DE1614977A1 - Semiconductor component with a semiconductor element enclosed in a housing - Google Patents

Semiconductor component with a semiconductor element enclosed in a housing

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DE1614977A1
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Wolfgang Grobe
Eberhard Petzold
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Halbleiterwerk Frankfurt Oder VEB
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Halbleiterwerk Frankfurt Oder VEB
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Description

Halbleiterbauelement mit-einem in einem Gehäuse eingeschlossenen Halbleiterelement y Die Erfindung betrifft die Verbesserung des Aufbaues eines Halbtleiterbauelementes mit einem im Gehäuse angeordneten Halbleiter- element, vorzugsweise für Halbleiterleistungsbauelementemit Strom- stärken über 10 A, insbesondere Gleichrichterdioden und Thyristoren. Bei der Konstruktion neuer Bauelemente ist es allgemein Aufgabe, da- hingehend zu wirken, daß eine hohe Funktionssicherheit und eine ge- ringe Auzschußquote bei Anwendung einfacher Herstellungsverfahren gewährleistet ist. Diese Forderungen werden im wesentlichen durch das jeweils in Anwendung gebrachte Kontaktierveriahren, die Ver- -schlußtechnik und die Anordnung der Elektroden beeinflußt. A semiconductor device comprising-an enclosed within a housing semiconductor element y, the invention relates to the improvement of the structure of a Halbtleiterbauelementes with a housing arranged in the semiconductor element, preferably for Halbleiterleistungsbauelementemit current strengths about 10 A, in particular rectifier diodes and thyristors. When designing new components, it is generally the task to work to ensure that a high level of functional reliability and a low reject rate are ensured when using simple manufacturing processes . These requirements are substantially -schlußtechnik by the application placed in each Kontaktierveriahren, the supply and affects the arrangement of the electrodes.

Bei den 4ntakterverfahren treten neben den verschiedenen Hart-' und Weichlötungen die Druckkontakt-Konstruktionen immer mehr in den Vordergrund. Die Ursache hierfür liegt darin, claß beim Druck- kontaktieren keine unerwünschten mechanischen Spannungen auftreten können, wie das bekanriterweise bei allen Lötverfahren, hervorge- rufen durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der Fall ist. In the 4-stroke process , in addition to the various hard and soft soldering, the pressure contact constructions are increasingly coming to the fore. The reason for this is that no undesirable mechanical stresses can occur during pressure contact, as is known to be the case with all soldering processes, caused by the different thermal expansion coefficients .

Nachteilig ist ferner, daß Lötprozesse, insbesondere die Hartlötung, mit zusätzlichen Temperprozessen für das Halbleiterelement verbunden sind, die sich: im allgemeinen schädlich auf die elektri- schen Eigenschaften des Halbleiterbauelementes auswirken und die Herstellungskosten erhöhen. Wesentlich günstiger liegen die Verhältnisse bei der Druckkontaktierung. Prinzipiell werden hierbei die stromzuführenden Bauteile mit Hilfe. von Federn an die Elektrodenflächen des Halbleiterelementes gedrückt und dadurch reit diesen kontaktiert. Vsitere Vorteile dienen Verfahrens bestehen daria,» daß die Oberflächealaarbeituag des pno-#Überganges vor der tontabm tierurig an Halbleiterelement vorgenommen werden kann und äaß ther- mische @r#üdungserschelauagen sowie Zerstörungen infolge mechani- scher Spannungen ausgeschlossen sind. Diese zweifellos vorteilhaften Wirkungen der Druekkontaktierung werden jedoch zum teil durch die bekannten Versahlußverfahren wieder aufgehoben, Worden z.B. die stromzuführenden Gehäuseteile um das Halbleiterelement herum zu einer dichten Kapsel verschlossen, so sind insbesondere bei Bauelementen hoher Leistung diese Gehäu- seteile miteinander verschweißt, verlötet oder verprellt. Ähnlich wie bei den Kontaktierverfahren beeinträchtigen auch diese Ver_ schlu3verfahren durch die dabei auftretende Y'airmebildung das Bau- element ungünstig. So werden neben den bereits dargelegten Nachteilen der möchanischen Verspannung u.a. auch durch die Schweiß», Lot- bzw. Fluflmitteldämpfe die Eigenschaften des Halbleiterelements negativ beeinflußt. A further disadvantage is that soldering processes, in particular the brazing, are connected to additional tempering processes for the semiconductor element, which are: generally detrimental to the electrical properties of the semiconductor device and increase the manufacturing cost. The conditions for pressure contact are much more favorable. In principle, the components to be supplied with power are used here. pressed by springs against the electrode surfaces of the semiconductor element and thereby rides it contacted. Vsitere advantages serve the procedure consist daria , » that the surface area work of the pno- # transition before the tonabm can be carried out severely on the semiconductor element and mixed @ r # mud flurry as well as destruction as a result of mechanical shear tensions are excluded. These undoubtedly advantageous effects of the pressure contact are partially canceled by the known Versahlußverfahren, if, for example, the current-carrying housing parts were sealed around the semiconductor element to form a tight capsule, then these parts of the housing are welded, soldered or bounced together, especially in the case of high- performance components. Similar to the contacting method these Ver_ affect schlu3verfahren by the thereby occurring Y'airmebildung the construction element unfavorable. Thus , in addition to the disadvantages of mechanical tension, which have already been explained, the properties of the semiconductor element are also negatively influenced by the welding, soldering and fluxing agent vapors.

