DE1764872A1 - Elektrische Gleichrichtervorrichtung,insbesondere aber eine mit Halbleiterelementen versehene elektrische Gleichrichtervorrichtung - Google Patents
Elektrische Gleichrichtervorrichtung,insbesondere aber eine mit Halbleiterelementen versehene elektrische GleichrichtervorrichtungInfo
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Description
PATENTINGENIEURE f. W. H E M M E R I C H · G E R D M O L I E R · D. G R O S S E 21 359
bh.ro -El-
Elektrische Gleichrichtervorrichtung, insbesondere aber eine mit Halbleiterelementen versehene elektrische Gleichricht er vorrichtung
Die Erfindung befaßt sich mit einer elektrischen Gleich-., richtervorrichtung, sie befaßt sich insbesondere aber mit
einer mit Halb leit ere-lementen versehenen elektrischen Gleichrichtervorrichtung sowie mit einem Verfahren zu dessen
Herstellung.
Die herkömmliche oder bisher übliche Ausführung einer mit Halbleiterelementen versehenen Gleichrichtervorrichtung
soll nun am Beispiel einer Diode beschrieben werden. Für die am weitesten verbreitete Diode waren eine große Anzahl
von Teile erforderlich, darum war diese Ausführung auch mit einigen Nachteilen behaftet: besonders hohe Materialkosten,
kompliziertes Montage- oder Zusammensetzungsverfahren sowie Anfälligkeit auf mechanische Stoßbeanspruchungen,
Zu den Dioden der einfacheren Ausführungen gehörte eine Kunstharzausführung. Doch auch diese hatte den Nachteil,
daß sie wegen der geringen Wärmefestigkeit bei der Gleichrichtung starker Strömenicht verwendet werden konnte. Die
Diode in Kunstharzausführung war zudem wenig zuverlässig und machte während des Herstellungsverfahrens eine genau
auf ihre Kontouren angepaßte Gießform erforderlich.
Eine mit Halbleiterelementen versehene Gleichrichtervorrichtung,
zu der nicht nur eine Diode sondern vielmehr auch ein Gleichrichter und ein Transistor gehören, muß in ein dicht
verschlossenes Gehäuse eingebaut werden, damit schädigende
109848/U80
BAD ORIGINAL
21 359
19.8.1968 bh.ro
- E 2 -
Außeneinflüsse, beispielsweise Feuchtigkeit, ferngehalten werden, damit die mechanische Festigkeit und auch die
Wärmeableitung verbessert werden. Diese Ziele haben sich
bisher nur schwer erreichen lassen. Da, wo sie aber zwangsläufig herbeigeführt worden sind oder herbeigeführt werden,
da würde das Ergebnis ein kompliziertes Herstellungsverfahren mit den damit verbundenen hohen Produktionskosten
sein.
Nachteile ergaben sich auch dann, wenn eine Vollwellen-Gleich rieht er vorrichtung, beispielsweise aus einer Reihe
von Halbleiterelementen zur Verwendung mit Wechselstrom konstruiert werden sollte. Diese Nacheteile waren
darin begründet, daß es erforderlich war, die Außenelektrode eines jeden in eine Umhüllung eingeschlossenen
Halbleiterelementes durch eine Leiter zu verbinden. Das
führte zu einem komplizierten Herstellungsverfahren, und das sich aus diesem komplizierten Herstellungsverfahren
ergebende Produkt war anfällig für mechanische Stoßbelastungen, war unhandlich und schwer und benötigte viel Einbauraum.
Die hier vorliegende Erfindung zeigt deshalb in der Hauptsache eine mit Halbleiterelementen versehene Gleichrichtervorrichtung
auf, welche gegenüber den Einflüssen einer mechanischen Belastung und einer Wärmebelastung sehr widerstandsfähig
ist, sich mit sehr geringen Produktionskosten herstellen läßt und sich zudem in einem Verfahren herstellen
läßt, welches die Möglichkeit bietet, diese mit Halbleiterelementen versehenen elektrischen Gleichrichtervorrichtungen
in großen Stückzahlen und mit der größten Wirtschaftlichkeit herzustellen.
10S8A8/U80
- E 3 -
BAD ORIGINAL
21 359
19.8.1968 h.ro
-E3-
Die hier vorliegende Erfindung zielt weiterhin darauf ab,
eine zusammengesetzte Einheit von Halbleitern zu schaffen und weiterhin das Herstellungsverfahren dafür vorzusehen.
Ein wiederum anderes Ziel der hier vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer kompakten, starken und festen
Gleichrichtervorrichtung für eine Automobil-Wechselstromlichtmaschine, desgleichen aber auch die Entwicklung eines
Verfahrens zur Herstellung der vorerwähnten Gleichrichtervorrichtung.
Im Rahmen der hier vorliegenden Erfindung lassen sich die vorher bereits erwähnten Nachteile dadurch umgehen, daß
das Halbleiterelement mit dem ihm zugeordneten Gehäuse in einem Stück gearbeitet wird. Dadurch ergeben sich dann
große Vereinfachungen, und es können Bauelemente, beispielsweise Verbindungsdrähte, weggelassen werden. Es besteht
somit also die Möglichkeit, eine kompakte Einheit von Halbleiterelementen zu bauen, welche einfach ist, eine feste
Konstruktion aufweist, weil eine Reihe von Halbleiter«lementen
in einem mit ihnen in einem Stück gearbeiteten Gehäuse untergebracht werden können.
Um eine derartige aus Halbleiterelementen bestehende Gleichrichtervorrichtung
zu erhalten, findet das Verfahren oder die Technik auf einandergeschichteter Platten, d.h., die
Schichtaufbauweise, Verwendung. Bei diesem Verfahren werden zwischen die Schichten elektrisch-isolierenden Materials
ein Klebemittel gegeben, beispielsweise ein vorimprägniertes Material, welches dadurch vorbereitet worden
ist, daß Glasmatten oder dergleichen mit einem in Wärmeaushärtbaren Kunstharz imprägniert werden. In die Aussparung
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«. 19.8.1968
ι „ h.ro
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oder Aussparungen, welche zuvor in das vorimprägnierte Material eingearbeitet worden sind, werden ein Halbleiterelement
oder mehrere Halbleiterelemente eingesetzt, wobei die elektrischen Anschlüsse von der Elektrode des Halbleiterelementes
oder der Halbleiterelemente herausgeführt werden.
Die derart herbeigeführte Schichtkonstruktion wird unter
Einwirkung von Wärme und Druck dann zu einem einheitlichen und kompakten Körper geformt. Dieses Verfahren ist sehr einfach
und läßt auch eine Serienfertigung zu. Die auf diese Weise hergestellte und aus Halbleiterelementen bestehende
Gleichrichtervorrichtung ist in der Konstruktion sehr einfach, ist gegen die Einflüsse mechanischer Stoßbeanspruchung
sehr widerstandsfähig und leitet die entstehende Wärme in zufriedenstellender V/eise ab. Sie hat außerdem nur ein leichtes
Gewicht und nimmt nur einen sehr geringen Montageraum ein. Deshalb ist diese Gleichrichtervorrichtung in bemerkenswerter
Weise für den Einsatz in einer Vorrichtung geenignet, für die diese vorerwähnten Eigenschaften gefordert werden,
beispielsweise als ein Gleichrichter in Verbindung mit einer Wechselstromlichtmaschine von Automobilen, um den von
dieser Lichtmaschine erzeugten Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuformen.
ß 4 «61 ·
J- Gl
Diese und andere Ziele der hier vorliegenden Erfindung sind besser und klarer zu verstehen, wenn dazu die nachstehend
gegebene Beschreibung und die dieser Patentschrift beiliegenden Zeichnungen zu Hilfe genommen werden. Im
einzelnen ist:-
Figcrer 1 eine perspektivische Darstellung, mittels der
ein Teil des Verfahrens nur Herstellung des in
den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden und mit Halbleiterelementen versehenen
Gleichrichtervorrichtung.
Figjer 2 eine Seitenansicht, welches das vorerwähnte Verfahren
wiedergibt. Diese Seitenansicht zum Teil durchbrochen gezeichnet.
Fig« 3 ein Querschnitt durch eine mit Halbleite χ π versehene
Ausführung der Gleichrichtervorrichtung, welche gemäß Darstellung nach dem mit dety Figuren
1 und 2 wiedergegebenen Verfahren hergestellt wird.
Figaar 4 ein Querschnitt durch eine andere in den Rahmen
der hier vorliegenden Erfindung fallende Ausführung der mit Halbleitern versehenen und unter
Anwendung des mit den Figuren 1 und 2 erläuterten gleichen Herstellungsverfahrens hergestellt
wird.
Figeifc 5 ein Querschnitt, welches einen Teil des Verfahrens
zur Herstellung eines anderen in den Rahm« der hier vorliegenden Erfindung fallenden und
mit Halbleiterelementen versehenen Gleichrichter erläutert.
FigOf 6 Ein Querschnitt durch eine unter Anwendung des
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des mit Figur 5 erläuterten Verfahrens hergestellte Diode.
Figur 7 und Figur 8 zeigen jeweils Querschnitte durch andere im Rahmen der hler vorliegenden Erfindung
erhaltene Dioden.
Figur 9 und Figur 11 erläutern jeweils einen Teil des Verfahrens zur Herstelleng einer mit Halbleitern
versehenen und einer anderen Ausführung des Erfindungsgegenstandes
entsprechenden Gleichrichte rvorrichtung.
Figur Io und Figur 12 zeigen jeweils die Querschnitte von
Dioden, welche unter Anwendung der mit dein Figuren 9 und 11 erläuterten Verfahren hergestellt,
worden sind.
Figur 13 ein im Querschnitt wiedergegebener Teil eines Verfahrens,
mittels dem eine in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung eine andere Diode herger
stellt werden kann.
"Figur 14 ein Querschnitt durch eine unter Anwendung des
mit Figur 13 erläuterten Verfahrens hergestellte Diode·
Figur 15 ein im Querschnitt wiedergegebener «in- Teil eines
Verfahrens, mittels dem in Übereinstimmung mit
einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden anderen Ausführung des Erfindungsgegenstandes
ein Transistor hergestellt wird.
Figur 16 ein Querschnitt durch einen unter Verwendung des mit Figur 15 erläuterten Verfahrens hergestellten
Transistors.
λ7 ·λη· poxapoktWiaeho Darstellung eines im Rahmen
der hier vorliegenden Erfindung hergestellten
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mit Halbleiterelementen versehenen Gleichricntervorrichtung, in der auch das Innere dieser
Vorrichtung zu erkennen ist.
Figur 18 eine Draufsicht auf die mit Figur 17 wiedergegebene mit Halbleiter versehene Gleichrichtervorrichtung.
Figur 19 ein Querschnitt durch den.mit Halbleiter versehenen Gleichrichter, und zwar längs der Linie
19-19 von Figur 17 und in Richtung der Pfeile.
Figur 20 ein Schaltplan oder eine elektrische Schaltung der mit den Figuren 17 und 18 wiedergebenen und
mit Halbleiterelementen versehenen Gleichrichtervorrichtung.
Figur 21 eine Draufsicht auf einen mit Halbleiterelementen versebenen Gleichrichter in BrUcIcenschaltung.
Bei dieser Draufsicht einer Gleichrichterbrücke, welche in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fällt, ist auch das Innere zu erkennen.
des mit Figur 21 wiedergegebenen Gleichrichters.
