DE3236609A1

DE3236609A1 - Anordnung zur druckkontaktierung einer thyristorhalbleiterscheibe

Info

Publication number: DE3236609A1
Application number: DE19823236609
Authority: DE
Inventors: Heinrich GERSTENKÖPER; Heinz 4788 Warstein Juchmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: EUPEC GmbH
Priority date: 1982-10-02
Filing date: 1982-10-02
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE3236609C2

Description

Anordnung zur Druckkontaktierung einer Thyristorhalbleiterscheibe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Druckkontaktierung einer im Gehäuse eingespannten Thyristorhalbleiterscheibe mit einer an einem Hauptkontakt anliegenden Kontaktierscheibe entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die eine durchgehende zentrische Rundbohrung hat, in der eine mit einem Steueranschlußleiter verbundene Kontaktierronde mit dem zentrischen Steuerkontakt mittels Tellerfedern durchkontaktiert ist, die in einer in der Rundbohrung der Kontaktierscheibe gleitenden zylindrischen Buchse aus Keramik zentriert angeordnet sind.
Eine derartige Anordnung ist bekannt durch DE-OS 26 44 332.
Die Erfindung, wie in den Patentansprüchen gekennzeichnet, betrifft eine besondere Ausbildung der bekannten Anordnung, um speziell bei einer Thyristorhalbleiterscheibe mit einem monolithisch integrierten Hilfsthyristor, dessen Emitterzone den Steuerkontakt ringförmig umschließt, die Druckkontaktierung einer an dieser Emitterzone auf der Hauptfläche der Halbleiterscheibe angebrachten Kontaktschicht, eines sogenannten Hilfskontaktes, zu ermöglichen, zugleich mit der Druckkontaktierung des auf derselben Hauptfläche angebrachten Hauptkontaktes und des Steuerkontaktes.
Die Erfindung besteht darin, daß an der Stirnfläche der zylindrischen Buchse aus Keramik, die der benachbarten Hauptfläche der Thyristorhalbleiterscheibe zugekehrt ist, ein Kontaktierring angebracht ist, welcher mit der ganzen Stirnseite zumindest an einem Teil der Fläche des Hilfskontaktes anliegt und für die Druckkontaktierung eines ringförmigen, den zentrischen Steuerkontakt isoliert umschließenden zusätzlichen Kontakt bemessen ist und mit einem Anschlußleiter verbunden ist, und daß der Mantel der zylindrischen Buchse außen zu deren freien Stirnfläche stufenförmig abgesetzt ist mit einer umlaufenden Stufe, auf der weitere Tellerfedern gelagert sind, die gegen das Thyristorzellengehäuse abgestützt sind.
Im Rahmen der Erfindung liegt, daß der an der zylindrischen Buchse aus Keramik angebrachte Kontaktierring auch für die Druckkontaktierung eines ringförmigen Kontaktes ausgebildet ist, welcher an einer Hauptfläche der Halbleiterscheibe eines Thyristors oder allgemein eines Halbleiterbauelementes angebracht ist, wo er einen zentrisch angebrachten Kontakt umschließt und selbst von einem ringförmigen Kontakt umschlossen ist.
Die in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichneten Merkmale entsprechen einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.
Der an der zylindrischen Buchse aus Keramik angebrachte Vontaktierring besteht wie die zur Druckkontaktierung des Steuerkontaktes dienende Kontaktierronde aus einem elektrisch gut leitendem Material, nämlich aus Silber oder Kupfer (s. Anspruch 4).
Die Merkmale dieser Unteransprüche sind in der hier anschließenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Die Figur in der Zeichnung zeigt im Durchmesserquerschnitt einen Scheibenthyristor mit einer Anordnung zur Druckkontaktierung des Steuerkontaktes und eines Hilfskontaktes.
In folgendem wird auf die Figur Bezug genommen. Die Thyristorhalbleiterscheibe 1 des Scheibenthyristors ist in dem zylinderförmigen Hohlraum eines scheibenförmigen Zellengehäuses achsenzentriert eingespannt. Die in der Figur nicht dargestellte Zonenstruktur der Halbleiterscheibe 1 enthält einen monolithisch integrierten Hilfsthyristor, dessen Hilfsemitterzone Hilfskathodenzone ist und ringförmig in der Steuerbasiszone eindiffundiert ist. Die Hilfsemitterzone ist an der in der Figur oberen Hauptfläche der Halbleiter scheibe 1 mit einem den zentrischen Steuerkontakt 13 umschließenden Hilfsemitterkontakt 16 versehen, der im vorliegenden Beispiel auch als Hilfskathode bezeichnet wird und der ringförmig ist wie die Hilfsemitterzone. Die Kathodenemitterzone des Thyristors ist mit dem Kathodenkontakt 12 - ebenfalls ringförmig - versehen, welcher den Hilfsemitterkontakt 16 und den Steuerkontakt 13 konzentrisch und isoliert umschließt. Die Halbleiterscheibe 1 ist mit ihrer Anode 11 an einer Trägerscheibe 2 angebracht. Am Kathodenkontakt 12 liegt eine Kontaktierscheibe 3 mit durchgehender zentrischer Rundbohrung 3' an, womit die Kontaktierscheibe ringförmig ist.
