DE2012440C3 - Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene scheibenförmige Halbleiterelemente - Google Patents
Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene scheibenförmige HalbleiterelementeInfo
- Publication number
- DE2012440C3 DE2012440C3 DE2012440A DE2012440A DE2012440C3 DE 2012440 C3 DE2012440 C3 DE 2012440C3 DE 2012440 A DE2012440 A DE 2012440A DE 2012440 A DE2012440 A DE 2012440A DE 2012440 C3 DE2012440 C3 DE 2012440C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode blocks
- semiconductor
- electrode
- semiconductor element
- shaped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/10—Containers or parts thereof
- H10W76/12—Containers or parts thereof characterised by their shape
- H10W76/13—Containers comprising a conductive base serving as an interconnection
- H10W76/138—Containers comprising a conductive base serving as an interconnection having another interconnection being formed by a cover plate parallel to the conductive base, e.g. sandwich type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
- H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene, scheibenförmige Halbleiterelemente, welche mit Hilfe von zwei beidseitig an das
Halbleiterelement angesetzten Elektrodenblöcken gekühlt sind, wobei die Elektrodenblöcke an ihren
Endflächen mit je einem ringförmigen, elastischen, metallischen Flansch verlötet sind, und diese elastischen
Flansche mit entsprechenden Ringflanschen eines hohlzylindrischen Isolierkörpers verbunden sind, der
das zwischen den Endflächen der Elektrodenblöcke angeordnete, scheibenförmige Halbleiterelement umschließt, bei der die Elektrodenblöcke im Bereich ihrer
verjüngten Endflächen mit. dem Halbleiterelement innerhalb des hohlzylindrischen Isolierkörpers in
Berührung stehen.
Eine derartige Halbleiteranordnung mit zylindrischen Elektrodenblöcken ist beispielsweise bereits durch die
britische Patentschrift 10 78 779 oder durch die Zeitschrift ETZ-B, 1968, Seiten 640, 641 bekanntgeworden. Insbesondere die britische Patentschrift 10 78 779
zeigt eine Halbleiteranordnung, bei welcher die ringförmigen Flansche an den von dem Halbleiterelement abgewandten Rändern der Elektrodenblöcke
angelötet sind. Weiter sind bei dieser Anordnung zusätzliche auf die Halbleiteranordnung aufgesetzte
Kühlkörper vorgesehen, um eine ausreichende Kühlung
erzielen zu können.
Es ist weiter bereits bekannt (siehe beispielsweise deutsches Gebrauchsmuster 18 40 026 und deutsche
Patentschrift 10 42 762), scheibenförmige Halbleiterelemente zur Erzielung einer günstigen Kühlung zwischen
ίο zwei Anschlußleitungen bzw. konischen Elektrodenblöcken anzuordnen, wobei an der Berührfläche des
Halbleiterelements mit den Anschlüssen bzw. konischen Elektrodenblöcken eine Schicht von Lötmittel oder
einem schmiegsamen metallischen Werkstoff vorgese-
hen ist, welche einen guten thermischen Übergang ergibt In diesem Zusammenhang ist es ferner bekannt,
entlang des frei liegenden Randes des scheibenförmigen Halbleiterelements eine Isolierschicht anzubringen, um
das Halbleiterplättchen soweit wie möglich gegen
äußere Einflüsse zu schützen.
Es ist ferner bekannt (siehe deutsche Auslegeschrift 12 76 209), ein scheibenförmiges Halbleiterelement
zwischen zwei Elektrodenblöcken anzuordnen, auf welche zwei scheibenförmige Deckplatten gelegt
werden, die entlang ihres Randes mit einem aus Isoliermaterial bestehenden Ring verbunden sind.
Durch Auflegen von weiteren Kühlblöcken auf diese aus Metall bestehenden Deckplatten kann eine Kühlung des
scheibenförmigen Halbleiterelernents erreicht werden,
während gleichzeitig mit Hilfe der Deckplatten und des
aus Isoliermaterial bestehenden Ringes eine gasdichte Abkapselung des scheibenförmigen Halbleiterelements
erreicht wird, so daß dasselbe gegen äußere Einflüsse geschützt ist.
