DE1960121A1

DE1960121A1 - Haltevorrichtung fuer Halbleitertabletten

Info

Publication number: DE1960121A1
Application number: DE19691960121
Authority: DE
Inventors: Liboslav Vladik
Original assignee: Semikron GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron GmbH and Co KG
Priority date: 1969-11-29
Filing date: 1969-11-29
Publication date: 1971-06-03
Also published as: SE360950B; GB1330528A; US3708851A; CH531792A; ES386622A1; JPS4922782B1; DE1960121B2; FR2068718A1; FR2068718B1

Description

S E M .1 K R-O N Ges. f. Gleichrichterbau u. Elektronik mbH.

8500 Nürnberg, Wiesentalstraße ^O Telefon 0911/37781 - Telex 00/22155

Datum: 27. November 1969 Unser Zeichens I 246908

Haltevorrichtung für HaIbleitertabletten

Es sind Halbleiter-Kleingleichrichter vorgeschlagen worden, deren Leiterteile in größerer Anzahl aus einer aus bandförmigem Leiter- Λ material erzielten, ebenen, geometrischen Struktur hergestellt werden und mit vorbestimmten, einander räumlich geeignet zugeordneten Flächenabschnitten eine klammerförmige Halterung zur Aufnahme und Kontaktierung von jeweils einer Halbleitertablette bilden.

In Figur 1 ist eine solche in ihrer Ausbildung durch die gewünschte Gleichrichterschaltung bestimmte Leiterteilstruktur mit zwischengefügten Halbleitertabletten schematisch dargestellt. Der Abschnitt 12 des Leiterteils 11 überlappt das benachbarte großflächige Leiterteil I3 und bildet mit diesem eine klammer-f örmige Halterung für eine Halbleitertablette "\k. Mit 15 ist die Kunststoff umhüllung der Leiterteilstruktur bezeichnet, und die Hilfs- " stege 16 und 17 dienen zur vorteilhaften Fertigung solcher Anordnungen.

Bei der Einzelbestückung der aus einer derartigen Leiterteilstruktur gebildeten, klammerförmigen Halterungen mit je einer Halbleitertablette können jedoch verschiedene Schwierigkeiten den Verfahrensablauf zur Herstellung von Kleingleichrichtern beeinträchtigen und einen zusätzlichen Fertigungsaufwand verursachen. So kann schon eine geringfügige Verbiegung der einer Halbleitertablette zugeordneten Leiterteile deren Klammerwirkung aufheben .und dadurch die gewünschte Fixierung der Halblei,tertabletten aus-¹'

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schalten, Weiterhin können die Halbleitertabletten bei der vorzugsweise dureh Tauchlöten erfolgenden Kontaktierung mit ihren Leitungsanschlüssen beim Eintauchen in das Lötbad infolge ungenügenden Pederdrucks aus ihrer Halterung herausgespült werden. Außerdem ist das Zwischenfügen der Halbleitertabletten und ihre Justierung, zwischen den Leiterteilabschnitten mit einem für eine rationelle Fertigung unerwünschten Zeitaufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu vermeiden und darüberhinaus einen wirtschaftlicheren Verfahrensablauf zur Bestückung von Leiterteilstrukturen mit Halb— φ leitertabletten und zu deren Weiterverarbeitung zu erzielen.

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für Halbleitertabletten zur lageorientierten Bestückung von Leiterteilstrukturen bei der Herstellung von Halbleiter-Kleingleichrichtern und besteht darin, daß sie aus einem Kunststoff besteht, der auch gegenüber den bei der Lötkontaktierung der Halbleitertabletten auftretenden Beanspruchungen beständig ist, in ihrer Dicke an die aufzunehmenden Halbleitertabletten angepasst und platten-, leisten- oder bandförmig ausgebildet ist, daß sie zur Aufnahme von Halbleitertabletten mit durchgehenden Aussparungen versehen ist, deren gegenseitige, räumliche Zuordnung durch die schaItungstechnisch vorgegebene, notwendige Lage der ^ Halbleitertabletten in Übereinstimmung mit den Leiterteilstrukturen bestimmt ist, und daß zur Halterung der Halbleitertabletten eine elastische Zwischenschicht zwischen deren Mantelfläche und der Halterungsfläche der Aussparungen vorgesehen ist. ■"..■.■

Anhand der in den Figuren 2 bis 6 dargestellen Ausführungsbei- '. spiele und Anordnungen werden Aufbau und Einsatz des Gegenstandes der Erfindung aufgezeigt und erläutert. Figur 2 zeigt perspektivisch eine erfindungägemäQe Vorrichtung zur Aufnahme von in Figur 3 im Schnitt dargestellten Halbleitertabletten. In den Figuren k und 5 sind weitere Ausführungsformen dar Vorrichtung

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für Gleichrichterschaltungen mit drei bzw. vier Halbleitertabletten dargestellt. Figur 6 zeigt die Anordnung des Gegenstandes der Erfindung in der in Figur 1 dargestellten Leiterteilstruktur für eine Einphasen-Brückenschaltung,, Für gleiche Teile sind in allen Figuren' gleiche Bezeichnungen gewählt.