Zur Druckkontaktierung des Steuerkontaktes 13 dient - wie bekannt -eine Anordnung 4 mit einer zylindrischen Buchse 41 aus Keramikmaterial, die in der zentrischen Rundbohrung 3' gleitend geführt ist, ferner eine am Steuerkontakt 13 anliegende Kontaktierronde 45 und eine Tellerfeder 43. Der Mantel 41' der zylindrischen Buchse ist innen, d. h. im Hohlraum der Buchse, einmal stufenförmig abgesetzt. Damit umschließt der Hohlraum zwei Bereiche, einen ersten Bereich 42, in dem die Tellerfeder zentriert ist, und einen zweiten Bereich 42', der den kleineren Durchmesser hat und von dem druckaufnehmenden Mantel 41' der Buchse umschlossen ist. Der Mantel hat in seiner ganzen Länge einen achsparallelen Schlitz 5, in welchem ein mit der Ronde 45 verbundener isolierter Steueranschlußleiter 44 aus Nickeldraht durch die Buchse hindurchgeführt ist.
In der Zeichnungsfigur ist der Schlitz 5 der Buchse, wie auch ein mit dem unteren Teil des Schlitzes fluchtender radialer Kanal K durch die Kontaktierscheibe 3, durch den hindurch der Steueranschlußleiter 44 herausgeführt ist, in Seitenansicht dargestellt. Der Steueranschlußleiter ist im Buchsenhohlraum abgebogen und liegt bis zu der Verbindung mit der Kontaktierronde 45 in der Zentralachse Z der Anordnung, wobei er von der Tellerfeder 43 umschlossen ist. Diese stützt sich gegen die im Buchsenmantel innen umlaufende Stufe (des 1 x stufenförmig abgesetzten Mantels) ab und liegt an der freien Stirnfläche eines Druckringes 46 der Ronde 45 an. Bei der Druckkontaktierung des Steuerkontaktes 13 mittels der Ronde wird die Tellerfeder durch die in der Zeichnungfigur nach unten gleitend verschobene Buchse gespannt, und die Ronde wird durch die Tellerfeder an den Steuerkontakt angepreßt. Die Verschiebung der Buchse, die ein Stück weit oben aus der Rundbohrung 3' von 3 herausragt, und die Druckkontaktierung lediglich des Steuerkontaktes werden bewirkt durch einen an der freien Stirnfläche der ringförmigen Kontaktierscheibe 3 anliegenden Gehäusedeckel 6 beim Einspannen der Halbleiterscheibe 1 in das Zellengehäuse. Durch den Gehäusedeckel wird zugleich auch die Druckkontaktierung der Thyristorkathode 12 bewirkt.
Zur Druckkontaktierung des Hilfsemitterkontaktes 16 der Thyristorhalbleiterscheibe 1 zugleich mit der Druckkontaktierung des Steuerkontakts 13 dient eine abgeänderte Anordnung 4, die in der Zeichnungsfigur dargestellt ist.
Die abgeänderte Anordnung enthält die zylindrische Buchse 41 mit einem Außendurchmesser, der mindestens so groß ist wie der Außendurchmesser des ringförmigen Hilfsemitterkontaktes. Mithin ist der Buchsenmantel 41' verhältnismäßig dick. An der Stirnfläche, die der Halbleiterscheibe 1 zugekehrt ist, trägt die Buchse 41 einen Kontaktierring 46 aus dem gleichen Material, Silber oder Kupfer, wie die Kontaktierronde 45 des Steuerkontaktes.
Der Kontaktiering ist in einer ringförmigen Ausnehmung der betreffenden Stirnfläche der Buchse 41 angebracht. Die Ausnehmung ist zum Bereich 42 des Buchsenhohiraumes offen und ist zur Außenmantelfläche der Buchse durch ihre kreisförmig umlaufende Wand peripher begrenzt, von der der Kontaktierring 46 außen direkt umfaßt wird. Dieser ist mit einem durch den radialen Kanal K der Kontaktierscheibe 3 isoliert hindurchgeführten Anschlußleiter 48 verbunden, der Leiter 48, wiederum aus Nickeldraht, ist zusammen mit dem Anschlußleiter 44 des Steuerkontaktes isoliert durch den radialen Kanal K hindurch aus der Anordnung herausgeführt.
Der Mantel 41' der zylindrischen Buchse ist auch außen zu der freien Stirnfläche, das ist die von der Halbleiterscheibe 1 abgekehrte Stirnfläche der Buchse (obere Stirnfläche in der Figur) einmal stufenförmit abgesetzt, mit einer umlaufenden breiten Stufe, auf welcher Tellerfedern 47 gelagert sind, die gegen den Gehäusedeckel 6 abgestützt sind. In der Zeichnungsfigur wird der oben aus der Rundbohrung 3' herausragende Teil der Buchse 41 von einer kreisrunden Ausnehmung 61 der unteren Hauptfläche des Deckels 6 aufgenommen, die zentrisch angeordnet ist.
Bei der beschriebenen Anordnung 4 wird der gesamte Aufbau mittels der Tellerfedern 43 und 47 gegen das Zellengehäuse abgestützt und vorteilhaft eine wegunabhängige Druckkontaktierung des Steuerkontakts und des Hilfsemitterkontakts bewirkt.
v Leerseite

