JPS59169145A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体素子に関するものである。

個々の素子の電流搬送能力（ｓｔｒｏｍｂｅｌａｓｔｂ
ａｒｋｅｉｔ）が高い整流器においては、優先的には円
板状の、ディスクセル（Ｓｃｈｅｉｂｅｎｚｅｌｌ）と
して示される半導体構造素子が設けられ、該半導体構造
素子は冷却構造部間に圧力接触するように配置されてい
る。

公知のディスクセルは円板状で更に半導体タブレット（
ｌｌａｌｂｌｅｉ　ｔｅｒｔａｂｌｅｔｔｅ）として示
される半導体本体（Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒｋｏｒｐｅｒ
）と該半導体本体を境界する接触板（Ｋｏｎｔａｋｔｓ
ｃｈｅｉｂｅ）とにより形成された禎重ね体からなり、
該積重ね体は複数の金属覆板と金属覆板間に密に固定さ
れた絶縁材とからなるケーシングの中に取付けられてい
る。斯かる構造は金属と処理技術（Ｖｅｒｆａｈｒｅｎ
ｓｔｅｃｈｎｉｋ　）に高い費用を必要とする。電機的
特性に対し不利な周りの影響を避けるための積重ね体の
緊密な取付はケーシングのため及びディスクセルの貯蔵
の際の全構造のため高価な個々の部品を望まれない材料
連結することを必要とする。貯蔵ごとにデータが不当に
変えられる理由でこのような費用のかかる構造要素が棄
却又は再処理されなければならないとき、非常に損害を
生しる。

はぼ円板状半導体構造素子を低度に構成することは又公
知であり、該半導体素子では積重ね体の接触面の空所の
下の部分が収縮チューブにより被覆されしっかり結びつ
けられる。

別の構造ではディスクセルの原理によると、半導体タブ
レットからなる積重ね体と接触部分が絶縁部材の凹部に
取付けられ、該絶縁材は導電及び／又は導熱素子及び中
間接合されたシール体と共にケーシングを形成する。公
知の装置はしかし特に稼動又は処理温度が高い場合に十
分に機械的に安定でなく、更に所望の量の長時間貯蔵が
きかない。

本発明は高価な構造部分なしに電気的に検査され、特に
経済的で、長時間貯蔵がきき、簡単な組合せ構成を助勢
する個々の素子を示し、任意の方法で組込みを普通のデ
ィスクセル内でも２個以上の半導体構造素子を有する構
造ユニット内でも可能にし、別の配置のためＧ土当然の
構造素子に完全にされることができる構造を作り出すこ
とを課題としている。

この課題は、本発明により、半導体素子が半導体タブレ
ットと半導体タブレットをリング状に囲む絶縁体とを有
することと、絶縁体の内周面がそれ自身閉じ、はぼ半導
体タブレットの縁戚に適合した凹部を具備し、並びに四
部に境界する部分に同心的な半導体タブレットの両側で
の接触構造部の配置が適当に形成されていることと、半
導体タブレットの縁域が絶縁体の凹部に閉し込められか
つ保持されていることと、制御電極を有する半導体タブ
レットにおいて、制御電流導線が絶縁体を通して案内さ
れ、続いて回転可能かつ湾曲された端部を有するばね体
として制御電極の圧力を接触するために形成されている
こととにより達成された。

本発明の対象の有利な実施態様は特許請求の範囲第２項
乃至第２２項で明らかである。

本発明の詳細を図に示す実施例により説明する。

同じ部分には全ての図において同じ符号を用いである。

第１図による構造において、半導体タブレット３は外周
部をリング状絶縁体１により囲まれている。絶縁体１は
内周面にそわ自身閉した凹部２を有する。凹部２は大体
において半導体タブレット３の縁域の形状に適合するよ
うに設定され、例えば溝状（ｒｉｌｌｅｎｆｏｒｍｉｇ
）に形成されている。本発明によると例えばｐｎ接合の
出力（Ａｕｓｔｒｉｔｔ）の範囲での高いしゃ断能力（
Ｓｐｅｒｒｆａｈｉｇｋｅｉ　ｔ）を達成するためｐｎ
接合面に対し鋭角で延在し、図示していない表面保護層
を具備する縁戚が完全に凹部２の中に突入し、凹部２の
中に取り付けられた受動態化しくｐａｓｓｉｖｉｅｒｅ
ｎｄｅ　）安定化した物質４からなる充填材の中に浸入
される。付加的に絶縁体１は半導体タブレットの軸方向
の調節のために設けられることができる。この目的のた
め、第３ａ図で突出部１１ａの内部で示されるように、
四部２は例えば側壁に内周面に小さな内法幅に切り込ま
れるようにに形成される。半導体クブレノト３の少なく
とも１つの面が四部２の適当する面部に接する。

