DE2838188A1

DE2838188A1 - Lager- und transporteinrichtung fuer gehaeuselose, scheibenfoermige leistungshalbleiterbauelemente

Info

Publication number: DE2838188A1
Application number: DE19782838188
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Phys Grust
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1978-09-01
Publication date: 1980-03-13
Also published as: BR7905618A; FR2434766A1

Description

BROWN, BOTERI & CIE AKTIENGESELLS CHAFT Mannheim 29. August 1978

Mp.-Nr. 628/78 ZFE/P3-Pp/dr

lager- und Transporteinrichtung für gehäuselose, scheibenförmige Leistungshalbleiterbauelemente

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lager- und Transporteinrichtung für gehäuselose, scheibenförmige Leistungshalbleiterbauelemente. Sie kann Anwendung finden zur Lagerung von bereits diffundierten, nichtgekapselten Leistungshalbleiterelementen im Herstellungsbetrieb selbst oder zum Transport in einen weiterverarbeitenden Betrieb, in dem die Leistungshalbleiterelemente einzeln in Gehäuse eingebaut werden oder, z.B. jeweils zwei, in einen Modul integriert werden.

Es ist allgemein bekannt, Halbleiterelemente zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen und atmosphärischen Einflüssen in hermetisch verschließbare Metall-, Keramik,-

0300Π/0329

2838138

29. 8. 78 . -/- ty 628/78

oder Glaskapseln einzusetzen, die mit elektrischen Durchführungen versehen sind. Für Leistungs-Halbleiterbauelemente werden neben Gehäusen mit Schraubsoekeln ab einer bestimmten Leistung ebenfalls abgedichtete Scheibengehäuse verwendet, für die unterschiedliche innere und äußere Kontaktierungstechniken bekannt sind. Der grundsätzliche Aufbau einer druckkontaktierten Thyristorscheibenzelle ist in der VDI-Zeitschrift 107 (1965) Nr.34, Seite 1656, dargestellt. Häufig Hegt jedoch zwischen der Herstellung der Leistungshalbleiterbauelemente und ihrer Kapselung eine Zeitspanne, in der trotz des Schutzes des Halbleiterkristalls durch eine Oberflächenpassivierung eine Beeinflussung der elektrischen Eigenschaften zu befürchten ist. Außer einer Vergrößerung der Exemplarstreuung wird unter Umständen die Zuverlässigkeit der Bauelemente beeinflußt. Weiterhin werden die Leistungshalbleiterbauelemente oft nicht im gleichen Betrieb gekapselt, in dem sie diffundiert und gegebenenfalls randseitig mit einer Passivierungsschicht versehen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lager- und Transporteinrichtung für gehäuselose Leistungshalbleiterelemente zu schaffen, in der dieselben in einer konstanten und definierten Atmosphäre gehalten werden können und vor unzulässig hohen mechanischen Beanspruchungen, die durch den Transport mit Straßen- und Schienenfahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen auftreten können, geschützt wer- den. Die Lager- und Transporteinrichtung soll in ihren wesentlichen Teilen wiederverwendbar sein.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß erfindungsgemäß ein gasdichtes Rohr vorgesehen ist, in dem die Leistungshalbleiterelemente unter Zwischenlegen von Distanzscheiben und durch eine Druckfeder belastet stapelbar sind, daß eine Verschlußeinrichtung mit einem

030011/0329

2838138

29. 8. 78 - f - ζ 628/78

Deckel die offene Rohrseite dicht abschließt und daß der Deckel eine verschließbare Öffnung zur Einstellung einer Atmosphäre aufweist, wie sie bei hermetischer Kapselung eines einzelnen Halbleiterelementes mit eigenem Gehäuse erforderlich ist.

Vorteilhaft können die nichtgekapselten Leistungshalbleiterelemente mittels der Distanzscheiben in dem Rohr gestapelt und durch Federdruck rüttelfest in ihrer Lage festgehalten werden. Als Verschlußeinrichtung dient eine an sich aus der Vakuumtechnik bekannte, jedoch an vorliegenden Anwendungszweck angepaßte Eleinflanschverbindung«

Die gewünschte Atmosphäre im Rohr wird über ein in die Öffnung des Deckels eingesetztes Röhr-chen eingestellt, das zwecks Verschluß im heißen Zustand abgequetscht wird.

