DE2728313A1 - Halbleiterbauelement - Google Patents

Halbleiterbauelement

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DE2728313A1 DE19772728313 DE2728313A DE2728313A1 DE 2728313 A1 DE2728313 A1 DE 2728313A1 DE 19772728313 DE19772728313 DE 19772728313 DE 2728313 A DE2728313 A DE 2728313A DE 2728313 A1 DE2728313 A1 DE 2728313A1
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Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ~~3 " Unser Zeichen Berlin und München VPA 77 P 1 O 7 O BRD
Halbleiterbauelement
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit mehreren Halbleiterelementen, die in Aussparungen innerhalb eines durch Boden und Deckel abgeschlossenen Gehäuses angeordnet sind und die in thermischem Kontakt mit dem Boden stehen.
Ein bekanntes Halbleiterbauelement dieser Art hat ein völlig aus Isoliermaterial bestehendes Gehäuse und in den Aussparungen sind Gleichrichterelemente mit zwei Zuleitungen angeordnet, die aus jeder Aussparung herausgeführt sind. Es ist auch bereits ein Halbleiterbauelement der eingangs erwähnten Art beschrieben worden, dessen Gehäuse aus Metall besteht. Dieses Gehäuse hat mehrere mit einem Isolierstoff ausgekleidete Ausnehmungen, in denen jeweils ein Halbleiterelement angeordnet ist. Durch Aufeinanderstapeln solcher Halbleiterbauelemente ergibt sich eine Reihenschaltung. Durch Anordnung der Halbleiterelemente in mehreren Ausnehmungen Iä3t sich eine Parallelschaltung von Halbleiterelementen aufbauen.
Die beschriebenen Halbleiterbauelemente sind ohne weiteres als Einweggleichrichter verwendbar. Der Aufbau zum Beispiel einer Brückenschaltung erfordert aber entweder äußeren schaltungstechnischen Aufwand oder ist wie beim zuletzt beschriebenen Halbleiterbauelement nicht ohne größere konstruktive Änderungen durchführbar.
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Hab 1 Dx / 21.06.1977 - 2 -
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement der beschriebenen Art so weiterzubilden, daß es für verschiedene Anwendungszwecke, wie zum Beispiel als Zweig einer Gleichrichterbrücke oder als Reihenschaltung verwendbar ist, wobei das Halbleiterbauelement möglichst einfach aufgebaut sein und möglichst wenig inneren schaltungstechnischen Aufwand aufweisen soll.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei Aussparungen aufweist, daß die Halbleiterelemente mit einem ihrer beiden Pole Je auf einem mit dem Boden wärmeleitend verbundenen, jedoch elektrisch gegen ihn isolierten Kontaktstreifen sitzen, daß Zuführungselektroden vorgesehen sind, die mit den anderen Polen der Halbleiterelemente elektrisch verbunden sind, daß der einem der Halbleiterelemente zugeordnete Kontaktstreifen und die dem anderen Halbleiterelement zugeordnete Zuführungselektrode elektrisch miteinander verbunden sind, daß die Zuführungselektroden durch eine oder mehrere an einem zwischen den Aussparungen liegenden Steg befestigten Federn an die Halbleiterelemente angepreßt sind und daß die Kontaktstreifen und die Kontaktelektroden aus dem Gehäuse geführt sind und Anschlüsse für die Halbleiterelemente bilden.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Figur näher erläutert:
Das Halbleiterbauelement hat ein Gehäuse, das aus einem Boden 1, einer Wand 2 und einem Deckel 3 besteht. Der Boden 1 ist aus einem gut wärmeleitenden Metall wie Aluminium oder Kupfer hergestellt, während die Wand und der Deckel aus Isolierstoff besteht. Die Wand kann beispielsweise auf den Boden 1 aufgeklebt oder auf andere Weise dicht mit ihm verbunden sein. Der Deckel kann beispielsweise aufgeschraubt sein. Die Wand kann auch aus mit Isolierstoff ausgekleidetem Metall bestehen.
