DE2525390A1 - Steuerbares halbleiterbauelement - Google Patents
Steuerbares halbleiterbauelementInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein steuerbares Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse, welches aus zwei massiven
Metallkörpern besteht, die am Rand von einem Isolierring umgeben sind, und mit einem zwischen den Metallkörpern kathoden-
und anodenseitig mit diesen wärme- und stromleitend verbundenen, eine Steuerelektrode aufweisenden Halbleiterelement,
mit einem Anschlußleiter, der mit der Steuerelektrode verbunden und durch das Gehäuse nach außen geführt ist.
Halbleiterbauelemente dieser Art sind seit längerem bekannt. Die beiden massiven Metallkörper werden bei solchen Halbleiterbauelementen
im allgemeinen durch zwei·Kupferscheiben gebildet, die am Rand z.B. mit einem Keramikring, z.B. durch
Löten oder Schweißen, verbunden sind. Der Anschlußleiter für die Steuerelektrode wird bei diesen scheibenförmigen steuerbaren
Halbleiterbauelementen meist durch den Isolierring nach außen geführt. Auf der Außenseite des Isolierrings sitzt eine
Steckbuchse oder beispielsweise ein blattfederartig ausgebildeter Kontakt, der mit einer Zuleitung verbunden werden kann.
Diese bekannten Kontaktierungen der Steuerelektrode mit einer außerhalb des Gehäuses liegenden Zuleitung sind nun relativ
aufwendig, da sie von Hand vorgenommen werden müssen. Außerdem muß der Anschlußleiter asymmetrisch, d.h. in bestimmter,
gezielter Weise eingebaut werden. Außerdem ist hinsichtlich der Isolation ein hoher Aufwand nötig, da der Anschlußleiter
sowohl innerhalb des Gehäuses isoliert sein muß als auch isoliert und gasdicht durch den Isolierring geführt werden muß.
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Dieser Aufwand erscheint für große Thyristoren tragbar, ist jedoch für in großen Stückzahlen herzustellende und einzubauende
Klein-Bauelemente oftmals aus Kostengründen nicht
mehr anwendbar.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein steuerbares Halbleiterbauelement der eingangs erwähnten Gattung
so weiterzubilden, daß eine einfache Kontaktierung des Anschlußleiters für die Steuerelektrode mit einer äußeren
Zuleitung möglich ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der kathodenseitige Metallkörper mit einer zentrischen Aussparung versehen
ist, daß der Anschlußleiter im wesentlichen starr ausgebildet ist und in der zentrischen Aussparung sitzt und daß
der Anschlußleiter über den kathodenseitigen Metallkörper nach außen hinausragt.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Lage des Anschlußleiters davon unabhängig ist, in welcher Lage sich
ein bestimmter Punkt am Umfang des Gehäuses befindet. Dadurch, daß der Anschlußleiter im wesentlichen starr ausgebildet ist,
läßt sich dann sogar eine maschinelle Kontaktierung des Anschlußleiters durchführen.
Vorteilhafterweise ist die genannte zentrische Aussparung völlig mit Isoliermaterial ausgefüllt. Die genannte einfache
Kontaktierung läßt sich zweckmäßigerweise durch eine geschlitzte, mit einer Aussparung für den Anschlußleiter versehene,
wenigstens annähernd rechtwinkelig zum Anschlußleiter liegende metallene Lasche durchführen. Der Anschlußleiter kann jedoch
auch durch Löten oder durch eine Druckfeder kontaktiert sein.
Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit den Figuren 1 und 2 näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1 einen Schnitt durch ein steuerbares Halbleiterbauelement
gemäß der Erfindung und
Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführung der äußeren Kontaktierung des Anschlußleiters.
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In Fig.1 ist das steuerbare Halbleiterbauelement mit I- bezeichnet.
Es weist einen oberen massiven Metallkörper 2 und einen unteren massiven Metallkörper 3 auf. Beide Metallkörper
bestehen aus einem elektrisch und Wärme gut leitendem Metall, beispielsweise aus Kupfer. Die beiden Metallkörper sind mit
umlaufenden Rändern versehen, um die ein Isolierring 4 herumgreift. Der Isolierring 4 besteht beispielsweise aus aufgespritztem,
aufgeschmolzenem, aufgeschrumpftem oder gegossenem Kunststoff. Zwischen den Metallkörpern 2 und 3 liegt
ein Halbleiterelement 5, dessen Kathodenelektrode mit 6 und dessen Steuerelektrode mit 7 bezeichnet ist. Der obere Metallkörper
2 ist mit einer zentralen Aussparung 8 versehen, in der zentrisch ein Anschlußleiter 10 sitzt. Der Anschlußleiter
ist auf der Unterseite elektrisch mit der Steuerelektrode, beispielsweise durch Schweißen, Löten, Legieren verbunden
oder sitzt auf der Steuerelektrode auf. Der obere Metallkörper 2 steht im Kontakt mit der Kathodenelektrode 6, mit der
er ebenfalls durch Löten, Legieren, Schweißen verbunden ist oder sitzt lediglich auf der Kathodenelektrode 6 auf.
Besondere Vorteile ergeben sich bei miteinander durch Legieren oder Löten verbundenen Teilen. Dabei kann das Halbleiterelement
5 auf den unteren Metallkörper 3 und gleichzeitig der Anschlußleiter 10 und der obere Metallkörper 2 anlegiert oder
aufgelötet werden.
