DE1489791A1 - Halbleiterbauelement mit einer Flaechenhalbleiteranordnung zwischen durch Federdruck angepressten Elektrodenkontaktplatten - Google Patents

Halbleiterbauelement mit einer Flaechenhalbleiteranordnung zwischen durch Federdruck angepressten Elektrodenkontaktplatten

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DE1489791A1
DE1489791A1 DE19651489791 DE1489791A DE1489791A1 DE 1489791 A1 DE1489791 A1 DE 1489791A1 DE 19651489791 DE19651489791 DE 19651489791 DE 1489791 A DE1489791 A DE 1489791A DE 1489791 A1 DE1489791 A1 DE 1489791A1
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Vlastimil Bezouska
Skvor Dipl-Ing Josef
Pokorny Dipl-Ing Oldrich
Frantisek Pajisek
Zdenek Zavazal
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Description

CKD PHA II A, n&rodni podnifc, Prag (CSSR)
Halbleiterbauelement mit einer Flächenhalbleiteranordnung zwischen durch Federdruck angepreßten Elektrodonkontaktplatten
Die Erfindung besieht sich auf ein Halbleiterbaueleeent alt einer Flächerihalbleiteranordnung, an we lohe die beidaeitigen Eontaktplatten der Elektroden mittels einer Feder angedrückt worden, dio durch das als Widerlager dienende im weaentliohen obere Ende einer an ihres unteren Ende alt der unteren Kontaktplatte verbundenen Halterung susamnesgeprefit wird, die die Halbleiteranordnung, die obero Kontaktplatte, eventuelle Unterlagen sowie die Feder uueohließt.
Bekannternaöen werden fUr diese Art der Kontaktierung Federn, wie z.B. Tellerfedern, verwendet, die aue mehreren Teilen zuraanmengesetst sind. Diese Feder wird awiaohen der Kontrvktplatte der oberen Zuführtingoelektrode unter Binaohaltuug «iner leolierenden Unterlage und lern als Anschlag
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BAD
oder Widerlager wirkenden oberen Ende einer in der Segel
zylindrischen Halterung zusammengepreßt-. Die Halterung ist mit ihrem unteren Ende am Boden der Anordnung befestigt, der die zweite der Elektrodenkontaktplafcten bildet, zwischen denen die Halbleiteranordnung untergebracht let-» Dadurch werden aämtliehe Teile« d.h. der Boden, die Halbleiteranordnung und die Eontaktplatte der Zuführungselektrode als eine Einheit zusammengehalten, die in dem am Boden befestigten Gehäuse eingekapselt ist· Beim Zusammenbau des Bauelementes wird die Halterung heruntergedrückt bis sie auf dem Boden aufsitzt., Dadurch wird auch die feder zusammengedrückt und die Halterung wird durch irgendein bekanntes Verfahren* wie beispielsweise Schweißen oder Umbiegen des Bodenmaterials Über dem HalterungsfJänsohf mit dem Boden feat verbunden.
Ein Nachteil dieoer bekannten AusfUhrungsart besteht darin» daß kein genauer Abstand zwischen den Auflage flächen der Feder, d.ht der Oberseite dor Anodenkontaktplatte bsw. der daraufliegenden Isolierunterlage und der tJnti.x'aeifce dee Anschlages bzw. der StUtae der Halterung, eingehalten werden kann»
Von diesem Abstand hängt jedoch das Auemaß der ?ederspaii~ nung und damit der Wert des AnpreßdruckVe ab«
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BAD
Zur Einhaltung einte genauen Abstandes werden beim üblichen J?ertigungsverfahrsn Abstandsunterlagen verschiedener Dicken verwendet*
