DE6610823U

DE6610823U - Halbleiteranordnung

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Publication number: DE6610823U
Application number: DE6610823U
Authority: DE
Original assignee: Semikron GmbH and Co KG
Current assignee: Semikron GmbH and Co KG
Publication date: 1976-12-09

Description

PA628e29-1.12.S6

S EMIKRON Ges. f. Gleichriohterbau u„ Elektronik mbH»

8500 Nürnb erg , Wiesentalstraße 40 Telefon 0911/30141, 31813 - Telex 06/22155

Datum: 29* November 1966 Unser Zeichen: Y 30966

Halbleite ran Ordnung

Es ist bei Halbleiteranordnungen, insbesondere auch bei nochleiatungs-Halbleitergleichrichtern»bekannt, daß zur Erzielung eines weiteren Leitungsansehlusses die Kontaktelektrode des Halbleiterkörpers, die dem als die eine Stromleitung dienenden Grundkörper abgewandt ist, mit dem geeignet ausgebildeten Ende eines litzen- oder bolzenförmigen Stromführungsleiters durch Legierung oder lötung flächenhaft verbunden ist.

Bei anderen bekannten Halbleiteranordnungen ist auf der entsprechenden Kontaktelektrode der Halbleitertablette ein hülsen- oder korbförmiger Kontaktkörper aufgebracht, in den das vorbereitete Ende des oberen Stromführungöleiters eingepreßt und eingelötet is^_e

Perner sind Ausführungsformen von Halbleiteranordnungen bekannt, bei denen der geeignet ausgebildete obere Stromführungsleiter in einem besonders geformten Gehäuseteil mithilfe eines oder mehrerer Jederkörper durch Druck lait der Kontaktelektrode der Halbleitertablette kontaktiert ist»

Bei weiteren bekannten Halbleiter&nOrdnungen weisen zur Erzielung einer Kontaktierung mittels Schraubverbindung sowohl das der Halb·= Ieltertablette zugeordnete Ende des Stromführungsleiters als auch ein auf der Halbieitertablette angeordneter Kontaktkörper ein geeignetes Gewinde auf.

Die bekannten Halbleitera&ordnungan unterscheiden sieh gegenseitig

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SEMIKRON -f~

Gesellschaft f» Gleichrichterbau u. Elektronik mbH· Blatt 2 '

außerdem durch die Ausbildung und Halterung des oberen Stromführungsleiters in der Isolierten Durchführung. Verschiedene Anordnungen weisen einteilige Litzenleiter auf» die in dem außerhalb des Halbleitergehäuses befindlichen Abschnitt der isolierten Durchführung an vorbestimmter Stelle gehaltert, beispielsweise gequetscht und mit ihrem in das Halbleitergehäuse eingeführten, vorbereiteten Ende in gewünschter Weise mit der Halbleitertablette kontaktie^t sind. Andere Anordnungen weisen einen mehrteiligen Stromfuhrungsleiter auf, wobei ein vorbereitetes Ende des im Gehäuse angeordneten Leiterteils ebenfalls mit der Halbleitertablette kontaktiert und das andere Ende in die Durchführung eingeführt und durch Quetschung und/ oder Lötung mit der Durchführung fest verbunden ist»

Die unterschiedlichen Ausführungsformen der bekannten Halbleiteranordnungen aeigen verschiedene Nachteile» So können bei der Kontaktierung durch Lot- oder Legierungsverfahren an der Halbleitertablette Temperaturen auftreten, Aie eine Verschlechterung der Halblöiter-.eigenschaften bewirken» Weiter wird durch Lot- oder Plußmittelrüekstand© ein zusätzlicher Reinigungsprozeß an der Halbleiteranordnung erforderlich.

Das Einpressen von litzenförmigen Leiterteilen in auf der Halbleitertablette fest angebrachten Kontaktkörpern macht einen "besonderen technischen Aufwand notwendig, und die bei der Kontaktier-ung auftretenden mechanischen Beanspruchungen können sudem nachteilig auf don Halbleiterkörper wirkesi.