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Ia Inneren des Gehäuses sind Aussparungen 4, 5 vorgesehen. Auf dem Boden 1 Hegt in den Aussparungen jeweils eine Schicht 7 aus gut wärmeleitendem, jedoch elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus Berylliumoxid. Auf der Schicht 7 liegen Kon- taktstreifen 6 beziehungsweise 14. Die Kontaktstreifen können auf die Schicht 7 aufgelegt sein.
In den Aussparungen 4, 5 sind Halbleiterelemente 8, 9 angeord net. Die Halbleiterelemente sitzen jeweils mit einem Pol auf dem Kontaktstreifen 6 beziehungsweise 14 auf. Auf dem anderen Pol der Halbleiterelemente 8, 9 sitzt ein metallenes Druckstück 10 beziehungsweise 11, das mit einer zentrischen Bohrung versehen ist. Außerdem weisen die Druckstücke (nicht gezeigte) seitliche öffnungen auf, durch die Steuerleitungen hindurchgeführt werden, wenn die Halbleiterelemente Steuerelektroden haben. Sind die Halbleiterelemente 8, 9 einfache Gleichrichtertabletten, so können die Druckstücke 10, 11 weggelassen werden.
Auf den Druckstücken 10, 11 sitzen Zuführungselektroden 12, Die Zuführungselektrode 24 und der Kontaktstreifen 6 bestehen aus einem einzigen streifenförmigen Metallstück, das mit einer Kröpfung 19 versehen ist. Die Kröpfung ist so ausgeführt, daß der Kontaktstreifen 6 und die Zuführungselektrode 24 in verschiedenen Ebenen, zum Beispiel einander parallel liegen.
Die beiden Zuführungselektroden 12, 24 sind von Isolierstücken 13» 15 bedeckt, auf denen die Enden zweier Blattfedern 16 aufliegen. Unter Umständen kann auch eine einzige Blattfeder ausreichen oder es können andere Federn, beispielsweise Sattelfedem, verwendet werden. Die Federn 16 sitzen in der Mitte auf einem Steg 17, der aus Isoliermaterial besteht. Der Steg 17 kann Bestandteil der Gehäusewand 2 sein; er kann jedoch auch lediglich an dieser oder am Boden befestigt sein. Der Steg 17 weist eine senkrecht zum Boden 1 verlaufende Öffnung auf, durch die eine Schraube 18 gesteckt ist. Mit dieser Schraube und einer Mutter werden die Federn 16 gespannt. Der Steg 17 bildet dabei
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einen Anschlag, so daß bei bekannter Federkennlinie und bekanntem Weg auf die Halbleiterelemente 8, 9, die ZufUhrungselektroden 12, 14, die Isolierstücke 13, 15 und die Kontaktstreifen 6, 14 ein definierter Druck ausgeübt wird. Dieser liegt an der 5 Oberfläche der Halbleiterelemente zweckmäßigerweise zwischen 5 und 30 N/mm2 (ä 50 und 300 kp/cm2).
Der Kontaktstreifen 6 und die ZufUhrungselektrode 24 ist mit einer Zuleitung 20 verbunden. Die Zuführungselektrode 12 und der Kontaktstreifen 14 sind elektrisch und mechanisch mit Zuleitungen 21 beziehungsweise 22 verbunden. Die Zuleitungen 20, 21, 22 sind durch im Deckel 3 vorgesehene Öffnungen nach außen geführt. Die Zuleitungen können auf der Oberseite des Deckels durch nicht gezeigte Schrauben festgeklemmt werden, die ihrerseits die äußeren Anschlüsse des Halbleiterbauelementes bilden.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel kann als Zweig einer Gleichrichterbrücke verwendet werden. Zwei dieser Halbleiterbauelemente bilden eine Einphasen-Gleichrichterbrücke und drei dieser Halbleiterbauelemente können zu einer Dreiphasen-Gleichrichterbrücke zusammengeschaltet werden. Die Halbleiterbauelemente können dazu mittels nicht dargestellter Bohrungen auf einen gemeinsamen Kühlkörper geschraubt werden, da der Boden 1 potentialfrei ist. Die Zuleitungen 21, 22 können durch einfache ebene Stromschienen miteinander verbunden werden. Die Zuleitung 20 dient zur Zuführung der Wechselspannung.