Ein wesentlicher Nachteil dieser 4nstruktianen besteht darin, daß einmal montierte Bauteile nach einem Ausfall des Halbleiterelementes oder wegen @ndict@gk®it au der Verschlußstelle nicht wieder ver- wendbar sind. A major disadvantage of this 4nstruktianen is that once mounted components are not again comparable reversible after a failure of the semiconductor element or because ndict @ @ gk®it au the closure point.

Bei der Anwendung der Druckkontaktiarung in Verbindung mit einem dieser Versohlußverfahren besteht ferner das Problem, das gesaats Druckerseugungssystem,wio Federelement und Widerlager innerhalb des Gehäuses mit unterzubringen. Hieraus crGoben sich relativ große Gehäuseabmessun-en und sehwe&- bahdrrsehbare Toleranzen für die Gebäuseeinzslteile, so daß bereits bei der Herstellung der Einzelbauteile für das Bauelement und dessen Monta,e, sowie im späteren Ein- satz eine hohe #uaschußeao to eintreten kann. When using pressure contact in connection with one of these Versohlußverfahren there is also the problem of accommodating the entire pressure suction system, such as the spring element and abutment, within the housing . From this crGoben relatively large Gehäuseabmessun's and sehwe & - bahdrrsehbare tolerances for Gebäuseeinzslteile so that may occur during the production of individual components for the device and its Monta, e, and later set a high input # uaschußeao to.

Iris diesen Herstellun-sverfahren hat sich das Konstruktionsprinzip der Scheibenzelle für Leistungsbauelemente entwickelt. Der Vorteil, der sich hieraus ergibt, besteht darin, daS die in der SperrschiaM auftretende Verluaiuära ee nach be t den Seiten der Kühlkörper abgeführlt und durch den von außen wirkernd,en Kohfaktäruck das Bauelement selbst relativ klein :-ehalten werden Kann. Zweck der Erfindung ist es, eine Scheibenzelle mit vereinfachter Tecinologie bei gleichzeitiger Senkung der Fertigungskosten und hoher Ausbeute zu schaffen. In this manufacturing process , the construction principle of the disc cell for power components has developed. The advantage resulting therefrom, is that which occurs in the SperrschiaM Verluaiuära ee to be t the sides of the heat sink abgeführlt and even relatively small by the wirkernd from the outside, s Kohfaktäruck the device: Can be -ehalten. Purpose of the invention is to provide a disk with simplified cell Tecinologie while reducing the manufacturing cost and high yield.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Sockel und die Deck- platte der Scheibenzelle derart auszubilden, daß die einzelnen Teile des Bauelementes in einem technologisch einfachen fertigungsschritt kontaktiert und gleichzeitig verschlossen werden. Außerdem soll die Zelle so aufgebaut werden, daß bei einem Ausfall-Aas de- fekte '1'cil ohne Schwierigkeiten ausgewechselt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der von außen wirkende Druck für die KontaktierunG des Halbleiterelementes mit den stromzuführenden Gehäuseteilen gleichzeitig-zum Verschliessen des gesamten Bauelementekörpers ausgenutzt wird. Um den hermetischen Verschluß zu bewirken, sind in den als Deck- und Grundplatte ausgebildeten Elektroden ringförmige Dichtungsflächen vorge- sehen, auf denen sich Kunststoff- oder Gummiringe als Dichtungs- material befinden. Zwischen diesen Ringen der Deck- und Grundplatt te ist ein Isolierstück aus beispielsweise Glas, Keramik oder Kunst- t stoff angeordnet. The invention is based on the object of designing the base and the cover plate of the disk cell in such a way that the individual parts of the component are contacted and simultaneously closed in a technologically simple production step. In addition, the cell should be constructed so that in case of failure Aas-de- can be replaced without difficulty 1'cil 'fect. According to the invention , this object is achieved in that the pressure acting from the outside for contacting the semiconductor element with the current-supplying housing parts is simultaneously used to close the entire component body . In order to effect the hermetic seal, annular sealing surfaces are provided in the electrodes designed as cover and base plates , on which there are plastic or rubber rings as sealing material. An insulating piece made of, for example, glass, ceramic or plastic is arranged between these rings of the cover plate and base plate.