Bei einer anderen bekannten AusfUhrungsart hat die Halterung einen als Mutter ausgebildeten Anschlag, der in das Innere des zylindrischen Teiles eingeschraubt ist. Durch Drehen der Mutter wird die Feder bis zur Erzielung des erforderlichen Anprefidruokes zusammengedruckt. Auoh wenn dabei ein Werkzeug mit einstellbaren Drehmoment angewandt werden kann, ist ee auSerot schwierig eine genaue Einstellung der Druckwerte ohne eine kostspielige und komplizierte Vor« riohtung zu gewährleisten« Außerdem stellen die Gewindegänge einen Herd von "passiven Widerständen" dar, die je nach Qualität der Oberflächenbearbeitung erhebliche Schwankungen aufweiser.. Eine noch so geringfügige Abweichung der "passiven Widerstände" hat erhebliche Unterschiede in der Einstellung der VcfepannläDge der Feder vnü somit auch der Druckkraft deroflb<nf zur Folge. Die genaue Einstellung der festgelegten Druckwert« ist auoh bei dieser Ausführungsart sehr schwierig «nd nur duy*oh Aiiwc-mdun^ kostspieliger und komplizierter Methoden erroii'hfcar«
Fs wurde feiner xav{£u<33lü.aßkmf «ine Kutter aus elastischem/
Material
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BAD OWGINAL
ear Erzielung dee gewünschten Anpreßdruokes bei'der Fläohenhalbleiteranordnung zu renkenden* Babel treten jedoch grundsätzlich Schwierigkeiten der gleichen Art auf, wie sie bereite oben beschrieben wurden, so daß die Einstellung genauer Druckwerte auch in diesem falle lediglich um den Preis von Komplikationen und aufwendigen Fertigungsaethoden zu erzielen ist.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Halbleiterbauelement alt druckkontaktierter FläehenhalMeiteranordnung zu schaffen, das nioht Bit den erwähnten Haohteilen behaftet ist und bei dem eine Fertigung innerhalb der üblichen Toleranzen sowie die Einstellung genauer Anpreßdruoke der feder in einfacher Weise möglich ist. ■
Das su diesen Zweck gemäß der Erfindung vorgesehene Halbleiterbauelement der genannten Art 1st in wesentlichen dadurch gekennzeichnet» daß die Halterung aus swei Teilen besteht, von denen der eine in den anderen feil eingeschoben ist und an seinen Umfang zumindest eine in der zur Achse der Halterung senkrechten Ebene liegende Ausnehmung besitzt, die durch eu dieser Ebene symmetrische Flächen begrenzt wird und der andere Teil auf der Innenseite einen su der Ausnehmung passend gestalteten Vorsprung erhält, der in die Ausnehmung eingreift.
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BAD
Biese allgemeine Form wird weiter dadurch verbessert, daß der untere Teil der zylindrischen Halterung am unteren, am Boden befeotigten Ende in an sich bekannter Weise flanachartig verbreitert ist. Dadurch wird ein Anlöten dee Gehäuses in vorteilhafter Weise ermöglicht, insbesondere wenn zusatz*· lieh auf dem flansohartigen Teil eine an sich bekannte ring- und wulstfönaige Erhebung zum Befestigen des Gehäuseflansohes duroh WiderstandssohweiBung vorgesehen ist»
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Vorzugswaise ringförmige Vertiefung, die sich an der Außenseite der Halterung bei der Gestaltung des Vorsprunges des übergreifenden Teiles ergibt, für die Aufnahme eines Dichtungsringes ausgenutzt. Dadurch wird bei der Verbindung des Gehäuses mit dem Boden duroh Widerstanisohweißen oder irgendein anderes Verfahren vermieden, daß dabei entwickelte sohädliehe Produkte bis an die Halbleiteranordnung gelangen.
Bin AusfUhrungsbeispiel für das erfindungsgemäße Bauelement ist der angefügten Zeichnung zu entnehmen· Ss zeigen:
Pig. 1 die Halbleiteranordnung im Längsschnitt}
Fig. 2 eine Aueführungevariante der Halbleiteranordnung} und
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Fig. 3 die Verbindungsstelle der beiden Balterungeteile in stark vergrößertem Maßstab.
