DE7602776U1 - Zylindrisches gehaeuse fuer ein leistungshalbleiter-bauelement - Google Patents

Zylindrisches gehaeuse fuer ein leistungshalbleiter-bauelement

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Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri 4 Cie., Baden (Schweiz)
Zylindrisches Gehäuse für ein Leistungshalbleiter-Bauelement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein zylindrisches Gehäuse für ein Leistungshalbleiter-Bauelement mit einem Mantelteil aus Keramik und mit zentral angeordneten, metallischen Stirnplatten, welche mit dem Mantelteil durch Ringbleche verbunden sind, wobei mindestens auf einer Seite ein erstes Ringblech mit einer Stirnplatte und ein zweites Ringblech mit der Keramik und beide Ringbleche miteinander stoffschlüssig derart verbunden sind, dass sich ein den Mantelteil nach aussen überragender Blechrand ergibt und auf dem Blechrand eine Anschlusslasche stoffschlüssig angebracht ist.
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Leistungshalbleiter werden oft in hochwertige Gehäuse aus Keramik eingebaut. Besonders bei Hochleistungs-Thyristoren ist der materielle Wert des Gehäuses oftmals bedeutend höher als derjenige des aktiven Halbleiterteils. Bekanntlich können defekte Halbleiter-Bauelemente in Steuerschaltungen relativ einfach mittels Schraub- und Steckverbindungen ausgewechselt werden. Anders verhielt es sich bisher jedoch mit der Reparatur des defekten Bauelementes selbst. Entweder konnten die defekten Siliziumtabletten nicht ohne Zerstörung mindestens eines Teils des Gehäuses ausgewechselt werden, oder die entsprechende Regeneration des Halbleiters war so aufwendig, dass meist darauf verzichtet wurde.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Gehäuse zu schaffen, welches unter Beibehaltung der genormten Abmessungen und Formen auf einfache Weise ein Auswechseln des aktiven Halbleiterteils zulässt.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusslasche einseitig abgewinkelt und derart auf dem Blechrand angeordnet ist, dass sie sich an der Keramik abstützt und mit dem Blechrand in dessen äusserster Randzone stoffschlüssig verbunden ist.
Anhand von Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt eines in ein Scheibengehäuse eingebauten Thyristors gemäss dem Stand der Technik,
Fig. 2 ein zu Fig. 1 entsprechendes jedoch regenerationsfähiges Gehäuse, und
Fig. 3a,b und c eine Anschlusslasche des Gehäuses nach Fig.
In Scheibengehäuse eingebaute Thyristoren sind bekannt, vgl. z.B. BBC Druckschrift Bestellnummer DHS 50952 D. Derartige Scheibengehäuse weisen Anschlüsse auf für: Anode, Kathode, Hilfskathode und Steuerelektrode. Auf Seite 10 dieser Druckschrift ist ersichtlich, dass der Hilfskathodenanschluss Bestandteil eines das Scheibengehäuse überragenden Blechrandes ist. Es ist offensichtlich, dass eine derartige Lösung materialaufwendig ist und fertigungstechnische Probleme aufwirft.
Der Einbau von Scheibengehäusen in Kühlkörper sowie die Druckkontaktierung sind ebenfalls in dieser Druckschrift dargestellt (Seiten 11 und 12).
Das in Fig. 1 dargestellte Scheibengehäuse stellt eine Weiterentwicklung des in der BBC Druckschrift beschriebenen dar. Es
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besteht im wesentlichen aus zwei Stirnplatten la, Ib, einem Mantelteil aus Keramik 2, einer Silizium-Tablette 3 mit entsprechender Kontaktierung, einem ersten und einem zweiten Ringblech lc, ld, einer Randzone 4, einem Steuerelektrodenanschluss 5S und einem Hilfskathodenanschluss 6 mit den zugehörigen Schweissstellen 7·
Die Ringbleche lc, ld sind in der Randzone 4 stoffschlüssig miteinander verbunden. Bewährt hat sich hierzu ein Plasmaschweissverfahren. Der aus einem Stück gefertigte Hilfskathodenanschluss 6 weist in seinem den Blechrand überragenden Teil dieselbe Form auf wie derjenige in der oben erwähnten BBC Druckschrift. Mittels eines Punktschweissverfahrens wird der Hilfskathodenanschluss 6 auf dem Ringblech Ic stoffschlüssig angebracht. Zur Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit sind relativ starke Schweissstellen 7 notwendig. Dementsprechend sind die in Fig. 1 dargestellten Schweissstellen 7 als idealisiert zu betrachten. In der Praxis werden diese Schweissstellen 7 oft grosser ausfallen und das Ringblech Ic durchschweissen.
Zur Regeneration eines Halbleiter-Bauelementes muss jedoch die Siliziumtablette ausgewechselt werden. Zu diesem Zweck wird das Scheibengehäuse in der Randzone 1 aufgetrennt. Ein rationelles Auftrennen des Scheibengehäuses ist nur möglich,