Figur 23 eine/ zum Teil durchbrochen gezeichneten Wechstromlichtmaschine fUr Automobile, welche mit
einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden und alt Halbleiterelementen versehenen Gleichrichtervorrichtung ausgerüstet
ist.
Figur 24 eine perspektivische Darstellung der Wechselstxosilichtmaschint, von dtx «in TtIl losgelöst
worden ist.
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der ein Tell der Außenkonstruktion des mit Figur 24 wiedergegebenen Wech&elstromgenerators
oder der mit Figur 24 wiedergegebenen Wechselstromllchtmaschine dargestellt wird.
wiedergegebenen Wechselstromlichtmaschine entfernte und mit Halbleiterelementen versehene
Gleichrichtervorrichtung.
Figur 27 eine Rückansicht der mit Figur 26 dargestellten
und mit Halbleiterelementen versehenen Glelchrichtervorrlchtung.
Figur 28, Figur 29 und Figur 30 zeigen jeweils einen Querschnitt durch den mit Figur 26 dargestellten
Gleichrichter, und zwar längs den Linien 28-28, 29-29 und 3β-3Ο sowie in Richtung der Pfeile.
Figur 31 eine Draufsicht auf den mit Halbleiterelementen versehenen und mit den Figuren 26 und 27 wiedergegebenen Gleichrichter, und zwar nach Einbau
— c. auf d as Gehäuse des Wexhselstrong enerators vo η
Figur 23. ·
Figur 32A eine Draufsicht auf eine andere in den Rahmen
der hler vorliegenden Erfindung fallenden Ausführung eines mit Halbleiterelementen versehenen
Gleichrichters, auch diese Ausführung In Beziehung auf die Automobil-Wechselstromlichtmaschine.
Figur 32B ein Querschnitt durch den mit Figur 32 A wiedergegebenen und mit Halbleitexelementen versehen«
Gleichrichter, und zwar längs dft Linie 32B-32B von Figur 32A sowie in Richtung der Pfeile.
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und eine Frontansicht der mit Figur 32A wiedergegebenen und mit Halbleiterelementen versehenen
Gleichrichtervorrichtung.
Figur 35 eine Draufsicht auf die mit Figur 32A wiedergegebene und mit Halbleiterelementen versehene
Gleichrichtervorrichtung, so wie diese a'jf das Gehäuse der Wechselstromlichtmaschine aufgesetzt
ist.
der hier vorliegenden Erfindung fallende Ausführung einer mit Halbleiterelementen versehenen
GleichrichterausfUhrung, so wie diese auf das Gehäuse der Wechselstromlichtmaschine aufgesetzt
ist.
Figur 37A bis Figur 37 F: wiedergegeben wird das Verfahre zur Herstellung einer in den Rahmen der hier
vorliegenden Erfindung fallenden mit Halbleiterelementen versehenen Gleichrichtervorrichtung .
einer anderen Ausführung einer mit Halbleiterelementen versehenen Gleichrichtervorrichtung.
Figur 39 ein Querschnitt durch eine in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden anderen
Ausführung einer mit Halbleiterelementen versehenen Gleichrichtervorrichtung.
Eine in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallende Ausführung des Exflndungsgegenstandes soll nun unter
Verweisung auf die dieser Patentschrift beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden« Es sei darauf hingewiesen, daß gleiche Teile von den gleichen Hinweiszahlen
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gekennzeichnet werden. Es soll, um es genauer zu spezifizieren die in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallende Diode zusammen mit dem zu ihrer Herstellung erforderlichen Fertigungsverfahren unter Verweisung
auf die Figuren 1 bis 3 beschrieben werden.
Zur Verwendung vorgesehen sind die als Elektroden dienenden Kupferschichten 11 und 12 sowie die vorimprägnierten Platten 13a, 13b und 13c. In einem vorbereitendem Verfahren werden die vorimprägnierten Platten dadurch
-hergestellt, daß ein Grundstoff, z.B. Glasgewebe oder Gewebe aus Kunststoffasern oder dergleichen mit einem
klebefähigen,in der Wärme aushärtbaren, Kunstharz, beispielsweise mit Epoxydharz, Polyesterharz, DlaryjphtaJ.at-Harz oder mit Phenolharz imprägniert wird. Zu diesen Harzen gehurt zum Beispiel der Typ G-IO der Mlcaply Company. Werden diese Harzprodukte bei Raumtemperatur mit den
Fingern berührt, dann fühlen sie sich im allgemeinen trokken an. Werden diese Harzprodukte aber für einen Zeltraum, welcher zwischen 10 Minuten und 100 Stunden liegen
kann, dann beginnt das imprägnierte Harz abzubinden und eine Bindungskraft zu entwicklen; das Harz Jcann somit
als ein Klebemittel verwendet werden. Um ein sicheres
Binden ist es in einem solchen Fall üblich, Druck anzuwenden. Die Schichtplatte kann dadurch geformt oder hergestellt werden, daB mehrere Schichten eines derartigen
vorimprägnierten Materials übereinander gelegt werden.
Mit Ausnahme der zwischen den Elektrodenschichten 11 und 12 ikfcesenden-Kentalttebene sowie der Elektrode 17a und 17b
des Halblelttrelementes 15 liegenden Kontaktebene sond
alle zwischen den Elektrodenschichten 11 und 12 4 liegen-
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den Kontaktebenen einer Oxidationsbehandlung unterworfen,
welche dazu dient, die Bindung zwischen der üiektrodenschichten 11 und 12 und dem voriraprägnierten Material zu
verstärken. Während des Oxydationsverfahrens kann die
Ablagerung einer Oxydschicht auf der Kontaktebene zwischen den Elektrodenschichten 11 und 12 sowia zwischen
den Elektroden 17a und 17b des Halbleiterelementes 15
jedoch nicht vermieden werden. Diese unerwünschte Oxydr schicht kann unter Verwendung des Photoätzverfahrens,
des Siebdruckverfahrens oder des Offsetdruckverfahrens mit Eisenchlorid, Ammoniumpersulfat, Chromsäure oder
mit Schwefelsäure weggeätzt werden. Natürlich ist es jedoch auch zulässig, nur die gewünschten Flächen einer
selektiven Oberflächenbehandlung zu unterwerfen. Weil
die Oberflächenbehandlung bei der Elektrodenschicht sich nur auf die Verstärkung der Haftung zwischen der
betreffenden Schicht und einem aus Kunstharz oder ähnliches Stoffen hergestellten Klebemittel zu beriehen
braucht, kann ein Aufrauhen der Elektrodenschicht-Oberfläche neben der Oxydationsbehandlung noch eir·.»
zusätzliche Wirkung hervorbringen. Wo aber eine Schlagfestigkeit nicht besonders gefordert ist, da kann die
Oberflächenbehandlung auch weggelassen werden.
Das bei dieser Ausführung des Erfindungsgegenstandes verwendete Halbleiterelement 15 besteht aus den Lötelektroden l7a und 17b, welche auf den beiden Ebenen
eines Siliziumplättchens, das beispielsweise eine P-N-Leltung in seinem Inneren aufweist, angeordnet sind.
Die Seite des Halbleiterelementes 15 ist zum Schutz der P-N-Verblndung mit einer Kappe aus Silicongummi
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versehen. Η»
Zwischen den beiden Elektrodenschichten 11 und 12 sind die aus vorimprä'gnierten Material bestehenden Schichten
13a und 13b angeordnet. In die vorerwähnten aus vorimprägniertem Material bestehenden Schichten 13a und 13~
ist eine große Anzahl von Löchern 14a, 14b.... gebohrt, in welche die Halbleiterelemente in einer derartigen
Weise eingesetzt werden, daß die auf den beiden Seiten der Halbleiterelemente befindlichen Elektroden 17a und 17b mit den Elektrodenschichten 11 und 12 leitend verbunden sind.
Weise eingesetzt werden, daß die auf den beiden Seiten der Halbleiterelemente befindlichen Elektroden 17a und 17b mit den Elektrodenschichten 11 und 12 leitend verbunden sind.
Dadurch, daß das vorimprägnierte Material, welches das
Halbleiterelement oder die Diode 15 umgibt, dicker gehalten ist als Siliziumplättchen 16, wird verhindert,
daß sich ein möglicher Druck direkt auf das Halbleiterelement oder die Diode 15 auswirken kann. Wie aus Figur
2 zu erkennen ist, sind die Halblelterelemente oder
Dioden 15 , welche sich in den Löchern 14a, 14b
befinden, und das vorimprä'gnierte Material 13a und 13b in Schichtbauweise zwischen den Elektrodenschichten 11
und 12 angeordnet, deren oxydierte Schicht nach innen gerichtet 1st. Die gesamte Schichtkonstruktion 1st weiterhin
auch noch zwischen die beiden Stahlplatten 23
und 24 gegeben, welche mit den Führungsdtiften 25 und 26 versehen sind und zur exakten Aufeinanderschichtung der einzelenen Schichtglieder verwendet werden. Von den beiden Außenselten der aus nichtrostendem Stahl bestehenden Platten 23 und 24 aus wird mittel« einer Wärrae- und Preßvorrichtung 27 Wärme und Druck Ubfr Puffcrungs- +paplerschichten 25 und 26 zugeführt. Dadurch aber werden
und 24 gegeben, welche mit den Führungsdtiften 25 und 26 versehen sind und zur exakten Aufeinanderschichtung der einzelenen Schichtglieder verwendet werden. Von den beiden Außenselten der aus nichtrostendem Stahl bestehenden Platten 23 und 24 aus wird mittel« einer Wärrae- und Preßvorrichtung 27 Wärme und Druck Ubfr Puffcrungs- +paplerschichten 25 und 26 zugeführt. Dadurch aber werden
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die Elektrodenschichten sowie die aus dem vorimprägnierten
Material bestehenden Schichten miteiander zu einem einheitlichen Schichtkörper oder zu einer einheitlichen
Schichtkonstruktion verbunden. Wird dieser Schichtkörper oder diese Schichtkonstruktion nun in mehrere Einaelabschnitte
zerschnitten, und zwar derart, daß zu ei"^?m
jeden dieser Einzelabschnitte eine als Halbleiter ausgeführte Diode gehört, dann ist diese Diode 19 derart konstruiert
uind ausgeführt, daß sie zwischen den beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten 11 und 12 angeordnet
und von einer zwischen den Elektrodenschichten befindlichen Umhüllung 13 umgeben ist, und zwar derart,
daß die Elektroden des Halbleiterelementes direkt mit den Elektrodenschichten verbunden sind. Wenn in diesem
Falle die Lötelektroden während des bereits zuvorerwähnten Erwärraungsvorganges und Preßvorganges mit den Elektrodenschichten
eine innige Verbindung eingehen, dann wird, was die Herbeiführung einer sicheren und festeren
Verbindung zwischen dem Halbleiterelement und den Elektrodenschichten betrifft, eine bessere Wirkung erreicht.
Während die in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallende Halbleiter-Gleichrichtervorrichtung und
das zu deren Fertigung dienenden Herstellungsverfahren bisher summarisch beschrieben worden ist, soll nun die
weitere Beschreibung sich auf einige konkretere Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes beziehen, wo-
und
zwar unter Verweisung auf die in den Figuren 1 bis 3 ge
gegenen Hinweiszahlen.
