DE1913298B2 - Thyristor mit druckkontaktierung - Google Patents

Description

Man erreicht mit der ertindungsgemäßen Anord- scheibe 5 wiederum mit einer dicken Scheibe 6 aus nung eine sichere und zuverlässige Kontaktierung. Kupfer bedeckt, die noch mit einer Oberflächen-Funktionsausfälle durch Abreißen angeschweißter schicht aus Rhodium in einer Stärke von etwa 1 [im oder angelöteter Leitungsdrähte während der Ferti- überzogen ist. Beide Scheiben 5 und 6 lassen jedoch gung können nicht mehr auftreten. Insbesondere wird 5 den zentral gelegenen Gate-Kontakt 3 frei, die aber verhindert, daß durch die verschiedenen Aus- Scheibe 6 besitzt außerdem noch eine Ausnehmung 7, dehnungskofjffizienteu des als Halbleiterkörper bei- z. B. einen radial geführten Schlitz,
spielsweise benutzten Siliziums und der Metallkon- Im Inneren der Scheiben 5 und 6 befindet sich ein takte Scherspannungen entstehen, die eine Lösung Isolierring 8, der seinerseits im Inneren die aus SiI-odcr Lockerung der Kontakte bewirken. Fertigungs- io ber bestehende Kontaktscheibe 9 für die Gate-Kontechnisch wirkt sich besonders vorteilhaft aus, daß taktierung enthält. An der Scheibe 9 ist eine elekdie Thyristorzellen geätzt und gemessen und, wenn trische Stromleitung 10 angebracht, die durch eine sie nicht oder nur mangelhaft funktionsfähig sind, isolierschient 11 geschützt ist und durch den ausgesondert werden können, bevor an ihnen wei- Schlitz 7 der Scheibe 6 nach außen geführt wird. Eine tere Arbeiisschritte vorgenommen worden sind. Bei 15 Isolierscheibe 12, deren Außendurchmesser mit dem Löt- und Schweißverbindungen der Anschlußdrähte Außendurchmesser des Isolierringes 8 und dem Inmüssen dagegen die Lötungen und Schweißungen nendurchmesser der Scheibe 5 und 6 übereinstimmt, zuerst erfolgen, und erst danach können die Thyri- bildet schließlich den Abschu-ii der Bauteile,
storzellen geätzt und auf ihre Zuverlässigkeit geprüft Nachdem die Trägerplatte 1, die Halbleiterwerden. Außerdem ist der Raumbedarf der erfin- 20 scheibe 2 mit den aufgedampften Kontakten 3 und 4 dungsgemäßen Anordnung gering, da die Federn in sowie die Kontaktscheiben 5 und 6 justiert und zudie Stromabnahme selbst oder in die Kathoden- sammengesetzt sind, wird die Anordnung — wie in scheibe eingebaut sind. Die Anordnung ist besonders den Fig. 2 und 3 dargestellt — durch einen elastifüi volldiffundierte Bauelemente geeignet, deren sehen Lack 13, ζ. B. einen Silikonlack, in solcher Kontaktierschichtdicken 5 [im oder weniger betragen. 25 Weise an den Rändern überzogen, daß nach seinem Sie ermöglicht weiterhin die Vorteile eines Zentral- Erhärten die Lage der einzelnen Teile gegeneinander Gates auszunutzen, d. h. die dynamischen Eigen- fixiert ist. Gleichzeitig schützt und isoliert dieser schäften, wie etwa die Zündausbreitungszeit, zu ver- Lack die Siliziumscheibe gegen äußere Einflüsse. Wie bessern oder den Zusammenbau zu erleichtern, weil bereits erwähnt, ist es günstig, wenn die Stirnseite es sich bei den Bauteilen um einfache und rotations- 30 der Isolierscheibe 12 etwa 0,2 bis 0,4 mm über das symmetrische Teile handelt, die nach dem Bestrei- Kathodenscheibenniveau herausragt,
chen mit dem Lack eine montagewillige Einheit Die F i g. 2 zeigt die Bauteile, die in F i g. 1 einbilden, zein dargestellt sind, noch einmal nach ihrem Zu-