Das Halbleiterbauelement gemäß Pig. 1 besteht aus einen Boden 1« der die Elektrodenkontaktplatte bildet, auf welcher die flächenhafte Halbleiteranordnung 2 untergebracht ist, auf deren oberer Fläche die Eontaktplatte 3 der Anode 4 aufliegt· An der Kontaktplatte 3 liegt eine Isolierunterlage 5 an, auf die sich das untere Ende der Feder 6 abstütet· Me Feder 6 besteht aus mehreren aufeinandergestapelten Tellerfedern. Me Halterung der Feder 6 besteht aus zwei !Feilen 7 und 8· Der untere Teil 7 ist mit seinem unteren Ende am Boden 1 befestigt und in sein oberes Ende ist der obere Teil 8 eingeschoben, der einen Anschlag oder ein Widerlager für das obere Ende der Feder 6 bildet. Der obere Teil 8 hat an seinem Umfang eine ringförmige Ausnehmung oder Hut 9» in welche ein passend gestalteter Vorsprang 10 des unteren Teiles 7 eingreift,' der gleichfalls an dessen ganzem umfang durch "Einwalzen" oder Eindrücken der Wand ausgebildet wird. Sie Begrenzungsflächen der Ausnehmung 9 sind zu der durch die Mitte der Ausnehmung 9 gehenden Ebene A-A, die zur Achse X der zylindrischen Halterung senkrecht steht, symmetrisch. Der untere Teil 7 ist an seinem unteren, mit dem Boden 1 befestigten Ende flanschartig verbreitet, so daß eine Art !Ringscheibe 11 entsteht» auf «reicher eine wulstfSrmige Erhebung 12 ausgebildet ist. Das Gehäuse 13
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■*ϊ ι
BAD ORIOtNAL
let nit einen flansch 14 vorgesehen, der alt der wulstföraigen Erhebung wlderstandeverschwelfit let. In die ringförmige Vertiefung, die duroh Auebildung (durch "Einweisen") dee in die ringförmige Auenehmung 9 eingreifenden Vorsprungeβ des unteren feile 7 entsteht, 1st ein beispielsweise aus Polytetrafluorethylen bestehender Dichtungsring 15 eingelegt. Der Ring 15 versteift den Raun swisehen der Auflenwand der zylindrischen Halterung und der Innenwand des Gehäuses 15, so daß er eine Dichtung bildet, die das Eindringen von schädlichen Stoffen, die beia Verschweißen des Flansches 14 Bit der wuletfureigen Erhebung 12 entstehen können, verhindert·
Fig· 2 zeigt eine anders ausgestaltete Aueführungsart der Halterung.
Der untere aa Boden* 1 befestigte Teil 7 * hat in dieses fall an seinem oberen Sude eine ringförmige Yerdickung, die an ihre« Umfang eine'ringförmige Auenehmung oder Hut 9» aufweist. Der obere Teil 8* springt an seinem oberen Ende nach innen vor und bildet so ein Widerlager für das obere Ende der Feder 6. Der untere Teil 7* 1st alt dea oberen Teil 8* In gleicher Weise wie bereits bei der Ausführung geaäfl fig· 1 beschrieben, d.h. duroh Ausbildung des Vorsprungs 10* durch "Einwalsen", verbunden. Die übrigen Teile gleichen der Anordnung gem&S flg. 1·
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BAD
Der Zusammenbau des Halbleiterbauelementes geschieht folgendermaßens
Der untere Teil 7 bzw, 7' wird mit dem Boden 1 hartverltttet. Aul den Boden 1, also in das Innere des unteren Teiles 7 bzw. 7% wird die Halbleiteranordnung 2 aufgesetzt, gegebenenfalls mit den dazugehörigen Unterlagen; darauf wird die Kontaktplatte 3 der Anode 4 aufgesetzt« Auf die Kontaktplatte 3 wird die Isolierunterlage 5 gelegt; dann werden die Teile der Feder 6 darauf aufgestapelt und ferner setzt man den das Widerlager für die Feder bildenden oberen Teil 8 bzw 8* auf.
Die Nut 9 des oberen Teiles 8 bzw«, die Nut 9' des unteren Teils 7' wird zuvor hergestellt. Bann wird die Feder 6 mit einem Werkzeug vermittels des Widerlagers so weit heruntergedrückt, bis sie den vorgeschriebenen Torspannungswert erreicht. Dabei schieben sich die Teile 7 bzw. 7" und 8 bzw» 8? ineinander. Danach werden sie durch "Einwalzen" in der senkrecht zur Achse X der Wand des Teiles 7 bzw. 8' liegenden Ebene in der in Fig· 3 dargestellten Weise verbunden. In Anbetracht dessen, daß die die Hut 9 bzw-, 9' bildenden Wände zur Ebene A-A symmetrisch sind, gleichen sich die in anderen
/unter Ebenen liegenden Kraftkomponenten/einander aus., so daß auch in Richtung der Achse X keine einseitig wirkenden Kraftkomponenten auftreten» Beim "Einwalzen" kommt es zu keiner
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fluaaxing der Lage dee Widerlagers dee oberen Endes der Feder 6» Tn Sichtung der Achse X bleibt der genaue Wert der Vorspannung der Feder 6 erhalten.