Bei einer ersten Variante weist die Verschlußeinrichtung zweckmäßig einen zweiteiligen Spannring mit einem in der Ausnehmung auf seiner Außenseite liegenden Spannband sowie einen die Außenseite des Rohres umfassenden, mit der Stirnseite des Rohres zusammen an der Unterseite des Deckels anliegenden elastischen Flansch auf, wobei zwischen der Stirnseite und der Deckelunterseite ein Runddichtring eingelegt ist. Der zweiteilige Spannring umspannt randseitig den Deckel und den elastischen Flansch und sorgt dabei für den notwendigen Anpreßdruck.

In einer zweiten Ausführungsvariante ist das Rohr zusätzlieh selbst mit einem Flansch versehen, der von dem elastischen Flansch hintergriffen wird. Im weiteren entspricht diese Verschlußeinrichtung er erstgenannten Variante.

030011/0329

2838138

29. 8. 78 - /- 6 628/78

Zweckmäßig besitzt der Deckel eine Ausnehmung in der die Druckfeder unverlierbar gehalten ist und die von einem mit dem Deckel einstückigen Hohlzylinderstück begrenzt ist, das in das Rohr ragt. Das Hohlzylinderstück dient somit nicht nur der Befestigung der Druckfeder, sondern sorgt auch für eine Zentrierung der Druckfeder bezüglich des Stapels aus Leistungshalbleiterelementen und Distanzscheiben.

Vorzugsweise besteht das Rohr aus Glas. Zum einen ist Glas gasdicht, zum anderen ist es somit möglich, den Inhalt des Rohres zu erkennen.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert.

	Es	zeigen:
	Fig	. 1
20
	Fig	. 2
25

eine erste Variante der mit gehäuselosen, scheibenförmigen leistungshalbleiterelementen gefüllten lager- und Transporteinrichtung,

einen Deckel für die Lager- und Transporteinrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Bodenstück für die Lager- und Transporteinrichtung nach Fig. 3,

Fig. 4 eine zweite Variante der Lager- und Transporteinrichtung,

Fig. 5 einen elastischen Flanschring für die Lagerund Transporteinrichtung nach Fig. 4,

Fig. 6 ein Schnittbild eines zweiteiligen Spannringes für die Lager- und Transporteinrichtung nach Fig. 1 oder Fig, 4 und

030011/0329

2838136

29. 8. 78 -/-7 628/78

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Spannring gemäß Fig. 6.

Die Lager- und Transporteinrichtung besteht aus einem bodenseitig abgeschlossenen Rohr 1, vorzugsweise einem durchsichtigen Glasrohr, das gasdicht ist und aus zolltechnischen Gründen sinnvoll ist. Weiterhin aus einer Verschlußeinrichtung mit einem Deckel 2, einem zweiteiligen Spannring 3, vorzugsweise aus Aluminium, mit einem in einer Ausnehmung 4 auf seiner Außenseite lie genden Spannband 5 sowie mit einem die Außenseite des Rohres 1 umfassenden, mit der Stirnseite 6 desselben zusammen an der Unterseite des Deckels 2 anliegenden elastischen Flansch 7» wobei zwischen der Stirnseite 6 und der Deckelunterseite ein Runddichtring 8 eingelegt ist.

Im Rohr 1 befindet sich ein in Fig. 3 im Schnitt gezeigtes Bodenstück 9, auf den wechselweise Distanzscheiben und Lexstungshalbleiterelemente 11 gestapelt sind. Die Distanzscheiben 10 haben einen größeren Durchmesser als die Leistungshalbleiterelemente 11. Es können von Rohr 1 zu Rohr 1 Lexstungshalbleiterelemente 11 verschiedenen Durchmessers eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die Lager- und Transporteinrichtung für Leistungshalbleiterelemente bestimmt, die später in die eingangs erwähnten Scheibengehäuse eingesetzt werden. Der Stapel ist insgesamt rüttelsicher durch eine Druckfeder 12 gehalten, die sich auf ihrer anderen Seite an der Unterseite des Deckels

2 abstützt. Die Druckfeder 12 ist in einer Ausnehmung 13 des Deckels 2 unverlierbar gehalten. Die Ausnehmung 13 wird von einem mit dem Deckel 2 einstückigen Hohlzylinderstück 14 begrenzt (Fig. 2), das in das Rohr 1 hineinragt (Fig. 1).

