DE2030597C3

DE2030597C3 - Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-Hochspannungsgleichrichtern

Info

Publication number: DE2030597C3
Application number: DE2030597A
Authority: DE
Inventors: Edward 2000 Norderstedt Uden
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1970-06-20
Filing date: 1970-06-20
Publication date: 1982-03-18
Also published as: FR2095380B1; GB1354369A; FR2095380A1; DE2030597A1; DE2030597B2; US3742589A; JPS47967A; CA924027A; NL7108234A

Description

Wärme besser abgeleitet wird und daß durch die Zusammenfassung von Verfahrensschritten (gleichzeitiges Auflöten der Gleichrichterkristalle und Verlöten der Kammrücken) der Herstellungsprozeß wesentlich vereinfacht wird, wobei die Serienschaltung durch einfache Trennschnitte am Kammrücken erreicht wird.

Ein weiterer Vorteil des crfindungsgemäDen Herstellungsverfahrens ist, daß fehlerhafte einzelne Gleichrichter durch einfaches Überbrücken oder Ersetzen aus dem Gesamtsystem eliminiert werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die bei dem Verfahren nach der Erfindung benutzten, kammförmigen Elektroden,

F i g. 2 zwei mit einander verschweißte und verlötete kammförmige Elektroden mit zwischen den Zähnen der Elektroden eingelöteten Gleichrichterkristallen und

F i g. 3 den fertigen Halbleiter-Hochspannungsgleichrichter.

F i g. 1 zeigt zwei zusammenhängende kammförmige Elektroden 1 und 2, wie sie aus einer Bronzernatie für eine Vielzahl solcher Elektroden herausgtitanzt oder -geätzt werden. Die Elektroden 1 und 2 sind versilbert, die Zähne 3 der Elektrode 2 sind gekröpft und mit einer

tellerförmigen Einprägung 4 versehen. Neben den Zähnen 3 der Elektrode 2 und den Zähnen 5 der Elektrode 1 befinden sich im Kammrücken kreisförmige Ausstanzungen 6, die zur Justierung der Kämme dienen und die die Stellen markieren, an denen die Kämme später aufgetrennt werden sollen. Die Gleichrichterkristalle 11 werden in tellerförmige Einprägungen 4 eingelegt, die Kammrücken der Kämme 1 und 2 werden in der Weise übereinander gelegt, daß die Kristalle 11 zwischen den Zähnen 3 und 5 der Kämme 2 und 1 eingeklemmt werden. Dabei werden die Kämme so zueinander ausgerichtet, daß die kreisförmigen Ausstanzungen 6 zur Deckung kommen, dann werden die Rücken an Einzelpunkten 7 miteinander verschweißt und anschließend wird das gesamte System in einem Durchlaufofen verlötet. Fig.2 zeigt die beiden fest miteinander verbundenen Kämme 1 und 2.

F i g. 3 zeigt die mit Isolierstoff & umpreßten Zähne 3 und 5 der Kämme 2 und 1, die Kammrücken werden an den Stellen mit den kreisförmigen Ausstanzungen 6 aufgetrennt. 6a sind die so entstandenen Trennstellen. Die beiden Enden des Systems sind mit Anschlußdrähten 9 versehen. Zum Schluß wird das gesamte System ein zweites Mal mit Isolierstoff 10 umpreßt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-Hochspannungsgleichrichtern, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von auf kammförmigen Elektroden angeordneten, elektrisch in Serie geschalteten Gleichrichterkristallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterkristalle (11) zwischen den Zähnen zweier kammförmiger Elektroden (I₁ 2) befestigt, die Rücken der Elektroden miteinander verbunden und die Gleichrichterkristaile (11) durch geeignetes Auftrennen der Rücken der miteinander verbundenen Elektroden in Serie geschaltet werden. ; s

