DE1278017B

DE1278017B - Von einer Vergussmasse umhuelltes oder mittels dieser gegen die Umgebung angedichtetes elektrisches Bauelement, insbesondere Halbleiter-Gleichrichter

Info

Publication number: DE1278017B
Application number: DE1964S0090945
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Detlef Baresel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-05-06
Filing date: 1964-05-06
Publication date: 1968-09-19

Description

Von einer Vergußmasse umhülltes oder mittels dieser gegen die Umgebung angedichtetes elektrisches Bauelement, insbesondere Halbleiter-Gleichrichter Es ist bekannt, Halbleiter-Gleichrichter, insbesondere Selen-Kleingleichrichter, durch Umhüllung mit einer Vergußmasse gegen atmosphärische Einflüsse, insbesondere Wasserdampf, zu schützen, z. B. durch Tauchen oder durch Vergießen in einem vorgefertigten Becher. Als Vergußmassen werden z. B. Epoxidharze oder ein Silikonkautschuk verwendet. Bei Betrieb dar Gleichrichter unter erschwerten Bedingungen, z. B. in feuchtem Klima oder bei häufigem Temperaturwechsel, läßt der Schutz durch die bekannten Vergußmassen noch zu wünschen übrig.
Bei einer Halbleiteranordnung mit pn-übergang ist os bekannt, einen Schutzüberzug zu verwenden, dem Metalloxyde in feinverteilter Form zugesetzt sind. Diese Oxyde haben die Aufgabe, die Oberfläche des Halbleiterkristalls elektrisch zu stabilisieren. Ferner hat man bereits einer Vergußmasse für Halbleiterelemente in feiner Verteilung feste Füllstoffe, insbesondere Siliziumkarbid, zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit zugesetzt. Diese bekannten Füllstoffe haben weder die Aufgabe noch die Fähigkeit, das Halbleiterelement gegen das Eindringen atmosphärischer Verunreinigungen zu schützen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein von einer Vergußmasse umhülltes oder mittels dieser gegen die Umgebung abgedichtetes elektrisches Bauelement, insbesondere einen Halbleiter-Gleichrichter, wobei der Vergußmasse ein Füllstoff in feiner Verteilung zur Stabilisierung der Bauelementeigenschaften zugesetzt ist. Sie besteht darin, daß der Füllstoff adsorptionsaktiv ist. Derartige adsorptionsaktive Füllstoffe mit großer Oberfläche haben die Fähigkeit, atmosphärische Verunreinigungen, insbesondere Wasserdampf, zu adsorbieren und dadurch ein weiteres Vordringen dieser Stoffe zu verhindern.
Als oberflächenaktiver Füllstoff kann beispielsweise Aktivkohle verwendet werden. Vorzuziehen ist jedoch sogenannte hochdisperse Kieselsäure (Si02), die in Pulverform mit einer Korngröße von 10 bis 100 mw, z. B. unter dem Handelsnamen Aerosil, erhältlich ist.
Als Grundstoff der Vergußmasse'kann ein Epoxidharz verwendet sein. Mit Vorteil kann diesem Harz außer einem oberflächenaktiven Stoff ein Silikonöl (z. B. ein Gemisch niedrigpolymerer Methylpolysiloxane) zugesetzt werden, das, wie sich gezeigt hat, die Permeabilität des Harzes für Wasserdampf weiter herabsetzt. Ferner kann als Grundstoff der Vergußmasse ein Silikonkautschuk verwendet sein, der an sich bereits wasserabstoßende Eigenschaften hat.
Die Verwendung von hochdisperser Kieselsäure hat für den vorliegenden Zweck den weiteren Vorteil, daß dieser Zusatz der Vergußmasse thixotrope Eigenschaften verleiht, so daß das Abtropfen der Vergußmasse von einem durch Eintauchen umhüllten Bauelement verhindert wird. Die Verwendung von hochdisperser Kieselsäure ermöglicht es daher; durch Eintauchen relativ dicke Umhüllungen auf einfache Weise herzustellen.
Der Füllstoff wird dem Grundstoff (z. B. Epoxidharz, Silikonkautschuk) direkt durch Unterrühren zugesetzt. Vor dem Unterrühren wird er mit Vorteil zur Entfernung bereits adsorbierter Fremdstoffe ausgeheizt, z. B. 24 Stunden bei 100 bis 400° C.
Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele für Vergußmassen gemäß der Erfindung angegeben: a) Einem Epoxidgießharz wird vor Zugabe des entsprechenden Härters der oberflächenaktive Stoff, z. B. hochdisperse Kieselsäure, zu 1 bis 50 Gewichtsprozent durch Unterrühren zugesetzt.