Der von außen wirkende Druck-wird hierbei durch den Einsatz von Sotrennten in der Federwirkung unterschiedlicher Materialien innerhalb der Zelle ab aufgeteilt, daß die einzelnen Kontaktflächen mit unter- schiedlichem Druck pro Flächeneinheit belastet werden. Der Spanndruck wird also gleichmäßig oder unterschiedlich in zwei oder mehrere Komponenten aufgegliedert. s Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß z.B. bei ei- ner Thyristoranordnung die Steuerelektrode mit ihrem lnschluß seit- lich oder zentrisch aus der Scheibenanordnung herausgeführt ist und ebenfalls. durch Kunststoff- oder Gummiringe der hermetische Vorschluß erfolgt. Wesentlich ist hierbei, daß zwischen Halbleiterelement und den Steuerelektroden eine lösbare Verbindung vorhanien ist. Die Steuerelektrode ist bei einer vorgesehenen seitlichen HerausfUhrung beispielsweise als Ringkontakt ausgebildet und lediglich mit dqm äußeren Steuerkontaktanschluß flexibel verbunden. Die ringförmige Steu- erelektrode liegt hierbei auf der Steuerkontaktfläche auf. Die Auswrechselbarkeit des Halbleiterelementes ist auch dann gegeben, wenn der Ringkontakt mit einem oder mehreren Elektrodenanschlüssen durch das Isolierstück geführt und mit diesem, z.B, durch Löten, fest verbunden ist. -Eine weitere Möglichkeit Ger konstruktiven Ausbildung der Elektrodendurchführung besteht darin, daß die AnschluBkontakte aus einer oder mehreren metallischen Flächen oder Segmenten bestehen, die ein- oder beidseitig auf ein Isoliermaterial aufgebracht durch den isolierenden Teil des Gehäuses geführt sind. The pressure acting from outside is divided up in the spring action of different materials within the cell through the use of sot separators, so that the individual contact surfaces are loaded with different pressures per unit area. The clamping pressure is divided equally or differently into two or more components . s A further feature of the invention is that, for example, is in egg ner thyristor control electrode with their lateral lnschluß Lich or centrally of the disc assembly taken out and likewise. the hermetic pre- seal takes place by means of plastic or rubber rings. It is essential here that there is a detachable connection between the semiconductor element and the control electrodes . The control electrode is designed, for example, as a ring contact if there is a lateral lead-out and is only flexibly connected to the external control contact connection. The ring-shaped control electrode rests on the control contact surface. The Auswrechselbarkeit of the semiconductor element is also present if the ring contact is connected to one or more electrode terminals led through the insulator and with this, for example, by soldering, firmly. - Another possibility Ger constructive formation of the electrode leadthrough is that the connection contacts consist of one or more metallic surfaces or segments , which are applied to an insulating material on one or both sides and passed through the insulating part of the housing.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, die Steuerelektrode mit ihrem Anschluß zentrisch durch die Deckplatte und dem Kühlkörper mittels einer Steckbuchse herauszuführen.. Durch diese zentrische Anordnung der Steuerelektrode ergeben sich günstigere Durchschaltzeiten. Es ist ferner nicht notwendig, die Außenfläche des Isola- tionsteiles zusätzlich zur Einhaltung der Kriechstrecke zu ver- größern. Euch innerhalb der zentrisch herausgeführten Steckbuchse der Steuerelektrode ist für den Kontaktdruck ein Gummiring vorge- sehen, der neben der Funktion der Federung gleichzeitig als Dichtun- und Isolator wirkt. According to the invention it is further provided that the control electrode with its connection is led out centrally through the cover plate and the heat sink by means of a socket. This central arrangement of the control electrode results in more favorable switching times. Furthermore, it is not necessary to enlarge the outer surface of the insulation part in addition to maintaining the creepage distance . A rubber ring is provided for the contact pressure inside the centrally led out socket of the control electrode, which in addition to the function of the suspension also acts as a sealing and insulator.

