DE2654532C3 - Disc-shaped semiconductor cell - Google Patents

Disc-shaped semiconductor cell

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DE2654532C3 DE2654532A DE2654532A DE2654532C3 DE 2654532 C3 DE2654532 C3 DE 2654532C3 DE 2654532 A DE2654532 A DE 2654532A DE 2654532 A DE2654532 A DE 2654532A DE 2654532 C3 DE2654532 C3 DE 2654532C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine scheibenförmige Halbleiterzelle der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen ArL Eine derartige Halbleiterzelle ist aus der DE-OS 21 18 356 bekanntThe invention relates to a disk-shaped semiconductor cell the ArL specified in the preamble of the claim. Such a semiconductor cell is from the DE-OS 21 18 356 known

Es ist auch durch die DE-PS 20 21 158 eine Halbleiteranordnung mit einem scheibenförmigen Gehäuse und einem darin eingesetzten Halbleiterbauelement bekannt, bei welcher ein Zylinderring aus Keramik das Gehäuse bildet, in dessen oberer und unterer Stirnseite eine gegen das Ringinnere gerichtete Stufe eingelassen ist, in der an der oberen Stirnseite dn Blechstützring zur Abstützung eines die obere Gehäusestirnseite dicht abschließenden membranartigen, kreisförmigen Kontaktierungsbleches aus Kupfer mit einer Randwulst eingelötet ist. In der Stufe an der unteren Stirnseite des Zylinderringes ist ebenfalls ein solches Kontaktierungsblech mit einer Ringwulst, jedoch ohne Stützring eingelötet, welches die untere Gehäusestirnseite dicht abschließt. Das Halbleiterbauelement ist an einer seiner Hauptflächen mit einer durch das Kontaktierungsblech an der unteren Gehäusestirnseite kontaktierten Tragscheibe verbunden und ist an der anderen Hauptfläche mittels einer Kontaktierscheibe mit dem Kontaktierungsblech an der oberen Gehäusestirnseile in Kontakt. Bei dieser Anordnung befindet sich sonach das Halbleiterbauelement einerseits mit seiner Tragscheibe und andererseits mit einer Kontaktierscheibe zwischen den zwei die Halbleiterzelle dicht abschließenden membranartigen Kontaktieningsblechen· und wird mit diesen bei Druckausübung auf die Halbleiterzelle kontaktiert. Außerdem ist das Halbleiterbauelement zentriert und umspannfähig in die Zelle eingesetzt.It is also from DE-PS 20 21 158 a semiconductor device with a disc-shaped housing and a semiconductor component used therein is known, in which a cylinder ring made of ceramic the housing forms, in its upper and lower end face, a step directed towards the inside of the ring is let in, in the sheet metal support ring on the upper face to support the upper housing face tightly sealing membrane-like, circular contacting sheet made of copper with a Edge bead is soldered. There is also one in the step on the lower face of the cylinder ring Contacting sheet with an annular bead, but without a support ring, soldered into the lower end of the housing seals tightly. The semiconductor component is on one of its main surfaces with a through the Contacting plate connected to the lower housing face contacted support disk and is on the other main surface by means of a contacting disk with the contacting plate on the upper housing end cord in contact. In this arrangement, the semiconductor component is on the one hand with it its support disk and on the other hand with a contact disk between the two the semiconductor cell tightly final membrane-like contact sheets and is contacted with these when pressure is exerted on the semiconductor cell. In addition, the semiconductor component is centered and inserted into the cell so that it can be re-clamped.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halbleiterzelle mit den eingangs angegebenen Anordnungs- und Aufbaumerkmalen zu finden, die aus einfachen Bauteilen herstellbar ist, welche leicht zu einem dicht abschließenden Gehäuse zusammenzusetzen sind.The object of the invention is to provide a semiconductor cell with the features of arrangement and construction specified at the beginning to find, which can be produced from simple components, which easily to a tightly sealed Housing are to be assembled.