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Ein Slliziumplättchen 16, dessen Spitzen-Sperrspannung
600 V beträgt - dieses Plättchen hergestellt durch Eindiffundieren einer P-leltenden Verunreinigung in eine
Schicht, welche N-leitend 1st und einen spezifischen
Widerstand von 10 Ohm je cm hat - wird derart bearbeitet, daß dessen Durchmesser 2.0 mm beträgt und dessen
Stärke oder Dicke 0,25 mm· Das auf diese Welse erhaltene
Halbleiterelement ist eine als Halbleiter ausgeführte Diode 15, deren Elektroden aus den Lötschichten 17a und
17b bestehen, welche ungefähr O.1 mm stark oder dick
und zudem auch auf beiden Seiten des Sllizlumplättchens 16 angeordnet sind. Zur Verwendung vorgesehen sind weiterhin vier Schichten eines mit Epoxydharz vorimprägnierten Materials 13, jede dieser Schichten O.15 mm dick
und mit einer großen Anzahl von Bohrungen 14a, 14b.·.
versehen, welche einen Durchmesser von 3·5 mm aufweisen und in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet
sind« Vorgesehen sind auch noch die beiden Kupferplatten 11 und 12; diese 35 Mikron dicken Kupferplatten oder
Kupferschichten sind auf einer Seite einem Oxydierungsverfahren unterworfen worden, der Teil jedoch, der später durch Löte η mit den Lötelektroden der als Halbleiter ausgeführten Diode verbunden wird, wird durch das
bekannte Photoätzverfahren von der Kupferplatte oder der Kupferschicht wieder entfernt. Nachdem das Halbleiterelement, wie zuvor beschrieben, zusammengesetzt worden
ist, werden die vorerwähnten Bauelemente für eine Zeitdauer von 10 Minuten auf eine Temperatur von 190°C
erwärmt und während dieser Erwärmung einem Druck von
30 kg/cm unterworfen oder ausgesetzt. FUr diesen Erwär-
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mungsvorgang und Preßvorgang, welcher dazu dient, einen einheitlichen und durch und durch abgebundenen Schichtkörper
zu erzeugen, wird eine Wärme-und Preßvorrichtung verwendet. Der auf diese Welse entstandene Schichtkörper,
welcher eine große Anzahl von Halbleiterelement:}
aufweist, hat dann eine Dicke oder Stärke von o.48 mm.
Dieser Schichtkörper wird dann mittels einer Presse derart gestanzt, daß ein jedes Halbleiterelement 15 den
Kern des gestanzten Teiles bildet und auf diese Weise eine vollkommen in sich geschlossene Halbleitervorrichtung
19 zustandekommt·
Das in der Halbleitervorrichtung enthaltene als Halbleiterelemente
ausgeführte Diodenelement 15 wird von dem Harz vollkommen eingeschlossen, well das in dem vorimprägnierten
Material gebundene Harz durch die Druckanwendung herausgedruckt wird und dann alle freien Stellen ausfüllt
Darüber hinaus wird das Glasgewebe oder das ähnliche Material, welches für das vorimprägnierte Bauelement als
Kernmaterial anzusehen ist, direkt an seinem Platz festgehalten, und zwar derart, daß auch die Stärke oder Dicke
der Halbleitervorrichtung durch die des vorimprägnierten Bauelementes bestimmt werden kann.
Dte in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallende
Halbleitervorrichtung ist in der Konstruktion sehr einfach und läßt sich darüber hinaus auch noch verkleinern
oder miniaturisieren. Hinzu könnt, daß die Vorrichtung
unter Anwendung geringerer Heiztemperaturen abgeschlossen oder utahUllt wird, als dies bei der herkömmlich V—
verwendeten Umhüllung der Diode nit einer GlasumhUllung und den dazu erforderlichen Verfahren der Faulst. Das
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Halblelterelment ist damit auch keinen schädlichen Einwirkungen oder Einflüssen ausgesetzt.- Auch die Wärmeableitung wird in sehr wirksamer Welse durchgeführt, und
zwar dadurch, daß eine Kupferplatte oder Kupferschicht
auf die Oberfläche des Elementes aufgesetzt ist. Pieses
Element hat dann trotz seiner kleinen Abmessungen und trotz seiner großen Festigkeit gegen mechanische Schläge eine hohe Stromleistung.
Wie bereits zuvor beschrieben, ist auch das Herstellungsverfahren selhr einfach. Eine Spezialform, mittels der
die Halbleitervorrichtungen,eine nach der anderen, hergestellt werden, ist nicht erforderlich. Gemäß dem in
den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden Herstellungsverfahren werden die Halbleiterelemente in großer Anzahl in einen breiten Schichtkörper eingesetzt.
Diese Schichtkörper werden zu einer beträchtlichen Anzahl von Schichtungen B»»emmere»eet zusammengesetzt und dann
gleichzeitig einem Erwärmungsvorgang und einem Preßvorgang unterworfen. In diesem Fall sind die einzelnen
Schichtungen jedoch nicht untereinander verbunden, sie lassen sich nach dem Erwärmen und Pressen vielmehr leicht
voneinander trennen. Damit aber können in einem einzelnen Arbeitsgang tausende oder zehntausende von Halbleitervorrichtungen herstellen, und zwar ganz einfach dadurch,daß
daß die vorerwähnten Schichtkörper in einer derartigen Weise voneinander getrennt werden, daß ein Jeder abgetrennte Teil eine Halbleitervorrichtung enthält. Während
das Trennen der Schichtkörper in irgendeiner herkömmlichen Weise geschehen kann, kann das Stanzen mittels einer
Presse durchgeführt werden, wenn der Schichtköeper nicht
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besonders groß ist. Das Stanzverfahren ist besonders für die Massenproduktion geeignet.
Das zuvor beschriebene und im Rahmen der hier vorliegenden
Erfindung erfaßte Grundkonzept lä'ßt die veT<*chieddnsten
AnwendungsmSglichkeiten zu. Nachstehend seil nun
eine bevorzugte Ausführung des Erfindungsgegenstandes unter Verweisung auf die dieser Patentschrift beiliegenden
Zeichnungen beschrieben werden. Mit Figur Δ vvixd eine
fertige Halbleiter-Dldode 40 wiedergegeben. In die N-leitende Siliziumschicht 45 ist in selektiver V/eise eine
P-ieitende Verunreinigung eindiffundiert, und zwar derart, daß das spezifische Verhalten einer Siliziumdioxydschicht
47, eine P-leitende Region 46 zu bilden, verwendet wird. In die P-leitende Schicht 46 und in die N-leitende Schicht
45 des Siliziumplättchens 44 werden jeweils die Silberelektroden 48 und 49 eingesetzt. Die Leitfähigkeit dieser
Silberelektroden 48 und 49 ist sehr gut. Wegen des sehr weichen und flexiblen Materials weisen diese Silberelektroden
auch eine sehr gute Dämpfung auf. Der ohmsche Kontakt mit den Elektrodenschichten 41 und 42 ist somit immer
dann gewährleistet, wenn ein Kontaktdruck oder eine Spannung zwischen ihnen aufgeschaltet wird.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine andere in den Rabr~n der
hler vorliegenden Erfindung fallende Ausführung des Erfindungsgegenstandes.
Die als Halbleiterelement ausgeführte Diode 54 besteht aus einem Siliziumplättchen 55, in
dem sich eine P-N - leitende Verbindung oder Schicht gebildet hat, aus den Kupferplatten 57a und 57b, welche
unter Verwendung eines Silber enthaltenden Hochtemperatur-Lötmittels 56a und 56b, dessen Schmelzpunkt bei 400°
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liegt, auf die beiden Selten des Sillziumplättchens 55
gelötet werden, aus den über den Oberflächen der Kupferplatten 57a und 57b angeordneten Lötschichten 58a und
58b sowie aus einer Umhüllung 60. Auf die aus Kupfer bestehende Elektrodenplatte 51 ist eine Schicht aus vorimprägniertem Material 53a aufgesetzt, die in eintm vorgeschriebenen Abstand mit einer großen Anzahl von Löchern
versehen ist· Auf dem vorimprägnierten Material 53s wiederum ist eine Schichtplatte 61 angeordnet, die rcVt Löchern versehen ist, welche denen, die in das vorimprägnierte Material 53a eingearbeitet sind, entsprechen. Diese Schichtplatte 61 soll im wesentlichen so dick oder so
stark sein wie das als Halblieter ausgeführte Diodenelement 54 einschließlich der Lötschichten 58a und 58b. In
dem durch das Aufsetzen des vorimprägnierten Materials 53b auf die Schichtplatte 61 geschaffenen Raum wird das
als Halbleiter ausgeführte Diodenelement 54 derart eingesetzt, daß es die Elektrodenplatbe oder Elektrodenschicht
51 mit seiner Lötelektrode 58a berührt. Nach Aufsetzen der Kupferelektrodenschicht 52 wird einmal die Elektrodenschicht 52 mit dem Schichtkörper verbunden, und zwar unter Einwirkung von Wärme und Druck, und zum anderen die
EIe das als Halbleiter ausgeführte Diodenelement 5* umhüllt und verschlossen. Ist dies geschehen, dann wird
jedes Halbleiter-Diodenelement von dem anderen durch Durchschneiden des Schichtkörpers getrennt, und es ensteht
eine als Halbleiter ausgeführte Diode 8», die, wie aus Figur 6 zu erkennen ist, von einer Umhüllung 64 umgeben
ist.
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genstandes ist die Schichtplatte bereits verfestigt und ruoirat den größeren Anteil des aufgegebenen Druckes auf,
so daß eine Übertragung eines schädlichen Druckes auf das als Halbleiter ausgeführte Diodenelement verhindert
wird. Was die Klebeverbindung oder das Abbinden der Schichtplatte und der Kupferplatte angeht, so kann das
vorimprägnierte Material durch einige andere orgarische Verbindungsmittel oder Klebemittel, beispielsweise durch
Phenolgummi, Butylalphenol-denaturisiertes Ejaoxyd und durch Phenol-Epoxydpolyamid, ersetzt werden. In diesem
Falle ist das leicht zu verwendende Klebemittel oder Verbindungsmittel eine SchichtausfUhrung, welche dadurch
erhalten wird, daß Epoxydharz oder Phenolharz auf einen.
aus Polyamidharz oder ähnlichem Material hergestellten
schichtartigen Körper aufgetragen wird. Das vorimprägnierte Material bringt jedoch den Vorteil mit, daß die
gesarate mechanische Festigkeit der gesamten Halbleitervorrichtung
verbessert wird, weil von dem vorimprägnierten Material faserartiges Material, welches in Form von
Gewebe verwendet wird, eingeschlossen wird.
Mit Figur 7 wird ein Fall wiedergegeben, bei dem zu der mit den Figuren 5 und 6 dargestellten und als Halbleiterelement
ausgeführten Diode 54 eine flexible Metallplatte 63 gehört, welche- einen ungewöhnlich hohen Druck, falls
ein solcher aufgegeben wird, aufzunehmen hat.
Bei der mit Figur 8 wiedergegebenen Konstruktion sind die beiden Elelctrodenschichten oder Elektrodenplatten Ql und
82 selber flexible gestaltet worden, und zwar daduxch. daß die fei flexiblen Teile 83 und 84 vorgesehen sind.