Die Aussparung 8 ist mit einem isolierenden Kunststoff 11 oder Glas gefüllt, das einen Zutritt der Außenatmosphäre zum
Gehäuseinnern verhindert. Außerdem dient der Kunststoff 11 zur Fixierung des Anschlußleiters 10. Zweckmäßigerweise ist
die Aussparung 8 dazu völlig mit Kunststoff oder Glas angefüllt.
Der Anschlußleiter 10 ragt über den oberen Metallkörper 2 hinaus und ist dort mit einer Zuleitung 12 kontaktiert. Diese
Zuleitung kann beispielsweise aus einer Blechlasche (Fig.2) bestehen, die mit einer Aussparung 13 versehen ist, in die
der Anschlußleiter 10 hineinpaßt. Veiter weist die Lasche
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einen V-förmigen Schlitz 14 auf, so daß diese auf den Anschlußleiter
10 aufgeschoben werden kann. Der Schlitz weitet sich dann so weit auf, bis der Anschlußleiter in die Aussparung
hineinrutscht. Dann schnappt die Blechlasche zu und der Kontakt ist hergestellt.
Da der Anschlußleiter 10 im wesentlichen starr ausgebildet ist; können auch andere Arten der Verbindung mit einer Zuleitung
gewählt werden. Beispielsweise ist es möglich, den Anschlußleiter im Tauchlötverfahren mit einer Zuleitung zu verbinden.
Die Zuleitung kann z.B. Teil einer gedruckten Schaltung oder auf einer Trägerplatte montiert sein. Der Kontakt
mit der Zuleitung kann auch durch eine Druckfeder hergestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei gesteuerten Gleichrichterbrücken
anwendbar, bei denen bekanntlich jeweils vier oder sechs Bauelemente Verwendung finden. Diese können gleichzeitig
mit einem vier bzw. sechs Anschlußleiter tragenden Träger verbunden werden. Ebenso kann die Erfindung bei halbgesteuerten Brücken Anwendung finden, bei denen jeweils nur
die Hälfte der Bauelemente steuerbar ausgeführt ist. Die Zu- bzw. Abführung des Laststroms des steuerbaren Halbleiterbauelements
geschieht über die Metallkörper 2 und 3. Diese können, wie dargestellt, sich vom Halbleiterelement 5 weg konisch
verjüngen und in entsprechend konisch ausgebildete Ausnehmungen von Sammelschienen oder als Sammelschienen dienenden Kühlkörpern
eingesetzt werden. Die Lage eines Punktes aro Umfang des Halbleiterbauelementes bezüglich eines Punktes am Umfang
der Ausnehmung ist wegen der Rotationssymmetrie des Halbleiterbauelementes unwichtig. Die Metallkörper können auch zylindrische
Form haben. Sie können auch Sitzstellen 9 für Federn aufweisen, durch die die Metallkörper an die Kühlkörper angepreßt
werden. Die Sitzstellen sind vorzugsweise so ausgebildet, daß ein möglichst zentraler Kontaktdruck gewährleistet ist. Im
Ausführungsbeispiel ist die Sitzstelle ballig ausgebildet.
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Im Fall, daß die Steuerelektrode und die Metallkörper lediglich
auf dem Halbleiterelement aufliegen, ohne durch Löten oder Legieren mit diesem verbunden zu sein, können diese Federn
oder eine Feder für mehrere Bauelemente den notwendigen inneren Kontaktdruck aufbringen.
7 Patentansprüche,
2 Figuren.
2 Figuren.
VPA 75 E 1023 -6-
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Claims (7)
1.^ Steuerbares Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse, welches
aus zwei massiven Metallkörpern besteht, die am Rand von einem Isolierring umgeben sind, und mit einem zwischen den
Metallkörpern kathoden- und anodenseitig mit diesen wärme- und stromleitend verbundenen, eine Steuerelektrode aufweisenden
Halbleiterelement, mit einem Anschlußleiter, der mit der Steuerelektrode verbunden und durch das Gehäuse nach
außen geführt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der kathodenseitige Metallkörper (2) mit einer zentrischen Aussparung (8) versehen ist, daß der Anschlußleiter
(10) im wesentlichen starr ausgebildet ist und in der zentrischen Aussparung sitzt und daß der Anschlußleiter über
den kathodenseitigen Metallkörper nach außen hinausragt.
2. Steuerbares Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (8) völlig mit Isoliermaterial (11) ausgefüllt ist.
3. Steuerbares Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußleiter
(10) durch eine geschlitzte, mit einer Aussparung (13) für den Anschlußleiter versehene, wenigstens annähernd
rechtwinkelig zu dem Anschlußleiter (10) liegende metallene Lasche (12) kontaktiert ist.
4. Steuerbares Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußleiter
(10) an seinem von der Steuerelektrode (7) abgewandten Ende mit einer Zuleitung verlötet ist.
5. Steuerbares Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußleiter
(10) an seinem von der Steuerelektrode (7) abgewandten Seite mit einer Zuleitung durch eine Druckfeder
verbunden ist.
VPA 75 E 1023 -7-
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6. Steuerbares Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkörper (2, 3) vom Halbleiterelement (5) weg konisch
ausgebildet sind.
7. Steuerbares Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Metallkörper (2, 3) Sitzstellen (9) für
Druckfedern aufweist.
VPA 75 E 1023
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Leerseite
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