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wenn der Hilfskathodenanschluss 6 ebenfalls entfernt wird. Nach erfolgter Regeneration - auswechseln der Siliziumtablette 3 - muss das Scheibengehäuse wieder dicht verschlossen werden, d.h. wieder verschweisst werden können. Aufgrund der relativ dicken Schweissstellen 7 ist dies jedoch, nur* in den seitesten Fällen möglich, so dass eine derartige Anordnung nicht als regenerationsfähig zu betrachten ist.
Das in Fig. 2 dargestellte Scheibengehäuse weist dieselben äusseren Abmessungen wie dasjenige in Fig. 1 auf. Entsprechend sind die gleichen Teile mit denselben Bezeichnungen versehen. Auf dem Ringblech Ic ist eine Anschlusslasche 60 mit einem abgewinkelten Teil 6l stoffschlüssig angebracht. Diese Anschlusslasche 60 hat ebenfalls die Funktion eines Hilfskathodenanschlusses.
In Fig. 3, einer Darstellung in drei Ansichten, ist die Anschlusslasche 60 in allen Einzelheiten ersichtlich. Der abgewinkelte Teil 61 der Anschlusslasche 60 weist eine abgerundete Form auf. Der flache Teil der Anschlusslasche 60 ist abgesetzt mit einer Anschrägung 63 und einem Rasterloch 62 versehen.
Die Montage der Anschlusslasche 60 geschieht folgendermassen: Auf einem, an der Randzone 4 verschweissten Scheibengehäuse
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wird die Anschlusslasche 60 in radialer Richtung formschlüssig auf das Ringblech Ic aufgelegt, Dabei muss beachtet; werden, dass der abgewinkelte Teil 61 an der Stirnseite der Keramik 2 anliegt. Anschliessend wird durch eine Widerstandsschweisaung die Anschlusslasche 60 am Schweisspunkt 70 mit der Randzone 4 verbunden. '
Die Ringbleche lc, Id sind ebenso, wie die Anschlusslasche 60, aus Kovarblech gefertigt.
Die Anschlusslasche 60 ist auf eine handelsübliche Steckerform ausgerichtet. Der Hilfskathodenanschluss geschieht durch Aufschieben eines negativen Steckers auf die Anschlusslasche 60, wobei der Stecker durch das Rasterloch 62 fixiert wird.
Die erfindungsgemässe Ausführung einer Anschlusslasche nach den Fig. 2, 3 ermöglicht ein sehr einfaches Auswechseln der Silizium-Tablette 3. Zu diesem Zweck wird die Anschlusslasche 60 in geeigneter Weise, beispielsweise mittels einer Zange, bündig mit der Randzone 4 abgeklemmt. Anschliessend wird die Randzone 4 abgedreht oder abgeschliffen, wobei gleichzeitig der Schweisspunkt 70 eliminiert wird. Dadurch kann das Scheibengehäuse geöffnet werden, die Silizium-Tablette ersetzt und das Scheibengehäuse wieder verschlossen und weiterverwendet werden. Das Wiederverschliessen des Scheibengehäuses, so-
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wie die Montage der Ansohlusslasche 60 erfolgt analog zum Fertigungsprozess, Bei sorgfältiger Ausführung der Schweissarbeiten ist bei grösseren Thyristoren mindestens ein zwei«- dreimaliges Auswechseln der Silizium-Tablette 3 möglich.
Selbstverständlich könnte die erfindungsgemässe Anschlusslasche 60 auch einen anderen, einem entsprechenden Stecker angepassten Querschnitt aufweisen.
Die bedeutende Scherunempfindlichkeit obiger Anordnung hat sich ebenfalls als Vorteil erwiesen. Die beim Anschluss eines Steckers auftretenden Scherkräfte werden zu einem grossen Teil durch den abgewinkelten Teil 61 der Anschlusslasche bzw. durch seine Abstützung am Keramikteil 2 aufgenommen.

Claims (1)

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    Zylindrisches Gehäuse für ein Leistungshalbleiter-Bauelement mit einem Mantelteil aus Keramik mit zentral angeordneten, metallischen Stirnplatten, welche mit dem Mantelteil durch Ringbleche verbunden sind, wobei mindestens auf einer Seite ein erstes Ringblech mit einer Stirnplatte und ein zweites Ringblech mit der Keramik und beide Ringbleche miteinander stoffschlüssig derart verbunden sind, dass sich ein den Mantelteil nach aussen überragender Blechrand ergibt und auf dem Blechrand eine Anschlusslasche stoffschlüssig angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusslasche (60) einseitig abgewinkelt und derart auf dem Blechrand angeordnet ist, dass sie sich an der Keramik (2) abstützt und mit dem Blechrand in dessen äusserster Randzone (4) stoffschlüssig verbunden ist.
    BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.
DE19767602776U 1976-01-09 1976-02-02 Zylindrisches gehaeuse fuer ein leistungshalbleiter-bauelement Expired DE7602776U1 (de)

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