モリブデン製のコンタクトロンデ（Ｋｏｎ　ｔａｋ　ｔ
ｒｏｎｄｅ）又は銅製圧力片のような半導体タブレット
３にしかしラインバー（Ｓｔｒｏｍｓｃｈｉｅｎｅｎ　
）のような接続部を有する圧力片を連結することを考慮
のもとて接触部（Ｋｏｎｔａｃｔｔｅｅｌ　）を同心的
に配置するため、絶縁体１は一定の構造高さを有する。

更に凹部２と夫々の端面との間の内面に夫々１個のシー
ル体を収容するための凹部が半導体タブレ・ノド３を密
に囲むために、第１図の破線で示すように設けられるこ
とができる。

電圧アーク安定度（Ｓｐａｎｎｕｎｇｓｕｂｅｒｃｈｌ
ａｇｓｆｅｓｔｉｇｋｅｉｔ　）を高めるため絶縁体１
の外筒面に例えば収縮チー５−ブからなり、例えば少な
くとも１つの膨出状隆起部６ａを有する被覆が取付けら
れている。このことは図では破線で示されている。

半導体タブレット３は１個以上のｌｐｎ接合部をもつ違
った伝導形の一連の層状域を有する。制御可能な整流器
のため交互に反対の伝導形の４域をもつ半導体タブレッ
トを使用する場合、制御電流導線３８　（第６図参照）
は直接破線で示すＭ通人５の中又はその中に取付けられ
図示されない管状の１通案内部を通して延びる。本発明
によると、次いで制御電極は圧力によりばね力により接
触されている。そのため第５図と第６図と関連記載によ
り制御電流導線は特別に形成され配置されている。

意図され、受動態化し安定化した物質４は有利には絶縁
体１の材料及び半導体材料に対する接着作用を有する。

したがって非電に簡単な方法で半導体クブレノト３のｐ
ｎ接合の出力の範囲での中し分なく覆われた縁面が保証
される。シリコン群からなる物質は適しているとして示
された。商慣習上のシリコンゴム種類により好都合な結
果が得られた。

絶縁体１はセラミック又は高ｌ晶耐久性のある熱可塑性
材料厚ニなることができ、該熱可塑性材料は全ての生ず
る稼動温度において形状安定的に形成され、脱ガスを示
されない。例えば物質ポリスルフノン、ポリエーテルス
ルフォン、又はポリスルフォンエーテルケトンにより有
利な結果が得られた。

半導体タブレット３を図示された絶縁体１の四部２に埋
め込むため、絶縁体は少なくとも２つの軸線方向又は半
径方向に接合可能な２つの部材により形成されている。

そこで絶縁体は２つのリング片１０から形成されること
ができる。有利には、第２図に示すように３以上の数ｎ
個のリング片に分割される。人造材料からなるリング片
１０を連結するため、曲がりやすいそれぞれ外筒面に取
イづけられた突出部１０１が作用することができる。

ｎ個のリンク片においてはｎ　−１１１１ｉＩの突出部
を用いて１つの鎖状配置を第２図で明らかなように生ず
ることができる。絶縁体１を作り出すためリング片が爆
接又は接着により固着されている。凹部２と空所７が破
線で示されている。

第３ａ図と第３ｂ図は絶縁体１の構造を示す。

絶縁体は、第３ａ図によると、対向する端面の部分で軸
方向に連結ささている２個の部分リング１１からなる。

斯かる連結は図示されていないがしかし、部分リングの
その対称面での立体的に構造に適した（ａｕｆｂａｕｇ
ｅｒｅｃｈｔｅｎ　）対向位置から違った形態付与にお
いて同し部分リングの設けられた端面部で連結すること
が知覚できる。

各部分リング１１は他方に面した端面に溝状空所を有し
、該空所は外筒面に１つの長い脚と内筒面の段状に突き
出ている突出部１２ａでの短い脚を限定する。長い脚の
端面ば部分リングの連結面であり、短い脚の端面は半導
体タブレット３用の調整面を形成する。両方の部分リン
グ１１の間に形成される凹部１４ば受動態化され安定化
される物質４と半導体タブレット３の縁域を収容するた
めに作用する。物質４はその接着特性により隣り合って
いる材料に対して同時に部分リング１１のための連結手
段として作用する。