Soll das Halbleiterbauelement als Reihenschaltung verwendet werden, so bleibt der Anschluß 20 frei.
Nachdem die Halbleiterelemente eingelegt und die übrigen stromführenden Teile im Gehäuse untergebracht sind, wird der Deckel 3 aufgesetzt, wobei die Enden der Zuleitungen 20, 21 und 22 durch entsprechende Öffnungen gehen. Dies ist mit strichpunktierten Linien veranschaulicht. Anschließend werden die Zuleitungen um 90° gebogen. Damit wird der Deckel gegen die Gehäusewand 2 gepreßt, da die Zuleitungen ihrerseits über die Federn 16 und
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die Schraube 18 gehalten werden und ein Widerlager bilden. Vor dem Verschließen des Gehäuses wird dieses zweckmäßigerweise bis unter die Feder mit einer Isoliermasse 23 vergossen, wodurch Umwelteinflüsse von den Halbleiterelementen und den Kontakten ferngehalten werden.
Im AusfUhrungsbeispiel liegen die Halbleiterelemente 8, 9 parallel zum Boden 1. Sie können Jedoch derart zum Boden geneigt sein, daß sich die Resultierenden der angreifenden Kräfte in einem Punkt unterhalb des Bodens schneiden. Dadurch wird die auf dem Boden ausgeübte Biegekraft kleiner. Der Boden 1 des Gehäuses kann anstatt auf einem Kühlkörper montiert zu sein auch selbst als Kühlkörper ausgebildet sein. Da dieser potentialfrei ist, erlaubt er insbesondere in Verbindung mit einer Plüssigkeitskühlung eine universelle Verwendung des Halbleiterbauelementes.
7 Patentansprüche
1 Figur
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Claims (7)

  1. 2728313 77 P 1 O 7 O BRD Patentansprüche
    f1.1Halbleiterbauelement mit mehreren Halbleiterelementen, die in Aussparungen innerhalb eines durch Boden und Deckel abgeschlossenen Gehäuses angeordnet sind und die in thermischem Kontakt mit dem Boden stehen, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse zwei Aussparungen (4, 5) aufweist, daß die Halbleiterelemente (8, 9) mit einem ihrer beiden Pole je auf einem mit dem Boden 1 wärmeleitend verbundenen, jedoch elektrisch gegen ihn isolierten Kontaktstreifen (6, 14) sitzen, daß ZufUhrungselektroden (12, 24) vorgesehen sLnd, die mit den anderen Polen der Halbleiterelemente (8, ')) elektrisch verbunden sind, daß der einem der Halbleiterelemente (8) zugeordnete Kontaktstreifen (6) und die dem anderen Halbleiterelement (9) zugeordnete ZufUhrungselektrode (24) elektrisch miteinander verbunden sind, daß die Zuflihrungselektroden (12, 24) durch eine oder mehrere an einem zwischen den Aussparungen (4, 5) liegenden Steg (17) befestigten Federn (16) an die Halbleiterelemente angepreßt sind und daß die Kontaktstreifen und die Kontaktelektroden aus dem Gehäuse geführt sind und Anschlüsse (20, 21, 22) für die Halbleiterelemente bilden.
  2. 2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstreifen (6) und die ZufUhrungselektrode (24) aus einem einzigen streifenförmigen Metallstück bestehen, das derart gekröpft ist, daß der Kontaktstreifen und die ZufUhrungselektrode auf verschiedenen Ebenen liegen.
  3. 3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (16) mittels einer senkrecht zum Boden (1) durch den Steg (17) gehenden Schraube (18) befestigt sind.
  4. 4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (17) Bestandteil des Gehäuses ist.
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    ORIGINAL INSPECTED
    Z" 77 P 1 O 7 O BRD
  5. 5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterelemente (8, 9) Thyristortabletten mit einer Steuerelektrode sind und daß auf der
    Seite der Steuerelektroden ein DruckstUck (10, 11) liegt, das die Steuerelektrode freiläßt und eine Öffnung für die Steuerelektrode hat.
  6. 6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Metallstück
    (6, 19, 24) eine Öffnung aufweist, durch die der Steg (17) hindurchgeht.
  7. 7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1) des Gehäuses als Kühlkörper ausgebildet ist.
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