Claims

Anordnung zur Druckkontaktierung einer Thyristorhalbleiterscheibe Patentansprüche Anordnung zur Druckkontaktierung einer im Gehäuse eingespannten Thyristorhalbleiterscheibe mit einer an einem Hauptkontakt anliegenden Kontaktierscheibe, die eine durchgehende zentrische Rundbohrung hat, in der eine von der Kontaktierscheibe isolierte, mit einem durch einen radialen Kanal der Kontaktierscheibe iso-1 inert hindurchgeführten Steueranschlußleiter verbundene Kontaktierronde mit dem Steuerkontakt mittels Tellerfedern druckkontaktiert ist, wofür eine zylindrische Buchse aus Keramik dient, die mit dem Buchsenmantel in der zentrischen Rundbohrung der Kontaktierscheibe gleitend angeordnet ist und aus der Rundbohrung herausragt, der Buchsenmantel einen achspara-llelen Schlitz zum Hindurchführen des Steueranschlußleiters aufweist, und die Teil 1er federn in einem erweiterten Hohlraum der Buchse eingeschlossen und hiergegen abgestützt sind, gekennzeichnet durch eine zylindrische Buchse (41) mit einem an deren Stirnfläche, welche der Thyristorhalbleiterscheibe (1) zugekehrt ist, angebrachten Kontaktierring (46), der für die Druckkontaktierung eines ringförmigen, den zentrischen Steuerkontakt (13) isoliert umschließenden zusätzlichen Kontaktes (16) bemessen ist und mit einem An--schlußleiter (48) verbunden ist, und daß der Mantel.(41') der zylindrischen Buchse außen zu deren freien Stirnfläche stufenförmig abgesetzt ist mit einer umlaufenden Stufe (St), auf der weitere Tellerfedern (47) gelagert sind, die gegen das Thyristorzellengehäuse (6) abgestützt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktierring (46) mit einem durch den radialen Kanal (K) der Kontaktierscheibe (3) isoliert hindurchgeführten Anschlußleiter (48) verbunden und in einer ringförmigen Ausnehmung der der Thyristorhalbleiterscheibe (1) zugekehrten Stirnfläche der Buchse (41) angebracht ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktierring (46) in einer zum Buchsenhohiraum hin offenen ringförmigen Ausnehmung angebracht und außen von der die Ausnehmung peripher begrenzenden Wand (W) umfaßt ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktierring wie die Kontaktierronde (45) aus Silber oder aus Kupfer besteht.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Steuerkontakt (13) isoliert umschließenden Hilfsemitterkontakt (16) einer Thyristorhalbleiterscheibe (1) druckkontaktiert ist.