b) Einer Silikonkautschuk-Vergußmasse wird vor Zugabe des entsprechenden Härters ein oberflächenaktiver Stoff, z. B. hochdisperse Kieselsäure, zu 1 bis 10 Gewichtsprozent zugesetzt.
c) Ein Silikonöl, z. B. ein Gemisch niedrigpolymerer Methylpolysiloxane, wird mit 1 bis 5 Gewichtsprozent eines Härters, z. B. Dibuthyl-Zinndilaurat gelöst in Tetraäthoxysilan, vermischt. Dieses Silikonöl wird einem Epoxidgießharz zugesetzt, das bereits einen oberflächenaktiven Stoff enthält. Die Mischung kann enthalten: 50 bis 98 Teile Gießharz, 1 bis 10 Teile Silikonöl mit Härterzusatz, 1 bis 40 Teile oberflächenaktiven Stoff.
Bei Verwendung von Silikonkautschuk sind die von diesem zu bedeckenden Oberflächen des Bauelementes vor dem Vergießen zu grundieren, damit die Vergußmasse gut haftet. Entsprechende Grundierungsmittel sind als handelsübliches Zubehör der Vergußmassen erhältlich.
Die F i g. 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 zeigen als Ausführungsbeispiele der Erfindung Selen-Kleingleichrichter, die durch eine Vergußmasse gegen die Atmosphäre abgedichtet sind.
Bei der Anordnung nach den F i g. 1 bis 3 besteht das eigentliche Gleichrichtersystem (in Verdopplerschaltung) aus zwei Selen-Gleichrichtertabletten 1 und drei Anschlußorganen 2, die zwischen den Tabletten 1 bzw. an deren Außenflächen liegen. Die Anschlußorgane 2 sind in an sich bekannter Weise als Drähte ausgebildet, deren an den Tabletten 1 anliegende Teile zu einer ebenen Schleife gebogen sind. Der Stapel aus den Elementen 1 und 2 wird in ebenfalls an sich bekannter Weise durch eine aufgeschobene Schrumpfhülse 3 zusammengehalten. Das Gleichrichtersystem ist von einer Vergußmasse 4 umhüllt, die durch Tauchen hergestellt wurde. Die Vergußmasse hat vorzugsweise die oben unter a) angegebene Zusammensetzung, besitzt also thixotrope Eigenschaften, die beim Tauchen ein Abtropfen verhindern.
Bei der Anordnung nach den F i g. 4 bis 6 ist das von einer Klammer 10 a zusammengehaltene Gleichrichtersystem 10, dessen an sich bekannter Aufbau nicht im einzelnen dargestellt ist, in einem vorgefertigten Kunststoffbecher 11 versenkt und in diesem mit einem Epoxidharz 12 üblicher Zusammensetzung vergossen. Zum besseren Schutz des Gleichrichtersystems gegen Feuchtigkeit, die insbesondere an den Anschlußfahnen 13 eindringen kann, ist die Öffnung des Bechers 11 zusätzlich mit einer Vergußmasse 14 abgedeckt, die oberflächenaktive Stoffe im Sinn der Erfindung enthält. Vorzugsweise wird hierfür ein Silikonkautschuk verwendet; die Vergußmasse 14 kann also etwa die oben angegebene Zusammensetzung b) haben. Vor dem Aufbringen der Vergußmasse 14 werden die Anschlußfahnen 13 mit einem geeigneten Grundierungsmittel behandelt. Die Erfindung ist nicht nur für Selen-Gleichrichter, sondern auch z. B. für kunststoffumhüllte Gleichrichter mit einkristallinen Halbleiterelementen, insbesondere Silizium-Gleichrichter, geeignet, ferner für alle gegen atmosphärische Einflüsse empfindlichen elektrischen Bauelemente, z. B. Kondensatoren.

Claims

Patentansprüche: 1. Von einer Vergußmasse umhülltes oder mittels dieser gegen die Umgebung abgedichtetes elektrisches Bauelement, insbesondere Halbleiter-Gleichrichter, wobei der Vergußmasse ein Füllstoff in feiner Verteilung zur Stabilisierung der Bauelementeigenschaften zugesetzt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Füllstoff adsorptionsaktiv ist. z. Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung von Aktivkohle als Füllstoff. 3. Bauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung von hochdispersem Siliziumdioxid als Füllstoff. 4. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundstoff der Vergußmasse ein Epoxidharz verwendet ist. 5. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxidharz außer dem adsorptionsaktiven Füllstoff ein Silikonöl enthält. 6. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundstoff der Vergußmasse ein Silikonkautschuk verwendet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. deutsche Auslegeschriften Nr. 1149 462, 1191491; schweizerische Patentschrift Nr. 328 878; USA.-Patentschrift Nr. 2 857 560.