Die Kontaktierung mitMlfe von Faderkörpern erfordert besonders ausgebildete Gehäuseteile und einen susätslichen Aufwand an Bauteilen und Fertigungszeiten, vxlc schließlieh bedingt auch die Sehraubverbindung zwisehen Halbleitertablette und Stroaführungsleiter besonders ausgebildete Kontaktstucke. Außerdem sind für die Befestigung des inneren Abschnitts des Stromführungslsitsrs in äer Durchführung durch Quetschen unfi/oSsr Lotes gusätsliche Verfahrensschritte not»

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SEMIKROF .1

Gesellschaft f ₀ Gleichriohterb&u U₀ Elektronik mbH, Blatt 3

Erfindung betrifft sine Halbleiteranordnung mit mindestens einem pn^Üfeerga&g, bei der ©ine vorbereitete Halbleitertablette auf oinen das Gshäuseu&terieil bildenden, gleichseitig ζχω Stromleitung dienenden metallischen Grundkörper in bekannter V/eise aufgebracht und mit mindestens einem* isoliert durch ein Gehäuseoberjfeeil geführten Stromfühz'imgsleiter kontaktiert ist, und besteht darin, daß auf der auf dem Grundkörper aufgebrachten Halbleit.erta·= blette ein vorsugsweise konisch ausgebildeter Kontaktkörper angeord* net ist, daß der Stromführungsleiter der JDurchführtmg _τ ε& seinem gehäuseinliefen Ende entsprechend ausgebildet_f. mit dem Kontaktkörper eine Kegelverbindung bildet _f daß in dem im Gehäuseinneren bei'indli*= chen Stromführuagsleiterabschnitt ein achsial wrirkender, die? Kegelverbindimg stabilisierender IPederkörper angeordnet ist₅ und daß der ,Stromführungsleiterabsühaitt läsiger ist» als die durch das entsprechende lichte Maß des Gehäuses vorgegebene Länge_? so daß bei ζ'αέ^^ 'inengefügtem Gehäuse eine durch den Feäerkörper stabilisierte Kegel—: verb^adusg gegeben ist_s

Arhanc*. der in d en Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels i:st öer Aufbau eir.sr li&lblsiterasci'dnung geisäß der Erfindung er-

_B FiLv gleiche Tsils siad in allen IPiguren gleicka 3eseich~ ;on gewählt«
Figur ι zeigt im Sehz.itt des Aufbau der gesamten Aaordaung gemäß

wendig. Somit ist bei bekannten iialoleiter&nordmmgen das lichkeit der Kontaktierung im Rahmen eines rationellen Aufbaues von Halbleiteranordnungen in Frage gestellt»

Die nach der Erfindung Vorgeschlagene Kontaktierung zur Erzielung eines vorteilhaften Aufbaues simar Halbleiteranordnung weist dies© •Nachteile nicht auf₈ Sie ermöglicht darüber hinaus die Verwendung einfacher und ia vorteilhafter Weise vorgefertigter Bauteil« und eine üborraschsnd einfache t«id insbesondere wirtschaftlione Fertigung von Halbleiterbauelementen»

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SBMIKSON

Gesellschaft f* Gleichriehterbau u. Elektronik mbK_o Blatt 4

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äer Erfindung, In den Figuren 2 und 3 sind Ausführungsbeiepiele für die Ausbildung des sur Kontaktierung dienenden Leiterteils des oberen StroHführungsleiters dargestellt»

Der is Figur 1 dargestellte Grundkörper 1, der schrauben«- oder plattenförmig ausgebildet sein kann, weist einen kegelstunpfförmigen Aufs&ts 2 auf, der auf seiner oberen Fläche die vorbereitete und mindestens einen pn-übergang aufweisende HalbleiiSertablette 3 trägt_o Auf der dem Grusdkörper 1 abgewandten Seite der Halbleitertablstte ist eine beispielsweise aus Molybdän bestehend© Kontaktplatte auf« gebracht, auf der sentral ein becherförmig ausgebildete? und ait seiner offenen Seite in Richtung der Durchführung angeordneter Kontaktkörper 4 befestigt ist« Die Wandung des becherförmigen Kontaktkörpers 4 ist an dar Innenseite zur Erzielung einer gewünseht«xi Ee= gelverbinäusg konisch ausgebildet« Das Kontaktstück 6 eines beispielsweise litaenföraigen leiterteile 5 des oberen Stromführungsleiters der Halbleiteranordnung ist in seiner Ausbildimg dem becherförmigen Kontaktkörper 4 eo angepaßt, daJ3 eine fest sitzende Steckverbindung gewährleistet ist» Die Abmessungen dea Kontaktkörper 4 sind durch die Bemessung der Ealbleit?rtablette und die dadurch gegebene Forderung nach einer für die Stromleitung ausreichenden Kontaktfläche sowie durch die Forderung n&oh einem mechanisch festen Sitz des Kontaktstückes 6 des Leiterteils 5 des Stromführungsleiters bestimmt» Das andere, in gleicher Weise vorbehandelt und zur Erzielung eines weiteren flächenhaften elektrischen Kontaktes Torge- eeheae Kontaktstück 6^f des Leiterteils 5 des Stromführuagsleiters ist ebenfalls konisch geformt und weist in vorteilhafter Weiße denselben Konus auf wie dae Kontaktstück 6» Das IBnde 8 der Durchführung ist in seiner Formgebung dem Kontaktstück 6' angepaßt, wodurch eine flächenhafte Verbindung mit dem Leiterteil 5 des Stroaführungslai- toTB geiiährleistet ist» Um das Aufstecken der Durchführung 9 auf das Leiterteil 5 au erleichtern!, iet die Randsoo^ des Endes 8 der Durch«» führung 9 trichterförmig erweitert ausgebildete Die Durchführung 9 kann aus eifern Stück gefertigt und an beiden Enden zur Aufnahme von beispielsweise litaeD.fßi⁴Eiia:ea Laite-pteilest ausgebildet seine Sis