In diesem Falle wird das vorimprägnierte Material als
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eine elektrisch isolierende und abdichtende nichtmetallische Umhüllung 88 verwendet. Dadurch wird bei Erwärmung
und Druckübertragung das als Halbleiter ausgeführte Diodenelement 85, welche aus einem Sillziumplättchen 86 mit
einer P-N-Schlcht darin sowie aus den aus Lötmaterial bestehenden Schichten 87a und 87b besteht, vor Beschädigung
durch Übermäßig hohem Druck geschützt. Das vor.*.n -ägnierte Material soll die als Halbleiterelement ausgeführte
Diode isolierend umhüllen und gleichzeitig die Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht mit der Diode verbinden.
Das mit den Figuren 9 und IO wiedergegebene als HaIbJ <?iter ausgeführte Diodenelement 94 besteht aus einem SlIi-
ziumplättchen 95 und aus den beiden Lötelektroden 96a
und 96b, welche auf die beiden Seiten des Sillziumplättchens 95 aufgesetzt sind. Auf das vorimprägnierte f^terlal 93a ist eine Schichtplatte 93c aufgesetzt, wcCche
mit einer großen Anzahl von Löchern, die untereinander einen gleichmäßigen Abstand aufweisen, versehen ist. Das
als Halbleiter ausgeführte Diodenelement 94 wird in die Löcher der Schichtplatte 93c eingesetzt. Auf die Dioden
wird dann die das vorimprägnierte Material 93a gelegt. Dann wird diese Anordnung wie bereits zuvor beschrieben
einer Wärmeeinwirkung und einer Druckeinwirkung ausgesetzt, damit sich die Schichtplatte 93c mit den vorimprägnierten
Materialien 93a und 93b verbinden und das als Halbleiter ausgeführte Diodenelement 94 umschließen kann. Der Teil
der Schichtplatte 93a und 93b, welcher der als Halbleiterelement ausgeführten Diode 94 gegenüberliegt, wird unr
ter Verwendung eines mit sehr hoher Geschwindigkeit laufenden Bohrers mit einem Loch versehen, welches so tief
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ist, daß es bis zur Lötschicht der als Halbleiterelement ausgeführten Diode 94 reicht. Entsprechend gegebenen Umständen
kann die oberfläche der Schichtplatte 93c auch durch Planschleifen derart weggenommen werden, daß die
Lötschicht freigelegt wird. Im Falle des Bohrens vjrden ah den gebohrten Teilen die Leiterschichten 98 und 99
derart herbeigeführt oder hergestellt, daß der Schichtkörper in geschmolzenes Lötmittel eingetaucht oder ei.nem
hichtelektrischen Beschichtungsverfahren unterworfen wird. Dann wird die als Halbleiterelement ausgeführte Diode
durch Schneiden des Schichtkörpers derart in Einze !abschnitte
getrennt, daß eine als Halbleiter ausgeführte Diode erhalten wird. In diesem Fall werden das vorimprägnierte
Material und die Leiterschicht aals Elektrodenschicht verwendet . Wo Kunststoff als eine Elektr^de·^-
schicht Verwendung findet, da kann diese Schicht Lm Beschichtungsverfahren
mit einer nichtelektrischen Schiebt versehen werden; dies kann beispielsweise in eineii dara-'.f
folgenden Arbeitsgang geschehen. Der Kunststoff oder rfas
Kunststoffraaterlal wird zuerst in einer Lösung aus Zi nnchlorid und dann in einer Lösung aus Palladiumchl~i ί ei
zum Erweichen gebracht. Zu dieser Zeit schlägt sich dann
das Palladium auf dem Kunststoff nieder, und zwar deshalb, weil in einem früheren Verfahren verwendete Zinn wirksam
wird. Die Beschichtung kann derart ausgeführt werden, daß das vorerwähnte Palladium als Kernmaterial verwendet wird.
Die mit den Figuren 11 und 12 wiedergegebene Halbleitervorrichtung
besitzt ein Silizium-Diodenplättchen 115, welches mit den nagelkopfartigen Elektrodenanschlußdrähten
116 und 117 versehen ist. Die Teile, welche die Anschluß-
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drähte 116 und 117 umgeben, werden zur Herbeiführung einer
besseren Verbindung zwischen den Anschlußdrähten und dem Harz einer Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer
Oxydationsbehandlung oder einem SchieifVorgang, unterworfen.
Die die Anschlußdrähte 116 und 117 umgebender />ile
sind mit der Markierung xxx versehen. Zwischen den Elek-t
trodenschichten 111 und 112, in welche die fUr das Einsetzen
der Elektroden-Anschlußdrähte 116 und 117 bestimmten
Löcher 121 und 122 gebohrt sind, und den vorimprägnieten Materialien 113a und 113b werden eingesetzt oder angeordnet:
eine Schichtplatte 113c und ein als Halbleiter ausgeführtes Diodenelement 114, dessen Außenfläche mit einer
Umhüllung 118 besetitefc beschichtet ist. Indem, wie bereits
zuvor beschrieben, Wärme und Druck einwirken, werden alle diese Bauelemente miteinander zu einer Einheit verbunden.
Wird ein Halbleiterelement mit geringer Stromleistung verlangt, dann wird das Element oder jedes Element so geliefert,
wie es gerade aus dem Schichtkörper herausgeschnitten oder von diesem Schichtkörper getrennt wird,nämlich
in der Form eines als Halbleiter ausgeführten Glelch- «ichters 123, Wird Jedoch ein Halbleiterelement mit größerer
Stromleistung verlangt, dann genügt es, wenn das Element mit den Elektrodenschichten 111 und 112 leitend
verbunden wird, und zwar dadurch, daß beispielsweise die Lötschichten 119 und 120 verwendet werden. Was die Diode
betrifft, so können auch andere Stoffe Ve*we«eiwHe-fi nde*
als Halbleiter Verwendung finden, beispielsweise DlAC oder TRIAC.
Bei der mit den Figuren 13 und 14 wiedergegebenen Ausführung des Erfindungsgegenstandes sind auf einer Elektro-
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G 19
denschicht 131 wie folgt angeordnet: ein in den vorgesehenen Abständen mit Löchern versehenes vorimprägniertes
Material 133a sowie eine Schichtplatte 133c. In den entstandenen freien Raum wird ein Halbleiterelement 134 eingesetzt, welches zuvor dadurch hergestellt worden ist,
daß eine Kupferplatte oder Kupferechicht 136 auf die eine Seite eines Siliziumdlodenplättchens unter Verwendung
eines silberhaltigen Hochtemperatur-Lötmittels g^lFtPt
wird, und auf die andere Seite des Dlodenplättchen* <
>i ■> nagelkopfförmlger Elektrodenanschlußdraht 137. Auf ai*
RUckselte der Kupfer-Elektrodenplatte 136 wird ein.'? Zj nnlotschicht 139 aufgetragen, deren Schmelztemperatur bei
ungefähr 23O0C liegt. Die Dicke T1 der bei dieser Ausführung des Erfindungsgegenstandes verwendeten Schichtplatte 133c ist größer als die Dicke T2 des Hauptteiles des
Halbleiterelementes 134, welcher sich von der Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte 136 aus bis zu dem flachen
Kopf der Elektrode 137 hin erstreckt. Diese Ausführung dient dazu, eine direkte Druckübertragung auf das Halbleiterelement 134 zu verhindern. Nach dem Einsetzen des
mit einer Umhüllung 140 versehenen Halbleiterelementes 134 in den geschaffenen freien Raum, wird das in den vorgeschriebenen Abständen mit Löchern versehene/i vorlraprägnierte Material 133b sowie auch eine Kupfer-Elektrodenplatte oder Kupfer-Elektrodenschicht 132 aufgesetzt.
Wie bei den bereits vorher beschriebenen Ausführungen des Erfindungsgegnestandes wird die gesarote Konstruktion
einer Wärmeeinwirkung und einer Druckeinwirkung ausgesetzt, damit die als Halbleiterelement ausgeführte Diode 134
umhüllt und eingeschlossen wird. Wie aus Figur 14 zu erkennen ist, sind die nagelkopfartige Elektrode 137 und
die obere Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 132 zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen diesen
Schichten durch eine Lötschicht 141 miteinander verlötet. Um eine als Halbleiterelement ausgeführte Diode 142 zu
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erhalten, wird der Schichtkörper schließlich In einzelne
Abschnitte durch Zerschneiden unterteilt. Auch bei dieser Ausführung des Erfindungsgegenstandes läßt sich die
Oxydierungsbehandlung der zum vorimprägnierten Material hinweisenden Berührungsfläche der Elektrodenplatt» ccer
Elektrodenschicht in wirkungsvoller Welse durchfühlen .
Darüber hinaus wird das vorherige Anlöten der Zin~.lcI-schicht 139 an die Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte 131 eine bessere Verbindung gewährleisten.
Mit Figur 15 wird die Verwendung efc«es--?ien»fc»fc©srs· der
hier vorliegenden Erfindung bei einem Flächentransistor oder einem Transistor der Planarausführung wiedergegeben.
Zum Halbleiterelement 159 gehören die durch Doppel Uffundierung herbeigeführten nachstehend genannten drei Bereiche: der Emitterbereich E, der Basisbereich B scwntf
der Kollektorbereich C. Die Emitterelektrode 160 sowie die Basiselektrode 161 sind aus einem relativ welchen
Material hergestellt, beispielsweise aus Silber mit einer isolierenden Schutzschicht 163, die zum Beispiel aus
Siliziumoxyd besteht und zu einem Teil perforiert Ist. Der Kollektorbereich G 1st unten mit einer Lötschichtelektrode 162 versehen. Die untere Elektrodenplatte oder
Elektrodenschicht 151 ist eine Kupferplatte, die obere
Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 152 hingegen
ist als gedruckter Stromkreis oder gedruckte Schaltung ausgeführt. In eine Isolierplatte, beispielsweise i*
eine Schichtplatte sind Leiter 154 und 155, welche sus
Aluminium oder ähnlichen Material bestehen, eingearbeitet. Die Emitterelektrode 160 und die Basiselektrode
werden aufeinander gelegt, und zwar derart, daß
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G 21
Js
zu den Leitern 154 und 155 besteht und daß das vorimprägnierte
Material 156 und 157 zwischen ihnen angeordnet ist. Um zu verhindern, daß ein übermäßig hoher Druck
auf das Halbleiterelement 159 übertragen wird, ist die Schichtplatte derart ausgeführt, daß sie im wesentlichen
die gleiche Dicke oder Starke wie das Halbleiterc»."Tent
159 hat. Die Elektroden 16© und 161 sowie die Leiter 154 und 155 werden unter Anwendung des gleichen £rbpitsganges
oder Arbeitsverfahrens miteinander zu einer Einheit
verbunden, der schon zuvor im Zusammenhang mit der durch Figur 4 wiedergegebenen Ausführung des Erfindungsgegenstandes beschrieben worden ist. Der so zusammengesetzte
Schichtkörper wird unter Einwirkung von Wärme und Druck zu einer Einheit verbunden. Dann wird der Schichtkörper
in Einzelelemente unterteilt, und zwar derart,daß zu jedem abgetrennten Teil ein Transistoreleraent gehört
und auf diese Weise ein Transistorl64 hergestellt wird, so wie dies mit Figur 16 wiedergegeben ist. Die Enden
der Leiter 154 und 155 sind zu einem vorbestimmten Punkt nach außen geführt, beispielsweise auf die obere Fläche
oder auf die Seitenfläche der oberen Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 152. Bei dieser in den Rahmen der
hier vorliegenden Erfindung fallenden Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist eine Seite der Elektrodenplatte
oder Elektrodenschicht als gedruckter Stromkreis oder gedruckte Schaltung ausgeführt. Eine .derartige mit einer
gedruckten Schaltung oder mit einem gedruckten Stromkreis versehene Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht kann
jedoch auch auf beiden Seiten verwendet werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, schon vorher eine Elektroden-
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G 22
Lötschicht 162 aufzulöten, deren Schmelzpunkt höher liegt als Aushärtetemperatur oder die Temperatur, mittels der
das vorimprägnierte Material sich mot der Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht verbindet, und dann darauf die
vorimprägnierten Materialien und die anderen Bauelemente
anordnet.