In Figur 2 ist eine rechteckförmige Platte 1 mit Durchbohrungen dargestellt, die bezüglich ihrer gegenseitigen räumlichen Zuordnung mit den durch die gewünschte Gleichrichterschaltung vorgegebenen Halbleitertabletten übereinstimmen« Die Dicke der Platte 1 ist vorzugsweise gleich oder kleiner als die Dicke der vorgesehenen Halbleitertabletten, um deren einwandfreie Kon- ™ taktierung mit ihren zugeordneten Leiterteilabschnitten zu gewährleisten, und ihre Fläch e.n,a us dehnung richtet sich nach dem für die jeweilige Gleichrichterschaltung bestimmten Bereich der Leiterteilstruktur. Der Durchmesser der Durchbohrungen 2 wird außer durch denjenigen der zur Aufnahme vorgesehenen Halbleitertabletten noch durch die vorzugsweise auf deren Mantelfläche aufgebrachte elastische Zwischenschicht bestimmt. Die zum Verbleib in der Leiterteilstruktur vorgesehene, erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Kunststoff, der auch gegenüber den bei der Lötkontaktierung der Halbleitertabletten auftretenden· Beanspruchungen beständig ist, vorzugsweise aus Silikon- oder Epoxid-Preßmassen oder aus Phenolharzen mit auch den elektrischen g Anforderungen genügenden Eigenschaften.

Anstelle von Durchbohrungen kann die Vorrichtung auch durchgehende Aussparungen mit beliebig rundem oder vieleckigem Querschnitt, aufweisen.

Figur 3 zeigt im Schnitt den an sich bekannten Aufbau der zur Bestückung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Halbleitertabletten, Die Halbleiterscheibe h ist beidseitig mit Kontaktplatten 5 aus thermisch und elektrisch gut leitendem Material mit einer Wärmedehnzahl, die angenähert derjenigen des Halbleitermaterials entspricht, fest verbunden und an der Mantelfläche wenigstens

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im Bereich des Austritts des pn-Übergangs mit einem Schutzlack abgedeckt, der zur Stabilisierung und Konservierung der Sperreigenschaften der Halbleitertabletten dient und vorzugsweise gleichzeitig die elastische Zwischenschicht zur Halterung der Halbleitertabletten in den durchgehenden Aussparungen der Vorrichtung bildet. Zu diesem Zweck besteht der Schutzlack aus einem geeigneten elastischen Kunststoff, beispielsweise aus einem Silikon-Kautschuk.

Diese häufig als Sandwiches bezeichneten Halbleitertabletten sind je nach der vorgegebenen Flächenausdehnung jeweils mit einem, die elastische Zwischenschicht betreffenden, weitgehend gleichen Außendurchmesser hergestellt und nach dem Einbringen in die angepassten Aussparungen der Vorrichtung infolge Haftreibung in diesen hinreichend gehaltert. Für einen Tablettendurchmesser von beispielsweise 3»^ mm liegt der zugehörige Bohrungsdurchmesser etwa bei 3,1 bis 3,2 mm.

Zur Verwendung von Halbleitertabletten mit einem Oberflächenschutzlack, welcher sich nicht auch gleichzeitig zur Halterung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet, kann die Halterungsfläche der durchgehenden Aussparungen der Vorrichtung vor dem Einbringen der Halbleitertabletten mit einer geeigneten elastischen Zwischenschicht versehen sein.

Die Figuren 4 und 5 zeigen in Draufsicht jeweils eine für Kleingleichrichter mit drei bzw«, vier Halbleitertabletten 3 geeignete Vorrichtung 1, die bezüglich ihrer Formgebung und bezüglich der Anordnung der Aussparungen den jeweils vorgesehenen Leiterteilstrukturen angepasst"ausgebildet ist, . • '. · Die vorzugsweise durch Pressen hergestellte Haltevorrichtung kann " je nach gewünschter Gleichrichteranordnung auch leistenförmig ausgebildet sein. Zur rationellen Herstellung einer Vielzahl -von Halbleiter-Kleingleichrichtern kann die Vorrichtung auch eine der Gliederung der vorgesehenen Leiterteilstrukturen entsprechende,

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bandförmige periodische Struktur bilden. Diese zur Erstellung erfindungsgeraäßer Vorrichtungen vorgesehene Struktur kann mit rasterförmig in Zeilen und Spalten angeordneten, durchgehenden Aussparungen versehen sein, die in einer durch die gewünschte Schaltungsanordnung bestimmten Auswahl und in durch die Kontaktstellen der Leiterteilstrukturen bestimmter gegenseitiger räumlicher Zuordnung mittels mechanisch oder automatisch arbeitender Vorrichtungen mit Halbleitertabletten bestückt werden. ■

Dies kann in geeignetem Verfahrenstakt erfolgen, und danach können die bestückten Vorrichtungen in entsprechender Schritt- (| folge in die Leiterteilstrukturen eingebracht werden.