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kann jedoch auch aus mehreren Teilen, nämlich aus den Hülsen 8 und 10 und aus dem Zwischenstück 9 zusammengesetzt sein und ist vorzugsweise von einer Deckplatte 13 umschlossen, die zusammen mit dem Hüllkörper 11 das Gehäuseoberteil bildet» Sämtliche konischen Ausbildungen zur Yerbindung der leiterteile des Stromführungsleitere und damit sur Kontaktierung der Halbleitertablette 3 mit dem Stromführungsleiter weisen sur Erzielung eines festen mechanischen Eon= takfcs einen Winkel von vorzugsweise 3 "bis 5° auf. Bin Lösea dieser Kegelverbindungen bei mechanischen S chwingungsbeanspruc^yngen bzw, bei Semperaturweehselbeanspruehung der Halbleiteranordnung wird durch dis Kraft sis§? Fsder= feeispielsweiae einer Spiralfeder 7 vermieden^ deren Enden mit den metallischen Kontaktstücken 6 und 6¹ äea Leiterteils 5 fest verbunden sind. Die Federkraft ist so oemesaenc daß auch bei Erwärmung der Halbleitertablette und der mit ihr kontaktierten metallischen Bauteile die zulässige Druckbeanspruchung für das Halbleitermaterial nicht überschritten wird,, Der Hüllkörper 11 besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff^ und ist an seinem dem Grundkörper zugeordneten Rand dem kegelst umpfföraig en Aufsatz 2 des Grundkörpers 1 in der VJeise angepaßt, daß ebenfalls eine Kegelverbindung ermöglicht wird. Zur Verbesserung dieser Verbindung zwischen Grundkörpsr und Hüllkörper kann der Hüllkörper 11 an seiner Stirnfläche eine beispielsweise ringförmige Erhebung aufweisen, die beim Aufstecken des Hüllkörpers auf den Aufsatz 2 des Grundlcörpers 1 an vorgesehener Stelle einrastet» Der Hüll=· körper 11 kann an seinar Schrägfläche 12 einen metallischen Überzug aufweisen, so daß eine geeignete Lötverbindung mit dem Grundkörper 1 ermöglicht wird.

Die? Deckplatte 13 ist in Figur 1 mit konischer Handfläche dargestellt, so daß auch zwischen Hüllkörper 11 und Deckplatte 13 bei angepaßten Randzonen eine Kegelverbindung zustande kommt. Gegebenenfalls kann durch atallinierung beider Verbinduiigsflächen eine Lötverbindung Jiergfjstellt worden.

In Figur 2- ist die Ausbildung des im Gehäuse befindlichen Teils 5

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SEMIKEON

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des oberen Stromführungsleiters vergrößert dargestellt und eine andere Fora für den Fe&erkörpsr aufgezeigt „ Anstelle einer Spiralfeder 7 sind eine oder mehrere Pedersohleifen 15 mit ihren Enden in

nung des Federkörpers wird durßh die Forderung bestimmt₉ das Leiterstück 5 in unbelastetem Zustand zu spannen,,

Leiterteils 5 mit dem in das Gehäuse ragenden Abschnitt der Durchführung 9° Das Leiterteil 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel an

sung 16 auf, welcher der Konus 17 der Durchführung 9 angepaßt ist» Der Konus 17 ist an seiner der Halbleitertablette zugeordneten Seite mit dem vorbereiteten Ende des litzsnförmigen Leiterteils 5 durch Pressung oder Quetschung fest verbunden» Eine Feder 7 dient wieder zur Stabilisierung der beiden KegeIverbindungen_o Die Fassung 16 kann auch aus uem Leiterteil 5 in vorbestiramter Länge durch geeignete Verformungsverfahr^n hergestellt werden_e

Die AuBbUr¹UIg der einseinen Bauteile der Halbleiteranordnung ist nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, Sf kann beispielsweise der Grundkörper anstelle des kegelstumpfförmigen Aufsatzes einen becherförmigen Aufsatz aufweisen, wobei auf dar Grundfläche die Halbleitertablette angeordnet ist, und wobei die Innenseite der "Wandung eine konische Ausbildung aufweist, welche mit der angepaßten Außenrandaone des Hüllkörpers 11 eine gewünschte Kegelverbinduug ermöglichte.

