DE1589847A1 - Halbleitergleichrichteranordnung - Google Patents

Description

Patentanwalt

Fiankfuri/Main-l

Fazksiraße 13

5282

General Electric Company,Schenectady N.Y./USA

Halbleitergleichrichteranordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitergleichrichteranordnung mit einer Anzahl von für hohe Ströme geeigneten Halbleiterbauelementen, die alle mittels einer gemeinsamen Einspanneinrichtung unter Druck gehaltert sind.

Es sind bisher verschiedene Verfahren zum Zusammenbauen großflächiger^ für hohe Ströme geeigneter Halbleitergleichrichter unter hohem Druck vorgeschlagen worden. Bei einer bekannten Anordnung wird der erforderliche Druck mit Hilfe von federn erhalten, die innerhalb des hermetisch verschlossenen Gehäuses angeordnet sind, das jedes Halbleiterbauelement umgibt. Diese Technik bereitet jedoch unerwünschte Schwierigkeiten bezüglich einer wirkungsvollen Kühlung des Halbleiterbauelementes und bezüglich des Zusammenbaus einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen zu einer gemeinsamen Anordnung. Gemäß eines anderen Verfahrens kann das Halbleiterbauelement auch zwischen massiven, elektrisch leitenden Kühlkörpern eingespannt werden, die mittels zweier oder mehrerer Verbindungsbolzen zusammengeklemmt werden, die zum Verbinden von Flanschen an den Kühlkörpern vorgesehen sind. Durch diese Technik ergeben sich jedoch unerwünschte Schwierigkeiten beim ParalleTverbinden von Halbleiterbauelementen und bezüglich einer über die gesamte Fläche jedes Halbleiterbauelementes gleiohaäßigen Druckverteilung.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zum Herstellen des Druckes notwendigen Einspannvorrichtungen bei Halbleitergleichrichteranordnungen für hohe Ströme zu verbessern, die die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweisen. Mit den verbesserten Einspannvorrichtungen sollen viele einzelne Halbleitergleichrichter fest und gleichförmig zwischen Druckkörpern eingespannt werden, die sowohl gute elektrische als auch gute thermische Leiter sind. Die sich mit Hilfe der verbesserten Einspannvorrichtungen ergebende Halbleitergleichrichteranordnung soll außerdem billig und einfach konstruiert sein, so daß ausgefallene Halbleiterbauelemente leicht entfernt und ersetzt werden können. Die Halbleitergleichrichteranordnung soll schließlich vielseitig und flexibel sein, und die Srundbauelemente sollen dazu verwendet werden können, ein oder mehrere Halbleitergefäße an möglichst viele Verwendungszwecke anzupassen, so daß mit nahezu denselben Standardteilen und -bauelementen viele verschiedene Schaltungsanordnungen verwirklicht werden können.

Die erfindungsgemäße Halbleitergleichrichteranordnung besitzt beispielsweise die folgenden Eigenschaften:

1. Eine Hochstromdiode, die vier Halbleitergefäße in Parallelschaltung enthält, wird bei Druckluftkühlung mit 2500 i (mittlerer Strom in Vorwärtsrichtung) und 220 V (Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung) betrieben.

2. Ein HochspannungsthyrJstor mit zwei Halbleitergefäßen

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in Serienschaltung kann mit 4-20 A (mittlerer Strom in Vorwärtsrichtung) und 3600 V (Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung) betrieben werden.

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3. Ein wassergekühlter Wechselstromschalter mit zwei invers-parallel geschalteten Halbleitergefäßen wird bei 1200 i (mittlerer Strom in Vorwärtsrichtung) und 1800 V (Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung) betrieben.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind drei (oder mehrere) Sätze von axial zueinander ausgerichteten, beabstandeten Metallstempeln vorgesehen, die in einem symmetrischen Muster angeordnet sind, wobei ihre Achsen parallel zueinander liegen. Die Stempel mindestens eines der Sätze bestehen aus Kupfer oder einem äquivalenten Metall. Ein großflächiger für hohe Ströme geeigneter Halbleitergleichrichter ist aechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit diesen Stempeln angeordnet. Zwischen den entsprechenden Stempeln aller anderen Sätze sind Verbindungsglieder vorgesehen, die je nach Bedarf entweder aus isolierenden Distanzstücken oder aus zusätzlichen Halbleiterbauelementen bestehen können. Um zwischen den Kupferstempeln und dem Halbleiterbauelement zwischen diesen einen guten thermischen und elektrischen Kontakt zu erhalten, werden alle Stempel mittels eines einzigen auf Zug beanspruchten Bauteils, dessen Längsachse parallel zu den Achsen der drei Sätze von Stempeln verläuft und symmetrisch zu diesen in der Mitte liegt, in axialer Richtung zusammengedrückt. Die beiden Enden des auf Zug beanspruchten Bauteils sind mechanisch mit den entsprechenden Stempeln jedes Satzes verbunden, wobei ein Kurzschließen der Kupferstempel über den auf Zug beanspruchten Bauteil mit Hilfe von Isolierkörpern vermieden wird.

Diese Grundanordnung kann auf verschiedene Weise weiter ausgestaltet werden. Zum Anschließen des Halbleitergefäßes

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an eine elektrische Schaltung ist beispielsweise an den Kupferstempeln Anschlußklemmen befestigt, die auch zum mechanischen Befestigen der Anordnung verwendet werden können. Zur Steigerung der Kühlung der Halbleiterbauelemente können die Kupferstempel mit Einrichtungen zur Wärmeableitung, z.B. mit einer Vielzahl von beabstandeten Kühlrippen au» Metall, ausgerüstet sein.

Das Halbleiterbauelement enthält vorzugsweise einen großflächigen Halbleiterkörper (Silicium) zwischen zwei ebenen Elektroden, die an entgegengesetzten Seiten eines hermetisch abgedichteten Gehäuses angeordnet sind und mit den angrenzenden Kupferstempeln in Berührung stehen. Hierzu sind die einander zugewandten Enden der Kupferstempel mit angepaßten, ebenen, parallelen Berührungsflächen versehen. Aufgrund des Axialdrucks, der mit Hilfe der erwähnten Einspannvorrichtung auf die Kupferstempel ausgeübt wird, sind die Elektroden des Halbleiterbauelementes unter hohem Druck zwischen diesen Berührungsflächen eingespannt. Der erforderliche Axialdruck kann am besten mit Hilfe einer Einrichtung auf die Kupferstempel übertragen werden, die mindestens eine Tellerfeder enthält, die zwischen einem Ende des auf Zug beanspruchten Bautdls und einem entsprechenden Ende eines der Stempel jedes der drei Sätze angeordnet ist. Um eine gleichgroße und gleichförmige Verteilung des Kontaktdruckes zu fördern, wird eine Tellerfeder verwendet, deren Krone en dem einen Ende des auf Zug beanspruchten Bauteils befestigt ist und deren Rend über atm axialen Hittelpunkt der entsprechenden Sätze von Stempeln liegt.

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Die beschriebene Anordnung besitzt eine Vielzahl von Vorteilen. Mit dem einen auf Zug beanspruchten Bauteil, der in der Mitte zwischen mehreren parallelen Sätzen von Stempeln angeordnet ist, wird auf die Sätze ein gleichförmiger Axialdruck übertragen, ohne daß eine komplizierte oder genaue Einstellung notwendig ist. Die Tellerfeder ermöglicht es, daß der auf jeden Satz der Kupferstempel übertragene Druck bezüglich den ebenen, parallelen Berührungsflächen an deren entgegengesetzten Enden zentriert ist, wodurch eine ungleichförmige oder exzentrische Einspannung des Halbleiterbauelementes zwischen diesen Berührungsflächen vermieden oder zumindest stark reduziert wird. Obwohl die Anordnung relativ einfach herzustellen ist, ist sie mechanisch unempfindlich und stabil, so daß ein gleichförmiger, unveränderbar hoher Druck auf das Halbleiterbauelement ausgeübt wird, auch wenn die Anordnung grob behandelt, in Querrichtung beansprucht oder extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt wird. Das Obertragen eines gleichförmigen, hohen Kontaktdrucke auf nahezu die gesamte Fläohe des Halbleiterkörpers ist von äußerster Bedeutung, wenn man durch die einzelnen Halbleiterbauelemente höchste Ströme leiten will.

Aufgrund der zusätzlichen Einrichtung zur Wärmeableitung, die an jedem Kupferstempel vorgesehen ist, kann jedes einseine Halbleiterbauelement einen höheren Strom führen. Wean noch höhere Ström· erwünscht sind, dann können mehrere gleichartige. Halbleiterbauelement· innerhalb der gleichen Anordnung parallel geschaltet werden («in Halbleiterbauelement pro Satz von Kupierstempeln). Zwei prall·! geschaltete Thyristoren können

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auch invers gepolt werden, so daß ein Wechselstromschalter entsteht. Weiterhin können innerhalb einer Anordnung auch zwei oder mehrere, in Serie geschaltete Halbleiterbauelemente untergebracht werden, indem man mindestens einen weiteren Kupferstempel vorsieht, der bezüglich den Kupferstempeln eines der Sätze beabstandet und axial ausgerichtet ist. Hit Hilfe einer solchen Ausführungsform können die Betriebsspannungen der Anordnung erhöht oder andere Halbleiterbauelemente in verschiedener Weise kombiniert werden.

Die Erfindung wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe imjSinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen werden.

Die Pig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Halbleitergleichrichteranordnung nach der Erfindung.