In Figur 6 ist die Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der in Figur 1 schematisch dargestellten und für eine Einphasen-Brückenschaltung vorgesehenen Leiterteilstruktur aufgezeigt· · Die in ihrer Flächenausdehnung angepasste, mit starker unterbrochener Linie dargestellte Vorrichtung 1 ist von der durchgehenden Leiterteil-Längskante her zwischen die klammerförmigen Halterungen in entsprechender Zuordnung und bis zum Anschlag an die beispielsweise durch Kröpfen überlappend verlaufenden [ Leiterteilstreifen 12 eingefügt und liegt flächenhaft an einer Seite der in einer Ebene liegenden Leiterteilabschnitte 11, 13 an, die zur Ableitung der Verlustleistungswärme großflächig ^ ausgebildet sind.

Um nicht durch übermäßige Abdeckung dieser Leiterteilabschnitte das Temperaturverhalten der Anordnung zu beeinträchtigen, kann die Vorrichtung zwischen den Halbleitertabletten wenigstens eine in eich geschlossene oder aber von den Randzonen her verlaufende Aussparung aufweisen. Durch die klammerförmigen Halterungen und durch den Anschlag an den gekröpften Leiterteilstreifen 12 1st die Vorrichtung zur Duretaführung weiterer Verfahreneschritte mit den Halbleitertabletten ausreichend fixiert.

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Die Vorteile der erfindungsgeraäßen Vorrichtung bestehen darin, daß deren Bestückung mit Halbleitertabletten im Vergleich zu derjenigen der klammerförmigen Halterungen der Leiterteilstrukturen einen wesentlich geringeren Zeitaufwand erfordert, daß wenigstens alle Halbleitertabletten jeweils eines für eine vorgegebene Gleichrichterschaltung vorgesehenen Leiterteilbereiches gleichzeitig eingefügt und in vorbestimmter räumlicher Zuordnung gehaltert werden können, und daß die richtige Lage und die richtige Halterung jeder Halbleitertablette auch bei der Durchführung weiterer Verfahrensschritte zur Herstellung von Kleingleichrichtern gewährleistet ist.

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Claims

-7- P ate nt -Ansprüche

ρ J Haltevorrichtung für Halbleitertabletten zur lageorientierten Bestückung von Leiterteilstrukturen bei der Herstellung von Halbleiter-Kleingleichrichtern, dadurch gekennzeichnet,

daß sie aus einem Kunststoff besteht, der auch gegenübfer den bei der Lötkontaktierung der Halbleitertabletten auftretenden Beanspruchungen beständig ist, in ihrer Dicke an die aufzunehmenden Halbleitertabletten angepasst und platten-, leisten- oder bandförmig ausgebildet ist,

daß sie zur Aufnahme von Halbleitertabletten mit durchgehenden Aussparungen versehen ist, deren gegenseitige, räumliche Zuordnung durch die schaltungstechnisch vorgegebene, notwendige Lage der Halbleitertabletten in tibereinstimmung mit den Leiterteilstrukturen bestimmt ist, und

daß zur Halterung der Halbleitertabletten eine elastische Zwischenschicht zwischen deren Mantelfläche und der Halterungsfläche der Aussparungen vorgesehen ist.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenschicht vor dem Einbringen der Halbleiter— tabletten in die vorgesehenen Aussparungen auf der Tabletten-Mantelfläche aufgebracht ist.

3» Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenschicht vor dem Einbringen der Halbleitertabletten in die vorgesehenen Aussparungen auf die Halterungsfläche der -A-USsparungen aufgebracht 1st.

h,' Haltevorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenschicht bedarfsweise gleichzeitig ein zur Stabilisierung der Sperreigenschaften der Halbleiteroberfläche dienender Schutzlack, beispielsweise ein Silikon-Kautschuk ist. " . ·

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5» Haltevorrichtung nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die durchgehenden Aussparungen runden oder vieleckigen Querschnitt aufweisen.

6. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Kunststoff aus Silikon- oder Epoxid-Preßmassen oder aus Phenolharzen besteht.

7. Verfahren zur lageorientierten Bestückung von Leitei'teilstrukturen mit Halbleitertabletten mittels einer Haltevorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer durch die Schaltungsanordnung bestimmten Anzahl von Halbleitertabletten versehene Haltevorrichtung zwischen Leiterteilen, die aus bandförmigem Leitermaterial herausgearbeitet und zum Zwischenfügen und Fixieren wenigstens einer Halbleitertablette jeweils gegenseitig geeignet zugeordnet sind, eingefügt und gehaltert und in dieser Anordnung weiteren Verfahrensschritten zur Kontaktierung und Kapselung der Halbleitertabletten unterworfen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die mit rasterförmig in Zeilen und Spalten angeordneten, durchgehenden Aussparungen versehene, bedarfsweise eine periodische Struktur bildende Haltevorrichtung, mittels mechanisch oder automatisch arbeitender Vorrichtungen in einer durch die gewünschte Gleichrichterschaltung bezüglich Anzahl und gegenseitiger räumlicher Zuordnung bestimmten Auswahl mit Halbleitertabletten bestückt und in geeignetem Verfahrenstakt in die Leiterteil— strukturen eingebracht wird.

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