Das Gehäuseoberteil kann wie bei bekannten Ausführungsformen auch aus einem ein© sogenannte Preßglasdurchführung aufweisenden Metallteil bestehen, dessen den Grundkörper zugeordnete Eandzon© für eine gewünschte Kegelverbinduug oder für eine andere verteilhafte Verbindung j beispielsweise für eine Steckverbindung sum Zwecke des Verschweißens von einander angepaßtem Stegen, geeignet ausgebildet ist»

Änateile des Gehäuseoberteiia mit PreSglääduröhfünrüSg kann auöii eis

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SEHIKROS

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aus Keramik bestehendes Sehäuseoberteil verwendet werden^ dessen sasmexibaii mit dem Grundkörper diäreh entsprechende Ausbildung der me-= tallischen Raadaons ebenfalls isi der vorgeschlagenen Weise möglieh ist.

Ist bei gewünschten Halble iterator dnuegezi der obere Strosiführungslei= ter als durchgehende Lits® bis ssur Halbleitertablette angeordnet _s so kann das zur Kontaktierung vorgosehsne Litsenende wieder beispiels« weise kegelstiaapfförEdg ausgebildet sein und das Eside einer geeigneten Druckfeder fest xanschließea._f x-fäirread das andere Ende der Brack« feSes* susagisaa init Sea StroaftiÄiPasgslaiter außerhal'Lf des Halbleiter-= gehäuses mit der DureafülLraag f«st verbuadea« beispielsweise Ter~ quetselit und/oder verlötet ist =

Beim Aufbau einer Halbleiteranordsmng gemäß der Erfindung «rird in einem ¥erfahrensschritt die vorisereitete Halbleitertablette 3₉ die mehrere pn-Übergänge aufweisen land beispielsweise für ©inen steuerbaren Halbleitergleichrichter vorgesehen sein kann₅ auf den vorgesehenen Grundkörper und gleichzeitig der zur Terbindung mit dem oberen Stroiafüimingsleiter dienende Kontaktkörper 4 auf die zugeordnete Kontaktelektrode der Ral'oleitertablstte 3 aufgebracht. In &en Kontakt« körper 4· wird der Leiterteil 5 des Stroaführungsleiters mit seines Kentaktstück 6 eingesetzte Auf das frei© Kontaktstück 6* das Leiterteils 5? dessen Litaenteils durch die eingebrachte Feder 7 bzw» 15 gespannt sind_s wrird die trichterförmige Ausbildung des Endes 8 der Durchführung 9 öit ihrem erweiterten Rand aufgesteckt» Durch das Aufsetzen des Hüllkörpers 11, in dem bereits die Deckplatte 13 suit der Durciiführung 9 und dem S-tromfülirungsleiter 14 fest angeordnet sind, auf den Grimdkörperaufeat.s 2 wird gleichseitig charch di© konisehe Ausbildung der angepaßten Enden fisr Stromführung£il©iterteil*J eine durch den Federdruck der im gehäuseinneren Leiterteil angebrachten P ed er erssielte gute Kontaktierung dsr Ha].blei tertsvblette g ewäkr leistet«. Bedfi:rfswei3e köane:;? die Verbi:adiiBgsflachen 1? und 12' von HUl 1-lcörpes·¹ und Deckplatte mest-alliaiert werden-» Damit lcaaa .-d±® flächen»· hafte Verbindung der entsprscheaaden Gehäuseteile beispielsweise h lokale Erwänaiasg verbessert