Die fig. 1a ist eine schemitische Darstellung der Anordnung nach der Tig. 1, die sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten zeigt.

Die Pig. 2 ist ein Schnitt länge der Linie 2-2 der Pig. 1.

Die Pig. 3 ist eine Seitenansicht der in der Fig· 1 gezeigttn Anordnung·

Die Pig. 4 ist eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung mit zwei in Serie geschalteten Halbleiterbauelementen.

Die Pig. 4a ist eine schematische Darstellung der Anordnung nach der Fig. 4, in der sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.

Die Pig. 5 ist eine Draufsicht auf eine dritte AusführungsfoEm der Erfindung mit vier parallel geschalteten Halbleiterbauelementen.

Die Pig. 5a ist eine schematische Darstellung der Anordnung nach der Fig. 5, in der sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.

Die Pig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 der Pig. 5.

Die Pig. 7 ist eine Draufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei zwei invers-parallel geschaltete Halbleitergefäße in einer gemeinsamen wassergekühlten Anordnung untergebracht sind.

Die Pig. 7a ist eine schematische Darstellung der in der Pig· 7 gezeigten Anordnung, wobei sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.

Die Pig. 8 ist ein Teilschnitt längs der Linie 8-8 der Pig. 7.

Die Pig. 9 ist eine Seitenansicht der in der Pig. 7 dargestellten Anordnung.

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Die Pig. 10a-10e sind schematische Darstellungen verschiedener anderer Ausführungsformen der Erfindung, wobei sowohl elektrische als auch mechanische Einzelheiten gezeigt sind.

Im folgenden wird zunächst die in den Pig. 1,1a,2 und 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser Anordnung ist nur ein Halbleitergleichrichter für hohe Ströme vorgesehen. Das in der Fig. 2 im Schnitt dargestellte Halbleiterbauelement 11 enthält einen scheibenförmigen Halbleiterkörper 12 zwischen den ebenen Grundflächen 13 und 14 zweier tassenförmiger Elektroden, deren Ränder an den beiden Enden einer Keramikhülse 15 befestigt sind, so daß ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse für den Halbleiterkörper 12 entsteht. Die Seitenwände der tassenförmigen Elektroden bestehen aus einem duktilen Metall, z.B. Kupfer. Die Grundflächen 13 und 14 dienen als Hauptelektroden des Halbleitergefäßes, die im folgenden mit Anode bzw. Katode bezeichnet sind. Der scheibenförmige Halbleiterkörper 12 enthält eine dünne, relativ großflächige Scheibe aus Halbleitermaterial, z.B. Silicium, mit Metallflächen, die vorzugsweise äußerst eben und parallel zueinander sind. Der Durchmesser einer Halbleiterscheibe beträgt z.B. 31»8 mm (1,5 Zoll). Der Durchmesser der tassenförmigen Elektroden des Halbleiterbauelementes ist etwa gleichgroß. Im Halbleiterkörper 12 ist mindestens ein gleichrichtender PN-Übergang ausgebildet, der parallel zu den Endflächen liegt. Das in den Pig. 1-3 dargestellte Halbleiterbauelement ist ein Thyristor (steuerbarer Gleichrichter), dessen Halbleiterkörper vier Zonen aus abwechselnd P- und N-leitendem Silicium besitzt, von denen

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die eine an ihrem Rand eine Steuerelektrode aufweist. Zum Anschluß einer äußeren Zuleitung an diese Steuerelektrode enthält die Keramikhülse 15 eine ringförmige Anschlußklemme 16.

Bas Halbleiterbauelement 11 liegt mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit zwei ausgerichteten Druckkörpern oder Stempeln 20 und 21, die sowohl als elektrische

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.Leiter auch sls Wärmeleiter dienen und daher aus einem ¹IOcIiIe it end en Metall, vorzugsweise Kupfer, bestehen. Sie besitzen eine runde Querschnittsfläche, deren Durchmesser normalerweise großer als der Durchmesser der Halbleiterscheibe 12 ist» Die einander gegenüberliegenden Endabsoiini'tte dieser Kupferstempel sind abgeschrägt» so daß sie in die taseenförmigen Elektroden des Kaltleiterbau- slemenles 11 passen. Ihre Enden sind als ebene Kontaktflächen 22 "bijw. 23 ausgebildet« Die einander zugewandten Kontakt fläche« 22 und 2p liegen senkrecht z\w gemeinsamen Längsachse oder Mittellinie 24 der Kupferetempel 20 und 21 und im wesentlichen parallel zu den äußeren Kontaktflachen der Anode 13 und der Katode 14, mit denen sie in Berührung stehen. Außerdem sind sie im wesentlichen der Form dieser äußeren Kontaktflächen angepaßt. Infolgedessen bilden die Kontaktfläche 22 und die Anode 13 sowie die Kontaktfläche 23 und die Katode 14 großflächige Kontakte.

Sie Anode und Katode des Halbleiterbauelementea 11 und die entsprechenden Kupferstempel 20 und 21 sind dadurch elektrisch gekoppelt, daß die sich berührenden Kontaktτ flächen unter hohem Druck zusammengepreßt sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die Kupferstempel in axialer Richtung zusammengedrückt werden. Kein Lot- oder anderes Mittel

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wird sum VcsrMMen dieser Teile verwendet_a d_eh. die Kupfersi5@mel kbmhmi yöis HalbleitarelaTisleseiit vollständig getrennt Tfio5?fioa_o SE¹QbSOQB ©rliält man aa ä@a Kontakten disser Teile ein© gut® elektrisch© und thermische Leitfähigkeit, indem aas öle iMwfss'steiap©! einsB hohen Äxialdruoteg s.B. 900 kg (2000 Piim.e.)_s aussetzt und diesen Druck gsüla;? gleichmäßig Ii3©5? ©ine g3?oB® IFläcö.® verteilt ο

ΐ?Ξ ©iiie glüieliföraig® Verteilung äea Koatalrfedriaolsaa zu ^(suaiiffleie^usip sind, parallel eu &©n lupfGS?s>&QiipQln 20 und 21 SwOi ueil'GSO Sät se 26₉ 27 und 28₉ 29 (Figo 3) iron beabstand et ©η, QZ'lsil auf©isiaM©r aMsgerioMsteii Eietallstsapols vorgesehen. Die Sösmpcl 26 bis 29 bestellen vorsugswsieQ ώμο fsylindri SIsgii- oöoa³ S'äal3,ls"feäb©n₅ äaraa Durohmessei? Hi^rizlish kleiner οIo äie 3ii3?aiinsDS©s ci@K Supfe^stsiHpel 20 E3ö 21 siiii,ci_o Die oliioaöer £tigstia>xfit©H SQd©ü ο©ϊ? aus gerietet et mi Stahlstsmpel nsiad als tCoEio Bidflächen ausgebildet _? di© σιοϊιξώΙ zur Achse

¥1© is Sea ;?igo 2 isnö 3 dargestellt ist_s siiai cii© Stempel jiööss der a\.i3ätslisfeen Sätze duroJa ein ])igtsaggtii®K 30 Eösiaaaieefc. T©r'öianden_g das zvitmahen deren ©laaBä©^ ssuge-' x?aziä-S©n Iai©a liegt iiad ait di@s©n ausgeriefrfeet ist. Jedes Eis tang stiiQfe 39 !besitzt äie form -©ines Sa do© eft ©inem relativ iiei£@a_?Flaaseäteil imä einem fest©a. Steg 21» dessen Btirsfüiessös? θΛι^β. gleich dem Durchmesser ä©#^ziie.fe2ide3a Stempel ist. Der Steg dem Distansstüe&es 30 ist axial zwiachen den Endflächen 32 und 33 der Stahlsterapel 26 und 21 eingeklemmt, solange auf dies©'Stempel ©in Axialdruck sissg®iifet wird.

Jedes Abstandsstück 30 besteht aus einem et@rren_f elektrisch isolierend wirkenden Material, z.B. aus Keramik oder aus

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glasgebundenem Glimmer (Handelsname "Mycalex·¹). Die Kombination aus einem Distanzstück und den angrenzenden Stempeln bildet eine stabile Säule, die mechanisch (aber nicht elektrisch) parallel zu dem Satz aus Kupferstempeln 20 und 21 angeordnet ist. Das gleiche Ergebnis könnte erzielt werden, wenn man das isolierende Distanzstück am Ende eines einzigen langen Stahlstempels anordnen oder zusätzlich zu den gezeigten Teilen weitere aufeinander ausgerichtete Distanzstücke und Stempel vorsehen würde. Die gezeigte Kombination wird jedoch vorgezogen, da durch sie das Zusammensetzen und Auswechseln der einzelnen Teile der Gleichrichteranordnung erleichtert wird. Durch den dicken Plansch des Distanzstüekes 30 wird sichergestellt, daß zwischen den gegenüberliegenden Enden der Stahlstempel geeignete, aus Luft (Durchschlagsstrecke) und Oberfläche (Kriechweg) bestehende Zwischenräume aufrechterhalten sind. Es werden außerdem Distanzstücke mit geeignet dünnen Stegen verwendet, so daß die ebenen, parallelen Endflächen 32 und 33 der Stahlstempel 26 und 27 einen Abstand voneinander haben, der dem Spalt zwischen den gegenüberliegenden Kontaktflächen 22 und 23 der Kupferstempel 20 und 21 entspricht, und so daß die Endfläche 32 koplanar mit der Kontaktfläche bzw. die Endfläche 33 koplanar mit der Kontaktfläche 23 sein kann. Das Distanzstück 30 hat daher die Wirkung einer Blinflzelle, da sie zwar dem Halbleiterbauelement 11 ähnlich ist, jedoch anstatt aus einem in eine Richtung leitenden Leiter