.'5 Da Halbleiterelemente in moderner Bauweise erhebliche Mengen von Wärme freisetzen, erweist es sich als
notwendig, die seitlich auf das scheibenförmige Halbleiterelement aufgesetzten Elektrodenblöcke möglichst groß zu dimensionieren, damit der Tempera turan-
stieg des scheibenförmigen Halbleiterelements in tolerierbaren Grenzen gehalten werden kann. Um somit
eine gute Kühlung des Halbleiterelements zu gewährleisten, erscheint es zweckmäßig, den Durchmesser der
beiden Elektrodenblöcke möglichst groß zu wählen. Da
jedoch der das scheibenförmige Halbleiterelement und
die beiden Elektrodenblöcke umschließende Ring aus Isoliermaterial wegen seiner Verbindung mit den auf
den beiden Elektrodenblöcken aufgesetzten metallischen Deckplatten notgedrungenermaßen größer als
der Durchmesser der Elektrodenblöcke gewählt werden muß, weist eine derartige Halbleiteranordnung einen
relativ großen Durchmesser auf.
Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene
scheibenförmige Halbleiterelemente zu schaffen, welche diesen Nachteil nicht aufweist und welche bei
Verwendung von aus Isoliermaterial bestehenden Ringen mit relativ kleinem Durchmesser den Einsatz
von relativ groß dimensionierten Elektrodenblöcken
ermöglicht, so daß eine gute Kühlung des scheibenförmigen Halbleiterelements gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß die Elektrodenblöcke konisch ausgebildet sind, die
ringförmigen, elastischen, metallischen Flansche an die
verjüngten Endflächen der konischen Elektrodenblöcke
dieselben umgebend angelötet sind, und die Elektrodenblöcke in den den verjüngten lindflächen abliegenden
Teilen mit größerem Durchmesser als dem der
verjüngten Endflächen an den freien Enden konisch ausgebildete vertiefte Endflächen mit einer Anzahl
einstückig mit den Elektrodenblöcken ausgebildeten, aus den Endflächen aufragenden Vorsprüngen aufweisen,
wobei die Vorsprünge einen kreisföitnigen Querschnitt haben und im Mittelteil einer* größeren
Durchmesser als in den Randbereichen aufweisen. Mit dieser Anordnung wird eine besonders gute Konvektionskühlung
erreicht
Aufgrund der Tatsache, daß die elastischen metallischen Flansche an den verjüngten Endflächen der
konischen Elektrodenblöcke angelötet sind, ergibt sich die Möglichkeit, auf der einen Seite hohle zylindrische
Isolierkörper zu verwenden, welche einen relativ geringen Durchmesser aufweisen, während auf der
anderen Seite durch konische Ausbildung der Elektrodenblöcke eine gute Kühlung des scheibenförmigen
Halbleiterelements gewährleistet ist Da der hohle zylindrische Isolierkörper ferner seitlich nicht über die
Elektrodenblöcke hinausragt, ergibt sich ferner ein guter mechanischer Schutz für die an sich relativ
empfindliche gasdichte Verkapselung des Halbleiterelements.
Wenn eine Flüssigkeitskühlung vorgesehen ist, erweist sich als zweckmäßig, wenn die beiden konischen
Elektrodenblöcke mit kappenförmigen Deckeln versehen sind, an welche Zuführ- und Abführleitungen
angeschlossen sind.
Um zu gewährleisten, daß die Übergangswiderstände zwischen dem Halbleiterelement und den Elektrodenblöcken
über lange Zeiträume möglichst gering gehalten werden können, erweist es sich als vorteilhaft,
wenn die Elektrodenblöcke mit Hilfe von Druckplatten und Spannelementen zusammengedrückt sind.
Die Erfindung wird klarer an Hand der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen,
welche im Zusammenhang mit der Zeichnung erfolgt. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein nach der Erfindung aufgebautes Halbleiterelement,
F i g. 2 einen Querschnitt des Halbleiterteilelements inFig. I1
F i g. 3 einen Längsschnitt durch den hohlen Zylinderteil aus elektrisch isolierendem Material in F i g. 1,
Fig.4 einen Längsschnitt durch einen der Elektrodenblöcke
in F i g. 1,
Fig.5 eine Draufsicht auf den Elektrodenblock in
F i g. 1 und 4 und
F i g. 6 eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, einer Modifikation der Erfindung.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Halbleiterelement dargestellt, welches entsprechend der Erfindung aufgebaut
ist Die dargestellte Anordnung umfaßt ein allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Halbleiterteilelement,
einen allgemein mit der Bezugsziffer 20 bezeichneten hohlen Zylinderteil aus elektrisch
isolierendem Material und ein Paar allgemein mit der Bezugsziffer 30 bezeichnete Elektrodenblöcke. Das
Halbleiterteilelement 10 kann die Form einer flachen Halbleiterdiode haben, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist.