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Claims

SEMIKEOH Ges. f. Gleiehriohterbau u* Elektronik abH. J

8500 Iiirnterg ₉ Y/iesentalstraßa 40 Telefon 0911/30141, 51813 - Telex 06/22155

Datums 29* Ko^ember Unser Zeichens T 30966

1? "^-S""**^:,.,° ^A ⁿ s P g ü e h e

Halbleiteranordnung mit mindestens einem pn-übergang, bsi der

vorbereitete Halbleitertablette auf einen das Gehäuseunterteil bildenden, gleichzeitig sur Stromleitung dienenden metallisches Gruiadkörper in "bekannter Weise aufgebracht und mit mindestens einem, isoliert durch sin Gehäuseoberteil geführten Stromführungsleiter kontaktiert ist* dadurch gekennz e^i c h a e t ₉ daß auf der auf dem Grundkörper aufgebrachten Halbleitertablette ein vorzugsweise konisch ausgebildeter Kontaktkörper angeordnet ist, daß der Stroafuhrm-gsleifeer d@r Durchführung_r an seijaen gehäuBeinneren Ende entspreche! i ausgebildet, mit dem Kontaktkörper eine Kegel·= Terbindung bildet, daß in dem im Gehäuseinneren befindlichen Stromführungsle.. üerabschnitt ein achsial wirkender, die Ksgelverbindung si.abilisiersnder Federkörper angeordnet ist, und daß der Stromführiingsleiterabsclinitt langer ist, als die durch das entsprechende lichte Haß ies Gehäuses vorgegebene Länge, so daß "bei zusaminenge« fi.gteia Gehäuse eine duroii den Federkörpea? stabilisierte KegelTerbin™ dimg gegeben ist»

2_e Halbleiteranordnung rxach Anspruch 1, dadurch geksnnaei.ehE.et,, df.ß der Stromführungeileioer im GeLäuseinneren einen getrennten Lei» terteil bill&t₉ in dem d-.3Y die Ke,?e!verbindung sta'oilicierende Pederkörper ii ea^.aprechaiide.? /'usdeJinun^; angeordnet :lat, uua da.3 eo- wcTaJ. der geiauseianei-e Abschnitt dor I'urehfüfcxung als e.uch de:r Kont8ktkörp«r ivi' Ler Halb] -iitertablette mit dem federnder Leite^teil des Stromführungsleiters bei Kusaiazn'Dngefügtam Gehäuse eine clutch die Federkraft otabiliaiertiä K©gelTerbi:adu».g darctellt,,

3» Halbleiteranoränung iie.ch. Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß d©r gehäuse innere Stromführungsleiter litsenförmxg ist und an dem Enden kompakte, konusförmige Kontaktkörper aufweist,,

4« Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgen«= den Ansprüche j, dadurch gekennzeichnet ₉ daß die konisch ausgebildeten Kontaktkörper der Stromführungsieiterteile und der Halbleiterteilette aufeinander abgestimmt sind und vorzugsweise einen Winkel von 3 bis 5° aufweisen«

5 _β Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgeades Aaep^Ioha, dadurch gekennzeichnet₅ äaS der mit des Fgderkörpea? rersehene Stromführungaleiterteil an seinen Enden kompakt, voraugsweise kegelförmig ausgebildet ist, und daß dsr auf der Halbleitertablette feat angeordnete Kontaktkörper becherförmig oder hohlkegelförmig auiSgebildet ist»

6e Halbleiteranordntang siaeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das gehäuseinnere Ende des mit dem die Kegelverbindung stabilisieren~ den Federkörper versehenen Stromführungsleiterteils der Durchführuag einen kompakten, vorzugsweise kegelförmigen Kontaktkörper aufweist _t und daß der auf der Halbleitertablette fest angeordnete Kontaktkörper in angepaßter w©ise becherförmig oder hohlkegelförmig ausgebildet ist«

7c Halbleiteranordzhing nach Anspruch 1 und/oder einem der folgen= den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Kegelverbindung notwendigen Kontaktkörper wechselweise voll- oder hohlkegelförmig ausgebildet siz»d, und daß sich die Kegelwinkel jeweils entsprechen»

8« Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennseichnat, daß dsr in dem BtromführungB-leiterteil angeordnetes die Kegelverbindunft stabilisierend© 3?®aer~ körper aus einem drallt- jder bandförmigem Pedermaterial besteht»

9» Halbleiteranordnung aach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß swei oder mehrere Drahtfeäerkörper im StromfunruagslBiterteil vorgesehen sind«

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Sesollschaft f. G-lsichrichterbau tu Elektronik mbH. Blatt 3

10o Halbleiteranordnung nach Anspruoh 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Föderkörper eine korbför» mlge federnde Anordnung vorgesehen ist.

11. Halbleiteranordn-ung iaach Anspruch 1 und/oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekemaaeichnet, daß die beoherförmigen oder hohlkegelförmigen Kontaktkörper an ihrem äußeren Randteil einen erweiter-= ten j= die Ei»£übria»g des sygee^dsßt-gn kegelf Brmigen Kontaktkörn era
erleiehtarnden l'richter bilden.

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