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aus einem Isolator besteht. Wenn keine Isolierung notwendig wäre, könnte ein Distanzstück aus Metall verwendet werden.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind die drei zueinander parallelen Sätze von Stempeln (20, 21 bzw. 26, 27 bzw.28, 29) in einem symmetrischen Muster angeordnet. Alle Stempel werden

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mit Hilfe eines einzigen auf Zug beanspruchten Bauteils einem Axialdruck unterworfen. Der auf Zug beanspruchte Bauteil besteht aus einem langen Verbindungsbolzen 34 aus Stahl, der parallel zu den Sätzen von aufeinander ausgerichteten Stempeln angeordnet ist. Entsprechend den Pig. 2 und 3 ist eine auf das eine Ende dieses Verbindungsbolzens aufgeschraubte Mutter 35 mechanisch mit den zugehörigen Enden 20a, 26a und 28a der Stempel 20, 26 und 28 und eine auf das andere Ende des Verbindungslaälzens 34 aufgeschraubte Mutter 36 mechanisch mit den entgegengesetzten Enden 21a, 27a und 29a der Stempel 21, 27 und 29 verbunden. Infolgedessen werden die Stempel jedes Satzes beim Anziehen der Muttern 35 und 36 in axialer Richtung zusammengedrückt und das Halbleiterbauelement 11 und die Distanzstücke 30 fest zwischen den Stempeln eingespannt. Damit auf alle drei Sätze von Stempeln der gleiche Druck wirkt, ist die Längsachse des Verbindungsbolzen bezüglich der Achsen der entsprechenden Sätze in der Mitte angeordnet.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält die Verbindung zwischen jedem Ende des Verbindungsbolzens 34 und den zugehörigen Stempeln der drei Sätze eine Tellerfeder 37 (nach Belleville). Gemäß der Fig. 2 besitzt jede Tellerfeder eine Krone 38, die über die zugehörige Mutter 35/36 mit dem Verbtidungsbolzen verbunden ist, während der Rand 39 jeder Tellerfeder über den axialen Mittelpunkten der Enden der Stempel liegt. Auf diese Weise ist der auf den Satz aus Kupferstempeln 20 und 21 ausgeübte Druck auf die Achse zentriert, so daß keinerlei Momente auftreten, die ein Verkippen oder Verkanten der Stempel zur Folge haben und die gleichförmige Verteilung des Drucks über die gesamte Oberfläche der Kontaktflächen 22 und 23 beeinflussen könnten.

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Das gleiche Ergebnis könnte auch auf andere Weise erzielt werden, wenn man nämlich z.B. at federn Stempel einzelne Tellerfedern (siehe Beschreibung zu Pig. 6) oder eine Kugel-Feder-Verbindung verwendet, die längs der Achse eines Stempels wirksam ist.

Damit ein Kurzschluß der Kupferstempel 20 und 21 über den "Verbindungsbolzen 34 verhindert wird, ist dieser von einer Isolierhülse 40 umgeben und ist zwischen mindestens einer der Tellerfedern 37 und jedem mit dieser in Berührung befindlichen Stempelende eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen, die vorzugsweise aus einem Ieolierring 41 aus "Mycalex" besteht, durch dessen Mittelöffnung der Verbindungsbolzen ragt. Nahe seines Randes ist der Isolierring 41 in gleiohen Abständen mit drei in axialer Richtung verlaufenden Vorsprängen 42 versehen, deren Durchmesser gleich dem Durchmesser der Stahlstempel 26 bis 29 sind. Die Vorsprünge 42 sind außerdem in axialer Richtung über den angrenzenden Stempeln angeordnet, wie aus der Fig. 2 hervorgeht. In den Kupferstempein 20 und 21 sind Stahleinsätze 44 von gleichem Durchmesser vorgesehen, die über die Enden 20a und 21a hinausragen. Auf jeden der drei Vorsprünge 42 des Isolierringes 41 ist eine harte Metallkappe 45 aufgesetzt, gegen deren äußere ebene Oberfläche der Rand 39 der Tellerfeder 37 drückt.

Die Tellerfedern 37 dienen nicht nur im Sinne mechanischer Hebel zum Übertragen einee Drucks vom Verbindungsbolzen 34 auf die entsprechenden Stempel der Anordnung, sondern sorgen auch zusätzlich für die erwüneohte Elastizität der Einspannvorrichtung. Durch diese Eigenschaft wird die

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Anfangseinstellung der Einspannvorrichtung beschleunigt und werden später dimensionelle Änderungen der Anordnung (z.B. aufgrund von Temperaturschwankungen oder Alterserscheinung en) ausgeglichen, ohne daß der Kontaktdruck merklich nafaläßt. Es werden Tellerfedern bevorzugt, deren mögliche Belastung ve» etwa 2,5 mal so groß wie die tatsächliche Belastung ist, so daß sie nach dem Einbauen in die Halblattergleichrichteranordnung nur teilweise durchgedrückt sind. Da sie somit nicht flaohgedrückt werden, werden die entsprechenden Metallkappen 45 jeweils nur von ihren Bändern 39 berührt. Der Außendurchmesser der Tallerfedern ist derart gewählt, daß die eich ergebende Berührungelinie die Achsen aller drei Sätze von Stempeln 20, 21 bzw. 26, 27 bzw. 28, 29 schneidet.

Zum elektrischen Verbinden des Kalbleiterbauelementes 11 mit einer äußeren elektrischen Schaltung und zum mechanischen Befestigen der gesamten Anordnung sind die Kupferstempel und 21 mit geeigneten Anechlußelementen ausgerüstet. Gemäß den Fig. 1 - 3 enthalten die Anschlußelemente zwei leitende Anschlußklemmen 46 und 47» die vorzugsweise aus L-förmigen Kupferstäben oder Kupferleitungen bestehen, die beispielsweise durch Hartlötung oder dergleichen an den äußeren Enden 20a und 21a der Kupferetempel befestigt sind. Zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit ist die Anschlußklemme 46 auch an den äußeren Enden 26a und 28a je ehes Stempels der beiden Sätze von Stahlstempein und die Anschlußklemme 47 in ähnlicher Weise an den äußeren Enden 27a und 29a der anderen Stempel dieser Sätze befestigt* In jeder Ansohluöklemme iet eine Mittelöffnung vorgesehen, durch die der

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Verbindungsbolzen 34 ragt, der an dieser Stelle von der Isolierhülse 40 und einem hülsenartigen Ansatz an einem der Isolierringe 41 umgeben ist. In.dem diese öffnung bildenden Rand ist eine exzentrische Kerbe 48 vorgesehen, in die ein Keil 43 eingreift, der vom hülsenartigen Ansatz am Isolierring 41 radial nach außen ragt. Hierdurch ist die Winkelstellung des Isolierrings 41 festgelegt bzw. sind die Vorsprünge 42 auf die zugehörigen Sätze von Stempeln ausgerichtet. In der, äußeren Enden der Anschlußklemmen 46 und 47 sind Löcher 49 vorgesehen, mit deren Hilfe die Anordnung an (nicht gezeigte) elektrisch leitende Stützkörper anges ".raubt werden kann.

Die beschriebene, gleichförmig wirkende Einspannvorrichtung sum Einspannen eines Halbleiterkörpers 11 unter Druck, wobei die Kontaktflächen 22 und 23 zweier Kupferstempel 20 und 21 fest gegen die äußeren Kontaktflächen der Anode 13 bzw. der Katode 14 des Halbleiterbauelementes gedruckt sind, besitzt insbesondere die folgenden vier Vorteile.

Die Anordnung ist erstens in mechanischer Hinsicht sehr stabil. Auch bei großen Temperaturschwankungen werden über viele Betriebsjähre hinweg die auf das Halbleiterbauelement wirkenden hohen Betriebsdrücke aufrechterhalten. Durch die aus drei Sätzen von Stempeln bestehende Einspannvorrichtung wird ein unerwünschtes Durchbiegen der ausgerichteten Kupferstempel 20 und 21 und eine Zeisfcörung der gegeneinandergedrückten Kontaktflächen auch dann vermieden oder auf ein Minimum herabgesetzt ,wenn die Anordnung; grob behandelt ader beim Einbauen in seitlicher Richtung beansprucht oder belastet wird.

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Die beschriebene Anordnung ist zweitens einfach herzustellen. Um sicherzustellen, daß der erfordaliche hohe Kontaktdruck über eine große Fläche des für hohe Ströme ausgelegten Halbleiterbauelementes gleidiförmig verteilt wird, ist nur eine einzige unkomplizierte Einstellung notwendig, nämlich das Festziehen einer der Muttern 35/36 auf dem Verbindungsbolzen 34. Der als Folge davon auf den Satz von Kupferstempeln 20, 21 ausgeübte Druck ist in axialer Richtung zentriert, so daß ein paralleler, gleichförmiger Kontakt im Bereich der gesamten Fläche der aneinandergrenzenden Kontaktflächen gewährleistet ist, auch wenn die Tellerfedern 37 durch die Muttern exzentrisch gespannt sind. Um jedoch auch dies möglichst zu vermeiden, ist die Krone 38 jedes Federringes eben geschliffen, se daß sie mit der darüberliegenden Mutter auf dem ganzen Umfang fortlaufend in Berührung ist.