Die vorher beschriebene Ausführung bezieht sich atf einen
Flächentransistor oder auf einen Transistor der Planarausführung. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß sich
die hier vorliegende Erfindung auch auf andere Halbleitervorrichtungen anwenden läßt, beispielsweise auf integrierte Stromkreise oder Integrierte Schaltungen. Der besondere Vorteil der hier vorliegenden Erfindung liegt Oailn,
daß die zuvor erwähnte Konstruktion die Notwendigkeiten
einer Innenverdrahtung völlig umgeht. Dies aber ist em
Vorteil, welcher sich bei der Herstellung von Vorrichtungen, au denen auch ein Integrierter Stromkreis oder eine
integrierte Schaltung gehirt, bezahlt macht.
Die Figuren 17 bis 19 zeigen eine Gleichrichtervorrichtung, mittels der unter Verwendung eines Zusammengesetzτ
ten und aus sechs Halbleitervorrichtungen, so wie diese gemäß den Figuren 13 und 14 ausgeführt sind, bestehenden
Körper ein Dreiphasen-Wechselstrom oder ein Drehstrom
in einen Gleichstrom gleichgerichtet wird. Die mit att
Figuren 17 mkt bis 19 wiedergegebene Ausführung soll nun
unter Verweisung auf Figur 20 nachstehend beschrieben werden. Die auf die Dreiphasen-Wechselstrom-Kleramen oder
Deehstromkleromen 201, 202 und 203 geschalteten Wechselströme werden von den Dioden 181, 182, 184, 185 und 186
gleichgerichtet und stehen an den Ausgangsklemmen eis—
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Vi
204, 205 als Gleichstrom an.
Die auf eine erste Kupfer-Elektrodenplatte oder Kupfer-Elektrodenschicht 171 montierten Dioden 181, 182 und
183 bilden eine erste die gleiche Polarität aufweisende Gruppe, mit der dire eine der Elektroden 191 verbunden
ist. Die auf eine zweite Kupfer-Elektrodenplatte odei
Kupfer-Elektrodenschicht 172 angeordneten Dioedeneiemente 184, 185 und 186 bilden eine zweite die gleiche.
Polarität aufweisende Gruppe, mit der die bereits zuvor erwähnte Elektrode 191 derart verbunden 1st, daß die
vorerwähnte zweite Gruppe im Hinblick auf die bereits
erwähnte zweite Gruppe die entgegengesetzt gerichtete Polarität aufweist. Die Umgebung der jeweiligen Diocl·-*-
eleraente 181, 182, 183, 184, 185 und 186 sind gegeneinander unter Verwendung der Umhüllung 176 Isoliert. Das
Oberteil der anderen zu den Diodenelementen 181, 182, 183, 184, 185 und 186 gehörenden Elektrode 192 erstreckt
sich bis auf die Außenseite der isolierenden Umhüllung 176, um durch Löten mit einer dritten, vierten und fünften Kupferelektrodenplatte oder Kupferelektrodenschicht
173, 174 und 175 verbunden zu werden»
Indem sie in der nachstehend beschriebenen Weise ncit einm
jeden Diedenelement der ersten und zweiten Gruppe verbunden werden, bilden diese Elektrodenplatten oder Elekroden
schichten Stromleiter. Die dritte Elaktrodenplatte oder Elektrodenschicht 173 verbindet das erste Diodenelement
181 der ersten Gruppe mit dem ersten Dlodeneleraent Λ84
der zweiten Gruppe und bildet dadurch eine dritte (aus den Dioden 181 und 184 bestehende) Gruppe. Die viert«
Elektrodenplatte oder Elektroden/schicht 174 verbindet
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das zweite Dlodenelement 182 der ersten Gruppe mit dem
zweiten Diodenelement 135 der zweiten Gruppe und bildet dadurch eine (aus den Dioden 182 und 185 bestehende)
vierte Gruppe. Die fünfte Elektrodenplatte oder Elektrodensehieht 175 verbindet die dritte Diode 183 der ersten
Gruppe mit der dritten Diode 136 der zweiten Gruppe und bildet dadurch eine (aus den Dioden 183 uhd 186 bestehende fünfte Gruppe.
Nachstehend soll nun die Verbindung zwischen den Diodenelementen und den diesen Diodenelementen zugeordneten
Elektrodenplatten oder Elektrodenschibhten beschrieben
werden. Das Dlodenelement 181 besteht aus einem SiIiziumdiodenplättchen 194, dessen untere Seite mit einem
N-leitenden Bereich versehen ist, dessen obere Seite hingegen aber mit einem P-leltenden Bereich. Zu diesem Diodenelement 181 gehören weiterhin auch eine Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 191 und eine nagelkopfartige
ElektrodenzufUhrung 194, die mit den beiden Seite des
Slliziumdiodenplättchens 194 verbunden sind. Dabei Ut die Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 191 unter
Verwendung des Lötmaterials^ält einer ersten Elektrcderplatte oder Elekrodenschicht 171 verbunden, die nagelkopf artige ElektrodenzufUhrung 192 aber,auch unter Verwendung des Lutmaterials 193 mit der dritten Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 173. Dl· Außenseite des
Diodenplättchens 194 1st durch eine Umhüllung 195 geschützt. Das Diodenelement 132 ist wie das Diodenelement 181 in
gleicher Weise hergestellt, es ist nur in entgegengesetater Polarität zum Dlodenelement 184 geschaltet.
1 ü h 3 4 8 / U 8 0
G 25
Elektrodenplitte oder EIektrodtnschicht 171 und 172,
desgleichen aber auch die dritten, vierten und fUnften
Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten 173, 174 und 175, gegeneinander Isoliert, Auch der bei dieser
Ausführung des Erfindungsggenstandes verwendete Stromkreis ist in Übereinstimmung mit der in Figur 2O wiedergegebenen Schalteng aufgebaut. Wird nun auf die drifte, vierte und fUnfte Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 173, 174 und 175 ein Dreiphasen-Wechselstrom
oder Drehstrora geschaltet, dann steht offensichtlich ein Gleichstrom an der ersten und zweiten Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 171 und 172 an.
Die mit den Figuren 17, 18 und 19 wiedergegebene Halbleitergleichrichtervorrichtung wird in der in Zusammenhang mit Figur 13 beschriebenen Weise hergestellt, nämlich durch eine Anordnung oder Schaltung von raehreoen
Halbleiterelementen, und zwar unter Beachtung ihrer Polarität. Zum Herstellungsverfahren gehört dann auch noch
das Verbinden zu einer Einheit under Einwirkung von Wärme und Druck. Der fertige und abgebundene Schichtkörper
wird, wie aus den Figuren 17 und 18 zu erkennen ist, in einer solchen Weise auseinandergeschnitten oder getrennt,
daß zu ihm sechs Halbleiterelemente gehören. In die Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten werden Nute eingearbeitet, und zwar die Nute 196, 197, 198, weiche dann
die Leiterwege 171, 172, 173, 174 und 175 bilden. Die Nute können in Elektrodenplatten oder Elektodenschichten
geschnitten werdenm, welche bereits vor dem Zusammenpressen unter Einwirkung von Wärme und Druck mit den vorgeschriebenen elektrischen Stromkreisen versehen sind.
10: UB/H 80
G 26
Die Diodenelemente sind in jeden Fall in einer solchen Weise angeordnet und geschaltet, daß deren Polarität jeweils im Wechsel der Reihen wechselt« Der Schcihf'.tfrper
wird dabei so in Teile zerlegt, daß ein jeder abgetrennter Teil ein Halbleiterelement erhält. Dies ist alles,
was bei der Vorbereitung und Herstellung einer in den Rahmen der hier vorliegenden Erfindung fallenden und
als Halbleiterelement ausgeführten Diode erforderlich ist. Weil an der Außenseite der Diode kein Stromkreis
mehr hergestelltzüerden braucht - unter Verwendung von
Drähten und anderen Stromkreiselementen -, läßt sich
dieses Halbleiterelement oder diese Halbleltervorrich tung leicht - und in großen Mengen - herstellen. Da,
wo weiterhin die Umhüllung aus einem vorimprägnierten Material oder aus einer Schichtplatt· besteht, erhält
der Halbleitergleichrichter wegen des Vorhandenseins von gewebten faserförmigen Material eine sehr hohe Festigkeit, so daß er, wird er für eine hohe Stromleistung hergestellt, gegen mechanische Versprödung gesichert ist. Die Verwendung einer breiten Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht führt zudem zu einer groben
Berührungsfläche mit einer Wärmeableitungsplatte ede τ einer ähnlichen Vortichtung und der damit verbundenen
hochwirksamen Wärmeableitung. Die nagelkopfartige Zuführung, von der ein Vorsprung entfernt wird, kann zur
Erreichung einer besseren KUhlwirkung von beiden Seiten
her gekühlt werden. Das aber ist ein besonders wichtiger Vorteil bei der Herstellung einer als Halbleiterelement
ausgeführten Diode.
109848/U80
G 27
dergegeben, für die vier der für den Gleichrichter nach
Fogureη 17 bis 19 verwendet werden. Diese Gleichrichterverrichtung wird als eine Brückenschaltung mit dem dazugehörigen St reale reis dargestellt.
Der ν·η einer Wechselstromquelle Herkommende Wechselstrom
wird in einem Transformator 222 transformiert oder umgespannt und dann auf die Eingangsklemmen 223 und 224 des
Gleichrichters 210 geschaltet· Nachdem der Strom in den Dioden 18I9 182, 184 und 185 eine Vollwellengleichrichtung durchlaufen hat, wird er ven den Gleichstrom-Ausgangs·
klemmen ·«» 225 und 226 aus auf einen Verbraueher 227 geschaltet.
Figur 23 zeigt den in den Rahmen der hier vorliegenden
Erfindung fallenden Gleichrichter als auf einen Drehstromstromgenerator für Autos aufgesetzt, oder auf eine Automobil-Drehstromllchtmaschine montiert. Die vom Automotor
herbeigeführte Rotationsbewegung wird mittels eines (hier nicht dargestellten Riemens} auf eine Riemenscheibe übertragen, welche sich um eine Achse 231 dreht. Auf de" Mittelteil der Drehachse 231 sind eine Feldspule 232 und
ein Feldkern 233 aufgesetzt. An einem Ende fc»»JLst die
Drehachse 231 mit einem Schleifring 235 und einer isolierenden Schicht 234 versehen. Mit dem Schleifring stehen
die Bürsten. 236 und 237 in Verbindung. Auf die Bürsten 236 und 237 ist eine Gleichstromquelle geschaltet, welche eine Erregung der Feldpsule 232 herbeizuführen hat.
Um den Feldkern 233 sind ein Ankerkern 238 und eine Ankerspule 239 angeordnet. Der Ankerkern 238 ist fest in
die Gehäuse 24Ο und 241 eingebaut, die ihrerseits wiederum am Einbauort mittels einer Schraube 24 befestigt werden.