Die dargestellte Diode oder das Halbleiterteilelement 10 umfaßt ein rundes Plättchen 11 aus einem geeigneten
Halbleitermaterial wie Silizium mit einander gegenüberliegenden Hauptflächen und einem abgeschrägten
Umfang und enthält eine p-Schicht und eine n-Schicht, um dazwischen einen p-n-Übergang 12 zu bilden. Eine
Stützplatte 13 aus einem geeigneten metallischen Material wie Molybdän oder Wolfram wird mit der
Oberfläche dei p-Schicht des Plättchens 11 durch eine Lötschicht 14, z. B. aus Aluminium in ohmschen Kontakt
verbunden, und eine metallische Elektrode IS ist auf die
Oberfläche der η-Schicht des Plättchens 11 legiert Die
Elektrode kann vorzugsweise aus Gold oder Antimon sein. Die ausgesetzte Oberfläche des Plättchens 11 aus
Silizium ist natürlich einer bekannten Oberflächenbehandlung zur Stabilisierung unterzogen worden, um das
Halbleiterteilelement 10 zu vollenden.
ίο Das so hergestellte Halbleiterteilelement 10 wird aus
seinem Platz in dem in Fig.3 gezeigten isolierenden hohlen Zylinderteil 20 gebracht Wie dargestellt, weist
der Zylinderteil 20 einen hohlen zylindrischen Isolierkörper 21, der an beiden Enden offen ist, und eine
ringförmige Rippe 22 auf, welche sich radial vom Umfang des Isolierkörpers nach außen erstreckt Der
hohle zylindrische Isolierkörper 21 und die ringförmige Rippe 22 sind einstückig aus einem geeigneten
elektrischen Isoliermaterial, wie z. B. Keramik, geformt
Der zylindrische Isolierkörper 21 hat an seinen beiden offenen Enden ein Paar ringförmige Flansche 23
angelötet, deren innerer Durchmesser im wesentlichen gleich dem des offenen Endes und deren äußerer
Durchmesser etwas geringer als der Außendurchmesser der Rippe aus einem Grund ist welcher spätsr klar
werden wird.
Auf den einander gegenüberliegenden Hauptflächen des Halbleiterteilelements 10 in dem isolierenden
hohlen Zylinderteil 20 sind ein Paar Elektrodenblöcke 30 angeordnet, von denen einer in F i g. 4 und 5 gezeigt
ist. Beide Elektrodenblöcke 30 sind im Aufbau identisch und symmetrisch in bezug auf das Halbleiterteilelement
10 angeordnet Daher wird nur einer der Elektrodenblöcke 30, z. B. der obere Elektrodenblock 30 in F i g. 1,
im einzelnen beschrieben werden.