Diese Doppelfunktion der Federung und gleichzeitigen Dichtung ist ebenfalls für den Gummiring oberhalb des Kühlkörpers vorgesehen. Eine derartige Federung für die Druckkontaktierung hat darüber hinaus noch den Vorteil, keinen absoluten Grenzdruck zu besitzen. Durch diese erfindungsgemäße Kontaktier- und Verschlußtechnik ist es möglich, das gesamte Gehäuse bei einem Ausfall das Halbleiter- elementes zu demontieren und einen Austausch des Elementes unter Verwendung aller übrigen Bauteile vorzunehmen. Ebenfalls vorteil- haft ist es, daß keine festen rietall/Glas- oder Metall/Keramik-Verbindungen vorhanden sind, die bekanntlich als besonders stör- anfällig gelten.- Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es ferner, die. gesamte Oberflächenbearbeitung der pn-Übergänge vor den Kon## °'taktierungs--und Versehlußarbeitsgang vorzunehmen, Die pn-Übergangaätzung und Stabilisierung kann also am Halbleiteraletent, ohne daß dieses in:Verbinduag mit einem anderen Körper ist, ausgeführt wräan; Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungebeispielen näher erläutert werden. This double function of suspension and simultaneous seal is also provided for the rubber ring above the heat sink. Such a suspension for the pressure contact is about to have also the advantage, no absolute limit pressure. This contacting and locking technology according to the invention makes it possible to dismantle the entire housing in the event of a failure of the semiconductor element and to replace the element using all the other components . It is also advantageous that there are no solid rietall / glass or metal / ceramic connections , which are known to be particularly susceptible to failure. The solution according to the invention also allows the. complete surface processing of the pn junctions before the contact and locking operation, the pn junction etching and stabilization can therefore be carried out on the semiconductor element without this being in connection with another body ; The invention is to be explained in more detail below using several exemplary embodiments.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. Iden Aufbau des Gleichrichters im Schnitt mit Spannschrauben.The accompanying drawings show: FIG. 1 the construction of the rectifier in section with tensioning screws.

Fig. 2: Gesamtaufbau des Gleichrichters mit Kühlelement. Fis. 3: den Gehäuseaufbau. eines Thyristors mit zentrischer Steuerelektrode.Fig. 2: Overall structure of the rectifier with cooling element. F sharp. 3: the housing structure. of a thyristor with a central control electrode.

Fig. 4: den Gehäuseaufbau mit veränderter zentrischer Steuer- elektrode. Fig. 4: The housing structure with modified central control electrode.

Fig. 5: den Gehäuseaufbau mit Steuerelektrode als Ringkontakt. Fig. Eden Gehäuseaufbau eines Thyristors.Fig. 5: the housing structure with control electrode as a ring contact. Fig. Eden Housing structure of a thyristor.

Wie aus der Fis. 1 ersichtlich. wird der Druck zur Ifontaktiorung des Elementes 1 und zum gleichzeitigen Verschließen des Gehäuses mittels der Dichtungen 2 von den beiden Spannbolzen 3 erzeugt. Dieser Druck wird mit Hilfe einer Druckplatte 4 auf das Federele- ment 5 übertragen. Das Federelement 5 kann aus den verschiedensten federnden Materialien bestehen und in Form einer Teller Spiral-Gummiteder u.ä. ausgeführt sein. Das Federelement 5 hat die Aufgabe,. die durch die thermischen wechselbelastunen auftretenden mechanischen Spannungen so auszugleichen, daß das Gehäuse ständig mit einem-konstanten Druck zusammengepreßt wird. Dieser konstante Druck. wird vom Federelement 5 über den oberen bzw. unteren Kühlkörper 6,7 auf die Deckplatte 8 bzw, auf die Sockelplatte 9 übertragen. Die Deck- und Sockelplatten 8,G werden vorteilhafterweise aus einem elektrisch und thermisch gut leitenden ilateri,al, z.B; Kupfer, her.. gestellt. As from the Fis. 1 can be seen. the pressure for contacting the element 1 and for simultaneously closing the housing by means of the seals 2 is generated by the two clamping bolts 3. This pressure is transmitted to the spring element 5 with the aid of a pressure plate 4. The spring element 5 can be made of a wide variety of resilient materials and in the form of a plate of spiral rubber donors and the like. be executed. The spring element 5 has the task. To compensate for the mechanical stresses caused by the alternating thermal loads in such a way that the housing is constantly pressed together with a constant pressure. That constant pressure. is transferred from the spring element 5 via the upper or lower heat sink 6, 7 to the cover plate 8 or to the base plate 9. The cover and base plates 8, G are advantageously made of an electrically and thermally highly conductive ilateri, al, for example; Copper, manufactured .

