DE1190580B - In ein Gehaeuse eingebauter Hochleistungsgleichrichter - Google Patents

In ein Gehaeuse eingebauter Hochleistungsgleichrichter

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DE1190580B
DE1190580B DEST13591A DEST013591A DE1190580B DE 1190580 B DE1190580 B DE 1190580B DE ST13591 A DEST13591 A DE ST13591A DE ST013591 A DEST013591 A DE ST013591A DE 1190580 B DE1190580 B DE 1190580B
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housing
widening
semiconductor body
ball
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Hans Wagner
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Alcatel Lucent Deutschland AG
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Standard Elektrik Lorenz AG
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Description

DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche KL: 21g-11/02
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
St 13591 VIII c/21g
29. März 1958
8. April 1965
Gegenstand der Hauptpatentanmeldung ist ein in ein Gehäuse eingebauter Hochleistungsgleichrichter mit einem Halbleiterkörper aus Silizium, Germanium oder einer intermetallischen Verbindung, bei dem mindestens eine Anschlußleitung aus einer elektrisch gut leitenden flexiblen Litze vorgesehen ist, die ohne Unterbrechung aus dem Gehäuse herausgeführt ist und die an dem zum Halbleiterkörper führenden Ende zu einer aus dem Litzenmaterial bestehenden massiven Verbreiterung verformt ist, die an den Halbleiterkörper angelötet ist.
Bei solchen elektrischen Halbleitervorrichtungen für große Leistungen ist es erforderlich, auf die Wärmeausdehnung der einzelnen Teile besonders Rücksicht zu nehmen, da bei den im Betrieb vorhandenen großen Strömen sich die einzelnen Teile stark ausdehnen. Besonders gefährdet sind die Anschlüsse an den halbleitenden Schichten, die bei Nichtbeachtung der Wärmeausdehnung bei Belastung sich leicht vom Halbleiter lösen können.
Man hat deshalb zwischen Anschlußleitung und Halbleiter Plättchen aus Metallen eingebracht, die einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, wie der verwendete Halbleiter. Besonders geeignet für solche Zwischenschichten ist Molybdän.
Das Molybdän läßt sich jedoch nur unter großen Schwierigkeiten mit den als Zuleitung verwendeten Metallen Kupfer oder Silber verbinden. Es wurde aber gefunden, daß diese Schwierigkeiten umgangen werden können, wenn zwischen dem Molybdän und der Anschlußleitung eine Nickelschicht angeordnet wird, die sich sowohl mit dem Molybdän als auch mit Kupfer oder Silber gut verbindet.
Gemäß der Erfindung wird eine Verbesserung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagen, die darin besteht, daß an der Stirnfläche der Verbreiterung ein Nickelplättchen und an diesem eine Molybdänscheibe angeschweißt ist. Durch diese Kombination wird eine sehr gute elektrische Verbindung mit dem Halbleiter erhalten, die auch bei großer Wärmebelastung ihre guten Eigenschaften nicht verliert.
Eine Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von solchen An-Schlüssen.
Danach werden Anschlüsse der obengenannten Art in der Weise hergestellt, daß zunächst das Ende der flexiblen Anschlußlitze zu einer massiven Kugel verschweißt und unter Verwendung eines geeigneten Werkzeuges in einem einzigen Arbeitsgang die Kugel zu einer konischen Verbreiterung gepreßt und In ein Gehäuse eingebauter
Hochleistungsgleichrichter
Zusatz zur Anmeldung: St 12161 VIII c/21 g-Auslegeschrift 1181 823
Anmelder:
Standard Elektrik Lorenz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Als Erfinder benannt:
Hans Wagner, Nürnberg
mit dem Nickelplättchen und der Molybdänscheibe verschweißt wird.
Die Erfindung soll an Hand der Figuren näher erläutert werden.