Ein dritter Vorteil der Anordnung besteht darin, daß Reparaturen leicht ausführbar sind. Das Halbleiterbauelement 11 ist nicht bleibend mit den anderen Teilen der Anordnung verbunden und daher leicht aus der Anordnung zu entfernen. Nach dem Lösen einer der Muttern vom Verbindungsbolzen können die Kupferstempel 20 und 21 voneinander getrennt und kann ein beschädigtes Halbleiterbauelement durch ein neues ersetzt werden.

Schließlich ist die beschriebene Einrichtung viertens besonders kompakt, was für die Strom- und Spannungseigenschaften vorteilhaft ist. Der die beiden Sätze von Stahlstempeln 26, 27 und 28, 29 umgebende Raum ist in vorteilhafter

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Weise durch Einrichtungen zur Wärmeableitung ausgefüllt, damit die Kühlung der beiden Kupferstempel 20 und 21 erhöht werden kann. Der von einem Halbleiterbauelement geführte Maximalstrom ist prinzipiell durch die Qualität derjenigen Einrichtungen bestimmt, mit denen die Wärme von den inneren PH-Übergängen abgeleitet wird. Eine Kühlung des Halbleiterbauelementes von beiden Seiten her ist besonders dann erwünscht, wenn starke Stromstöße fließen sollen. Die beschriebene Anordnung ist für diesen Zweck gut geeignet.

Die beiden Kupferstempel 20 und 21 der Anordnung dienen nicht nur als mechanische Stützen und elektrische Zuführungen, sondern auch als thermische Wärmesenken für das Halbleiterbauelement 11. TJm die Wärmeableitung von diesen Stempeln in dem in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiel au fördern, sind diese Stempel mit zwei Gruppen 50 und 51 von beabstandeten Kühlrippen aus Metall ausgerüstet. Die Kühlrippen in jeder Gruppe bestehen aus dünnen Kupferplatten, die senkrecht zur Achse des zugehörigen Kupferstempels angeordnet sind und durch Hartlötung oder dergleichen an den Kupferstempeln befestigt sind. Jede Kühlrippe besitzt geeignete Löcher, durch die die zugehörenden Stahlstempel und der Verbindungsbolzen der Anordnung ragen.

Die erste Kühlrippe 50a bzw. 51a am inneren Ende jeder Gruppe 50 bzw. 51 ist dicker und damit stärker und auch etwas länger und breiter als die übrigen Kühlrippen. Die Abmessungen der in Ebenen parallel zu diesen ersten

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Kühlrippen 50a und 51a liegende* Teile der Anschlußklemmen 46 und 47 eind genauso groß wie die dieser Kühlrippen. Infolgedessen wird die gesamte Anordnung, wenn sie mit ihrem Vorder-, Rück- oder Seitenteil auf einer Unterlage ruht, stets durch diese vier relativ starren Bauteile abgestützt. Zur Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit ist die Kühlrippe 50a mit den Stahlstempeln 26 und 28 und die Kühlrippe 51a mit den Stahlstempeln 27 und 29 verlötet oder anderswie verankert. Zum Einstellen der richtigen Lage dfeser Kühlrippen auf den Stahlstempeln während der Verlötung sind Spaltringe 52 vorgesehen.

Die ersten Kühlrippen 50a und 51a übernehmen den wichtigsten Teil der Wärmeableitung und sind deswegen so nahe wie möglich am Halbleiterbauelement 11 angeordnet. Um jedoch zu vermeiden, daS die Übertragung hoher Kontaktdrücke auf die Anode 13 und die Katode 14 des Halbleiterbauelementes gestört wird, befinden sich weder diese Kühlrippen noch die Kupferstempel in unmittelbarer Nähe der Keramikhülse 15 mit dem Halbleiterbauelement 11 in Anlage. In den kleinen Zwischenräumen an den beiden Enden dieser Keramikhülae 15 sind vorzugsweise Dichtnngsringe 53 aus einem naohgiebigen Material, z.B. Siliconkautschuk vorgesehen, die zur mechanischen Stabilität der Keramikhülse 15 beitragen und verhindern, daß Staub oder andere Verunreinigungen in den Raum eintreten, der die abgeschrägten Enden der Kupferstempel umgibt.

Die Wärme wird mit Hilfe der beiden Kupferetempel 20 und 21 und den ihnen zugeordneten Kühlrippengruppen 50 und von beiden Seiten des Halbleiterkörper· 12 des Halbleiter-

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bauelementeB 11 weggeführt. Der Wirkungsgrad der Wärmeableitung wird dadurch erhöht, daß man Luft über die großen Oberflächen der Kühlrippen strömen läßt, wie es in den Fig. 1 und 2 durch Pfeile 54 dargestellt ist. Die gesamte Anordnung wird normalerweise zwischen den Wänden 55 eines Luftkanals befestigt, durch den die Kühlluft geleitet wird. Die Länge der Kupferstempel 20 und 21 ist in erster Linie durch die Zahl und die Größe der Kühlrippen und der daari.sehenliegenden Zwischenräume gegeben, die vorhanden sein müssen, um eine vorausgesetzte Kühlung des Halbleiterbauelementes bei gegebener Strömungsgeschwindigkeit der Luft ohne Uberseb:--itung eines gegebenen Abfalls des Luftdrucks zu erreichen. Durch Abkühlen der Luft oder andererseits durch Verringern der an die Kühlung gestellten Anforderungen können die Kupferstempel zu bloßen Stutzen verkürzt werden.

Um eine unwirksame Verteilung der Kühlluft durch den weiten Raum zu vermeiden, der an die Keramikhülse 15 des Halbleiterbauelementes 11 angrenzt, ist zwischen den beiden Gruppen 50 und 51 aus Kühlrippen eine Prallwand 56 vorgesehen. Wie aus den Pig. 2 und 3 hervorgeht, enthält die Prallwand vorzugsweise einen langen, U-förmigen Streifen aus Isoliermaterial, längs dessen Seiten nach außen gebogene Lappen 56a und 56b angebracht sind, die an den ihnen zugewandten Oberflächen der ersten Kühlrippen 50a bzw. 51a anliegen. Dadurch sind Kanäle ausgebildet, so daß Luft zwischen der Prallwand und diesen Oberflächen strömen kann. Auf diese Wefee verhindert das geschlossene Ende der Prallwand 56 eine Luftströmung in einem Raum, der zwischen den Kühlrippengruppen 50 und 51 li^Efc, aber nicht unmittelbar an diese angrenzt. In diesem "toten" Luftraum ist das Halbleiterbeuelement 11 angeordnet.

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Das offene Ende der U-förmigen Prallwand 56 iet durch einen kuraen U-förmigen Bauteil 57 aus Isoliermaterial verschlossen, in dem ein koaxialer Anschluß 58 für eine Steuerleitung 59a befestigt ist, die im Bedarfsfall mit der Steuerelektrode 16 dee Halbleiterbauelementes 11 verbunden ist. Wie in der Pig. 2 dargestellt ist, ist die Hülle des Anechlußee 58 mit der Katode 14 des Halbleiterbauelementes 11 Über eine weitere Leitung 59b verbunden, die mit der Steuerleitung 59a verdrillt ist. Die Enden der Prallwand 56 regen weife genug vor, damit zwischen der Hülle des Ansohlußee, die sich auf Katodenpotential befindet, und dem nächstliegenden Rand der ersten Kühlrippe 50a, die sich auf Anodenpotential befindet, ein ausreichender Oberflächenabstand (Kriechweg) sichergestellt ist.

Die gestrichelten Linien in der Pig. 5 deuten an, wie die Seiten der Prallwand 56 längs den Vorder- und Rückseiten der Kühlrippengruppen verlängert und umgebogen sein könnten, um anstelle der in der Pig. 1 sichtbaren äußeren Wände einen in sich selbst abgeschlossenen Luftkanal für den Durchstrom der Kühlluft zu bilden. Das gleiche Ergebnis könnte man auch dadurch erzielen, daß man die vorderen und hinteren Enden der einzelnen Kühlrippen der Gruppen 50 und 51 umbiegt.

Das Halbleiterbauelement 11 und die beiden dazu parallel liegenden, isolierenden Dlstanzstücke 30 sind auf diese Weise unter Druck zwischen zwei Teilanordnungen eingespannt, die mittels des in der Mitte liegenden Verbindungsbolzens 34 trennbar zusammengehalten werden. Jede Teilanordnung enthält in einem Stück einen Kupierstempel, zwei dazu parallele Stahlstempel, eine mit allen drei Stempeln ver-

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bundene Anschlußklemme und eine Gruppe von beanstandeten Kühlrippen, die von den Kupferstempeln radial naoh außen ragen. Mach, dem Zusammenbau jeder Seilanordnung, aber vor dem Vereinigen mit der dazugehörigen Teilanordnung, werden die koplanaren Oberflächen 22 und 32 bzw. 23 und 331 die sich an den inneren Enden der entsprechenden Stempel befinden, vorzugsweise geschliffen und geläppt, so daß sie genau eben und senkrecht zur Achse 24 der Kupfersteapel sind. In ähnlicher Weise werden die äuleren Enden 26a und 28a bzw. 27a und 29a der Stahlstempel und die äußeren ebenen Oberflächen der StahleinsaVtze 44 der Kupferstempel in einer gemeinsamen, zur Achse 24 senkrechten Ebene gesiiliffen. Nach dem endgültigen Zusammenbau wird der erforderliche Axialdrubk dadurch auf den Satz von Kupferstempeln 20 und 21 übertragen, zwischen denen die Hauptelektroden des Halbleiterbauelementes 11 zusammengedrückt sind, indem man eine der Muttern 35> 36 so lange anzieht, bis der Verbindungsbolzen durch eine dreimal so große Kraft gespannt ist. Ein Drittel dieser Spannung wird mittele der Tellerfeder 37 auf jeden der drei parallelen Sätze von Stempeln übertragen. Die angegebene Belastung ist praktisch dann gegeben, wenn man die fingerfest angezogene Mutter um weitere 1 1/6 Drehungen anzieht.

