DE7026435U

DE7026435U - Vorrichtung zum einspannen eines scheibenfoermigen halbleiterbauelementes zwischen zwei kuehlkoerper.

Info

Publication number: DE7026435U
Application number: DE19707026435
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-07-07
Filing date: 1970-07-07
Publication date: 1970-12-17

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frai-kfurt/Mai.., Theodor-Stern-Kai Ί

G:rützmann/Ninnemann/hd Erf.-Hr. : B I ΊΟ/IQ Gn

Vorrichtung zum Einspannen eines scheibenförmigen Halbleiterbauelementes zwischen zwei Kühlkörper

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen eines scheibenförmigen Halbleiterbauelementes zwischen zwei Kühlkörper.

Eine solche Vorrichtung ist aus der OS 1 913 229 bekannt. Sie dient dazu, eine gleichmäßige, hohe Flächenpressung auf die Kontaktelektrode des Halbleiterbauelementes sicherzustellen, das ein scheibenförmiges Gehäuse mit zwei voneinander isolierten, metallischen Deckplatten, zwischen denen ein einkristallines Halbleiterelement mit mindestens einem pn-übergang gleitfähig angeordnet ist, aufweist. Die hohe Flächenpressung ist zur Wärmeabfuhr infolge der bei einkristallinen Halbleiterkörpern mit pn-übergang erzielbaren hoheLi Stromstärken uiH gleichmäßigen Stromverteilung

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auf die gesamte .Fläche erforderlich.

Die bekannte Vorrichtung weist zwei Kühlkörper auf, die mit Hilfe dreier Spannbolzen gegen ein Halbleiterscheibenelement gedrückt werden. Jeder dor Spannbolzen weist an seinem Ende einen Bolzenkopf auf, der über eine Druckscheibe gegen ein von einer Abstandshülse umschlossenes Tellerfedernpaket drückt, welches sich seinerseits über eiae weitere Druckscheibe und einen Isolierxing gegen den einen Kühlkörper abstützt. Am anderen Ende sind die Spannbolzen Jeweils mit einem Gewinde versehen, in welches eine Spannmutter eingreift, die sich ihrerseits über eine Druckscheibe und einen weiteren Isolierring gegen den zweiten Kühlkörper abstützt und dabei mit einer aurch die Kompression des TellerfedernpaketF definierten Kraft das scheibenförmige Halbleiterelement gegen den anderen Kühlkörper preßt. Die Spannbolzen weisen innerhalb der Bohrungen in den Kühlkörpern Isolierhülsen auf.

Bei dieser bekannten Konstruktion wird der Kraftschluß zum Einpressen des scheibenförmigen Halbleiterbauelementes vom komprimierten Tellerfedernpaket; über Spannbolzen zum Kühlkörper erzielt, wobei die Reibung zwischen Spannbolzen und Isolierhülse einerseits sowie Isolierhülse und Kühlkörper andererseits zwangsläufig als unbekannte Größe zum Erreichen des erforderlichen Anpreßdruckes und als Unsicherheitsfaktor für eine gleichmäßige Flächenpressung eingehen muß. Um dieser Schwierigkeit zu entgehen, ist lev zusätzliche Auf-

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wand einer Preßvorrichtung erforderlicn. Die Möglichkeit, die Spannbulzen mit einem Drehmomentenschlüssel bis zu einem vorgegebenen Drehmoment anzuziehen, schließt den obengenannten Einfluß der unbekannten Heibung ebenfalls nicht aus und bedingt zusätzlich noch Schwierigkeiten bei der Zentrierung der Vorrichtung zum Einpressen des scheibenförmigen Halbleiterbauelementes, da die Spannbolzen innerhalb der Bohrungen in den Kühlkörpern mit relativ großem Spiel angeordnet sind.

Ein weiteres Problem liegt in der Potentialtrennung. Die Spannbolzen verbinden beide auf unterschiedlichem Potential befindlichen Kühlkörper und werden von diesen durch Isolierhülsen und Isolierringe getrennt, wobei naturgemäß Kriechstromstrecken und gefährdete Isolationsstellen vorhanden sind, die unter Umständen zu Durch- bzw. Überschlagen führen können.