Eine solche Halbleiterzelle wird durch die Erfindung geschaffen und weist zusätzlich die im kennzeichnendenSuch a semiconductor cell is created by the invention and additionally has the in the characterizing

ϊ Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale auf. ϊ Part of the claim on specified features.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und nachstehend beschrieben. Es /.eigenIn the drawing, three exemplary embodiments of the invention are shown and described below. It /. own

F i g. 1 und F i g. 2 einen DurchmesserouerschnittF i g. 1 and F i g. 2 a diameter overcut

in durch eine scheibenförmige Halbleiterzelle für ein Thyristorbauelement,in by a disk-shaped semiconductor cell for a Thyristor component,

Fig.3 einen Durchmesserquerschnitt durch eine3 shows a diameter cross section through a

scheibenförmige Halbleiterzelle für ein Diodenelement In diesen Figuren haben gleichartige Einzelteile diedisk-shaped semiconductor cell for a diode element In these figures, similar items have the

:5 gleichen Bezugszeichen.: 5 same reference numerals.

Bei den scheibenförmigen Halbleiterzellen nach F i g. 1, 2 und 3 bildet ein Zylinderring 1 aus einem Isolator, beispielsweise aus Keramik oder aus einem starrfesten Kunststoff, die Gehäusewand (Gehäuseman-In the case of the disk-shaped semiconductor cells according to FIG. 1, 2 and 3 form a cylinder ring 1 from one Insulator, for example made of ceramic or a rigid plastic, the housing wall (housing man-

tel). An den zwei Stirnseiten sind die Halbleiterzellen durch zwei gleiche Kontaktierscheiben 2 und 2' abgeschlossen, deren Durchmesser dem Durchmesser der Innenmantelfläche des Zylinderringes 1 angepaßt ist und welche beide einen Außenflansch 21,21' aufweisen.tel). The semiconductor cells are on the two end faces completed by two identical contact disks 2 and 2 ', the diameter of which corresponds to the diameter the inner circumferential surface of the cylinder ring 1 is adapted and which both have an outer flange 21,21 '.

Ein Halbleiterbauelement 3 ist nach F i g. 2 und 3 in der Zelle zwischen den Kontaktierscheiben mittels eines das Bauelement umschließenden Isolierringes 4 zentriert angeordnet Zwischen zwei an der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes umlaufenden Anschlägen, die an dem Außenflansch 21 bzw. 21' anliegen, sind die zwei Kontaktierscheiben gegeneinander festgehalten. Mindestens ein elastischer Dichtungsring 5 aus temperaturbeständigem und ölfestem Material, wie z. B. Silikongummi, welcher das Halbleiterbauelement ebenfalls umschließt, befindet sich zwischen den Kontaktierscheiben 2 und 2'. Die Außenmanteifläche !3 des Zylinderringes 1 ist, wie z. B. die F i g. 1 es zeigt, mit vielen parallel umlaufenden Rillen versehen, damit der Spannungskriechweg der Zelle groß wird. Bei derA semiconductor component 3 is shown in FIG. 2 and 3 in the cell between the contact discs by means of a das Component enclosing insulating ring 4 arranged in a centered manner between two on the inner circumferential surface 11 of the cylinder ring encircling stops, which rest on the outer flange 21 or 21 ', are the two Contacting discs held against each other. At least one elastic sealing ring 5 made of temperature-resistant and oil-proof material, such as. B. silicone rubber, which is also the semiconductor component encloses, is located between the contact disks 2 and 2 '. The outer surface area! 3 of the Cylinder ring 1 is such. B. the F i g. 1 it shows provided with many parallel circumferential grooves so that the Voltage creepage distance of the cell becomes large. In the

ίο Halbleiterzelle nach F i g. ι dienen zwei Seegeringe 6 und 6' als Anschläge für die zwei Kontaktierscheiben. Die Seegeringe sind in zwei in der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes in der Nähe von dessen Stirnflächen umlaufende Nuten 12 und 12' einsetzbar. Diese Seegeringe sind, wie bekannt, Sprengringe, die z. B. an ihren gegenüberstehenden Enden mit je einem Greifloch versehen sind. In der Mitte der Innenmantelfläche hat der Zylinderring 1 einen Rechteckprofil aufweisenden Vorsprung 14. Zwischen einer Kontaktierscheibeίο semiconductor cell according to F i g. ι two circlips are used 6 and 6 'as stops for the two contact discs. The circlips are in two in the inner jacket surface 11 of the cylinder ring in the vicinity of its end faces circumferential grooves 12 and 12 'can be used. These Circlips are, as is known, snap rings that z. B. at their opposite ends with a gripping hole each are provided. In the middle of the inner circumferential surface, the cylinder ring 1 has a rectangular profile Projection 14. Between a contact washer