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste kammförmige Elektrode (2) mit rechtwinkelig gebogenen, gekröpften und mit tellerförmigen Einprägungen (4) versehenen Zähnen (3) und eine zweite kammförmige Elektrode (1) mit an der Spitze eine Verbreiterung aufweisenden Zähnen (5) verwendet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kammförmigen Elektroden (1,2) vor dem Verbinden mit Hilfe kreisförmiger Ausstanzungen (6), die sich in den Kammrücken befinden, justiet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücken der miteinander verbundenen Elektroden (1, 2) an den Stellen mit den kreisförmigen Ausstanzungen (6), die deckungsgleich angeordnet sind, aufgetrennt (6a) werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterkristalle (11) eingelötet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterkristalle (11) an ihrer Ober- und Unterseite oder aber die kammförmigen Elektroden (1, 2) mit einer Weichlotschicht überzo- -to gen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gskennzeichnet, daß Lötfolien zwischen die Kristalle (' 1) und die kammförmigen Elektroden (1, 2) gelegt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kammförmigen Elektroden (1,2) nach dem Einlegen, aber vor dem Einlöten der Gleichrichterkristalle (11) durch Punktschweißen (7) miteinander verbunden werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozesse zum Verlöten der Gleichrichterkristalle (11) und zum Verlöten der Rücken der kammförmigen Elektroden (1,2) gleichzeitig in einem Arbeitsgang erfolgen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für die Elektroden ein Material hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterkristalle (11) nach dem Befestigen zwischen den Zähnen (3, 5) der kammförmigen Elektroden (1, 2) einzeln mit Isolierstoff (8) umpreßt werden und daß nach dem Auftrennen der Kammrücken das gesamte Bauelement ein zweites Mal mit Isolierstoff (10) ^ftI> umpreßt wird.

Die .Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiter-Hochspannungsgleichrichtern, bestehend aus einer beliebigen Anzahl von auf kammförmigen Elektroden angeordneten, elektrisch in Serie geschalteten Gleichrichterkristallen.

Für Hochspannungsgleichrichter wird wohl eine hohe zulässige Sperrspannungsbelastbarkeit, jedoch nur eine relativ geringe Durchlaßstrombelastbarkeit gefordert, so daß für kleine Leistung ausgelegte Halbleiter-Bauelemente in beliebiger Anzahl in Serie geschaltet, zur Herstellung eines Hochspannungsgleichrichters verwendet werden können.

Es sind bereits Anordnungen von Hochspannungsgleichrichtern bekannt (DE-OS 18 00 310), bei denen auf einer Vielzahl von leitfähigen Halterungen jeweils ein Gleichrichterkristall angebracht und mit benachbarten Halterungen über einen Verbindungsdraht in Serie geschaltet sind.

Diese Drahtkontaktierung der einzelnen Gleichrichterkristalle ist infolge mehrerer Arbeitsgänge zeitaufwendig, die Verbindung der Gleichrichterkristalle durch Drähte zeigt außerdem keine besonders günstigen mechanischen Eigenschaften, und für Bauelemente, für die eine hohe Stromstoßbelastbarkeit gefordert wird, ist eine derartige Drahtkontaktierung überhaupt unmöglich.

Der Vollständigkeit halber wird ent ahnt, daß aus der US-PS 33 48 105 ein Brückengleichrichter mit vier P/V-Übergängen in zwei oder vier individuellen Halbleiterkristallen bekannt ist, wobei die Halbleiterkristalle zwischen kammförmigen Elektroden verlötet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, nach dem die für die Serienschaltung benötigten Gleichrichterkristalle in einem Arbeitsgang sowohl auf den Elektroden befestigt als auch mit Kontakten versehen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gleichrichterkristalle zwischen den Zähnen zweier kammförmiger Elektroden befestigt, die Rücken der Elektroden miteinander verbinden und die Gleichrichterkristalle durch geeignetes Auftrennen der Rükken der miteinander verbundenen Elektroden in Serie geschaltet werden.

' Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Zähne der kammförmigen Elektroden unterschiedlich gestaltet, und zwar hat die erste Elektrode rechtwinklig gebogene, gekröpfte und mit tellerförmigen Einprägungen versehene Zähne, die zweite Elektrode hat an der Spitze eine Verbreiterung aufweisende Zähne; die Kammrücken haben kreisförmige Ausstanzungen, mit deren Hilfe die Elektroden vor dem Verbinden justiert werden und die gleichzeitig, deckungsgleich angeordnet, die Stellen angeben, an denen die Rücken der miteinander verbundenen Elektroden aufgetrennt werden.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgen die Lötprozesse zum Befestigen der Gleichrichterkristalle und zum Verbinden der Rücken der kammförmigen Elektroden gleichzeitig in einem Arbeitsgang, wozu entweder die Gleichrichterkristaile an ihrer Ober- und Unterseite oder die kammförmigen Elektroden mit einer Weichlotschicht überzogen, oder aber Lötfolien zwischen die Kristalle und die kammförmigen Elektroden gelegt werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung von kammförmigen Elektroden die Kontaktierung des Hochspannungsgleichrichters vereinfacht wird, die