Anstelle der Nut 9 und des entsprechenden VorSprungeβ können auch andere Verbindung«-· und Sioherungssiittel, wie z.B. löcher und Stifte u»äo vorgeaehen werden.»
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß sie die Anwendung einea einfachen Fertigungsprozeeses für ticn Verbinden der Spannvorrichtung der Flächenhalbleiteran-Mdnung sifflfiglicht, d.h. ftir die gegenseitige Verbindung der beiden Halterungeteile an der Stelle, wo sich ihre Wände tiberiappött.» Mit einer geeigneten Vorrichtung kann der genaue Ab-Mt and der beiden Auflage flächen der feder bei üblichen ?er-Ugungotoleranzen eingestellt und festgelegt und eoait ein genau böstimater Grad der Pedervoropannung oder des Anpreßärunkeo erzielt werden. Gemäß der Erfindung werden ferner Faktoren eliminiert, die während der Fertigung die von dem Werkzeug während des ZueacsmendrUokena der Feder resultierende entv/ickelte Kraft und dadurch auch ihre Druckkraft, nachteilig beeinflussen könnten«
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BAD ORIGINAL

Claims (1)

  1. Pat entansprünhe
    1. Halbleiterbauelement mit einer Fläehenhalbleiteranordnung, an welche die beidseitigen Kontaktplatten der Elektroden mittels einer Feder angedrückt werden, die durch das ala Widerlager dienend« im wesentlichen obere Ende einer an ihrem unteren Ende mit der unteren Kontaktplatte verbundenen Halterung zusammengepreßt wird, die die Halbleiteranordnung9 die obere Kontaktplatte, eventuelle Unterlagen sowie die Feder umsohließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus zwei !feilen (7,8 bzw» 7%8') besteht, von denen der eine (8 bzw* 7") in den anderen Teil eingeschoben ist und an seinem TJiafang zumindest eine in der zur Achse (X) der Halterung Bankrechten Ebene (A-A) liegende Ausnehmungen (9 bzw· 9°) basitst, die durch zu dieser Ebene symmetrische Flächen begrenzt wird und der andere Teil (7 bzw· 8') auf der Innenseite» einen zu der Ausnehmung fc (9 bzw. 9') paesend gestalteten Vorsprung erhält, der in die Ausnehmung dingreift.
    2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (7) asa Boden (1) befestigt ist und öaß der an seinem oberen Ende als Widerlager für das obere Ende der Feder (6) ausgebildete ringförmige Teil (8) in den unteren Teil (7) eingeschoben ist.
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    BAD
    3· Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der an Boden (1) befestigte untere Teil (71) an seinem oberen Ende eine ringförmige Verstärkung aufweist, an deren üofang eine Ausnehmung (9*) ausgebildet ist, in die ein paasend geformter Vorsprung des übergreifenden oberen Teile (8*) eingreift, dessen oberes Ende nach innen vorspringt und so das Widerlager des oberen Endes der Feder (6) bildet.
    4· Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekenne«lohnet, daß die Ausnehmung (9 bzw. 9') duroh ein« durchgehende un den ganzen Umfang geführte Hut gebildet wird und daß dor Vorsprung (10 bzw. 10') als ein integraler Teil der entsprechenden Partie des zylindrischen Halterungsteiles ebenfalls an ganzen umfang ausgebildet wird.
    5* Halbleiterbauelement nach den Ansprüchen 1 bis 4-, daduroh gekennzeichnet, da0 der a» Boden (1) befestigte Teil eine flanschartige Verbreiterung (11) besitzt, an wolober der Flansch (14) des Gehäuses (13) befestigt ist.
    6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der flanschartigen Verbreiterung (11) oino ring- und wulstfuraige Erhebung (12) vorgesehen ist, mit dev der Plansch (14) deo Gahäusss (13) widerotandsverechweißt ist.
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    BAD ORJOWNAL
    7· Halbleiterbauelement nach Anepruoh 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die an Umfang der Halterung duroh die Auebildung des Voreprungs (10 bzw. 10') duroh Deformation entstehende Yertiefung ein Dichtungsring (15) eingelegt ist, der den Abstand zwischen der Außenwand der zylindrischen Halterung und der Innenwand des Gehäuses ausfüllt·
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