Wie in F i g. 4 gezeigt enthält der Elektrodenblock 30 ein metallisches Elektrodenelement 31, welches etwa
die Form eines abgestumpften Hohlkegels hat und einen Endteil mit kleinerem Durchmesser und einer flachen
Endfläche 32 sowie einen anderen Endteil 33 größeren Durchmessers aufweist, der im wesentlichen wie ein
Hohlzylinder geformt ist und auf dessen Umfang eine ringförmige Vertiefung oder Rille 34 aus einem später
klar werdenden Grund vorgesehen ist. Der größere Endteil 33 ist mit dem kleineren Endteil über eine
kegelstumpfförmige Oberfläche 35 verbunden. Das Elektrodenelement 31 weist am größeren Ende eine
zentrale Vertiefung auf, wodurch innen eine im wesentlichen konische Oberfläche 36 entsteht die zur
äußeren Oberfläche 35 nahezu parallel ist Zu einem Zweck, der später klar werden wird, ragen eine Vielzahl
Vorsprünge 37 im Abstand und parallel zueinander angeordnet von der inneren Oberfläche 36 zum
größeren Ende des Elektrodenelements 31 und verlaufen längs des »Kegels«. Die Vorsprünge haben, wie in
Fig.5 gezeigt, einen kreisförmigen Querschnitt und ragen etwas über das größere Ende des Elektrodenelements
31 hinaus. Sie weisen entsprechende Hache Endflächen 37a auf, die, wie in F i g. 4 gezeigt, in einer
zur Ebene der Endfläche des größeren Endes des Elektrodenelements 31 im wesentlichen parallelen
Ebene verlaufen. Wie in F i g. 5 gezeigt, sind die Vorsprünee 37 am Mittelteil der konischen Oberfläche
36 von größerem Durchmesser als jene, die am
b) Randgebiet angeordnet sind. Der Grund hierfür wird
später klar werden. Das Elektrodenelement 31 und die Vorsprünge 37 können vorzugsweise einstückig aus
einem geeigneten elektrisch und thermisch leitenden
Material wie Kupfer durch Gießen geformt sein.
Das Elektrodenelement 31 weist am äußeren Umfang nahe der Endfläche 32 eine ringförmige Schulter 38 auf,
auf welche ein gebogener Flansch 39 oder eine Scheibe in Form eines Ringes angelötet ist. Der Flansch 39 ist
aus einem geeigneten nachgiebigen metallischen Material wie Kovar (Warenzeichen) und hat einen geringeren
Durchmesser als der zylindrische Endteil 33 des Elektrodenelements 31. Er hat im wesentlichen den
gleichen Durchmesser wie der ringförmige Flansch 23 an dem isolierenden Zylinderteil 20. Der nachgiebige
Flansch 39 kann mit dem Flansch 23 verschweißt oder anderweitig verbunden werden.
Zur Bezeichnung der Teile des oberen Elektrodenblocks 30 verwendeten Bezugszeichen sind auch dazu
verwendet, die entsprechenden Teile des unteren Elektrodenblocks 30 zu bezeichnen.
Das Halbleiterelement 10, der isolierende Zylinderteil 20 und die Elektrodenblöcke 30, wie sie oben
beschrieben wurden, können vorzugsweise zu einem Halbleiterelement nach F i g. 1 in folgenden Schritten
zusammengestellt werden. Zuerst wird einer der Elektrodenblöcke 30, in diesem Fall der untere Block in
Fig. 1, mit dem unteren Ende des Zylinderteils 20
dadurch verbunden, daß der ringförmige Flansch 39 gegen den ringförmigen Flansch 23 gestoßen und mit
diesem durch Bogenschweißen mit Argon verschweißt wird. Dann wird das Halbleiterteilelement 10 in dem
hohlen Zylinderteil 20 auf die flache Endfläche 32 des Elektrodenblocks 30 so aufgesetzt, daß die Stützplatte
13 des Halbleiterteilelements 10 die Endfläche 32 konzentrisch berührt. Hierauf wird der obere Elektrodenblock
auf die gleiche Weise wie oben beschrieben mit dem oberen Ende des Zylinderteils 20 verbunden,
um das in F i g. 1 gezeigte Halbleiterelement fertigzustellen.
In dem sich ergebenden Element haben sowohl die Elektrode 15 des Halbleiterteilelements 10 und die
flache Endfläche 32 des oberen Elektrodenblocks 30 als auch die Stützplatte 13 des Halbleiterteilelements 10
und die flache Endfläche 32 des unteren Elektrodenblocks 30 je eine gemeinsame Kontaktfläche, welche
infolge des Verschweißens der Flansche 23 und 39 unter einem geeigneten Druck steht. Der Druck entsteht
infolge der Nachgiebigkeit des Flansches 39. Daher ist das Halbleiterteilelement 10 unter Druck zwischen den
oberen und unteren Elektrodenblöcken 30 geschichtet und ist über den hohlen Zylinderteil 20 und die an dessen
beiden Enden anschließenden Elektrodenblöcke hermetisch verschlossen. Auf diese Weise ist das Halbleiterteilelement
10 gleitend in einer Kammer gehalten, welche durch den Zylinderteil 20 und die Elektrodenblöcke
30 begrenzt wird.