μ und einem Vorsprung andererseits befindet sich ein Dichtungsring 5 bzw. 5' mit den oben angegebenen Materialeigenschaften. Mittels dieser zwei Dichtungsringe schließen die zwischen den Sprengringen 6, 6' angeordneten Kontaktierscheiben die Halbleiterzelleμ and a protrusion on the other hand is a Sealing ring 5 or 5 'with the material properties specified above. By means of these two sealing rings the contact disks arranged between the snap rings 6, 6 'close the semiconductor cell

>5 genügend dicht ab. Die Dichtungsringe ermöglichen einen ausreichenden Bewegungsweg, damit die Zelle den zur Druckkontaktierung des Thyristorbauelementes erforderlichen Druck aufnehmen kann. Die Höhe des Vorsprungs 14 kann so bemessen werden, daß die lichte Weite des Zylinderringes beim Vorsprang dem Außendurehmesser der Tragscheibe 31 des Triyristofs 3 angepaßt ist. Nach F i g. 1 befindet sich das Bauelement 3 des Thyristors zwischen den Kontaktierscheiben 2, 2' in einer zentrierenden Ausnehmung 22' der Kontaktier-> 5 tight enough. The sealing rings allow a sufficient path of movement so that the cell has the pressure to contact the thyristor component can absorb the required pressure. The height of the projection 14 can be dimensioned so that the clear width of the cylinder ring at the projection of the outer diameter of the support disk 31 of the Triyristofs 3 is adapted. According to FIG. 1, the component 3 of the thyristor is located between the contact disks 2, 2 ' in a centering recess 22 'of the contacting

6r> scheibe 2'. Einfacher wird ein Halbleiterbauelement mittels eines Isolierringes, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, zentriert gehalten. 6r > washer 2 '. A semiconductor component is more simply held centered by means of an insulating ring, as shown in FIGS. 2 and 3.

Bei der Halbleiterzelle nach Fig. 2 dienen ebenfallsIn the case of the semiconductor cell according to FIG. 2, they are also used

zwei Seegeringe 6,6' in gleicher Weise wie nach F i g. 1 als Anschläge für die Kontaktierscheiben 2 und 2', Im Unterschied zu der Zelle nach F i g. 1 sind zwei aufeinanderliegende Dichtungsringe 5 und 5' zwischen der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes und einem wiederum ein Thyristorbauelement 3 umschließenden Isolierring 4 so eingepaßttwo circlips 6,6 'in the same way as in FIG. 1 as stops for the contact disks 2 and 2 ', in contrast to the cell according to FIG. 1 are two one on top of the other sealing rings 5 and 5 'between the inner circumferential surface 11 of the cylinder ring and a in turn, an insulating ring 4 enclosing a thyristor component 3 so fitted

Der Druckkontaktierung bieten die Dichtungsringe auch hier genügend Bewegungsweg. Nach F i g. 2 dient außerdem der Isoliening 4 zur Zentrierung des ι ο Bauelementes 3, Er kann zu diesem Zweck in einer in der Kontaktierscheibe 2' befindlichen Kreisnut eingesetzt werden. Die Kontaktierscheiben 2 und 2' schließen die Halbleiterzelle mittels der Dichtungsringe 5 und 5' dicht ab. Ein Anschlußleiter 7' für die Steuerelektrode G ι > des Thyristors ist in einer rohrartigen Hülle 7 durch den Zylinderring 1 hindurch in die Halbleiterzelle eingeführt und geht frei zwischen den dicht aufeinander liegenden Dichtungsringen hindurch.Here, too, the sealing rings offer sufficient movement path for pressure contact. According to FIG. 2 also serves the Isoliening 4 to center the ι ο component 3, it can be used for this purpose in a circular groove located in the contacting disk 2 '. The contact disks 2 and 2 'close the semiconductor cell tightly by means of the sealing rings 5 and 5'. A connection conductor 7 'for the control electrode G ι> of the thyristor is inserted in a tubular sheath 7 through the cylinder ring 1 into the semiconductor cell and passes freely between the sealing rings lying close together.