各リング１１は万能的利用性による課題としての要求を
満たすため、半導体素子の構造高さを標準化されるディ
スクセルケーシングに構造することにより定まる寸法に
低減するため２つの接合可能な部分リング部分１２．１
３からなり、該ｎＩＸ分リンす部は例えば適当する輪郭
形成（Ｐｒｏｆ　ｉ　Ｉｇｅｂｕｎｇ）によりその軸方
向の連結面に一緒に差込むことにより連結される。ディ
スクセルケーシングへの差込みの際部分リング部１３は
抜り落ちる。もし部分リング部がそれ以外に使用される
と、部分リング部の自由端は部分リング１１と積重ね体
に半導体タブレット３とともにある図示されない接触板
との間にシール体を閉し込めるためフランジ状張り出し
くΔｕｓｌａｄｕｎｇ　）　　］　３　ａを有する。

第３ｂ図によると絶縁体の部分リング５は一つの部材と
して形成され、外端面から適当する間隔での上記差込の
ための構造高さを低減するために予定割目位置１６を有
する。構造部の調節のための突出部１５ａは大体におい
て第３ａ図の突起１２ａに一致する。しかし突起の軸方
向の拡がりは、制御電極側での制御可能な半導体構造素
子のための部分積重ね体において避けられない偏心を考
慮するため、モリブデンからなる接触板の心出しに限定
される。

別の有利な形態において、絶縁体はそれ自身かさなる端
部２２Ｃ，２２ｄを有する帯状必用し構造部２２の形を
もつ。その端部は第４図に示されている。半導体タブレ
ット３の縁域を囲むため及び積重ね部分の同時に設けら
れる調節のためその際設けられる絶縁体の輪郭部は、端
部２２ｃ、２２ｄの重なりにおいて輪郭部の拡がりを知
らせるため、付加的横断面で示されている。

端部の機械的に安定な連結はラッチによるりＩ向側を固
定することにより得られる。それぞれ１つのクランプ片
がそのために作用し、クランプ片は心出し構造部２２の
一端からおよびその外面で形成されるほぼＬ字状の部材
２４．２６から形成さている。両方のクランプ片は確定
された状態で重なる一緒に差込むことにより示された位
置から、それぞれ３個の接触面のその中心に取付られた
互いに係合する切欠き２５．２７によりロックされる。

ロックは再び解除可能である。図示からそれぞれ自身が
細くなる輪郭形成がその両端２２ｃ。

２２ｄに突起２２ａ、２２ｂの間の貫通凹部を得るため
知られ得る。それにより接合される端部においてそれ自
身輪郭に補完する部材の差込みにより各細長い小部分に
本発明による半導体タブレット３の包囲が保証される。

予め与えられた寸法を有する普通のディスクセルケーシ
ングに組込むための構造形状のため重なる端部を有する
必用←構造部分が例えばそれ自身多くの技術部門で公知
のいわゆるデユープ連結により得られることができる。

端部の固定連結を作り出した後チユーブ連結部は離され
る。

本発明は記載される例に限定されない。そこで、心出し
構造部分２２の端部は突起を具備することができ、該突
起は簡単で僅かに突出する所謂スナップ（Ｓｃｈｎａｐ
ｐｖｅｒｓｃｈｌｕｓｓ　）を可能にする。ロック種類
は本発明の対象ではなく半導体タブレットの機械的に安
定な詰替における使用のみにある。

単独の半導体素子を作るため別の構造部分を有する本発
明の対象の有利な利用を第５図、第６図が示す。本発明
による半導体素子は半導体タブレット３と部分リング２
９．３０とからなる。これらはほぼＬ字状の輪郭を有し
その輪郭は圧力片として示される接触部分３２．３５の
同心調節のための軸方向の脚と半径方向脚２９ａ、３０
ａとを有する。両方の半径方向脚は対象面に対し鏡像状
に対称に形成され、該対称面は同時に半導体タブレット
３の中心面を示し、そして半導体タブレット３の縁戚を
収容するための貫通凹部４３を形成する。部分リング２
９．３０の外筒面に両方の部分リングを囲む弾性的被覆
３７例えば収縮チューブを有する凹部が閉しられている
。凹部４３を形成するため部分リング２９．３０の端面
ば第３ａ図、第３ｂ図により構造形状における部分リン
グができる。部分リングにより半導体タブレットにその
調節のため作用する圧力は特に圧力片の範囲に存在るす
接触圧力に比較して無視されることができる。