Die Elektrodenblöcke 30 sind in innigen Kontakt mit den einander gegenüberliegenden Hauptflächen des
Halbleiterteilelements 10 und stellen ein Paar Elektroden für das letztere dar, während sie gleichzeitig als
Wärmeleiter für direkte Kühlung des Halbleiterteilelements 10 dienen. Das heißt, die Elektrodenblöcke 30
können z. B. durch die um die Vorsprünge 37 strömende Luft eingekühlt sein, wodurch das Halbleiterteilelement
10 wirksamer gekühlt wird. Hierdurch ist kein eigener
Wärmeableiter in Druckkontakt mit dem Elektrodenblock erforderlich, wodurch keinerlei Verbindung
Metall-zu-Metall im Obergangsweg der vom Halbleiterteilelement
abgeführten Wärme vorhanden ist Die Wirksamkeit der Wärmeableitung ist daher wesentlich
verbessert
Jeder der Elektrodenblöcke 30 weist eine kegelstumpfförmige
Oberfläche 35 auf der Seite auf, welche mit dem Zylinderteil 20 verbunden werden soll. Diese
kegelstumpfförmige Oberfläche 35 wirkt zur Erleichterung des Verbindungsvorgangs zwischen den Flanschen
39 und 23 durch Verschweißen. Würde man annehmen, daß der Elektrodenblock 30 im wesentlichen derart
zylinderförmig ist, daß die kleinere Endfläche den Fortsatz des zylindrischen Teils am größeren Ende
ίο schneidet, so könnten die Elektrodenblöcke 30 nur mit
großer Schwierigkeit mit dem isolierenden Zylinderteil 20 verbunden werden. Wenn z. B. die beiden Flansche 23
und 39 durch einen Argonschweißvorgang miteinander verbunden werden sollen, bei welchem das elektrische
Bogenschweißen in einer Schutzatmosphäre aus Argon durchgeführt wird, wobei eine Schweißelektrode nahe
den Flanschen angeordnet ist, so wäre das Heranführen der Schweißelektrode an die Flansche infolge der Form
des Elektrodenblocks schwierig. Andererseits läßt die Außenfläche des Elektrodenblocks in Form eines
Kegelstumpfes eine leichte Annäherung der Schweißelektrode an die Flansche 23 und 39 zu, wobei gleichzeitig
die Überwachung des entsprechenden Schweißvorgangs erleichtert wird.
Wenn der Elektrodenblock 30 eine im wesentlichen zylindrische Form wie oben beschrieben aufweist, ist zu
bemerken, daß die Umfangskante der flachen Endfläche 32 von dem Halbleiterteilelement 10 entfernt ist und
daher nicht besonders zur Wärmeableitung beiträgt.
Aus diesem Grund wurde der äußere Umfang des Elektrodenblocks 30 als kegelstumpfförmige Oberfläche
35 ausgeführt, wodurch der Schweißvorgang wie oben beschrieben erleichtert wird.
Aus dem gleichen Grund sind die mittleren Vorsprünge 37, welche dem Halbleiterteilelement 10 näher liegen, mit größerem Querschnitt als die äußeren Vorsprünge ausgeführt.
Aus dem gleichen Grund sind die mittleren Vorsprünge 37, welche dem Halbleiterteilelement 10 näher liegen, mit größerem Querschnitt als die äußeren Vorsprünge ausgeführt.
Wie bereits erwähnt, liegen alle freien Endflächen 37a der Vorsprünge 37 in einer gemeinsamen Ebene. Diese
■»ο Maßnahme hat den Vorteil, daß das Halbleiterelement
nach F i g. 1 zwischen ein Paar nicht gezeigter Druckplatten geschichtet werden kann. In diesem Falle
liegt jede Druckplatte auf allen Endflächen 37a der Vorsprünge 37 eines Elektrodenblocks 30 auf, um eine
wirksame Kontaktkraft auf den zugehörigen Elektrodenblock zu übertragen.