Die Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die die genannten Nachteile der bekannten Anordnung nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sich das scheibenförmige Halbleiterbauelement zwischen einem Kühlkörper und einem Druckstück befindet, das durch eine Spannplatte hindurchgesteckt ist und mit Befestigungsschrauben an einem zweiten Kühlkörper festgeschraubt ist, und daß mehrere

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zwischen Druckstock' und Spannplatte befindliche Federscheiben durch mehrere, die Spannplatte und mehrere Isolatoren, die am Kühlkörper befestigt sind, verbindende Druckschrauben zusammengedrückt sind, wobei der Abstand zwischen der Spannplatte und den Isolatoren sowie die Abmessungen des scheibenförmigen Halbleiterbauelementes und des Druckstückes so bemessen und einander angepaßt sind, daß durch die bis zum Anschlag angezogenen Druckschrauben die Federscheiben auf den laut Federkennlinie gewählten Wert vorgespannt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der Zeichnung erläutert.

Das scheibenförmige Halbleiterbauelement 9 ist zwischen einem Kühlkörper 12 und einem jruckstück 2 angeordnet. Auf den dem Halbleiterbauelement 9 abgewandten Zapfen des Druckstückes 2 ist eine Spannplatte 13 aufgesteckt. Zwischen dem Druckstück 2 und der Spannplatte 13 befinden sich Federscheiben 1 mit einer zentralen Bohrung, die vor dem Aufstecken der Spannplatte 13 auf den Zapfen des Druckstückes geschoben wurden.

Am äußeren Rand des Kühlkörpers 12 sind Isolatoren 3 befestigt. Zum Spannen der Federscheiben 1 und dem damit verbundenen Einspannen des scheibenförmigen Halbleiterbauelementes 9 wird die Spannplatte 13 mit Hilfe von vier Druck-

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schrauben 4- gegen die Isolatoren 3 gezogen. Die zum Einspannen des Halbleiterbauelementes 9 erforderliche Anpreßkraft wird aus der Federkennlinie der Federscheiben 1 bestimmt, wobei der die Federkraft mitbestimmende Federweg gleich dem Abstand von Spannplatte 13 und Isolatoren 3 ist. Dieser Abstand resultiert aus den Abmessungen der Isolatoren 3 einerseits und den Abmessungen des Druckstückes des Halbleiterbauelementes 9 und den ungespannten Scheibenfedern 1 andererseits. An das Druckstück 2 wird mittels Befestigungsschrauben 14 ein zweiter Kühlkörper geschraubt. Nach einer Ausführungsmöglichkeit läßt sich an dem vom scheibenförmigen Halbleiterbauelement 9 abgewandten I3nde des Druckstückes 2 ein der Stromzufuhr oder -abfuhr dienender Steckkontakt 15 befestigen. Der elektrische Anschluß für das zweite Potential erfolgt durch einen Schraubanschluß direkt am Kühlkörper 12.

5 Seiten Beschreibung

2 Schutzansprüche

1 Blatt Zeichnungen mit 1 Figur

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Claims

iiicentia Γ .tent-Verwaltungs-GmbE j:\~ankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1 Grütζr. · /Λ innemann/hd Erf.-Ur.: 3 I 70/70 Gn Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Einspannen eines scheibenförmigen HaIbleiterbauelementes zwischen zwei Kühlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß sich das scheibenförmige Halbleiterbauelement (9) zwischen einem Kühlkörper (12) und einem Drucksbück (2) befindet, das durch eine Spannplatte (13) hindurchgesteckt ist und mit Befestigungsschrauben (14·) an einem zweiten Kühlkörper (11) fesjgeschraubt ist, und daß mehrere zwischen Druckstück (2) und Spannplatte (13) "befindliche Federscheiben (1) durch mehrere, die Spannplatte (13) und mehrere Isolatoren (3), die am Kühlkörper (12) befestigt sind, verbindende Druckschrauben (4) zusammengedrückt sind, wobei der Abstand zwischen der Spannplatte (13) und den Isolatoren (3) sowie die Abmessungen des scheibenförmigen Halbleiterbauelementes (9) und des iJruckstückes

(2) so bemessen und einander angepaßt sind, daß durch die bis zum Anschlag angezogenen Druckschrauben (4) die Federscheiben (1) auf den laut Federkennlinie gewählten Wert vorgespannt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom scheibenförmigen Halbleiterbauelement (9) abgewandten Ende des D-uckstückes (2) ein Steckkontakt (IO befestigt ist.

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