In den Pig. 4 und 4a ist eine zweite Ausführungeform der Erfindung g-ezeigt, wobei zwei Gleiohriohtergefäße 11 (Thyristoren) innerhalb einer gemeinsamen Anordnung in Serie geechaltet sind. Da viele Teile dieser Anordnung gleich entsprechenden Teilen der anhand der Pig. 1-3 beschriebenen Ausführungsform sind, sind diese Teile auch mit den gleichen Bezugszeiohen versehen. Auch die

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AuefuhrungBform nach den Fig, 4 und 4a enthält zwei aus •inta Sttiok bestehende Teilanordnungen, !wischen denen Bueätilioh eine mittlere oder dritte Teilanordnung angeordnet ist.

Die mittlere Teilanordnung enthält einen dicken Kupferstempel 61, zwei dazu parallele Stahlstempel 62 und 63 von gleicher Länge und eine Gruppe 64 von beabstandeten, dünnen Kühlrippen aus Metall, die am Kupferstempel 61 befestigt sind. Die erste und letzte Kühlrippe 64a und 64b an den Enden der Gruppe 64 sind größer als die übrigen. und zur Slidung einer aus einem Stück bestehenden Teilanordnung alt den Stahletempeln 62 und 63 verlötet. Der eusätzliohe Kupferβtempel 61 1st mit Abstand zwischen den Kupfeetempeln 20 und 21 der ersten beiden Teilanordnungen und In axialer Ausrichtung mit diesen angeordnet, so daß er mit diesen beiden Kupferstempeln ein Satz von drei aufeinander ausgerichteten Druckkörpern bidet. Ähnlich ist der Stahlstempel 62 mit Abstand und in einer Linie mit den Stahlstempeln 26 und 27 und der Stahlstempel 63 mit Abstand und in einer Linie mit den Stahletempeln 28 und 29 angeordnet, so daß zwei zueinander parallele Sätze von aufeinander ausgerichteten Stahletempeln entstehen, die je drei Stempel enthalten.

Das obere Ende des mittleren Kupferstempele 61 der Fig. 1st abgeschrägt und mit einer ebenen Kontaktfläche versehen, die senkreoht zur gemeinsamen Aohse des Satzes aus den drei Kupfersteapeln 20, 61, 21 lieg. Diese Kontaktfläohe 1st genauso wie dit Kontaktflache 22 des Kupferstempeis 20 ausgebildet. St« ander· Ende des Kupferstempels 61 ist ebenfalls abgeschrägt und am Ende mit einer ebenen Kontaktfläohe versehen,

PAD

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die senkrecht zur gemeinsamen Achse liegt und genauso wie die Kontaktfläche 23 des Kupferstempele 21 ausgebildet ist· Zwischen den beiden Kupferstempeln 20 und 61 ist ein Halbleiterbauelement angeordnet, dessen Anode leitend mit der Kontaktfläche 22 und dessen Katode leitend mit der gegenüberliegenden Kontaktfläche des Kupferstempele 61 verbunden ist« Zwischen den beiden Kupferstempeln 21 und ist ein zweites Halbleiterbauelement 11 angeordnet, dessen Katode leitend mit der Kontaktfläche 23 und dessen Anode leitend mit der gegenüberliegenden Kontaktfläohe des Kupfer-Btempels 61 verbunden ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Stapel aus zwei Halbleiterbauelementen 11, die elektrisch mit den Kupferstempeln 20 und 21 und daher auch mit den Anschlußklemmen 46 und -47 der Anordnung in Serie geschaltet sind. Die Spitzenspannung in Rückwärtsrichtung einer solchen Anordnung ist relativ hoch und beträgt beispüsweise 3600 Volt. Wenn ein äußerer elektrischer Anschluß mit der Verbindungsstelle der beiden Halbleiterbauelenente erwünscht ist, dann kann eine der Kühlrippen der mittleren Gruppe 64, z.B. die Kühlrippe 64o,-verlängert werden.

Die Zwischenräume zwischen den einander zugewandten Enden der aufeinander ausgerichteten Stahlstempel bzw. der beiden Sätze 26, 62, 27 und 28, 63, 29 sind jeweils mit starren Distanzstücken 30 ausgefüllt. Die btlden Stahlstempel an den Enden dieser beiden Sätze sind daher jeweils durch zwei Distanzstücke und einen mittleren Stahlstempel 62 bzw. 63 verbunden. In der Mitte zwischen den Sätzen aus Kupfer-und Stahlstempeln und parallel zu ihnen erstreckt sich ein längerer Verbindungsbolzen 65, dessen beide, Enden mit Hilfe von Muttern 35 und 36, Isolier-

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ringen 41 und dazwischenliegenden Tellerfedern mit den zugehörigen Stempeln verbunden sind, wodunh alle Stempel in axialer Richtung zusammengedrückt und die Halbleiterbauelemente 11 bzw. die Distanzstücke 30 fest, aber lösbar, zwischen ihnen eingespannt werden. Die mechanische Verbindung zwischen der Mutter 35 und dem mittleren Kupferstempel wird bei dieser Anordnung durch den Stempel 20 und das eine Halbleiterbauelement 11 hergestellt. Um ein Driften des elektrischen Potentials des Verbindungsbiz ens 65 zu vermeiden, kann dieser mittels einer (nicht gezeigten) leitenden Klammer mit dem mittleren Kupferstempel 61 elektrisch verbunden werden.

Gemäß der Pig. 4 enthält die Anordnung zwischen den beiden Gruppen von Kühlrippen 50 und 64 bzw. 51 und 64 je eine Prallwand 56. Außerdem sind koaxiale Anschlüsse 58 für die Steuerleitungen der Thyristoren 11 vorgesehen. Im übrigen besitzt die gesamte Anordnung die gleichen Merkmale und Vorteile, die in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind. Das zweite Ausführungsbeispiel kann dadurch modifiziert werden, daß man weitere mittlere Teilanordnungen hineufügt und einen Stapel aus mindestens drei in Serie liegenden Halbleiterbauelementen bildet.

Eine dritte Auef uhrungsform der Erfindung ist in den Pig. 5, 5a und 6 dargestellt. In der hier gezeigten Anordnung sind vier Halbleiterdioden 71 parallel zueinander angeordnet. Jedes Halbleiterbauelement 71 enthält gemäß der Pig. 6 einen scheibenförmigen Halbleiterkörper 72, der zwischen den ebenen Böden 73 und 74 zweiVer taseenförmiger Elektroden angeordnet ist, deren Bänder an entgegengesetzten Enden einer Keramikhülse 75 befestigt sind,

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so daß ein aus einem Stück bestehendes, hermetisch abgedichtetes Gehäuse für den Halbleiterkörper 72 entsteht. Im Inneren des Halbletterkörpers 72 ist ein einziger großflächiger PH-Übergang ausgebildet, der zu den entgegengesetzten Endflächen im allgemeinen parallel verläuft. Die Böden 73 und 74 der tassenförmigen Elektroden dienen als Hauptelektroden bzw. als Anode und Katode des Halbleiterbauelementes.

Jedes Halbleiterbauelement liegt mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit je zwei aufeinander ausgerichteten Druckkörpern oder Kupfe^rstempeln 76 und 77, die gleichzeitig als Strom- und als Wärmeleiter dienen. Die Kupierstempel 76 und 77 besitzen einen kreisrunden Querschnitt und einen Durchmesser, der vorzugsweise größer als der des Halbleiterkörpers 72 ist. Die einander zugewandten Enden der Kupferstempel sind abgeschrägt, so daß sie in die tassenförmigen Elektroden des Halbleiterbauelementes 71 passen , und besitzen am Ende einander zugewandte Kontaktflächen 78 und 79. Die Kontaktflächen 78 und 79 sind zueinander parallel und besitzen im wesentlichen die gleiche Form wie die äußeren Kontaktflächen der Anode 73 und der Katode 74.

Zum Einspannen der vier Halbleiterbauelemente 71 sind vier parallele Sätze von axial aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln 76 und 77 vorgesehen. Gemäß der Pig. 5 sind diese vier Sätze in einem symmetrischen Muster angeordnet. Alle Kupferstempel werden mit Hilfe eines einzigen auf Zug beanspruchten Bauteils in axialer Richtung zusammengedrückt. Dieser Bauteil enthält einen Verbindungsbolzen 80 aus Stahl, der paralH, zu den Sätaen τοη Kupferatempein in deren Mitte angeordnet ist. Die beiden Enden des Verbindungsbolsens aind

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mit Hilfe zweier Muttern 81 und 82 mit den zugehörigen Kupferstempeln 76 und 77 jedes Sa&zes mechanisch verbunden. Die Verbindungsglieder zwischen den Muttern 81 und 82 und den zugehörigen Kupferstempeln enthalten in der gleichen Reihenfolge einen tassenförmigen Metallring 83, eine relativ große Tellerfeder 84, einen Ieolierring 85 aus "Myoalex" oder dergleichen, eine von vier kleineren Tellerfedern 86, von denen je eine auf einem Kupferstempel ruht, und einen von vier Stahlringen 87.

Wie aus der Pig. 6 hervorgeht, besitzen die tassenförmigen Metallringe 83 in der Mitte eine Vertiefung, in der eine Mutter 81 oder 82 angeordnet ist. Die Vertiefungen sind zur Verbesserung des Aussehens mit satt aufsitzenden Metallkappen 88 abgedeckt· Der Außendurchmesser jeder großen Tellerfeder 84 1st etwa gleich dem Durchmesser desjenigen Kreises, der die Achsen aller vier Sätze von Kupferstempeln schneidet. Infolgedessen liegen ihre Ränder über den axialen Mittelpunkten dieser Sätze. Beim Zusammenbau werden diese Tellerfedern 84 flachgedrückt und im Bedarfsfall können beide oder auch nur eine weggelassen werden. Mit dem Isolierring 85 und einer den Verbindungsbolzen 80 umgebenden iBolierhülse 89 werden Kurzschlüsse der Kupferstempel 76 und über den Verbindungsbolzen vermieden.

Die einzelnen Tellerfedern 86 Borgen für die erwünschte Elastizität der Einspannvorrichtung. Jede Tellerfeder 86 liegt auf einen axialen Vorsprung verringerten Durchmessers an Äufleren Ende des zugehörigen Kupferstempels, während seine Krone gegen einen Stahlring 87 drückt. Der Hand der Tellerfeder 86 liegt in einer passenden Ausnehmung, die - wie , - an der Innenseite des Isolierrings 85 ausgebildet

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ist. Durch diese Anordnung werden mit Hilfe des gemeinsamen, auf Zug beanspruchten Verbindungsbolzens 80 im wesentlichen gleichgroße Axialdrücke auf jeden der vier Sätze von Kupferstempeln 76, 77 übertragen.

Damit die vier Halbleiterbauelemente 71 in Parallelschaltung an eine äußere, für hohe Ströme ausgelegte Schaltungsanordnung angeschlossen werden können, sind gemäß den Pig. 5 und 6 an den Kupferstempein 76 und 77 nahe ihren inneren Enden zwei flache, rechteckige Anschlußklemmen 90 und 91 durch Hartlötung oder dergleichen befestigt. An den äußeren Enden dieser Anschlußklemmen sind Löcher vorgesehen, damit eie mit geeigneten (nioht gezeigten), elektrisch leitenden Stützkörpern verschraubt werfien können. Um die Wärmeableitung von den verschiedenen Kupferstempeln 76 und 77 zu fördern, sind diese mit zwei Gtauppen 92 und 95 vnn beabstandeten Kühlrippen aus Metall ausgerüstet. Die Kühlrippen jeder Gruppe sind durch Abstendsringe 94 voneinander getrennt und durch Hartlötung oder dergleichen an den Kupferstempein befestigt. Der Durchmesser des äußeren Endes jedes Kupferstempels kann im Bedarfsfall mit zunehmendem axialen "Abstand gegenüber einer - Anschlußklemme 9O₉ 91 fortschreitend verringert werden. Gemäß einer anderen Ausfuhrungsform können die Kühlrippen in jeder Gruppe parallel su den Achsen der Kupferstempel angeordnet und alt der zugehörigen Anschlußklemme verbunden sein, in welchen PaHe die Kupieretempel zu bloßen Stotsen verkürzt sein könnten, die aus den einander zugewandten Oberflächen der Aneohlußklemmen 90 und 91 herausragen.

Bei Druckluftkühlung kann die in den Pig. 5 und 6 dargestellte Halbleitergleichrichteranordnung fortlaufend 2500 Ampere (mittlerer Vorwärtsstrom) führen. Im übrigen besitzt diese für hohe Ströme geeignete Anordnung auch diejenigen Vorteile, die in Verbindung mit dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt sind. Hinzu kommen jedoch noch Ewei weitere Vorteile.

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Erstens wird mittels eines einzigen Verbindungsbolzens, innerhalb einer relativ kompakten, für hohe Ströme geeigneten Anordnung, ein hoher Kontaktdruck gleichförmig und normal zu jedem einer Vielzahl einzelner Halbleitergleichrichter übertragen. Eine nahezu gleiche Aufteilung des Kontaktdruckes ist außerordentlich wichtig, wenn bei parallel geschalteten Halbleiterbauelementen eine ausgeglichene Stromverteilung erreicht werden soll.

Die beschriebene Anordnung ist zweitens außergewöhnlich vielseitig, da mit Hilfe einer relativ kleinen Anzahl von Grundkomponenten sehr viele verschiedene Schaltungsanordnungen zusammengesetzt werden können. Bei den drei bereits beschriebenen und bei den später noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen werden Thyristoren und/oder Dioden aus nur zwei handelsüblichen, genormten, in Serienprodukten hergestellten Gruppen von Halbleiterbauelementen verwendet.

In den Pig. 7,7a,8 und 9 sind zwei weitere Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. Hierbei sind zwei inversparallel geschaltete Thyristoren gemeinsam in einer wassergekühlten Anordnung untergebracht, die als Wechselstromschalter für 1 200 Ampere (Effektivwert) verwendet werden kann. Die Halbleitergleichrichter sind wiederum mit 11 bezeichnet. Wie aus der Pig. 7a hervorgeht, ist das eine Halbleiterbauelement 11 mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit zwei axial aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln 100 und 101 und das andere Halbleiterbauelement 11 mechanisch zwischen und elektrisch in Serie mit zwei weiteren, axial aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln 102 und 103 angeordnet. Diese beiden Sätze von aufeinander ausgerichteten Kupferstempeln liegen zueinander und zu einem

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dritten Satz von aufeinander ausgerichteten Stahlstempeln 104 und 105 parallel, zwischen denen ein starres Distanzstück 30 angeordnet ist.

In Übereinstimmung mit den Pig. 7 und 9 sind die drei Sätze von Stempeln 100,101 bzw. 102,103 bzw. 104,105 in Art eines Dreibeins symmetrisch zueinander angeordnet. Alle drei Sätze von Stempeln werden in axialer Richtung zusammengedrückt, so daß die Kupferstempel feet gegen die Hauptelektroden 13 und 14 der zugehörigen Halbleiterbauelemente 11 gepreßt sind, und zwar mit Hilfe einer Einspannvorrichtung, die ein einziges, auf Zug beanspruchtes Bauteil, vorzugsweise einen mit Isoliermaterial ummantelten Verbindungsbolzen 106 aus Stahl, enthält, der in der Mittelzwischen und parallel zu den drei Sätzen angeordnet ist. Das eine Ende des Verbindungsbolzens 106 ist mittels einer Mutter 36, einer Tellerfeder 37 und eines iBolierrings 41 mit den äußeren Enden der Stempel 101,103 und verbunden. In ähnlicher Weise ist das andere Ende des Verbindungsbolzen mit den Stempeln 100,102 und 104 verbunden, außer daß hier der isolierring 41 fehlt. Infolgedessen befinden sich der Verbindungsbolzen 106 und die beiden Muttern 35 und 36 auf dem gleichen elektrischen Potential wie die Kupferstempel 100 und 102.

Die bei den in den Pig. 7-9 gezeigten AusfUhrungsbeigpielen verwendeten Teile der Einspannvorrichtung zum Übertragen eines gleiohförmigen Drucks sind die gleichen wie die, die auch in den Ausführungsbeispielen nach den Pig. 1-3 verwendet sind. In den Ausführungebeispielen der Fig. 7-9 sind jedoch zwei Halbleiterbauelemente 11 parallel geschaltet. Die Anschlußalemente zum Verbinden der Halbleiterbauelemente rait einer äußeren elektrischen SohaltungB-

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anordnung und zum mechanischen Befestigen der gesamten Anordnung enthalten zwei hohle Wärneaenken 107 und 108 aus einem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise Kupfer. Die äußeren Enden der Kupferstempel 100 und 102 verlaufen durch die Wärmesenke 107· Sin aus dieser herausragender Arm 107A dient als Anschlußklemme für dieee beiden Stempel. Die äußeren Enden der Kupierstempel 101 und 103 verlaufen durch die andere Wärmesenke 108. Ein aus dieser herausragender Arm 108 dient als Anschlußklemme für diese beiden Kupferstempel.

Zum Herstellen eines Wechselstromschalters sind die beiden Halbleiterbauelemente 11 gemäß der Pig. 7A invers gepolt, indem die Anschlußklemme 107A über den Kupferstempel 100 mit der Anode 13 des ersten Halbleiterbauelementes und über den Kupferstempel 102 mit der Katode 14 des anderen Halbleiterbauelementes und die Anschlußklemme 108a über den Kupferstempel 101 alt der Katode 14 des ersten Halbleiterbauelementes und über den Kupferstempel 103 mit der Anode 13 des anderen Halbleiterbauelementes verbunden ist. Damit zwischen den entsprechenden Kupferstempein und den invers gepolten Halbleiterbauelementen 11 ein guter elektrischer und thermischer Kontakt besteht, sind die einander zugewandten Enden der Kupferstempel 100 und 101 in derselben Weise wie die einander zugewandten Enden der Kupferstempel 20 und 21 im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ausgebildet, während das innere Ende dee Kupferstempels 102 genau wie das des Kupferstempels 101 und das innere Ende des Kupferstempels 103 genau wie das des Kupferstempels 100 ausgebildet ist. Die koaxialen Anschlüsse 58 für die Steuerleitungen zu den Steuerelektroden 16 der Halbleiterbauelemente 11 sind auf Isolierplatten 109 befestigt, die in UbtreinstimiDung mit der Pig. 9 an den Wärmesenken 107 und 108 befestigt sind.