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Außerhalb des Gehäuses 240 1st ein KUhlventilator 249 befestigt. In das Innere des Gehäuses 241 1st durch eine
Isolierung 244 mittels einer Bolzenschraube 245 eine HaIbleitergleichrichtervorTichtung 243 eingebaut. Mit den)
Wechselstrom-Eingangsklemraen 246, 247 und 248 ist ei«-«:
Ende der Ankerspule oder Ankerwicklung 239 verbunden. Die Bürsten 236 und 237 sind Über eine Halterung 252
mit dem Gehäuse 241 verbunden. Die Gleichrichtervorrichtung 243 besteht aus einer Reihe von Dioden und Ricper
253· Das eine Ende einer solchen Rippe 253 ist fest nut
dem Gehäuse 241 verbunden, und zwar mittels einer Sc-I-zenschraube 256, die auch als Anodenklemme verwendet
wird und durch eine IsollerhUlse und eine isolieierde
Scheibe 255 isoliert 1st.
Mit Figur 24 wird die perspektivische Darstellung eines
anderen Wechselstromgenerators oder einer anderen Viechselstromlichtmaschine, und zwar in demontierten Zustand,
wiedergegeben· Die Gleichrichtervorrichtung 1st he-1 bei
unter Verwendung der vier Schrauben 25O auf die Ankerspule oder Ankerwicklung 239 montiert. Auf die Bolzenschrauben 250 ist dann das Gehäuse 241 aufgesetzt und
durch die Muttern 251 befestigt. Auf die Seite, welche der Seite gegenüberliegt, mit der das Gehäuse 240 verbunden ist, wird das Gehäuse 241 des Ankers 238 - dies
geht aus Figur 25 hervor - mittels einer zu diesem Gehäuse gehörenden Bolzenschraube 242 montiert.
Um den Einbau zu erleichtern, 1st die mit Figur 23 dergegebene Gleichrichtervorrichtung hufeisenförmig ausgeführt worden. Zunächst einmal wird eine hufeisenförmige aus Kupfer bestehende Schichtplatte)vorbereitet oder
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S3
hergestellt. An mehreren ausgewählten Stellen wird diese Kupfer-Schichtplatte 273 abgeätzt, so daß sich Leiterwege
bilden können. Andererseits aber, dies ist aus den Figuren 27 bis 31 zu erkennen, wird die Elektrodenplatte oder
Elektrodenschicht in zwei rechte und linke Teile unterteilt. Die Dioden di, dg, d«, d,, dg und d^ werden in der
für die Ausführung nach Figuren 17 und 18 dargestellter
gleichen Weise montiert und angeordnet. Die Elektrouhr
platten oder Elektrodenschichten werden in der für die vorherbeschriebene Ausführung genannten Weise mit Leit-—-wegen versehen. Mehrere zwischen den Elektrodenplaiier
oder Leiterplatten angeordnete Dioden werden von eiiet
elektrisch isolierenden Umhüllung derart umgeben, el-β em
in einem Stück geformter oder integral geformter Gl-1 -richter entsteht. Die Drehstromzuleitungen werden mit den
Wechselstrom-Eingangsklemmen 264, 265 und 266 verbunden, während für due Ableitung des Gleichstromes die Ausgangsklemmen 267 und 268 zuständig sind. Die Löcher 269 und
270 dienen zur Aufnahme einer Bolzenschraube und damit auch zur Befestigung der Gleichrichtervorribhtung
Die Figuren 32 bis 34 gegen den Fall wieder, bei c* m -4Ie
Gleichrichtervorrichtung dadurch vorbereitet oder hergestellt wird, daß die drei Rippen mit Dioden versehen und
zu einen einheitlichen Körper hergestellt sind, und zwar jede Birode-nfct-ieweirl» Rippe mit jeweils zwei Dioden.
Eine Schicht 320 besteht jeweils aus den drei Rippen 321, 322 und 322 sowie aus den Anschlußstfcften 32Λ 325
und 326. Die Löcher 329 und 328 dienen dazu, die Gleichrichtervorrichtung mit einem (hler nicht dargestellten)
Wechselstromgenerator oder einer Wechselstromlichtmaschi-
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ne zu verbinden. Wie aus Figur 32B zu erkennen 1st, besteht die Schicht 320 aus Isolierende« Expoxydglas 338,
In die ein Anschlußstift 325 eingesetzt 1st, aus einem
auf In eine Kupferfolie eingedruckten Stromkreis, welcher unter Anwendung des bekannten Xtzverfahrens hergestellt 1st, sowie aus einer Elsenrippe 322. In diesem
Fall 1st die Kontaktfläche zwischen den Anschlußstift
325 und der Rippe 322 unter Verwendung einer Silberlegierung verlötet, und zwar derart, daß Anschlußstlft
und Rippe sowohl elektrisch als auch mechanisch fest/
miteinander verbunden sind. Mit den Hinweiszahlen 232
bis 337 sind die Dioden gekennzeichnet.' Der auf die· ι» Weise hergestellte Gleichrichter wird« wie aus Fict·»
zu erkennen ist, durch die Löcher 327 und 328 mit <l~r
Innenseite des Wechselstrorageneratorgehäuses oder Wechselstroro-Lichtmaschinengehäuses 242 verschraubt·
Figur 36 zeigt die beiden Rippen 361 und 362,mit denen
jeweils eine Gruppe von drei Dioden 363, 364 und 365
sowie eine andere Gruppe von drei Dioden 366, 367 und
368 jeweils in entgegengesetzter Anordnung oder Polarität verbunden werden. Die Qlelchstrom-Ausgangsklemi^vp
369 und 370 sind jeweils an den Rippen 361 und 362 vorgesehen. Mit den Hinweiszahlen 351, 352 und 353 sind
die Wechselstrom-Anschlußklemmen gekennzeichnet.
Wie aus Figur 32B zu erkennen ist, sfcnd die zuvor erwähnten Dioden in eine Schicht 320 integral eingesetzt.
Das daralt verbundene Herst el lunge verfahren soll nun
nachstehend unter Verweisung auf die Figuren 37A Hs
37B beschrieben werden. Wie aus Figur 37Λ hervorgeht,
■lrd auf eine Kupferplatte oder Kupferschicht, welcie
ungefähr 170 Mikrons dick 1st, ein vorImprägniertes
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Material 372 - dies ist eine Abkürzung fUr imprägniertes Material aus Glasfasern oder ähnlichen Stoffen,welche unter Verwendung von wärmeaushärtbaren Harzen, beispielsweise von Epoxydharz, zuvor imprägniert worden
sind r Dieser Schichtkörper wird unter Einwirkung von Wärme und Druck zu der alt Figur 37B wiedergegebenon
Schclhtplatte 372 geformt. Wird ein vorimprägniertes Material aus Glasfasern und Epoxydharz hergestellt, c'apn
dann genügt es» wenn dieses vorimprägnierte Material -für ungefähr 2 Stunden einer Wärmebehandlung mit einer
Temperatur von 17O°C und einer Druckbehandlung mit einem Druck von 20 kg/cm unterworfen wird· Wie aus Figur 37C
zu erkennen ist, wird der Schichtkörper dann in eine vorgegebene Form geschnitten und mit einem Loch 374
durchbohrt, welches zur Verbindung zwischen der Elektrode des Halblelterelententes und der Kupferplatte diebt.
Dieser Arbeitsgang kann leicht durchgeführt werden, beispielsweise durch Einsetzen eines Stanzvorganges· Nunmehr wird, wie aus Figur 37D hervorgeht, die Kupferplatte 371 mit den Nuten 375 versehen und dabei in mehrere
Abteilungen unterteilt.
Vor dem Einarbeiten der Nute 375 wird der Teil der Kr'oferplatte, für den ein-Xtzen nicht erforderlich ist, mit
bekannten lichtbeständige· Material oder mit ähnlichem Material geschützt. Die verkupferte Schichtplatte wird
in eine Ätzlösung getuacht,welche bespielsweise besteht aus Elsenchloride. Weil der mit dem zuvor erwähnten licht·
beständigen Material geschützte Teil der Schichtplatte einer Atzung widersteht, weil weiterhin das vorimprJ;-nierte Material von der Xtzung nicht beeinflußt wire*,
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kommt es dazu, daß In dieser Kupferplatte die Trenn,
nute 375 gebildet werden oder entstehen. Damit aber Ist eine der Elektrodenplatten oder Elektrodenschlchteh 376 vorbereitet oder hergestellt.
Andererseits werden, wie dies aus Figur 37E zu erkennen Ist, jeweils die Elektrode 378 und 379 auf beide-Selten eines als Halbleiter ausgeführten Dlodenelen.i\~
tes 377, welches In einem Einzelkristall eine P-N-Verblndung aufweust, montiert. Beide Selten des als Halbleiter ausgeführten Diodenelementes 377, welche mit den
Elektroden 378 und 379 versehen werden sollen, sind zuvor mit einem silberhaltigen Hochtemperaturlötmlttel
versehen worden. Wird das als Halbleiter ausgeführte
Diodenelement 377 samt den aufgesetzten Elektroden 378 und 379 In einem Wasserstoffgas enthaltenden Ofen βυ*
Temperaturen von ungefähr 360 bis 36O0C erwärmt, denn
werden das Element und die Elektroden unter Einwirkung
des bereits genannten Lötralttels miteinander verschmol zen.
Der Teil der Elektrodenplatte oder Elektrodenschlcht
390, auf den fcüs Halbleiterelement montiert werden soll,
wird zu einer Tasche gepreßt. Mit diesem als Tasche ausgeführten Teil wird die Elektrode 379, welche mit dem
Halbleiterelement 377 verbunden Ist, mittels eines Zinn-Lötmlttels unter Wärmeanwendung bei einer Temperatur von
ungefähr 232°C verschmolzen. In Übereinstimmung mit den
dieser Patentschrift beigegebenen Zeichnungen 1st eine der Elektroden 378 und 379 eben, während die andere einen
Vocps Vorsprung aufweist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Elektroden des In den Rahmen der hler vorliegenden Erfindung fallenden Halbleitervorrichtung nicht auf
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G 33
derartige Formen beschränkt ist. Die hier gewählte Form dient einfach fUr eine bequeme HerausfUhrung der Elektrode
bei dieser Ausführungsform. Auf diese Weise wird also die Elektrode 378 auf die Elektrodenplatte oder El. trodenschlcht,39O
gelötet. Diese Elefctrodenplatte oder Elektrodenschicht 390 kann zuvor mit den gleichen Leiterwegen,'
die zur Verbindung der Stromkreise dienen, wie eile
der Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht 376 versehen sein. Auf die vorerwähnte Elektrodenplatte oder Elektrodenschicht
390, auf die die als Halbleiterelement ausgeführte Diode an einer vorbestimmten Stelle montiert ist,
werden, wie aus Figur 37E zu erkennen ist, drei Schichten des vorimprägnierten Materials 382 und dann die Elektro-.denplatte
oder Elektrodenschicht 376 geschichtet. In diesem Fall ist das aufeinandergeschichtete vorimprägnierte
Material 382 mit einem zur Durchführung der Elektrode 378 dienenden Loch versehen, und die Diode ist mit einem
elektrisch isolierenden Material umhüllt. Dann werden wie bei der Herstellung der kupferverkleideten Schichtplatte
Wärme und Druck für 15 bis 120 Minuten-eafgeben aufgegeben,
wobei die Temperatur ungefähr 17O0C beträgt, dei
Druck aber 5 bis 20 kg/cm . Dazu wird eine Wärrae-und Preßvorrichtung
verwendet. Mit diesem Vorgang wird die Diode zwischen den beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten eingeschlossen. Die Verbindung zwischen der Diodenelektrode
379 und der Kupferplatte oder der Kupfeischicht kann unter Verwendung des Lötmittels 384 oder
eines ähnlichen Mittels hergestellt werden. Das in diesem Fall verwendete Lötmittel besteht vorzugsweise aus
63 % Zinnlot (mit einem Schmelzpunkt von 1830C). Mit I--L-
1 O U fi k 8 / U 8 O
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gux 37F wird ein bis zu diesem Stadium hergestelltes als
Halbleiter ausgeführtes Diodenelement wiedergegeben. Die
auf diese Weise hergestellte Diodenvorrichtung wird dann schließlich im SprUhverfahren oder im Tauchverfahren mit
einer Epoxydschicht Überzogen.