In F i g. 6 ist ein Halbleiterelement nach F i g. 1 gezeigt, an dessen Seitenenden je eine Abdeckvorrichtung
angebracht ist, um die Elektrodenblöcke 30 mil einem Kühlmittel oder einer Flüssigkeit wie Wasser, öl
oder gasförmigen Medien zwangszukühlen. Beide Abdeckvorrichtungen sind identisch im Aufbau. Daher
soll nur eine der Vorrichtungen, z. B. die untere ir F i g. 6, im einzelnen beschrieben werden und die Teil«
der anderen oder oberen Vorrichtungen mit der gleichen Bezugszeichen entsprechend den Teilen dei
unteren Vorrichtung versehen werden. Die allgemeir mit der Bezugsziffer 50 bezeichnete Abdeckvorrichtung
besteht aus einem schüsseiförmigen metallischer Deckel 51, der auf den zylindrischen Endteil 33 de!
zugehörigen Elektrodenblocks, aufgesetzt ist im einzel
nen weist der Deckel 51 einen kreisförmigen Bodentei 52, gegen welchen die meisten Vorsprünge 37 de:
Elektrodenblocks 30 anstoßen, und einen zylindrischer Wandteil 53 auf, der an der Umfangskante de:
Bodenteils 52 nach oben steht und mit Hilfe eine: O-Ringes 40 in der ringförmigen Rille 34 des Endteils 31
des Elektrodenblocks 30 dichtend aufgepaßt ist Auf dei
äußeren Oberfläche des Bodenteils 52 ist eine elektrische Klemmenplatte 54 mit einem scheibenförmigen Isolationskörper 55 auf ihrer dem Deckel 51
abgewandten Oberfläche angeordnet. Ein Taststift 56 ragt durch die Klemmenplatte 54 und ist mit seinen
beiden Enden mit vorbestimmter Tiefe in Mittelvertiefungen in dem Bodenteil 52 und dem Isolierkörper 55
eingepaßt Der Isolierkörper 55 weist auf seiner der Klemmenplatten 54 abgewandten Seite einen zentralen
Vorsprung 57 auf.
Um zur Kühlung der Vorsprünge 37 ein Kühlmittel durch das abgedichtete Innere des schüsseiförmigen
Deckels 51 führen zu können, stehen mit dem Inneren des Deckels 51 eine Eingangsleitung 58 und eine
Ausgangsleitung 59 in Verbindung.
Auf der Oberseite des Haibieiterelemenis 10-20-30 in
Fig.6 sind den eben beschriebenen Teilen identische Teile angeordnet und mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet Die so aufgebaute Anordnung wird zwischen ein Paar Druckplatten 60 aus einem
geeigneten nachgiebigen metallischen Material wie Eisen geschichtet, wobei der zentrale Vorsprung 57 an
jedem Isolierkörper 55 in ein zentrales Loch in jeder Druckplatte 60 eingepaßt wird. Eine Vielzahl Gewindestangen 61 ragen in gegenseitigem Abstand zueinander
durch die Druckplatten 60 an Stellen, wo sie den oberen und unteren Deckel 51 nicht berühren, und sind an den
Druckplatten 60 mit Muttern 62 verschraubt, wobei jede Gewindestange von einer isolierenden Hülse 63
umgeben ist. Durch Anziehen der Muttern 62 auf den Gewindebolzen 61 werden die Druckplatten 60 fest
miteinander verschraubt, was dazu führt, daß sich die Druckplatten aufeinander zu bewegen. Der Elektrodenblock 30, die Abdichtung 50, die Klemmenplatte 54 und
der Isolierkörper 55 sowohl der oberen als auch der unteren Anordnung werden daher mit einer geeigneten
Befestigungskraft zusammengehalten, die mit etwa 1,0 bis 1,5 Tonnen vorgewählt ist.
ίο In der in Fig.6 gezeigten Anordnung wird das
Kühlmittel in das Innere des Deckels 51 durch die Eingangsleitung 58 eingeführt, um die Vorsprünge 37 zu
umströmen und das Halbleiterteilelement 10 wirksam zu kühlen.
Die Erfindung hat verschiedene Vorteile. Zum Beispiel kann der Vcrbindungsflansch am Elektrodenblock leichter hermetisch mit dem isolierenden hohlen
Zylinderteil, welcher das Halbleiterteilelement umgibt, verschweißt werden, während gleichzeitig die Wirksam
keit der Wärmeableitung vergrößert wird. Sie ist so sehr
wirksam zur Vergrößerung der Leistungsfähigkeit von Halbleiterelement. Weiter können die Vorsprünge an
dem Elektrodenblock zwangsgekühlt werden, um die Wirkung der Wärmeableitung weiter zu verbessern.
