelement (3) und das Federsystem (6) hineingedrückt ist.
  3. Abstandshaltersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abschnitt des Gate-Kontaktelements (5) die Höhendifferenz beim Einspannen des schaltbaren Bauelements (2) zum Zusammenbau des Bauelements (2) überbrückt.
  4. Abstandshaltersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abstandshaltersystem (1) von einer Kathoden-Zugentlastungsplatte (13) des schaltbaren Halbleiterbauelements (2) aufgenommen ist und im Durchmesser kleiner ist als die Kathoden-Zugentlastungsplatte (13), oder als Federelement ausgebildet ist.
  5. Abstandshaltersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner zumindest eines von einem Ausrichtungselement (9) für das Federsystem (6), einem Stützelement (10) für einen Gatering (11), oder einem Ausrichtungselement (12) einer Kathoden-Zugentlastungsplatte (13) umfasst.
  6. Abstandshaltersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Federsystem (6) Belleville-Tellerfedern oder wellenartige Federn umfasst.
  7. Abstandshaltersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung des Isolierelements (3) und der Vorsprung des Stützelements (4) einstückig oder separat ausgebildet sind und Glimmer, Polymer, Dielektrikum, Keramikwerkstoff oder ein Verbundmaterial enthalten.
  8. Abstandshaltersystem (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Isolierelement (3) eine Dicke von weniger als 500 μm aufweist, und das Stützelement (4) eine Dicke von mehr als 1 mm aufweist.
  9. Schaltbares Halbleiterbauelement (2), das ein Substrat (21), ein Kathoden-Polstück (22), ein Anoden-Polstück (23), Zugentlastungsplatten (13, 14) und den Gatering (11) umfasst, wobei Kontaktelemente (5, 25) das Kathoden-Polstück (22) und den Gatering (11) des schaltbaren Halbleiterbauelements (2) elektrisch mit einer externen Schaltungseinheit verbinden, wobei das schaltbare Halbleiterbauelement ferner ein Abstandshaltersystem (1) umfasst, das ein Isolierelement (3) und ein Stützelement (4) umfasst, wobei das Abstandshaltersystem (1) als Abstandsring (7) ausgebildet ist, und mehrere Isolier- und Stützelemente (3, 4) in einem abwechselnden Muster um einen Umfang des Abstandsrings (7) angeordnet sind, und wobei ein Abschnitt des Gate-Kontaktelements (5) beim Einspannen des schaltbaren Bauelements (2) beim Zusammenbauen des Bauelements (2) umgebogen wird, und wobei das Isolierelement (3) eine Ausnehmung umfasst, die ein Gate-Kontaktelement (5) aufnimmt, und das Stützelement (4) einen Vorsprung umfasst, der ein Federsystem (6) aufnimmt, und wobei das Gate-Kontaktelement (5) mittels des Isolierelements (3) unter dem Federsystem (6) geführt ist.
  10. Schaltbares Halbleiterbauelement (2) gemäß Anspruche 9, wobei das schaltbare Halbleiterbauelement (2) ein gate-kommutierter Thyristor ist.
  11. Schaltbares Halbleiterbauelement (2) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Gehäuseaußenrohr (24) aus einem Isoliermaterial oder einem Keramikwerkstoff ist.
  12. Schaltbares Halbleiterbauelement (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Kathoden-Polstück (22) eine Kathoden-Zugentlastungsplatte (13) umfasst und wobei das Anoden-Polstück (23) eine Anoden-Zugentlastungsplatte (14) umfasst, wobei ein Gehäuseflansch zum Kathoden-Polstück (22) ausgerichtet ist und ein Anodenflansch zum Anoden-Polstück (23) ausgerichtet ist, und wobei insbesondere das Gehäuse (24) zumindest einen Kriechstreckenabschnitt (26) an dessen Außenseite umfasst, um Kriechströme aus der Anode (23) zum Gate-Verbinder (5) abzulenken.
  13. Schaltbares Halbleiterbauelement (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Substrat (21) und die Zugentlastungsplatten (13, 14) mittels eines Ausrichtungsstifts oder -rings (27) befestigt sind, oder wobei die Zugentlastungsplatten (13, 14) mittels eines Ausrichtungsstifts oder -rings befestigt sind, und wobei das Substrat (21) mittels eines Randgummis befestigt ist, und wobei ferner die Kathoden-Zugentlastungsplatte (13) eine Dicke aufweist, die geringer ist als eine Dicke der Anoden-Zugentlastungsplatte (14), und die Kathoden-Zugentlastungsplatte (13) als Napf ausgebildet ist, wobei eine Öffnung des Napfes dem Kathoden-Polstück (22) zugewandt ist und der Napf das Kathoden-Polstück (22) aufnimmt.
  14. Schaltbares Halbleiterbauelement (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Gate-Kontaktelement (5) mittels des Isolierelements (3) unter dem Federsystem (6) geführt ist, und wobei das Gate-Kontaktelement (5) zwischen das Isolierelement (3) und das Federsystem (6) hineingedrückt ist.
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