Durch diel Verwendung elastischer Dichtungen 2, z.B. aus Gummi oder Kunststoff, tritt durch die Deck= und Sockelplatte 899 eine Druck- aufteilung in der Art stuf, daß einerseits durch die einer Druekkomponente--das Gehäuse über die beiden Dichtungen 2 und den Isolierring 10 abgedichtet ist und andererseits durch die andere Druckkont.r ponente das Element 1 kontaktiert wird. In den beiden Kühlkörpern 697 sind ein Stromabführungsblach-11 und ein Stromzuführungsblech 12 aus einem elastisch und thermisch gut leitenden Naaterial, z.K. Cu. eintalassen. Diese beiden Bleche 11,12 garantieren einen guter: Ubergangswiderstand an den Elektroden des Gleichrichters. Due to the use of elastic seals 2, for example made of rubber or plastic, a pressure distribution occurs through the cover and base plate 899 in such a way that, on the one hand, a pressure component seals the housing via the two seals 2 and the insulating ring 10 and on the other hand, the element 1 is contacted by the other Druckkont.r component . In the two heat sinks 697 there are a power removal sheet 11 and a power supply sheet 12 made of an elastic and thermally highly conductive wet material, for example Cu. let in. These two sheets 11, 12 guarantee a good transition resistance at the electrodes of the rectifier.

Wbhrend in der Fid. 2 eindeutig die Anordnung der Spannbolzen und der Druckplatte 4 innerhalb des oberen bzw. unteren KühlUrpers G,7-dargestellt ist, wird in Fig. 3 der Gehäuseaufbau eines Thyristors bazeibt.While in the Fid. 2 clearly shows the arrangement of the clamping bolts and the pressure plate 4 within the upper and lower cooling bodies G, 7 , the housing structure of a thyristor is shown in FIG. 3.

Wie bereits zu Fig. i ausgeführt, wird auch hier eine Druc3taufteilung vorgonoc:nen. Sie erfolgt in diesen Beispiel schon durch den oberen Kühlkörper 31 in Zwei Komponenten. Die eine Druckko». ponente wirkt auf die Deckplatte 33 und die andere auf die Stau. ereloktrode 35. Ermöglicht wird diese Druckaufteilung durch einen alastisclieit Dichtring 36. Dieser Dichtring hat ferner die Aufgabe, die Steuerelektrode von der Deckplatte zu isolieren. Dia gleiche Aufgabe erfüllt ner :soliersahlauch 37. Damit auf die relativ kleine-Steuerolaktrodenfläche kein@zu großer Druck übertragen wird, befindet sich innerhalb der Steuerelektrode ein gesondertes Federelement )8. As already explained in connection with FIG. 1, a pressure division is also used here. In this example, it is already carried out by the upper heat sink 31 in two components. The one print shop ». component acts on the cover plate 33 and the other on the jam. ereloktrode 35. Allows is this pressure division has a alastisclieit sealing ring 36. This sealing ring is further operable to isolate the gate electrode from the top plate. The same task is carried out by a: insulated hose 37. To ensure that too much pressure is not transmitted to the relatively small control electrode area, there is a separate spring element inside the control electrode) 8.

In c:er FiE, 4 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung der Steuerelektrode gezeigt. Der elastische Dichtring 42 der Stauerelektrode 41 Wirkt in dieser konstruktiven Ausbildung gleichzeitig als Federelement für die Steuerelektrode. In c: er FiE, 4 a further embodiment of the arrangement of the control electrode is shown. The elastic sealing ring 42 of the storage electrode 41 acts in this structural design at the same time as a spring element for the control electrode.