Zum Beispiel ist die Erfindung statt für flache Halbleiterdioden in gleicher Weise mit anderen flachen
Halbleiterteilelementen wie Leistungstransistoren und Thyristoren anwendbar.
Claims (3)
1. Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene, scheibenförmige Halbleiterelemente, welche mit
Hilfe von zwei beidseitig an das Halbleiterelement angesetzten Elektrodenblöcken gekühlt sind, wobei
die Elektrodenblöcke an ihren Endflächen mit je einem ringförmigen, elastischen, metallischen
Flansch verlötet sind, und diese elastischen Flansche mit entsprechenden Ringflansche eines hohlzylindrischen Isolierkörpers verbunden sind, der das
zwischen den Endflächen der Elektrodenblöcke angeordnete, scheibenförmige Halbleiterelement
umschließt, bei der die Elektrodenblöcke im Bereich ihrer verjüngten Endflächen mit dem Halbleiterelement innerhalb des hohlzylindrischen Isolierkörpers
in Berührung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenblocke (30) konisch
ausgebildet sind, die ringförmigen, elastischen, metallischen Flansche (39) an die verjüngten
Endflächen (32) der konischen Elektrodenblöcke (30) dieselben umgebend angelötet sind, und die Elektrodenblöcke (30) in den den verjüngten Endflächen
(32) abliegenden Teilen mit größerem Durchmesser als dem der verjüngten Endflächen (32) an den freien
Enden konisch ausgebildete vertiefte Endflächen (36) mit einer Anzahl einstückig mit den Elektrodenblöcken (30) ausgebildeten, aus den Endflächen (36)
auftragenden Vorsprüngen (37) aufweisen, wobei die Vorsprünge (37) einen kreisförmigen Querschnitt
haben und im Mittelteil einen größeren Durchmesser als in den Randbereichen aufweisen.
2. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden konischen Elektrodenblöcke (30) mit kappenförmigen Deckeln (51)
versehen sind, an welche Zuführ- und Abführleitungen (58,59) angeschlossen sind.
3. Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenblöcke
(30) mit Hilfe von Druckplatten (60) und Spannelementen (61 -63) zusammengedrückt sind.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1972669 | 1969-03-15 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2012440A1 DE2012440A1 (de) | 1971-02-04 |
| DE2012440B2 DE2012440B2 (de) | 1972-01-27 |
| DE2012440C3 true DE2012440C3 (de) | 1978-09-07 |
Family
ID=12007297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2012440A Expired DE2012440C3 (de) | 1969-03-15 | 1970-03-16 | Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene scheibenförmige Halbleiterelemente |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3746947A (de) |
| DE (1) | DE2012440C3 (de) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3852806A (en) * | 1973-05-02 | 1974-12-03 | Gen Electric | Nonwicked heat-pipe cooled power semiconductor device assembly having enhanced evaporated surface heat pipes |
| US3852804A (en) * | 1973-05-02 | 1974-12-03 | Gen Electric | Double-sided heat-pipe cooled power semiconductor device assembly |
| US3852803A (en) * | 1973-06-18 | 1974-12-03 | Gen Electric | Heat sink cooled power semiconductor device assembly having liquid metal interface |
| US3852805A (en) * | 1973-06-18 | 1974-12-03 | Gen Electric | Heat-pipe cooled power semiconductor device assembly having integral semiconductor device evaporating surface unit |
| US3826957A (en) * | 1973-07-02 | 1974-07-30 | Gen Electric | Double-sided heat-pipe cooled power semiconductor device assembly using compression rods |
| US4103737A (en) * | 1976-12-16 | 1978-08-01 | Marantz Company, Inc. | Heat exchanger structure for electronic apparatus |
| FR2496987A1 (fr) * | 1980-12-24 | 1982-06-25 | Jeumont Schneider | Electrodes pour pastille semi-conductrice de puissance |