Figur 38 steht für ein Herstellungsverfahren, bei ~ -n
eine Schichtplatte 376 als eim elektrisch isolieren-as
Zwischenmaterial während des: mit Figur 37E dargestellten
Montagezustandes verwendet wird. Dieses Schlchtplat ,a
wird unter Verwendung eines filmartigen Klebemittels 397 verKlebt oder montiert. Zu dem fimartigen Klebemittel
gehört bespielsweise eine mit denaturisiertem Expoxydharz und Phenolharz versehene Nylonschicht. Auch diese
Art Klebemittel entwickelt unter DruckeInwlrkung und bvl
Temperaturen von ungefähr 15O0C eine starke Bindungskraft.
Bei den vorher beschriebenen Ausführungen ist beschrieben
worden, daß die als Halbleiterelement ausgeführte Diode und die mit ihr verbundenen beiden Elektroden von dem
Harz umhUllt werden, welches aus dem vorimprägnierten Material herausgepreßt worden ist, wenn das vorerwähnte
vorimprägnierte Material einer Druckeinwirkung ausgesetzt wird. Es ist jedoch nicht Immer erforderlich, daß die Umhüllung die als Halbleiterelement ausgeführte Diode εοννίβ
die beiden Elektroden vollständig umhUllt. Wie beispielsweise aus Figur 39 zu erkknnen ist, Ist zwischen der
Schichtplatte 400 und der Rippe 4Ol nur eine einzig? aus dem vorimprägnierten Material 4Ο2 bestehende Schicht
angeordnet oder eingesetzt. Nach der Einwirkung von Wärme und Druck, wird das in das vorlmprägnierte Material
imprägniert· Harz in den Taechent·!! 403 hineingedruckt.
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G 35
Wenn in diesem Fall auch die Tasche 403 nicht vollkommen
gefüllt und geschlossen wird, so wird es doch zu keinen praktischen Schwierigkeiten kommen.
Wenn die hier vorliegende Erfindung auch Im Hinblick auf
einfcge bevorzugte Ausführungen des Erfindungsgegenstandes
beschrieben worden ist, so soll die hier vorliegend' Erfindung dennoch nicht auf diese Ausführungen beschr^nlc^
sein, sondern vielmehr auch alle Modifikationen und Minderungen
umfassen, die in den Rahmen der hier vorluegendön
Erfindung und den dieser Patetnschrift beiliegenden Ansprüchen fallen.
8^8/1480
Claims (1)
- 21 359 A 11. Eine Halbleitervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daßzwei Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sine; mindestens ein Halbleiterelement, dessen Elektroden mit den Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten verbunden sind, vorgesehen istj schließlich eine Schicht aus elektrisch isolierendem Klebemittel, welche das Halbleiterelement umhüllen soll, zwischen den Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten angeordnet ist.109848/U80BAD ORIGINALT/64872 A2 Vl2. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daßdas Halbleiterelement von einer elektrisch isolierenden Jiischenschicht umgeben ist, welche dicker als der Hauptteil des Halbleiterelementes ausgeführt und zwischen den beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten angeordnet ist} schließlich die ZwischenumhUllung und die beiden Elektrodenplatten zur Einschließung des halbleiterelementes mittels der Schicht aus organischem Klebemittel . miteinander verbunden oder verklebt werden.3. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daßeine der beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten mit einer Aussparung versehen ist, mit der dann eine der Elektroden des Halbleiterelementes derart verbunden werden soll, daß es dem bereits genannten Element gegenüberliegt.4. Eine Halbleitervorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daßdie organische Klebeschicht als eine Schichtkonstruktion aus faserartigem Material und wärmeaushärtbarem Kunstharz ausgeführt ist.5. Eine Halbleitervorxrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daßdie organische Klebeschicht als vorimplrägniertes Material ausgeführt ist.6. Eine Halbleitervorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bisι ο cmua/u 8 οA3^ 176A872dadurch gekennzeichnet, daßdas Halbleiterelement ein Diodenelement ist.7. Eine Halbleiterelement gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daßmehrere zwischen den Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten angeordnete und als Halbleiter aus·* geführteG^eichrichterelemente elektrisch mit Vorrichtungen, welche sich an den beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten befinden, verbunden sind; schließlich eine Reihe von Halbleiterelementen derart in der Umhüllung eingefaßt sind, daß sie voneinander isoliert und integral herstellbar sind..8. Eine Halblletervorrichtung gemäß den Ansprüchen 2 bis 7»dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenumhüllung eine Schichtplatte ist.9. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß, eine» das bei einem der beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten vorgesehene Leiterelement besteht aus einer ersten Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte, welche gegeneinander Isoliert und im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sind; mit der ersten Leiterplatte ein Elek*-:rdensatz verbunden ist, welcher zu einer ersten Gruppe von als Halbleiterelemente ausgeführten Dioden gleicher Polarität gehört} dal mit der zweiten Leiterplatte ein anderer zu einer zweiten Gruppe von als Halbleiterelemente ausgeführten Dioden gehörender Elektrodensatz verbunden ist,wobei diese B.lode^- gruppe zu der ersten Diodengruppe In entgegengesotz-109848/14?"8AD ORiGJNALt Iter Polarität geschaltet ist; schließlich Hfl bei der anderen der beiden Elelctrodenplatten oder Elektrodenschichten vorgesehene Leiterelement aus mehreren gegeneinander isolierten Leitereinheiten besteht, welche im wesentlichen parallel zu der ersten und zweiten Leiterplatte angeordnet sind; die bereits erwähnten Leitereinheiten jeden Elektrodensatz der ersten Gruppe der als Halbleiter ausgeführter. Diodenelemente mit jedem Elektrodensatz der zweiten Gruppe der als Halbleiter ausgeführten Diodenelemente verbindet.ΙΟ. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daßdas bei einem der beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten vorgesehene Leitereleraent aus einer ersten Leiterplatte, einer zweiten Leiterplatte und einer dritten Leiterplatte besteht, welche gegeneinander isoliert und im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sind; in der ersten Leiterplatte, in der zweiten Leiterplatte und einer dritten Leiterplatte jeweils eine erste Gruppe, eine zweite Gruppe und eine dritte Gruppe von Diodenelementen vorgesehen sind, wobei zu einer Eiek-t*©- Gruppe zwei Dioden gehören, welche mit Elektroden entgegengesetzter Polarität elektrisch verbunden sind; schließlich das bei der anderen der beiden Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten vorgesehene Leiterelement aus zwei gegeneinander isolierten Leitereinheiten besteht, wobei eine dieser Leitereinheiten die zur ersten Gruppe, zweiten Gruppe und dritten Gruppe der Diodenele-109848/1480BAD ORIGINALA 5ten gehurt, während die andere der bereits genannten Leitereinheiten die zu der ersten Gruppe, der zweiten Gruppe und zur dritten Gruppe der Diodenelemente gehörenden Elektroden entgegengesetzt gerichteter Polarität miteinander verbindet.11. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daßdie Integral geformte Umhüllung in Form eines Hufeisens ausgeführt ist.12· Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daßdie ersten und zweiten Gruppen jeweils aus drei Dioden bestehen,13, Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 9, und Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daßdie auf einer der Elektrodenplatten oder Elektrodenschichten geformten Leiterplatten jeweils mit einer Aussparung versehen 1st, welche derart geformt ist, daß sie die Elektroden eines mit der Leiterplatte zunverbindenden Halbleiter-Diodenelementes aufzunehmen hat; die Elektrode der als Halbleiter ausgeführten Diode schließlich in dieser Aussparung verlötet wird.14, Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßeine der Elektroden des Halbleiterelementes mit einer der Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten unter Zwischenschaltung von leitendem und abfederndem Material elektrisch verbunden 1st.109848/1480BAD ORiGiNAL15. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daßdas abfedernde Material besteht aus einer konkaven Feder, aus einer weichen Lotung oder aus weichem Material.16. Eine Halbleitervorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 und 9,dadurch gekennzeichnet, daßmindestens eine der bei den beiden Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten vorgesehenen Leitereinheiten aus einer metallbeschichteten Schichtplatte, in welche ein Leiterweg eingearbeitet ist, besteht.17. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daßdas eine der Elektroden des Halbleiterelementes zur Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte senkrecht angeordnet ist, wobei eines der Enden der Elektrode durch ein in die Elektrodenschicht roder Elektrodenplatte eingearbeitetes Loch geführt und dann mit der Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte verlötet ist.18. Eine Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daßes sich hierbei ganz besonders um einen als Gi Halbleitervorrichtung ausgeführten und in das Innere einer Wechselstromlichtmaschine montierten Gleichrichter handelt. Dieser Gleichrichter bestehend aus zwei Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten, welche im wesentlichen parallel zuefcn-109848/U80A 7ander angeordnet sind. Zu dieser als Halbleitervorrichtung ausgeführte Gleichrichter gehören weiterhin mindestens ein als Halbleiter ausgeführtes Gleichrichterelement, dessen Elektroden mit den Elektrodenschichten verbunden sind, sowie eine elektrisch isolierende Klebemittelschicht aus organischem Material, welche zum Abdichten des als HaIbleiterausgefUhrten Gleichrichterelementes zwischen die Elektrodenschichten gegeben ist. Der von der Wechselstromlichtmaschine oder vom Wechselstromgenerator erzeugte Wechselstrom wird von dem als Halbleiter ausgeführten Gleichrlchtereleraent zu einem Gleichstrom gleichgerichtet.19. Eine als Halbleitervorrichtung ausgeführte Gleichrichtervorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daßdie bei einer der beiden Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten vorgesehene Leitereinheit aus einer ersten und zweiten Leiterplatte besteht, welche gegen* einander isoliert s-fcnd und im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sindj mit der ersten Leir terplatte ein zur ersten Gruppe der Halbleiterelemente, diese von gleicher Polarität, gehörender Elektrodensatz verbunden 1st, während mit der zweiten Leiterplatte ein anderer Elektrodensatz verbunden wird, welcher zu einer zweiten Gruppe von Halbleiterelementen gehört, wobei diese zweite Halbleiterelementeng ruppe eine zur ersten Halbleiterelementen gruppe entegegengesetzt gerichtete Polarität hat; schließlich die in der anderen der beiden Elektro-109848/1480A 8denschichten oder Elektrodenplatten vorgesehene Leitereinheit aus mehreren gegeneiander isolierten Leitereinheiten besteht, welche im wesentlichen in der gleichen Ebene und parallel zu der ersten Leiterplatte und zu der zweiten Leiterplatte angeordnet sind. Die vorerwähnten Leitereinheiten verbinden dabei jeweils einen der anderen Sätze der zu ersten Halbleiterdiodengruppe gehörenden Elektroden mit jeweils einem der anderen Sätze der zur zweiten Halbleitexdiodengruppe gehörenden Elektroden.20. Eine Halbleiter-Gleichrichtervorrichtung gemäß Anspruch 18,dadurch gekennzeichnet, daßdie in einer der beiden Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten vorgesehene Leitereinheit aus einer ersten Leiterplatte, aus einer zweiten Leiterplatte und aus einer dritten Leiterplatte besteht, welche gegeneinander isoliert und im.wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet sind; daß jeweils in der ersten Leiterplatte, in der zweiten Leiterplatte und in der dritten Leiterplatte die erste Gruppe, die zweite Gruppe und die ;dritte Gruppe der Diodenelemente angeordnet sind, wobei eine jede Gruppe aus zwei Dioden besteht, welche dann elektrosch mit Elektroden von entgegengesetzt gerichteter Polarität in Verbindung stehen; schließlich die in der anderen der beiden Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten vorgesehene Leirtereinheit sich aus mehreren gegeneinander isolierten Leitereinheiten zusammensetzt, wobei eine dieser Leitereinheiten die zur ersten Gruppe» zur zweiten Gruppe und zur dritten Gruppe der Diodenelemente gehörenden Elektroden gleicher Polart tat verbindet, während die andere der bereits genannten Leitereinheiten die zur ersten, zweiten und drlt·109848/U80BAD ORIGINALten Gruppe der Diodenelemente gehörenden Elektroden der entgegengesetzt gerichteten Polarität verbindet.21. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung . Das Verfahrengekennzeichnet durch die nachstehend genannten Arbeitsschritte: Anordnung der H±e»4*eelenelemente zwischen zwei in wesentlichen parallel zueinander angeordneten Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten, mit denen die Elektroden des Halbleiterelementes elektrisch verbunden werden. Ein&etaen eines organischen Bindemittels zwischen die beiden Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten. Pressen und Erwärmen des in der vorerwähnten Weise zusammengestellten Schichtkörpers unter gleichzeitiger Verbindung oder Zusammenbindung der beiden Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten.22. Ein Verfahren zur Herstelleng einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet, daßzu ihm ein Arbeitsgang zur "erstellung des organischen Bindemittels aus einem vorimprägnierten Material gehört.23. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet, daßzu Ihm Arbeitsgänge gehören, nach denen zwischen die beiden Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten mehrere Halbleiterelemente gegeben werden und dann durch Schneiden des die Hableiterelemente umgeben-109848/U80BAD ORlQJNALden organischen Materials derart in mehrere Teile . unterteilt werden, daß ein jeder Teil je nach der verlangten Funktion mindestens ein Halbleiterelement oder sogar eine Reihe von Halbleiterelementen aufweist.24. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daßdie ζμ diesem Verfahren gehörenden Arbeitsgänge bestehen: Übereinanderschichten der Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten, und zwar derart, daß sie mindestens eine der Elektroden von jeweils mehreren Halbleiterelementen zusammen mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung, deren Wandstärke so ausgeführt ist, daß die Halbleiterelemente an einem vorbestimmten Platz gehalten werden, berühren ; Pressen der Umhüllung, um die Elektrodenschichten und die Halbleiterelemente miteinander zu verbinden und zu umhüllen; Zerschneiden des die Halbleiterelemente enthaltenden Schichtkörpers in mehrere Teilstücke, wobei ein jedes Teilstück je nack der beabsichtigten Funktion mindestens ein Halbleiterelement oder mehrere Halbleiterelemente enthält.25. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daßeine elektrisch isolierende Umhüllungsplatte, die mit einem freien Raum versehen 1st, der zum Halten des Halbleiterelementes an einer bestimmten Stelle mit einem freien Raum versehen ist, und zwar an einer109848/U80BAD ORIGINALΑηbestimmten Stelle zwischen einem räumlich zueinander angeordneten Elektrodenschichtenpaar, welche derart angeordnet sind, daß ein elektrischer Kontakt zu mindestens einer der elektroden eines jeden Halbleiterelementes besteht; unter Anwendung von Wärme und Druck eine Schicht aus vorimprägniertem Material so geformt wird, daß sie zumindest jenen Teil der Umhüllung bildet, welcher mit den Elektrodenschichten in Verbindung steht. Während dieses Vorganges werden die Umhüllung und die Elektrodenschlcht fest miteinander verbunden und umschließen dabei das Halbleiterelement. Schließlich Zerschneiden von Elektrodenschicht und Umhüllung in mehrere Teilstiicke, und zwar derart, daß je nach der beabsichtigten Funktion zu jedem TellstUck mindestens ein Halbleiterelement oder mehrere Halblelterelemente gehören.26. Ein Verfahren zur Herstellungeiner Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daßzwei Elektrodenschichten oder Elektrodenplatten in einem bestimmten Abstand und Im wesentlichen parallel zueinander angeordnet werden, und zwar derart, daß sie in elektrischer Hinsicht mit mlnde/stens einer der Elektroden von mehreren Halblelterelementen in Verbindung stehen, wobei mindestens ein Teil der entsprechenden Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte mit Ausnahme desjenigen Teiles, mit dem die Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte die Elektro-109848/U80BAD ORIGINALden der Halbleiterelemente berührt, einer Oberflächenbehandlung unterworfen wird, durch die die Haftung eines zwiseben ihnen befindlichen Klebemittels oder Bindemittels vergrößert wirdj das At»£efc« die EleJctrodenschichten oder Elelctrodenplatten sowie ein elektrisch isolierender Mantel, welcher mti einem Wandteil, der die Halbleiterelemente an der vorgeschriebenen Stelle zu halten hat, aufeinandergeschichtet werden; die Umhüllung gepreßt und erwärmt wird, um die Elektrodenschichten und die Halbleiterelemente miteinander zu verbindenj die Umhüllung, welche die vorerwähnten Komponenten umschließt durch Zerschneiden in mehrere T^ilstücke unterteilt wird, und z«ar derart, daß je nach der beabsichtigten Funktion zu einem jeden Teilstück mindestens ein Halbleiterelement oder mehrere Halbleiterelemente gehören.27.· Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daßzu ihm die nachstehend erwähnten Arbeitsgänge gehören: die räumliche Anordnung von mehreren Halbleiterelementen auf einer Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte, und zwar derart, daß zumindest eine der Elektroden eines jeden Halbleiterelementes mit der Elektrodenschicht elektrosch verbunden istj das Auflegen einer elektrisch isolierenden Umhüllung auf die Elektrodenschicht oder die Elektrodenplatte, und zwar derart, daß das Halbleiterelement umhüllt wird; schließlich das Auflegen einer zweiten Elektrodenschicht - diese Schicht mit einer Reih· von Leiterwegen versehen, die derart ausgelegt sind, daß sie in auswählender Weise mit den Elektroden der Halbleiterelement· In Berührung stehen -109848/1480BAD ORIGINALA 13auf die Umhüllung, wodurch die Halbleiterelemente unter Verwendung der Umhüllung sowie unter Verwendung der ersten und zweiten Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte umhüllt oder umschlossen werden.28. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daßzu ihm die nachstehend erwähnten Arbeitsgänge gehören: die räumliche Anordnung von mehreren Halbleiterelementen auf einer ersten Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte, und zwar derart, daß zumindest eine der Elektroden eines Jeden Halbleiterelementes mit der Elektordenplatte oder Elektrodenschicht elektrisch verbunden ist; das Auflegen einer aus vorimprägniertem Material hergestellten Umhüllung auf die Elektrodenschicht oder die Elektrodenplatte, und zwar derart, daß das Halbleiterelement umhüllt wird j das Auflegen einer zweiten als Schichtkonstruktion ausgeführten Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte , zu der eine Leiterplatte mit als Nuten ausgeführten Leiterwegen gehört, auf die aus einem vorimprägnierten Material hergestellte Umhüllung j das Pressen und Erwärmen der Umhüllung, damit sich die Elektrodenschlchten und die Halbleiterelemente miteinander verbinden; schließlich das Zerschneiden der Umhüllung, welche die vorerwähnten Komponenten umgibt, in mehrere TeilstUcke, und zwar derart, daß je nach der beabsichtigten Funktion, zu einem jeden Teilstück mindestens ein Halbleiterelement oder mehrere Halbleiterelemente gehören.0S848/U80BAD ORIGINAL29. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daßzu ihm die nachstehend erwähnten Arbeitsgänge gehören: unter Wärmeeinwirkung Pressen einer aus einer leitenden Metallplatte und aus vorimprägniertem Material bestehenden metallverkleideten Schichtplatte; Anordnen der Halbleiterelemente zwischen die metallbeschichtete Schichtplatte und der zu ihr im wesentlichen parallel angeordneten leitenden Metallplatte, und zwar derart, daß eine der Elektroden eines jeden Halbleiterelementes mit der Leiterpaltte elektrisch verbunden ist; Einsetzen eines organischen Klebemittels zwischen die Metallbeschichtete Schichtplatte und de* die Leiterplatte; Pressen des so entstandenen Schichtkörpers, so daß die zuvor hergestellte Schichtplatte und die Leiterplatte miteinander verbunden werden; elektrische Verbindung der Leiterplatte mit der anderen der Elektroden eines jeden Halblelterelementes herstellen.3O. Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daßzu ihm die nachstehend erwähnten Arbeitsgänge gehören: Verschmelzen der Leiterelektrode und der PIatenelektrode eines Halbleiterelementes mit jeweils der oberen und der unteren Seite eines Lötplättchens, welches aus Hochtemperaturlötmittel besteht; Vollziehen der vorgeschriebenen Ätzung an dem in der vorbeschreibenen Weiee hergestellten Halbleiterelementes109848/U80die WärraeausgleichVplatte oder Wärmeableitplatte mit ihrem gestanzten unteren Teil einer Zinkphosphatbehandlung unterwerfenj eine der Elektroden des Halbleiterelementes mit den gestanzten Bodenteil verlöten.und dazu ein Lötmittel verwenden, dessen Schmelztemperatur bei ungefähr 2500C liegt; durch Pressen einer Kupferfolie auf eine Schicht-. platte aus Glas-Epoxydharz einen Schichtkörper herstellen; Aufeinandersetzen des Schichtkörpers, in dem der vorgeschriebene Stromkreis hergestellt worden ist, des vorimprägnierten Materials und der Wärmeableitplatte; Erwärmung und Pressen des aufeinandergeschichteten Körpers für 15 bis 120 Minuten, bei Temperaturen von ungefähr 17O°C und einem Druck von ungefähr 5 bis 2O kg/cm j Verschmelzen Je der Leiterelektrode und des auf dem Schichtkörper vorhandenen Stromkreises unter Verwendung eines Lötmittels, dessen Schmelztemperatur bei ungefähr 18O0C liegt.31. Ein Verfehlen zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daßin eine Seite der Elektrodenschicht oder Elektrodenplatte eine Aussparung eingearbeitet 1st; in diese Ausparung eine der Elektroden des Halbleiterelementes verlötet wird.109848/U80Le e rs e i t
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