An Hand der Figuren, die in zum Teil schemati- sammenbau. Sie tragen nun nodi ein Strcmabnahmescher Darstellung Ausführungsbeispiele der Erfin- 35 teil 14, um den notwendigen Kontaktdruck zu erdung zeieen, wird diese näher beschrieben. zeugen, enthält dieses Stromabnahmeteil 14 in einer

Auf einer Trägerplatte 1 — etwa aus Molyb- zentrischtn Bohrung ein System von Tellerfedern 15

dän — befindet sich eine Halbleiterscheibe 2, die bei- für den Gate-Kontakt 3 und auf einem äußeren Ring

spielsweise aus Silizium besteht. Die Halb- 16 ein System von Tellerfedern 17 für den Kathoden-

ieiterscheibe 2 trägt in der Mitte einen Gate- 40 kontakt 4.

Kontakt 3 und an den Rändern einen Kathoden- Bei einer weiteren Ausführung der erfindungsge-

kontakt4. Als Material für dsn Gate- und Katho- mäßen Anordnung, die in Fig. 3 dargestellt und be-

denkontakt dienen üblicherweise verwendete Kon- sonders für Scheibenzellen geeignet ist, ist ein Sy-

taktwerkstoffe. die in einer Schichtdicke von etwa stern von Tellerfedern 15 nicht wie bei F i g. 2 in der

5 um aufgebracht sind. Der Kathodenkontakt 4 ist 45 Stromabnahme 14, sondern in der Kathodenscheibe 6

mit einer flachen Sf'.berscheibe 5 und diese Silber- untergebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

nämlich durch diese Verfahren beschädigt werden Patentansprüche: und schränken daher deren Anwendungsbereich ein. So ist bei volldiffundierten Bauelementen, bei denen

1. Anordnung zur Druckkontaktierung einer diese Schichten etwa 5 μπι betragen, kein Legierungsmit Zentral-Gate versehenen Thyristorscheibe, 5 kontakt mehr möglich.

dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf- Es sind für die Kontaktierung von Halbleiterbaueinanderliegende Kontaktierscheiben (5, 6) mit- elementen auch Druckkontaktierungen bekanntgetels eines zwischen den Randflächen dieser Schei- worden, die sich am allgemeinen durch höhere Zuben und der Thyristorscheibe (2) aufgebrachte verlässigkeit auszeichnen. Durch geringe Übergangselastischen Lackes (13) zentriert mit dem Katho- io widerstände sind Sirom- und Wärmeübergänge gedenkontakt (4) verbunden sind und eine zen- sichert und bei genügend hohem Kontaktdruck innige irische Bohrung aufweisen, innerhalb welcher und großflächige Berührung gewährleistet, so daß eine Kontaktierscheibe (9) isoliert von den Schei- auch Überlastungen aufgenommen werden können, ben (5 und 6) auf dem Gate-Kontakt (3) liegend Von Vorteil ist auch, daß Wärmebewegungen durch angeordnet und mit einem isolierten Anschluß- 15 unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten selbst bei leiter (10. 11), welche.- durch einen radialen langer Betriebswert zu keiner Verschlechterung der Kanal (7) ;n der Kontaktierscheibe (6) herausge- Kontakte führen.

führt ist, verbunden ist, und daß diese Kontak- Zum Stand der Technik gehören schließlich auch tierscheibe (9) mittels an sich bekannter Teller- Glas- und Keramikdurchführungen, die eine Gatefedern (15) mit dem Gate-Kontakt (3) druckkon- 20 Druckkontaktierung bei einem Zentral-Gate ermögtaktiert ist, welche innerhalb der Bohrung der liehen, d. h. dann, wenn der Gate-Kontakt zentrisch Kontaktierscheibe (6) oder einer zu dieser Boh- zur Kathodenabnahme ausgeführt ist. Glasdurchführung zentriert angeordneten Kammer in einem für rungen weisen jtdoch eine Reihe von Nachteilen auf. den Stromanschluß der Kathode (4) vorgeselie- Sie sind nicht nur temperaturempfindlich und empnen, auf der Scheibe (6) liegenden Gehäuseteiles 25 findlich gegen mechanische Spannungen, sondern zei-(14) untergebracht und durch eine Isolierscheibe gen auch eine geringere Zuverlässigkeit. Dagegen er-(12) von dt. Kontaktierscheibe (9) getrennt sind. fordern sie trotzdem noch einen fertigungstechnisch