Der Deckel 2 besitzt eine Öffnung 15, in der ein Röhrchen 16 steckt. Das Röhrchen 16 ist mit dem Deckel 2 weich verlötet - 16a.

030011/0329

29. 8. 78 -/ - X 628/78

Die Leistungshalbleiterelemente 11 werden mittels der Distanzscheiben 10, die bei zylindrischer Ausführung des Rohres 1 auf den Innendurchmesser desselben abgestimmt sind, gestapelt und nach Aufsetzen des Deckels 2 durch Federdruck in ihrer lage festgehalten. Das Rohr 1 ist bis auf die Zuführung über das Röhrchen 16 durch den Deckel mit in eine Nut 18 desselben eingelegtem Runddichtring 8 hermetisch abgeschlossen. Zur zusätzlichen Sicherung ist der Flansch 7 vorgesehen, der eine Schrägfläche 19 aufweist. Der Deckel 2 besitzt ebenfalls eine Schrägfläche 20. Mit diesen beiden Schrägflächen 19 und 20 steht der zweiteilige Spannring in Eingriff. Zwischen den beiden Hälften des Spannrings 3 ist ein vorbestimmter Abstand vorgesehen, so daß die beiden Hälften des Spannringes 3 durch das Spannband 5 zusammengezogen werden können und somit über die Schrägflächen 19 und 20 den Deckel 2 und den Flansch 7 zusammenziehen, wobei gleichzeitig der Flansch 7 gegen die Außenseite des Rohres 1 gedrückt wird und von diesem von Hand nicht mehr abziehbar ist.

Über das Röhrchen 16 kann dann im Innenraum des Rohres eine definierte Atmosphäre eingestellt werden, vorzugsweise wird das Rohr 1 weitgehend evakuiert. Abschließend wird das Röhrchen 16 im heißen Zustand abgequetschtund dabei verschlossen.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen, nach Fig. 1 lediglich dadurch , daß das Rohr selbst einen Flansch 17 besitzt, mit dem der Runddichtring 8 in Eingriff steht. Dieser Flansch 17 w±d durch einen elastischen Flansch 18 erweitert, der etwas anders

030011/0329

29. 8, 78 -/-J 628/78

geformt ist als der Flansch 7 gemäß Fig. 1. Er besitzt einen Absatz 18 bzw. einen Teil mit kleinerem Innendurchmesser d1 und einen Teil mit einem größeren Durchmesser d2, so daß er mit seinem Teil mit dem kleineren Innendurchmesser dl den Flansch 17 des Rohres 1 hintergreifen kann. Diese Flanschverbindung erlaubt eine festere Verbindung mit dem Rohr 1, als sie durch die Flanschverbindung gemäß Fig. 1 gegeben ist. Im weiteren besteht die lager- und Transporteinrichtung nach Fig. 4 aus den gleichen Teilen wie diejenige nach den Fig. 1 bis 3 und hat die gleiche vorbeschriebene Wirkungsweise.

In Fig. 6 ist der Spannring 3 gesondert dargestellt. Beidseitig seiner Ausnehmung 4 schließen sich Schrägflächen 21, im Innern besitzt der Spannring 3 zu den im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Schrägflächen 19 und 20 korrespondier /sehrägflachen 22 und 23. Bezüglich einer zur mathematischen Rohrachse 25 senkrechten Horizontalen 26 verlaufen diese Schrägflächen in einem Winkel von o& 1, der kleiner ist als ein Winkel o<£ 2, den die äußeren Schrägflächen 21 miteinander einschließen. Der Winkel <M1 beträgt vorzugsweise 15°, der Winkel oL 2 vorzugsweise 30°. Der Spannring besteht vorzugsweise aus Aluminium, der Deckel 2 ebenfalls, der Flansch 7 bzw. der Flansch 18 vorzugsweise aus Silikon-Kautschuk, so daß bejmEinspannen über das Spannband 5 aufgrund des angegebenen Winkels von oo\ = 15° ein Zusammenziehen bzw. Gleiten auf den Schrägflächen 19 und 20 möglich ist.