Anders als bei den scheibenförmigen Zellen nach F i g. 1 und 2 dienen bei einer Halbleiterzelle nach F i g. 3 ein in dem Zylinderring 1 ausgebildeter lnnenflansch 15, welcher dem Außenflansch 21 einer Kontaktierscheibe 2 umfaßt, und wiederum ein Seegering 6' als Anschläge für die zwei Kontaktierscheiben 2 und 2'. Wie nach Fig.2 sind zwei unmittelbar aufeinander liegende Dichtungsringe 5 und 5' zwischen der Innenmantelfläche 11 des Zylinderringes 1 und einem Isolierring 4 eingepaßt, welcher das Halbleiterbauelement 3, hier ein Diodenbauelement, zentrierend umschließt Mittels der Dichtungsringe schließen die Kontaktierscheiben die Halbleiterzelle dicht ab. Wiederum sind die Dichtungsringe 5, 5' zwischen Zylinderring 1 und Isolierring 4 so eingepaßt daß ihre Ringhöhe größer als die Höhe des Isolierringes 4 ist wenn kein Druck auf die Halbleiterzelle ausgeübt wird, so daß die Dichtungsringe genügend Bewegungsweg für die Druckkontaktierung des Bauelementes 3 aufweisen.In contrast to the disc-shaped cells according to FIG. 1 and 2 are used in a semiconductor cell according to FIG. 3 an inner flange 15 formed in the cylinder ring 1, which comprises the outer flange 21 of a contact disk 2, and in turn a circlip 6 'as stops for the two contact washers 2 and 2 '. As in Figure 2, there are two directly on top of each other Sealing rings 5 and 5 'between the inner circumferential surface 11 of the cylinder ring 1 and an insulating ring 4 fitted, which surrounds the semiconductor component 3, here a diode component, centering by means of the Sealing rings tightly seal the contact discs of the semiconductor cell. Again are the O-rings 5, 5 'between the cylinder ring 1 and the insulating ring 4 fitted so that their ring height is greater than the height of the Isolierringes 4 is when no pressure is exerted on the semiconductor cell, so that the sealing rings have sufficient movement path for the pressure contact of the component 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Scheibenförmige Halbleiterzelle mit einem als Gehäusewand dienenden einstückigen Zylinderring aus einem starrfesten Isolator fßr ein druckkontaktiertes Thyristor- oder Diodenbauelement, das zwischen zwei die Halbleiterzelle an deren zwei Stirnseiten dicht abschließenden Kontaktierscheiben, die je einen Außenflansch mit einem an den Durchmesser der Innenmantelfläche des Zylinderrings angepaßten Durchmesser aufweisen, zentriert eingesetzt und von mindestens einem elastischen, temperaturbeständigen und ölfesten Dichtungsring mit einem an den Durchmesser der Innenmantelfläche des Zylinderrings angepaßten Außendurchmesser umschlossen ist, wobei die Kontaktierscheiben zwischen zwei an ihren Außenflanschen anliegenden, an der Innenmantelfläche des Zylinderrings hervorstehenden umlaufenden Anschlägen gegeneinander festgehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschläge entweder zwei in zwei in der Innenmanteifiäche (Ii) des Zyiinderrings (1) geschlossen umlaufenden Nuten (12, 12') eingesetzte Sprengringe (6, 6') aus Federstahl oder wenigstens ein solcher Sprengring (6') und ein einen Außenflansch (21) einer Kontaktierscheibe (2) umfassender, an einer Stircseite des Zylinderrings (1) ausgebildeter Innenflansch (15) dienen.Disc-shaped semiconductor cell with a one-piece cylinder ring serving as a housing wall from a rigid insulator for a pressure-contacted thyristor or diode component, the between two contacting disks which tightly seal the semiconductor cell at its two end faces, each having an outer flange with one on the diameter of the inner circumferential surface of the cylinder ring have adapted diameter, inserted centered and of at least one elastic, temperature-resistant and oil-resistant sealing ring with a diameter of the inner jacket surface of the cylinder ring adapted outer diameter is enclosed, the contacting washers between two adjacent to their outer flanges on the inner circumferential surface of the cylinder ring protruding circumferential stops are held against each other, characterized in that that as stops either two in two in the inner surface (Ii) of the cylinder ring (1) closed circumferential grooves (12, 12 ') inserted snap rings (6, 6') made of spring steel or at least one such snap ring (6 ') and an outer flange (21) of a contact washer (2) more extensive inner flange (15) formed on a face side of the cylinder ring (1).
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