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Um einen möglichst hohen Strom durch den Wechselstromschalter ZiU erhalten, wird die Wärme dadurch von den Kupferatenpeln 100 bis 103 und damit von den Halbleiterbauelementen 11 abgeleitet, daß man durch die beiden hohlen Wärmesenken 107 und 108 Wasser strömen läßt. Jede Wärmesenke enthält eine Einlaßöffnung 110 für Kühlwasser, eine spiralförmige Leitung 111, die einen der Kupferstempel zweimal umschlingt, eine Leitung 112 zu einer weiteren spiralförmigen Leitung, die den anderen, in der gleichen Wärmesenke befindlichen Kupferetesipel zweimal umschlingt und eine Auslaßöffnung 113. Wie aus der Fig. 8 hervorgeht, enthält die spiralförmige Leitung 111 vorzugsweise zwei ringförmige Nuten, die in verschiedenen Höhen im Mantel des KupferstempelB ausgebildet sind, eine Öffnung zum vertikalen Verbinden zwischen den beiden Nuten und zwei Stöpsel 114, mit denen die Nuten jeweils auf entgegengesetzten Seiten dieser Öffnung verschlossen werden. Der Durchmesser jedes Kupferstenpels nimmt mit zunehmendem axialen Abstand vom Halbleiterbauelement 11 fortschreitend ab, damit dem Kühlwasser im heißeren Bereich der Stempel eine größere Oberfläche ausgesetzt let.-

Zur Ableitung der Wärme von den Kupferstempein können auch andere Einrichtungen verwendet werden. In Bedarfsfall können die Kupferstempel beispielsweise kurze Stutzen sein, die aus massiven, wassergekühlten Wärmesenken herausragen, die selbst zwischen diesen Stempeln und den Tellerfedern eingespannt sind.

Die Vielseitigkeit der beschriebenen Anordnungen wird noch deutlicher, wenn man an Hand der Pig. 10a-10e verschiedene Kombinationsmöglichkeiten betrachtet.

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Xn der flg. 10« sind ein Thyristor 11 und eine fittokkopplungediode 71 invere-paralltl «wischen swel Aneehlußkleasjen 115 und 116 gescheitet. Bei einer derartigen Anordnung ist der Thyristor 11 unter Brück zwischen zwei Aufeinander auegerichteten Kupfereteapeln 117 und 116 angeordnet, wobei βeine Anode alt dea Kupfersteapel 117 und seine Katode alt dea Kupferstenpel 118 in Berührung steht· Sie Diode 71 ist dagegen unter Druck zwieohen zwei aufeinander ausgerichteten Kupferstsapeln 119 und 120 angeordnet, wobei Ihre Katode alt dea Kupfersteapel 119 und Ihre Anode alt dea Kupfersteapel 120 in Berührung steht· Die Anechlußkleaae 115 ist dabei an den Kupferstsapein 117 und 119 und die AnsohluBkleaae 116 an den Kupfersteapeln 118 und 120 befestigt· In Übereinstlaaung alt der Fig. 10a ist parallel zu den beiden Sätetη von Kupfereteapeln 117*116 und 119t120 «In weiterer Sate von aufeinander ausgerichteten Druckkörpern 121 und 122 angeordnet, zwischen denen ein starres Abstandsstück 30 eingespannt ist« Die drei Sätεβ werden ait Hilfe einee In der Mitte angeordneten, auf Zug beanspruchten Bauteile, alt dessen Enden sie aeehanisch verbunden sind« In axialer Richtung cusaaaengedrüokt· Der auf 2ug beanspruchte Bauteil ist In diessr eoheaatisohen Dareteilung, in der sowohl elektrische als auch aeohanieche Einzelheiten dargestellt sind, nicht geselgt.

Bei einer Abwandlung des AuefUhrungsbeispiele naoh der Fig. 10a könnten die beiden Kupfersteapel 119 und 120 einea aua drei oder aehreren, aufeinander ausgerichteten Kupfereteopelii beetehenden Satz angehören, in dea swei in Serie liegende Rückkopplungedioden 71 angeordnet eind, wobei an den aittleren Kupfersteapel dieeee Satzee eine AnechluBkleaae angebracht sein könnte, daait die Verbindungsstelle zwlechen den beiden Dioden an eine äußere elek-

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triacbe Schaltungsanordnung anaohlieflbar ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach der fig. 10b sind drei voneinander getrennte Halbleiterbauelenente 11 zwischen den einander zugewandten Enden von in Achsrichtung iusamraengedrückten Kupierstenpeln 123,124 angeordnet ι die zu einen von drei parallelen Säteen gehären, Daher liegen alle Halbleiterbauelenente elektrisch parallel awiaohen zwei Anschlußklemmen 125 bzw. 126, die mit den ersten Stempeln 123 bzw· nit den zweiten Stenpeln 124 jede* 8atzea verbunden sind. Bieae für hohe Ströae geeignete Anordnung kann koaxial gemacht werden, inden nan den (nioht gaselgten) auf Zug beanspruchten Bauteil ale Teil de? elektrischen Zuleitungen verwendet. Zu dleaen Zweck könnte dieter Sauteil aua einen geeigneten, elektriaeh leitenden Material bestehen. In der Verbindung »wischen »einen unteren ludβ und den Kupferstenpeln 24 würde dann keine elektrische Isolierung vorgesehen sein, wie es beispielsweise in den Ausführungabeiapielen der Fig. 7-9 der ?all lrfc. Sa« obere Ende des auf Zug beanspruchten Bauteils dient dann als Ansohlußklenne 126·

Die Anordnung nach der fig. 1Oo ist wie die nach der Yig. 7a ein Weohselstronaohalter, der Jedoch gleichzeitig nit einer Steuerschaltung für die beiden Thyristoren 11 ausgerüstet ist· Die Steuerschaltung ist in einen Gehäuse untergebracht, welches anstelle eines Distanzstückes 30 zwischen den einander zugewandten Enden eines Satses von axial ausgerichteten Stenpeln 128 und 129 angeordnet ist. Die Stempel 128 bzw* 129 sind dabei an diejenigen Anschlußklemmen 130 bzw. 131 angeschlossen, zwisohen die die beiden Thyristoren invers-parallel geschaltet sind, so daß diese Stempel den zugehörigen Thyristoren als Bezugspunkte für

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die Steuersignale dienen können. Dabei kann weiterhin die Pötentialdifferens »wieeben den beiden Stempeln 128 und 129, dit dann beetent, wann keiner de; Thyristoren leitend ist, ala Speisespannung für die Steueraebaltung verwendet werden. Sie Steuerschaltung let über Steuerleitungen 132 und 133 alt den Steuerelektroden der entsprechenden Thyristoren 11 verbunden. Der Betrieb der Steuerschaltung kann Kittels geeignet angekoppelter einrichtungen geeteuert oder überwacht werden·

In der fig. 1Od let eine Anordnung gegeigt, in der sechs Halbleiterbauelemente 71 zu einen Dreiphaaen-Gleichrichter verbunden sind, Dieee Anordnung enthält drei parallele Sät«β aua je drei axial aufeinander ausgerichteten SteepβIn 134*135 und 136, zwischen deren einander zugewandten Enden die Halbleiterbauelemente 71 eingespannt sind. Die Anechlußelemente enthalten eine Anschlußklee»β 137a für Gleichstroa, die alt dem eraten Steapel 134 jedes Sat«es und daher »it den Katoden der drei Halbleiterbauelemente 71 verbunden ist, eine «weite Anschlufikleeee 137b für Gleichstrom, die alt den dritten Stevpeln 136 jedes Satzes und dealt ait de» Anoden der anderen drei Halbleiterbauelemente 71 verbunden let, sowie je eine Ansohlußklemme 138a, 138b,138o für Wechselstrom, die jeweils mit einem mittleren Stempel 135 jedea fiatzee verbunden ist.

Hn Dreiphasen-Brüekengleiohriohter kann nach Art der fig« 10a susaamengesetst werden. Diese Anordnung nach der flg. 1Oe enthält zwei beabstandete, axial aufeinander ausgerichtete Kupferstempel 141 und 142, zwischen denen weitere auf sie ausgerichtete Kupferetempel 143,144,145, 146 und 147 angeordnet sind. Jeweils zwischen zwei zuean-

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■angehörenden Kupferateapela aind Halbleiterbauelement· 71 angeordnet. Dea Sate iron Kupferateapeln 141-147 liegen zwei entapreohende SätEe von aufeinander auegeriohteten Stahleteapeln parallel, die durch eine Yleleahl von iaolierenden DistanzetÜcken 3o verbunden sind. All« Stempel werden Bit Hilfe einea (nicht gezeigten) In dar Mitte angeordneten, langen Verbindungeboleene in axialer ftichtung auaaaaengedrückt. Die Aneohlußelementβ für dleae Anordnung enthalten eine Anschlußklemme 146a für GIelohetrom, die ait dea eraten und fünften⁴Kupfereteapel 141 und 146 und daher alt den Katoden dreier Halbleiterbauelemente 71 verbunden 1st, eine «weite Anachlufikleaae 146b für Ölelohetrom, die alt dea dritten und aiebtan Kupferataapel 144 und und daher mit den Anoden der anderen drei Halbleiterbauelemente 71 verbunden tat, aοwie drei weitere Anaohlulkleaaen 149a,149b und 149c für Weoheelatroa, die alt dea Eweiten, vierten und aeeheten Kupiereteapel 143ι145 und 147 verbunden aind·

Außer den hler beaehrlebenen Auaftthrungaforaen gibt ea noch viele andere KoabinatlbnaaBgllohkelten« Beiaplelaweiae können ewei Kupferateapel und ein Stehleteapel tu eine« 8ats von aufeinander auegeriehteten Metalleteapeln koabiniert werden, wobei ewieohen den beiden Kupferateapalm »In Halbleiterbauelement und «wieoben dem ßtahlateapel «md dem angreneenden Kupferataapel tin Diatantitttok angeordnet iat und dieser angrenzende Kupferataapel geeignete Anechlufieleaente aufweiet.