Die bureits eingangs darjeleCte Grundkonstruktion .los Baualeaaates i;c5tattet eine weitere tiöglichkait der Anordnung einer Stauiralakt:ode in 4er Art, da3 die Steuerelektrode als Ringkontakt ausgebil- det ist und sich an der Peripherie des Elementes 52 befindet. (Siehe Abo. 5 ) Die Druckaufteilung und die Wirkungen des elastischen ZwisehanctUcxes 55 sind die gleichen wie bei den bereits dargestellten r:oaatruktionsbai3pielen. Unterschiedlich ist dagegen dar steter. ekektrodananschluß 58, der k;amät3 dem AusfUhrungsbaispial aiaht durch die Deckplatte 53, sondern durch den Isolierring 59,60 aaoh a"en -efüiirt wird. üweclunässi...verweisa ist der Isolierring in einen oberen Ding 59 und .einen unteren Ring 60 geteilt. 11t Abdichtung des ätara»lalctrodsa# ansehlnssas wisahan den ue iden Unjan arfol@t mittels .der Dieb- tungea 56,57. The bureits initially darjeleCte basic construction .LOS Baualeaaates i; c5tattet another tiöglichkait the arrangement of a Stauiralakt: ode in 4-way da3 the control electrode is det trained as an annular contact and is located at the periphery of the element 52nd (See Ab o. 5) The distribution of pressure and the effects of the elastic intermediate pressure 55 are the same as in the case of the structural elements already shown. On the other hand, it is different. Electrode connection 58, which is similar to the execution base through the cover plate 53, but through the insulating ring 59, 60 aaoh a "en -efüiirt . üweclunässi ... v erweisa is the insulating ring in an upper thing 59 and .a lower ring 60 divided. 11t sealing of the ätara »lalctrodsa # ansehlnssas wisahan den ue iden Unjan arfol @ t by means of .the thief- tungea 56.57.

Der in lig. 6 erfindungßgemüß dargestellte Thyristor ist gekennzeichnet durch die beiden äUhlkörper 61,62 und den Anschlußblechen 63 u..64.The in lig. 6 thyristor shown according to the invention is characterized by the two outer bodies 61,62 and the connecting plates 63 and 64.

Die Anschlußbleche und die Deck- bzw. Sockelplatte 65,66 werden durch einen Ring 67 und einen Stift 68 zu den beiden Kühlkörpern zentriert,-Da die Deck- und Sockelplatte, wie bereits zum Ausdruck gebracht, aus einem sehr gut wärme--und stromleitenden Haterial (Cu) bestehen und diese im-allgemeinen einen anderen Yärmeausdehnungskoefäfizienten als das Halbleiteraaterial besitzen, ist es nicht vorteilhaft, direkt.nit der Deck- b.zw. Sockelplatte 65,66 den Druckkontakt auf das Halbleiterelement 69 auszuüben. The connection plates and the cover or base plate 65,66 are centered on the two heat sinks by a ring 67 and a pin 68 , -Dec the cover and base plate, as already expressed , from a very good heat - and current-conducting Material (Cu) exist and these generally have a different coefficient of thermal expansion than the semiconductor material , it is not advantageous to directly use the cover or Base plate 65,66 to exert the pressure contact on the semiconductor element 69.

Um eine höhere Wechsellastbeständigkeit zu gewährleisten, sind die Deck- bzw. Sockelplatten 659606 oder dag.Halbleiterelenent mit den. Deck- bzw. Trägerscheiben 70,71 fest verbunden. Die DruckkontaktUbergäaje befinden sich also zwischen .der Deck- bzw. Triigerscheibe ?0,71 und dem Halbleiterelement od-ir zwischen der Deck-bzw. Sockelscheibe 7u,11 und der Deck- bzw. Sockelplatte 65,66. Das Halbleitereledent wird innerhalb vier Zelle durch den Ring 72 zentriert. Die Steuerelektrode besteht aus einem Drucksteupel 7j, eines Dichtstempel 74 und einem Ansc.lußkabel-75: Zwiachenf dom Druck- und dem Dichtstempel 73,'l4 batindet sich ein Federelement 7G, ua einen definierten Steuerelestrodenkontaktdruck ei:ivtellen zu können. In order to ensure a higher resistance to alternating loads , the cover or base plates 659606 or the other semiconductor elements are to be used with the. Cover or carrier disks 70, 71 firmly connected. The pressure contact overhangs are therefore located between .the cover or Triigerscheibe 0.71 and the semiconductor element od-ir between the cover or. Base plate 7u, 11 and the cover or base plate 65,66. The semiconductor element is centered within four cells by the ring 72. The control electrode consists of a Drucksteupel 7j, a sealing die 74 and a Ansc.lußkabel-75: Zwiachenf dom pressure and the sealing die 73 'l4 batindet a spring element 7G, including a defined Steuerelestrodenkontaktdruck ei: to ivtellen.