2. Anordnung nach Anbruch 1, dadurch ge- erhöhten Aufwand.

kennzeichnet, daß die Stirnseite der Isolierscheibe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

(12) etwa 0,2 bis 0,4 mm Tier das Kathoden- 30 Anordnung und einen Aufbau für eine Kontaktierung

Scheibenniveau herausragt. zu schaffen, die sich durch hohe Zuverlässigkeit, ge-

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- ringen Materialverbrauch und geringen fertigungskennzeichnet, daß die Kontaktscheibe (5) aus SiI- technischen Aufwand auszeichnet sowie die Weiterber besteht. verwendung bisher benutzter Bauteile ohne konstruk-

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 tive Änderungen ermöglicht. Die Anordnung und der kennzeichnet, daß die Kontaktscheibe (6) aus Aufbau sollen darüber hinaus nur einen geringen Kupfer mit einem Rhodiumüberzug besteht. Raumbedarf erfordern.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 4, dadurch Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung zur gekennzeichnet, daß der Rhodiumüberzug etwa Druckkontaktierung einer mit Zentral-Gate versehe-1 μΐη stark ist. 40 nen Thyristorscheibe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei aufeinanderliegende Kontaktierschei-

ben mittels eines zwischen den Randflächen dieser

Scheiben und der Thyristorscheibe aufgebrachten elastischen Lackes zentriert mit dem Kathodenkontakt

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Druck- 45 verbunden sind und eine zentrische Bohrung aufweikontaktierung einer mit Zentral-Gate versehenen sen, innerhalb welcher eine Kontaktierscheibe isoliert Thyristorscheibe. von den Scheiben auf dem Gate-Kontakt liegend anThyristoren, insbesondere Leistungsthyristoren, geordnet und mit einem isolierten Anschlußleiter, werden in zahlreichen Gebieten der Elektrotechnik. welcher durch einen radialen Kanal in der Kontakunter anderem zum Beispiel als Gleichstromschütz 50 tierscheibe herausgeführt ist, verbunden ist, und daß oder zur Schaltung von Gleichstromverbrauchern, zur diese Kontaktierscheibe mittels an sich bekannter Impulsbreitensteuerung, als Wechselrichter und Tellerfedern mit dem Gate-Kontakt druckkonlaktiert Gleichspannungswandler, zur Stromrichtersteuerung ist, welche innerhalb der Bohrung der Kontaktieroder zur Steuerung von Wechsel- und Drehstrom- scheibe oder einer zu dieser Bohrung zentriert angekretsen benutzt und werden in Zukunft auch noch 55 ordneten Kammer in einem für den Stromanschluß weitere Verwendung finden. der Kathode vorgesehenen, auf der Scheibe liegenden Die Erfindung ist nicht auf einzelne Typen oder Gehäuseteiles untergebracht und durch eine Isolier-Arten von Thyristoren beschränkt, sondern umfaßt scheibe von der Kontaktierscheibe getrennt sind,
einen weiten Bereich allgemeiner Anwendung und Bei Thyristorzellen mit einseitiger Kühlung wer-Verwendung. 60 den die Federn für den Gate-Kontakt zweckmäßiger-FUr die Kontaktierung von Leistungstliyristoren weise in der Stromabnahme untergebracht. Bei sind Lot-, Schweiß-und Ultraschall verfahren bekannt- Scheibenzellen befinden sie sich dagegen auch in der geworden. Sie weisen den Mangel auf, nicht immer Kathodenscheibe.

zuverlässig zu sein, was zum Beispiel etwa auf kalte Es hat sich als günstig für die Spannung der

Lötstellen zurückzuführen ist. Sie können überdies 65 Kathodenfeder erwiesen, wenn auf die Scheibe, die

in den Fällen nicht angewendet werden, wo Deck- den Gate-Kontakt bewirkt, eine Isolierscheibe derart

!whichten mit Schichtdicken unter 5 [im kontaktiert aufgesetzt wird, daß die Stirnseite 0,2 bis 0,4 mm über

weiden sollen. Solche dünnen Deckschichten können das Kathodenscheibenniveau herausragt.