Eine Litze 1 aus Kupfer oder Silber, wie sie beispielsweise in F i g. 1 dargestellt ist, wird an ihrem Ende zu einer massiven Metallkugel 2 zusammengeschweißt, wie dies in F i g. 2 gezeigt ist. Die Kugel wird nun konisch gepreßt und gleichzeitig mit einem Nickelplättchen und einer Molybdänscheibe verschweißt. Der fertige Anschluß ist in F i g. 3 dargestellt. Die Litze 1 läuft an ihrem unteren Ende in den massiven konischen Teil 2 a aus, der in einer Platte 2 b aus dem gleichen Material endet. Mittels dieser Platte ist die Litze mit dem Nickelplättchen 3 verbunden, an das sich die Molybdänscheibe 4 anschließt. Mit der Molybdänscheibe wird der so hergestellte Anschluß an dem Halbleiter befestigt. Dies kann beispielsweise in der Weise geschehen, daß zwischen den Halbleiterkörper, beispielsweise aus Silizium, und die Molybdänscheibe ein Plättchen aus einer leicht in den Halbleiter diffundierenden Substanz, die eine Umwandlungszone im Halbleiter erzeugt, gelegt wird. Beispielsweise kann zwischen die Molybdänscheibe und das Silizium ein Plättchen aus Aluminium gelegt werden. Die ganze Anordnung wird nun einer längeren Erhitzung unterworfen, so daß das Aluminium teilweise in das Silizium diffundiert und eine Zone entgegengesetzten Leitungstyps im Silizium erzeugt. Bei der Diffusionstemperatur verbindet sich auch die Molybdänscheibe mit dem
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Aluminium, so daß nach dem Diffusionsvorgang ein elektrisch gut leitender Kontakt mit der Diffusionszone vorhanden ist.
Wenn beispielsweise eine Kupferlitze mit einem Durchmesser von 1 mm verwendet wird, so hat die massive Kugel einen Durchmesser von etwa 2,5 mm. Die konische Verbreiterung, die durch Pressen der massiven Kupferkugel erhalten wird, wird mit einem 0,2 mm dicken Nickelblech von 4 mm Durchmesser verbunden, an das eine Molybdänscheibe von etwa 0,2 mm dicken Nickelblech von 4 mm Durchmesser geschweißt wird.
In F i g. 4 ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Anschlusses schematisch dargestellt. Die Vorrichtung besteht hauptsächlich aus den bei- den Schweißelektroden 5 und 6. Die obere Schweißelektrode 5 hat eine geeignete Ausdehnung zur Ein führung der Kupferlitze 1, die im unteren Teil konisch verbreitert ist, entsprechend der Form der zu erzeugende Verbreiterung 2 a gemäß Fig. 3. Der plattenförmige Fuß 2 b entsteht durch Herauspressen des Materials der Kugel an der unteren Räche des Stempels 5. Die Bewegung des Oberstempels ist nämlich durch einen Anschlag begrenzt, damit kein Kurzschluß durch Berührung der beiden Stempel 5 und 6 eintreten kann. Die zu einer Kugel ver schweißte Litze wird in die obere Elektrode ein geführt, wie dies in F i g. 4 dargestellt ist, und in geeigneter Weise festgeklemmt. Die untere Elek trode 6 weist eine Vertiefung auf, in welche die Molybdänscheibe 4 paßt. Auf diese Scheibe wird das Nickelplättchen 3 gelegt. Die beiden Elektroden werden nun gegeneinandergepreßt und gleichzeitig . ein Strom von solcher Stärke hindurchgeschickt, daß sich die Kugel 2 zu dem konischen Ansatzstück ver- formt und gleichzeitig alle drei Teile 2, 3 und 4 mit einander nach Art des Punktschweißverfahrens verschweißt werden.
Es soll noch erwähnt werden, daß die Dicke des Nickelplättchens 3 nach der Stärke der Zuleitung und somit auch nach der Größe des Schweißstromes bemessen werden muß. Im oben angegebenen Beispiel darf die Dicke des Nickelplättchens 0,2 mm nicht unterschreiten, da sonst die Gefahr besteht, daß das Nickel in der Mitte vollkommen wegschmilzt und eine ungenügende elektrische Verbindung erhalten wird.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. In ein Gehäuse eingebauter Hochleistungsgleichrichter mit einem Halbleiterkörper aus Silizium, Germanium oder einer intermetallischen Verbindung, bei dem mindestens eine Anschlußleitung aus einer elektrisch gut leitenden flexiblen Litze vorgesehen ist, die ohne Unterbrechung aus dem Gehäuse herausgeführt ist und die an dem zum Halbleiterkörper führenden Ende zu einer aus dem Litzenmaterial bestehenden massiven Verbreiterung verformt ist, die an den Halbleiterkörper angelötet ist, nach Patentanmeldung St 12161 VIIIc/21g, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnfläche der Verbreiterung ein Nickelplättchen und an diesem eine Molybdänscheibe angeschweißt ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines Anschlusses für eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Anschlußlitze zu einer massiven Kugel verschweißt und danach in einem Arbeitsgang die Kugel zu einer konischen Verbreiterung gepreßt und mit dem Nickelplättchen und der Molybdänscheibe verschweißt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 763 822.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 538/318 3.65 Q Bundesdruckerei Berlin
DEST13591A 1957-01-25 1958-03-29 In ein Gehaeuse eingebauter Hochleistungsgleichrichter Pending DE1190580B (de)

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