Beim Trennen des Spannringes 3 in zwei Hälften wird soviel Material abgetragen, daß bei Umfassen des Deckels und des Flansches 7 bzw. 18 ein Abstand a verbleibt, um dieses vorbeschrieben Zusammenziehen zu ermöglichen.

030011/0329

29. 8. 78 -X- ^ 0- 628/78

Vorstehend sind die bevorzugten Ausführungsformen für die Verschlußeinrichtung beschrieben. Es ist jedoch auch möglich, das Rohr 1 über ein Glasgewinde und einen entsprechenden Deckel oder über Schränklappen bzw. gepreßte Blechformteile dicht abzuschließen. Solche Ver-

selbst

schlüsse/sind im allgemeinen jedoch nur einmalig verwendbar.

Die Lager- und Transporteinrichtung wird zusammen mit weiteren in geeignete Styropor-Formbehälter gesteckt. Die Gesamtverpackung ist wiederholt verwendbar. Sie unterscheidet sich darin und in ihrer Bestimmung für für den Einsatz in ihre Gehäuse fertige Leistungshalbleiterbauelemente grundsätzlich von bekannten Einweg-Verpackungen in Form von gasdichten Schutzfolienbeuteln, die für noch nicht diffundierte Halbleiterscheiben benutzt werden (DE-OS 27 02 464).

030011/0:

Claims

628/78 29. 8. 1978

ZFE/P3-Pp/dr

Ansprüche

I 1. !Lager- und Transporteinrichtung für gehäuselose, sch©*Oenförmige Leistungshalbleiterelemente (11), dadurch gekennzeichnet, daß ein gasdichtes Rohr (1) vorgesehen ist, in dem die Leistungshalbleiterelemente (11) unter Zwischenlegen von Distanzscheiben (10) und durch eine Druckfeder (12) belastet stapelbar sind, daß eine Verschlußeinrichtung mit einem Deckel (2) die offene Rohrseite direkt abschließt und daß der Deckel (2) eine verschließbare Öffnung (15) zur Einstellung einer Atmospähre aufweist, wie sie bei hermetischer Kapselung eines einzelnen Leistungshalbleiterelementes mit eigenem Gehäuse erforderlich ist.
2. Lager- und Transporteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung (15) ein. im heißen Zustand zwecks Verschluß abquetschbares Röhrchen (16) steckt.
3. Lager- und Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung einen mehrteiligen, vorzugsweise zweiteiligen Spannring (3) mit einem vorzugsweise in einer Ausnehmung (4) auf seiner Außenseite liegenden Spannband(5) sowie einen die Außenseite des Rohres (1) umfassenden,

030011/0329

2838138

29. 8. 78 - 2 - 628/78

mit der Stirnseite (6) des Rohres (1) zusammen an der Unterseite des Deckels (2) anliegenden elastischen Flansch (7) aufweist, wobei zwischen der Stirnseite (6) und der Deckelunterseite ein Runddichtring (8) eingelegt ist.
4. lager- und Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) zusätzlich selbst mit einem Flansch (17) versehen ist, der von dem elastischen Flansch (18) hintergriffen wird.
5. Lager- und Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel

(2) eine Ausnehmung (13) besitzt, in der ein Teil der Druckfeder (12) sitzt und die von einem mit dem Deckel (2) einstückigen Hohlzylinderstück (14) begrenzt ist, das in das Rohr (1) ragt.
6. lager- und Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus Glas besteht.
7. Lager- und Transporteinrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus einem gasdichten Kunststoff besteht.

030011/0329