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Claims (1)

1. FatentaneprUohe

   1. Halbleitergleichrichteranordnung »it zwei oder mehreren, in einen verachloeaenen Gehäuse untergebrachten Halbleitergleichriohtern, die Bwei Hauptelektroden aufweisen, g β k e η η ζ ei chnet durch drei oder mehr parallele Sätze aus mindestens je zwei axial aufeinander ausgerichteten Metallstempeln (20,21 bzw. 26,27 bzw. 28,29), zwischen deren einander zugewandten, senkrecht zur gemeinsamen Achse des jeweiligen Satzes liegenden Endflächen (22,23 bzw. 32,33) je ein Halbleitergleichrichter (11) eingespannt ist, wobei die Endflächen jeweils an Kontaktflächen anliegen, die an den Außenseiten der einen Seil des Gehäuses bildenden Hauptelektroden (13,14) ausgebildet sind, parallel zu den Endflächen (22,23 bzw. 32,33) liegen und nit diesen einen groiflächigen Kontakt bilden, und durch eine Einspannvorrichtung zu« übertragen «inet Axialdrucke auf die Metallsteepel, die einen auf Zug beanspruchten Bauteil (34) enthält, der in der Mitte zwischen den Sätzen von Metallsteapeln und parallel zu diesen angeordnet ist und dessen beide Enden alt den zugehörigen Metallsteepeln jedes Satzes mechanisch verbunden sind·

   2· Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf Zug beanspruchte Bauteil (34) ein Verbindungsbolzen (34) ist, der zwischen dessen beiden finden und den zugehörigen Enden der Metallsteapel je eine Einrichtung (35,37) eua übertragen des Axlaldruoks auf die Metallsteapel vorgesehen ist, und dal wenigstens die eine der beiden Einrichtungen einen Isolierkörper (41) enthält, alt des Kurzschlüsse zwischen den beiden Stempeln (20,21) jedes Satzes über den Verbindungsbolzen (34) vermieden werden.

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   3. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Übertragen dea Axialdrucke eine Tellerfeder (37) aufweisen, deren Krone (38) jeweils «it den einen Ende des Verbindungsbolzene verbunden iat und deren Rand (39) die Achsen aller Sätze au« Met allst eiupeln schneidet.

   4· Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß zum Anschließen der verschiedenen Halbleiterbauelemente in _A Parallelschaltung an eine äußere, elektrische Schaltungsanordnung die Metallst eiBpel (20,21) alt Anschluß element en ausgerüstet sind, die eine erste, «it de« einen Steapel jedes Satzes verbundene Ansohlußkle»»e (46) und eine zweite, ait dem anderen Steapel jedes Satzes verbundene Anschlußklemme (47) enthalten.

   5. Halbleitergleiohriohteranordnung nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, daß zwei Halbleitergleichrichter (11) vorgesehen sind, wobei die Katode des einen und die Anode des anderen «it der ersten Ansohlußklemae (107a) und die Anode des einen und die Katode des anderen «it der zweiten Ansohluekle»«e (108a) verbunden sind (Pig, 7a).

   6. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Ansohlußklennen (46,47) derart ausgebildet sind, dafl sie gleichzeitig aur meohanisehen Befestigung der Anordnung verwendbar sind.

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   7. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennieiohnet, daß zwiaohen den einander zugewandten Enden der Stempel mindestens eines Satιta ein Distanzsttick (30) aus einen elektrisch isolierenden Material angeordnet ist,

   8. Halbleitergleiohriehteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Stempel (20,21), zwischen denen ein Halbleiterbauelement (11) eingespannt iat, zur verbesserten Kühlung derselben mit je einer Gruppe (50,51) von Wärmeabieiteinrichtungen ausgerüstet sind.

   9« Halbleitergleiohrichteranordnung naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der auf Zug beanspruchte Sauteil aus einem elektrisch leitenden Material besteht, und «it je eines Stempel jedes Sattes elektrisch verbunden ist, und daß die Ansohlußeleaente dieses eine Ende des auf Zug beanspruchten Bauteils und einen elektrischen Leiter enthalten, der mit den zweiten Stempeln jedes Satses verbunden ist·

   10· Halbltitergleichriohttranordnung naoh Anspruch 1, daduroh gtkennieiohnet, daß mindesten· einer dtr Halbleitergleichrichter ein thyristor ist, an dessen Steuerelektrode eint Steuerschaltung (127) angtschlotitn ist, wtloht sioh in sine« Oehäus· befindet, da« iwiechtη den tinandtr suftwandten Enden der beiden Sttmpel (128,129) tines vorgewählten Satzes angeordnet 1st 10o).

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   11. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal jeder Sate von Metallsteapeln drei axial aufeinander ausgerichtete Metallsteapel enthält, wobei die einander zugewandten Enden des ersten und zweiten bzw. des zweiten und dritten Steapele Endflächen aufweisen» die parallel sueinander und senkrecht zur geneinsaaen Achse dieses Satzes angeordnet sind» und daß zwischen den Endflächen des ersten und zweiten bzw. des zweiten und dritten Metallsteapels Mindestens einee Satzes Halbleiterbauelemente (11) angeordnet sind« die fflittele der auf den ersten und dritten Metallstespel aller Sätze einwirkenden Einspannvorrichtung unter Druck eingespannt sind (Fig. 4,4a)·

   12. Halbleitergleiohriehteranordnung naoh Anspruch 11» dadurch gekenneeichnet, daß jeder der drei Mttallifceipel (20,61,21) des swei Halbleiterbauelemente einspannenden Satses ■it einer Tielsahl von beabetandeten Kühlrippen (510,64,51) Ausgerüstet ist.

   13« Halbleiterglelchrithteranordnung naeh Anspruch 11, gekennzeichnet d u r ο h drei parallele ■ Sätze aus je drei axial zueinander ausgerichteten Metallsteapeln (134,135,196)» zwischen denen insgesamt sech· Halbleiterbauelemente (71) eingespannt eind^und durch drei Anschlufiklewien (137a,b|138 a,b,o), von denen die eine mit den ersten, die zweite Hit den zweiten und die dritte jeweils ait den dritten Netallstenpeln jedes Satzes verbunden ist.

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   14. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch drei parallele Sätze aus Metallstempeln, von denen mindestens einer aus drei Metallstempeln besteht, zwischen denen insgesamt zwei Halbleiterbauelemente eingespannt sind, während die restlichen Sätze aus je zwei Metallstempeln bestehen, zwischen denen je ein Distanzstück (30) aus einem elektrisch isolierenden Material eingespannt ist.

   15. Halbleitergleichrichteranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Anschlußklemme mit den oberen bzw. unteren Stempeln aller Sätze und eine dritte Anschlußklemme mit dem mittleren Stempel des aus drei Stempeln bestehenden Satzes verbunden sind.

   16. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-15» dadurch gekennzeichnet , daß dae eine Ende des ersten Stempels jedes Satzes mit einer Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material (41) bedeckt ist, die mit einer ebenen, harten Metallkappe (45) bedeckt ist, gegen die der Rand (39) der Tellerfeder (37) drückt.

   17· Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den beiden Gruppen (50,51) aus als Kühlrippen ausgebildeten Wärmeablelteinrichtungen eine Prallwand (56) aus Isoliermaterial vorgesehen ist, die eine Luftströmung in einem zwischen diesen beiden Gruppen liegenden, aber nicht unmittelbar an diese Gruppen angrenzenden Raun, in dem das Halbleiterbauelement angeordnet ist, verhindert.

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   18. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet , daß parallel zu mindestens einem Satz aus zwei oder mehreren, aufeinander ausgerichteten Metallstempeln, zwischen denen ein oder mehrere Halbleiterbau- X elemente eingespannt sind, mindestens ein Satz von mehr als \ zwei aufeinander ausgerichteten Metallstempeln angeordnet ^ ist, die durch je ein Distanzstüok (30) aus einem elektrisch isolierenden Material auf Abstand gehalten und durch die ' Einspannvorrichtung einem Axialdruck ausgesetzt sind \

   (Pig. 1Oe). i

   19. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder

   mehreren der Ansprüohe 1-18, dadurch gekenn- ^ zeichnet , daß die Gruppen (50,51) von Wärmeableiteinrichtungen aus einer Vielzahl von beabstandeten Kühlrippen : bestehen.

   20. Halbleitergleichrichteranordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Gehäuse der eingespannten Halbleiterbauelemente und den einspannenden Metallstempeln ein Körper (53) aus einem nachgiebigen Material angeordnet ist, durch den die mechanische Stabilität des / Gehäuses trotz der Druckeinwirkung auf die Hauptelektroden ' (13,14) gteichert ist.

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