Die elastischen Zwischenstücke sind öenü2 dem #usführungshaispiel als Gumiringe 78,79 ausgebildet, die zxr besseren Abdichtung der Gehäuseteile in Ringnuten angeordnet sind. Die Druckaufteilung zum Abdichten und Isolieren der Steuerelektrode erfolgt durch den Guamiring ??Der Isolierring 80 ist zur Vorgröat-:rund der Kriechstrecke vorgesehen und berteht aus eine: druckfesten Isclierstoff, z.8. Keramik. The elastic intermediate pieces are usually designed as rubber rings 78, 79, which are arranged in annular grooves for better sealing of the housing parts. Of the leakage path around and provided berteht from a: The pressure in division for sealing and isolating the control electrode by the Guamiring ?? Insulating 80 is to Vorgröat- flameproof Isclierstoff, Z.8. Ceramics.

Die Dichtungsringe ??,?E,79 :c wie das federele.ient 'j6 können aus einem Silikoiigun=i herZestellt soia. The sealing rings ??,? E, 79: c like the federele.ient 'j6 can be made from a Silikoiigun = i soia.

Claims (1)

Patentarsiträci.e: 1. Halbleiteroaaelement rxit einem ii: einem Gehäuse eingeschlosse- nen Halbleiterelement und darauf von außen wirkenden Kontaktdruck, d a d u r c 1i b e k e n :i z e ich n e t, daß der er- zeugte Drucx eines Spannbolzens (3) zum Kontaktieren des Rlementes (1) gleichzeitig zum Verschluß des Gehäuses auf eine Deckplatte (6) und eine Sockelplatte (9) übertragen wird, zwischen denen eine elastische Isolierdichtung angeordnet ist: 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwischen der Deckplatte (E3) und der Sockelplatte (9) ein Isolierring (10) und elastische Dichtungsringe (2) angeordnet sind. 3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i .c h n e t, da2 innerhalb des Halbleiterbauelementes zur unterschiedlichen Druckaufteilung elastische Dichtungen (2; 5; 76; 77; 781 79) mit unterschiedlicher Federkraft angeordnet sind. 4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß in der Deckplatte (8) und der Sockelplatte.(9) zur Aufnahme der Dichtungsringe (??: ?8i 79) Ringnuten angeordnet sind. 5. fialbleiterbauelement nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e -k e n n z e ich n e t, daß die Steuerelektrode (51) als Ringkontakt ausgebildet und seitlich durch einen geteilten Isolierring (59i 6o) herausgeführt ist. 6. Halbleiterbaueleaent nach Anspruch 5, d a d n r a h ; e k e n a -a s i e h n e t, daß mehrere Zlektrodenanschlüsse durch den Isolierring geführt und mit dies« fest verbunden sind. ?. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z a i c h n e t, daß eine oder mehrere metallische Flkchen oder Ssgmente ein- oder beidseitig auf Isoliermaterial angeordnet sind. B. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5 bis 7, d a'd u r ch g e k e n n z a ich n e t, daß die Steuerelektrode flächig auf den Steuerkontakt auflieft. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 bis $, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e to daß die Steuerelektroden (35; 41; 51; 73) lösbar und zentrisch auf dem Halbleiterelement angeordnet sind. 10. Halbleiterbauelement-nach Anspruch 9, d a d u r c h g ,a k e n n z a ich n e t, daß die Steuerelektrode zentrisch durch die Deckplatte (33; 65) und den h;ihlkörper (31; 61) über eine Steckbuchse herausüeführt ist. Auf z."c.lur. ,zr be._a,;szeiciie;. 1 Element 55 Zwischenstück 2 DichtunSeu 56 Dichtur. ;e`n 3 Spannbolzen 57 Dichtungen . 4 Druckplatte 58 Steuerelektrodenanschluß 5 Federelement 59 Isolierring 6 Kühlkörper 60 Isolierring 7 Kühlkörper 61 Kühlkörper $ Dockplatte 62 Kühlkörper 9 Sockelplatte 63 64@ @schlußblach 10 Isolierring . 11 StromabführunKsblech 65 Dockplatte 12 @t@tVi@iait Stromzuführungsbl-ech 66 Sockelplatte 3i oberer Kühlkörper 67 Hing 32 unterer Kühlkört)er 6ö Stift 33 Deckplatte 69 Halbleiterelement 34 SockelplaLlte 70 Deckscheibe 35 Steuerelektrode 71 Trägerscheibe 36 Dichtring 72 Ring 37 Isulierscülauch 73 Druckstempel 3ü Federelement 74 Dichtstempel 3 -0 Isolierring 75 lnschlußkabel 41 Steuerelektrode 76 Federeleaent 42 Dichtring 77 Gummiring 51 Steuerelektrode ?8 Oumiring 52 Element 79 Gummiring 53 Dockplatte 80 Isolierring 54 Sockelplatte