| DE3137407A1 (de) * | 1981-09-19 | 1983-04-07 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., 5401 Baden, Aargau | Leistungshalbleiterbauelement fuer siedekuehlung |
| DE4101205A1 (de) * | 1990-02-09 | 1991-08-14 | Asea Brown Boveri | Gekuehltes hochleistungshalbleiterbauelement |
| US5719444A (en) * | 1996-04-26 | 1998-02-17 | Tilton; Charles L. | Packaging and cooling system for power semi-conductor |
| US6313992B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-11-06 | James J. Hildebrandt | Method and apparatus for increasing the power density of integrated circuit boards and their components |
| US6552901B2 (en) | 1998-12-22 | 2003-04-22 | James Hildebrandt | Apparatus and system for cooling electronic circuitry, heat sinks, and related components |
| JP5805838B1 (ja) * | 2014-09-29 | 2015-11-10 | 株式会社日立製作所 | 発熱体の冷却構造、電力変換器ユニットおよび電力変換装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1001269A (de) * | 1960-09-30 | 1900-01-01 | ||
| DE1248814B (de) * | 1962-05-28 | 1968-03-14 | Siemens Ag | Halbleiterbauelement und zugehörige Kühlordnung |
| US3320497A (en) * | 1964-09-11 | 1967-05-16 | Control Data Corp | Variable capacitance diode packages |
| US3452254A (en) * | 1967-03-20 | 1969-06-24 | Int Rectifier Corp | Pressure assembled semiconductor device using massive flexibly mounted terminals |
| CH506184A (de) * | 1967-11-29 | 1971-04-15 | Ckd Praha | Halbleiterbauelement |
| US3551758A (en) * | 1969-01-08 | 1970-12-29 | Westinghouse Electric Corp | Fluid cooled heat sink assembly for pressure contacted semiconductor devices |
-
1970
- 1970-03-10 US US00018224A patent/US3746947A/en not_active Expired - Lifetime
- 1970-03-16 DE DE2012440A patent/DE2012440C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2012440A1 (de) | 1971-02-04 |
| DE2012440B2 (de) | 1972-01-27 |
| US3746947A (en) | 1973-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4321053C2 (de) | Druckkontaktierte Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer druckkontaktierten Halbleitervorrichtung | |
| DE69209369T2 (de) | Halbleitereinheit und Methode zu ihrer Herstellung | |
| DE2012440C3 (de) | Halbleiteranordnung für gasdicht abgeschlossene scheibenförmige Halbleiterelemente | |
| DE1045551B (de) | Halbleiteranordnung | |
| DE1589847B2 (de) | Halbleitergleichrichteranordnung | |
| DE1079205B (de) | Starkstrom-Gleichrichter | |
| DE1961314A1 (de) | Geschuetztes Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE2711776A1 (de) | Leistungshalbleiterbauelement | |
| DE1589857A1 (de) | Steuerbarer Halbleitergleichrichter | |
| DE1963478A1 (de) | Halbleitergleichrichteranordnung fuer hohe Spitzenstroeme | |
| DE2937051A1 (de) | Flachpaket zur aufnahme von elektrischen mikroschaltkreisen und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE1052572B (de) | Elektrodensystem, das einen halbleitenden Einkristall mit wenigstens zwei Teilen verschiedener Leitungsart enthaelt, z. B. Kristalldiode oder Transistor | |
| DE2004776C2 (de) | Halbleiterbauelement | |
| DE3101354A1 (de) | "funkenstrecke fuer die begrenzung von ueberspannungen (fall a)" | |
| DE1564107A1 (de) | Gekapselte Halbleiteranordnung | |
| DE2013684A1 (de) | Halbleiteranordnung | |
| DE2104726A1 (de) | Halbleiterbauelement | |
| DE3640801A1 (de) | Halbleiterbauelement | |
| DE1564444C3 (de) | Halbleiteranordnung mit einem isolierenden Träger | |
| DE19611954C2 (de) | Halbleitervorrichtung des Druckkontakttyps | |
| DE1151324B (de) | Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen | |
| DE1539111A1 (de) | Halbleiterbauelement | |
| DE2940571A1 (de) | Modul aus wenigstens zwei halbleiterbauelementen | |
| DE1764801A1 (de) | Halbleitergeraet | |
| DE2022616A1 (de) | Scheibenfoermiges Halbleiter-Bauelement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |