DE1514051A1

DE1514051A1 - Verschweisstes Gehaeuse fuer eine elektrische Vorrichtung

Info

Publication number: DE1514051A1
Application number: DE19651514051
Authority: DE
Inventors: Denis Fishman
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1964-10-23
Filing date: 1965-10-14
Publication date: 1969-06-12
Also published as: NL6513748A; BE671346A; DE1514051B2; GB1077655A

Description

Dipl-Ing, Heinz Claeeeen ^, ^D· Flehffian-7 Patentanwalt

7, Stuttgart-!. ^Λ><, \ 1.10.1965

Rötebtüastr. 70 iV'^itDSt

ISE/Reg. 3232 - Fl 232

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK Yerschweisstes Gehäuse für eine elektrische Vorrichtung .

Die Priorität der Anmeldung in Grossbritannien vom 23. Okt. 1964 Nr. 43306/64 ist in Anspruch genommen,

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Kaitschweissverbindungen, inabesondere ein Gehäuse bei dem eine mit einem Flansch versehene Kappe mit dem Flansch auf einem ähnlich ausgebildeten Plansch eines Untersatzes aufsitzt und durch Kaltpresschweissen mit diesem verbunden wird. Gernäsü der Erfindung liegt der Flansch des Untersatzes auf der Erhebung eines zwischengeschalteten auf dem Untersatz aufliegenden Ringes aus beim Kaltpresechweissen nicht deformierbarem Material auf. ,

Sin bevorzugtes Ausftlhrungsbeispiel der Erfindung wird hier als Gehäuse mit Scheibenunteröatss bezeichnet. Der Begriff "Scheibenuntersatz" soll das Herstellen eines Kontaktes mit einer anderen " Fläche durch Druck beinhalten, etwa in der Art, wie sich der Ballon unter einem Tierfuss am Boden andrückt. Der Begriff "Flaohuntersatz" wird hier vermieden, da die Möglichkeit besteht, eine geringe Hohlwölbung in dem an sich flachen UntersatB anzubringen, ohne das Prinzip des Druckkontaktes mit dem Hontageglied zu beeinträchtigen.

Obiges Ausführungsbeispiel wird nun anhand der beifolgenden Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt

Figur 1 schaubildlich die Bauteile einer aufbaufertigen HaIb-

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1514051 leitei^leiehrichteiVVorrichtung,

Figur 2 mid 3 Im Schnitt Ansichten eines Kaltpreas-Yorganges

bzw. Absehneidvorgangs an der Gleichrichtervorriehtung während des Zusammenbaues,

Figur 4 eine Ansicht der zusammengebauten Gleichrichter-*

vorrichtung teilweise im Schnitt und

figur 5 teilweise im Schnitt eine Ansicht einer in einem

Kühlkörper eingespannten Vorrichtung.

Nach Figur 1 der Zeichnungen weiat eine runde Scheibe 1 aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer oder Zirkonium-Kupfer, eine auf einer Seite eingearbeitete Ringnut 2 auf. Ein Ring 3 von etwas kleinerem Aussendurchmesser aus nicht verformbarem Material wie Stahl besitzt einen flachen Unterteil mit einer ringförmigen Erhebung 4 an seiner Oberseite. Ein Ring 5 aus Weichkupfer hat an einem Ende einen Flansch 6. Ein Halbleiter-Gleichrichter 7, s.B. aus diffundiertem Silicium ist zwischen zwei Scheiben 8 und 9» deren Elgenspannungen durch Erwärmung beseitigt werden und die beispielsweise aus Molybdän bestehen oder aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein können, verlötet und bildet ein Gleichriohterelement.

Eine flexible Zuleitung 10 besteht aus sinem Stück flexibler Litze, deren Enden soweit erhitzt werden, bis sie schmelzen und feste Enden 11. und 12 bilden. Als Material für den Zuleitungsdraht eignet sich Kupfer oder Silber.

Eine Kappe 13 besteht aus einem Kupferhohlzylinder 14 mit von seinem Rand aus radial verlaufendem Flansch 15 von gleichem Durchmesser wie der Flansch 6. Der Zylinder 14 ist mit einer druckfesten "Metall-Glas"-Durchführung hartverlötet. Diese besteht aus einem

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■ Stahlhohlaylinder 16, der einen Glas-Isolierring 17 umsohliesst. lurch, deeeen Hitte -v erläuft ο in hohler, ^y linder förmiger Binsate 18 wie Nickeloisen, en dem ein Kupferstab 19. mit an "beiden Enden ausgebohrten und durch den BrUokenteil 22 voneinander getrennten Vertiefungen 20 und 21 angebracht ist.

lin flexibler ver2imiter Kupfordrakfc 23 mit Silicongummi-ieoll·- rung 24 bildet eine äusaere iiischluasleitung sur Vorrichtung.

Die Gehiiusefclappe 12 kenn anstellt der beiden Metalle Kupfer und Stahl alternativ nur aus Kupfer mit einer im verschlossenen 2nd· € der Haube eingepassten Glasdichtuag bestehen·

Beim Zusammenbau des Glelolreieiiters wird der Hing 3 mit seiner flachen Seite auf dem ringförmigen Bereich des Untersatzes 1 gesetzt, der sich auaserhalb der Ringnut 2 befindet. Der Ring 5 wird in den Ring 5 und die Hut 2 eingesetzt, sodasB er vorübergehend an der Erhebung 4 doa Binges 5 mittels des Flansches 6 aufgehängt ist» Bei dieser Stufe des Zusammenbaues kommt der Ring 5 naheisu in Berührung mit dem Boden der !Tut 2» Der Ring 5 wird dann unter verwendung eines in die Hut 2 eingefüllten, vorgeformten Lote mit dem Untersatz hartverlütet. Bas Glelchrichterelement wird montiert, indem die Scheibe 8 auf der innerhalb der Ringnut 2 befindlichen Seit« des Untersatzes 1 und das tnde 11 de· lulei- " tungsdrahtes mit der Scheibe 9 rerltttet werden.

Bie Kappe 13 wird so über dem Untersatz angebracht, dass die Unterseite des riansches 15 die Oberseite des Flansches 6 berührt und finde 12 des Leitungsdrahtes in die Vertiefung 20 eindringt.

Bie gesaute /aordnvoig τοπ Kappe und Untersatz wird dann in die in Figur 2 v/iödereegeböne Stellung gebracht. Sin ringförmiges KaltpresBOhweiaswerkaeug 25 bewirkt das kalte Tersohweissen der Flansche 6 und 15 unter hermetischer Abdichtung des Gehäuses, wo-ML die Erhebung 4 die untere Kaltschweiesmatrize für den KaItschweissvorgang bildet.

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v;ie aus Figur 3 ersichtlich ist, werden die Flansohe 6 und 15 während des Kaltschweissvorganges "unter Vergrösserung ihres Ra dius verformt. Das überschüssige Flanschmaterial wird dann durch ein mit dem Aussenrand 27 der Erhebung 3 zusammenwirkendes, ringförmiges Abschneidewerkzeug 26 entfernt.

Die Verbindung zwischen dem En.de 12 des inneren leitungBdrahtee und dem Rohr wird durch Einkerben (Sicken) des umgebenden Teiles 23 des Rohreα 19 (Figur 4) hergestellt.

Ein Endanschluss zum Zweck der Herstellung einer flexiblen aus-. seren Leitungezuführung erfolgt durch Einsetzen des Endes des Kupferdrahtes 23 in die Vertiefung 21, Einkerben des umgebenden Teiles 29 des Rohres 19 und Herstellen einer Lötverbindung 30.

Der zusammengebaute Gleichrichter kann dann in dem elektrisch leitenden Seil einco G-erätochassis, das auch als Wärmeleiter dienen kann, angebracht v/erden, indem eine Spannplatte 31 nach Figur 5 so über den Gleichrichter geführt wird, dass sie auf dem Ring 3. aufliegt. Durch Löcher in der Spannplatte werden Bolzen eingesetzt, die in Gewindebohrungen im Gerätechassis eingrei fen. Der Untersatz- 1 wird dadurch mit der dem befestigten Halb- · leiterelement entgegengesetzten Oberfläche unter Druck mit dem Chassis in Xontakt gebracht.

Entsprechend der Form des Ringes 3 werden die aus der Kaltpressschweissung.herrührenden Kräfte über eine weite Ringfläche auf der Oberseite der Platte 1 verteilt, wodurch das Verziehen dts verhältnismässig welchen Materials verringert wird.

Die flache Scheibe 1 besteht zumindest teilweise aus genügend hartem Material, sodaas sie eich während des Kaltpressohweissvorganges. in der oben beschriebenen Yfeise nicht merklich verzieht, auoh nicht nachdem sie Hartlottemperatüren unterworfen worden ist..-Trotzdem ergibt sie eine ausreichend hohe Wärmeleit fähigkeit, um das Halbleiterelement genügend zu kühlen. Das Ma-

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terial mit optimalen Bedingungen fttr diese beiden, einander etwas widersprechenden Forderungen ist nicht ohne weiteres kaltschweisabar* Zirkonlumkupfer ist ein solches Material. Bio Anbringung eines getrennten Weichkupferflansches 6₁ der mit der flachen Scheibe 1 hartverlötet oder sonstwie mit dieser Verbunden wird, ermöglicht die Verwendung des genannten Materials, welches aus den oben genannten Gründen für die flache Scheibe 1 optimal'ist, ohne dass die Qualität der Kaltschweisedichtung beeinträchtigt wird.

Obwohl die Erfindung im Vorstehenden als Anwendung bei einem Halb« leiter-Oleiohrlchter beschrieben wurde, lässt sie sich auch bei jedem anderen hermetisch verschlossenen Gehäuse mit' einem Untersatz und einer Kappe verwenden, die beide einen Plansch aus kaltschweiss barem Material aufweisen.

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Claims

ISE/Rig. 5232 - Pl 232 · - 6 - D. ?iehman-7 PATENTANSPRÜCHE

1. Verschwelsstes Gehäuse für eine elektrische Vorrichtung, insbesondere Q-ehäuset bei dem eine mit einem Plansch versehene Kappe mit dem Plansch auf einem ähnlich ausgebildeten Plansch eines Untersatzes aufsitzt und durch Kaltpresschweissen mit diesem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Planeoh (6) des Untersatzes (1) auf der Erhebung (4) eines zwischengeschalteten Ringes (3) aus beim Kaltpresschweissen nicht deformierbarem Material aufliegt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterlagering (3) mit der Erhebung (4) aus Zirkoniumkupfer besteht.

3. Gehäuse nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Untersatz (1) einen grösseren Durchmesser aufweist als die Plansche (6,15) und der Ring (3), und dass der Ring (3) in Verbindung mit einem ringförmigen Kaltschweisswerkzeug (25) zum Erzeugen des Druckes auf die Plansche (6,15) dient.

4. Gehäuse nach Ansprüchen 1 - 3,dadurch gekennzeichnet, dass der Unterlagering (3) auf dem Untersatz (1) so angebracht ist, dass er in Verbindung mit einer Einspannvorrichtung (31) als Halterung in einem Chassis oder einem Kühlkörper dient,

5. Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass an einem mit einer Ringnut (2) versehenen scheibenförmigen Untersatz (1) ein mit einem Plansch (6) versehener in die Nut (2) passender Ring (5) aus kalteohweiisbarem Material derart befestigt wird, dass er mit seinem Planeoh (6) auf der Erhebung (4) eines auf dem scheibenförmigen Untersatz (1) aufliegenden Ringes (3) aus durch den

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Kaltpresschweissdruck nicht verformbaren Material derart aufliegt» dass der Hing (3) mit seiner Erhebung (4) als Widerlager des für das Kaltverschweissen des Flansches (15) einer aufgesetzten Kappe (13) mit dem Flansch (6) erforderliehen durch ein ringförmiges Kaltschweisswerksseug (25) ausgeübten Presedruckes dient.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiges Schneidewerkzeug (26) in Verbindung mit dem Ring (3) beim Kaitpresschweissen deformierte Ränder der Flansche (6,15) abschneidet.

1.10.1965
Pat.Dr.St/M.

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