Patentarsiträci.e: 1. Halbleiteroaaelement rxit a ii: a housing eingeschlosse- NEN semiconductor element and then from the outside acting contact pressure dadurc beken 1i: iz e I et n that the ER witnessed Drucx a clamping bolt (3) for contacting the Rlementes ( 1 is transmitted) at the same time for closing the housing on a top plate (6) and a base plate (9), between which an elastic insulating gasket is arranged: 2. a semiconductor device according to claim 1, dadurchgekenn -z e ichnet that between the cover plate (E3) and an insulating ring (10) and elastic sealing rings (2) are arranged on the base plate (9). 3. Semiconductor component according to claim 1 and 2, dadurchge -k ennzei .c hnet, da2 elastic seals (2; 5; 76; 77; 781 79) with different spring force are arranged within the semiconductor component for different pressure distribution. 4. A semiconductor device according to claim 1 to 3, dadurchge -kennzeichnet that in the cover plate (8) and the base plate (9) for receiving the sealing rings (??:? 8i 79) annular grooves are arranged.. 5. fialbleiterbauelement according to claim 1 to 4, dadurchge -k ennze i ch n e t that the control electrode (51) designed as a ring contact and led out laterally through a split insulating ring (59i 6o) . 6. semiconductor device according to claim 5, dad n rah; ekena -a see that several electrode connections are passed through the insulating ring and are firmly connected to it. ?. A semiconductor device according to claim 5 to 6, e dadurchg kennza i seframe that one or more metallic or Flkchen Ssgmente mono- or are arranged on both sides of insulating material. B. semiconductor component according to claim 5 to 7, d a'd ur ch ge markz a i ch ne t that the control electrode runs flat on the control contact. A semiconductor device according to claim 1 to $, dadurchge k e i nnze Chne to that the control electrodes (35; 41; 51; 73) are arranged detachably and centrically on the semiconductor element. 10. The semiconductor component of claim 9, dadurchg, a ke nn za I net, that the control electrode extends centrally through the cover plate (33; 65) and h is (61 31) herausüeführt with a connector ihlkörper. On z. "C.lur. , Zr be._a,; szeiciie ;. 1 element 55 spacer 2 DichtunSeu 56 Dichtur. ; e`n 3 clamping bolts 57 seals . 4 Pressure plate 58 control electrode connection 5 spring element 59 insulating ring 6 heat sink 60 insulating ring 7 heat sink 61 heat sink $ Dock plate 62 heat sink 9 Base plate 63 64 @ @ schlußblach 10 insulating ring . 11 Power discharge plate 65 Dock plate 12 @ t @ tVi @ iait Power supply plate 66 base plate 3i upper heat sink 67 Hing 32 lower cooling grain) er 6ö pin 33 cover plate 69 semiconductor element 34 base plate 70 cover plate 35 control electrode 71 carrier disk 36 sealing ring 72 ring 37 Isulierscülauch 73 Pressure stamp 3ü spring element 74 sealing stamp 3 -0 insulating ring 75 connection cable 41 control electrode 76 spring element 42 Sealing ring 77 rubber ring 51 Control electrode? 8 Oumiring 52 Element 79 rubber ring 53 Dock plate 80 insulating ring 54 base plate
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043296A2 (en) * 1997-03-21 1998-10-01 Siemens Aktiengesellschaft Device for low-inductive coupling of a gate turn-off thyristor to its control device
EP3886158A1 (en) * 2020-03-24 2021-09-29 Solaredge Technologies Ltd. Apparatus and method for holding a heat generating device

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