導体タブレット３に続いて接触板９と３１はモリブデン
からなり、接触板は制御電極接触のための開口部と共に
配置され、部分リング２９．３０により関節される。そ
れに銅製圧力片３２．３５が続き、その際第１の制御電
極導体用凹部３３を具備する。両方の圧力片は部分リン
グにより半導体素子に対し同心的に配置されシール対８
により、外筒面のフランジ状突起３’ｌａ、３５ａと突
起を有する部分リングのそれぞれの端部側との間に半導
体素子用の密なケーシングを形成する。

禎重ねられ調節される部分の所望の保持のため単独の構
造素子として、緊張要素（Ｓｐａｎｎｅｌｅｍｅｎ　ｔ
ｅ）として示される掛金片４０．４１が設けられる。緊
張要素は薄板状基本形を有し、圧力片の１つにそれぞれ
キ中ツブ状に差込まれている。そのため各緊張要素の１
つの床板に類似の基部４０゜４１３はリング板として形
成され、該リング板はそれぞれフランジ状突出部３２ａ
、３５ａの自由表面の上に載っている。それにより圧力
片３２゜３５の接触面は自由である。緊張要素の壁は同
し寸法の３個の円弧状壁部４０ｂ、４１ｂにそして同し
対向間隔に限定されている。緊張要素の半径方向突出は
重なる配置のため壁部の自由端で寸法が定められ、重な
り面は対向係合のためそして係合による確定のため適当
する切込４２を有する。

この連結は緊張要素の回転により解除可能であり、その
ため壁部４０ｂ、４１ｂは例えばそれぞれ最大６１°の
間隔で配置され最大５９°の角度に相当する弧長を有す
る。

圧力片３２．３５はその外側接触面にそれぞれ調節穴３
４もしくは３６を具備する。

本発明による半導体素子において電極を持つ半導体本体
を本発明により具備する圧力接触は第５図と第６図の使
用例では同様に示されている。中心に配置された制御域
の接触にはばね材例えばば、ね鋼からなるワイヤ状制御
電流導線の第一部分は絶縁体２９（第６図参照）の管片
４４を通して案内される。管片と半導体タブレット３の
制御電極との間の第２部分は圧力片３２の凹部３３に延
び、圧力接触のためばね力を得るために板ばねの方式に
より湾曲状に形成されている。第３部分は制御電極の上
に配置するために設けられ接触金具（Ｋ。

ｎｔａｋｔｂｕｇｅｌ）として示され、自由端にフック
状又は耳状の湾曲部３８ａを有し、湾曲部の突出部に制
御電流導線軸線に垂直な面内で曲げられている。

したがって接触金具はこの軸線のまわりに回転可能に配
置され、湾曲部は金具の半導体タブレット上の摺動連動
のためのカム片を示す。

曲線片は少なくとも１つの半円の長さを持つ円弧形をも
つことができるか又は違った湾曲中心をもつ多くの部分
または大体例えば垂直に曲げられ延ばされ、閉じるよう
に曲げられた端部をもつ部分からなる。

接触金具３８ａの回転軸として制御電流導線３８の回転
により曲線片の補助により第２部分のばね力に抗して最
も小さい間隔をもつ初期位置から半導体タブレットに対
して最大間隔をもつ端部位置に動かされる、それにより
ばね力は約２０ＯＮ〜３０ＯＮの設けられる範囲の量に
高められる。

圧力片３２の凹部３３は接触金具３８ａの配置のため設
けられたモリブデンからなる接触板３Ｉの空所に適合さ
れている。

半導体タブレット上への所望の面付前件の載置のため接
触金具３８ａがその稼動準備位置の適当する位置で平坦
に形成される（３９）。

示された囲みにより単独の構造要素として差込可能な構
造がある。

本発明による半導体要素は同程度に有効に又冷却要素の
間に配置されることができ、冷却要素は同時に圧力片と
して作用し、適当に形成されている。そこで板状冷却要
素部分は板状突出部をもつことができ、該突出部はモリ
ブデンからなる半導体タブレットと限界する接触板が形
成される積重ね体が限界するように取付られてし・る。

本発明の対象の利点は、半導体タブレットと共に別の交
換可能性で接触すべき構造部分に、接触構造部、貯蔵部
、使用部に独立して半導体タブレットの安定した電気特
性の保証に、公知の装置に対して高い費用出費に、そし
て接触要素と冷却要素との一般的な最も簡単な組合せに
おける限定されない利用可能性に存在する。

【図面の簡単な説明】

第１図は基本的形状及びその構造部の立体配置の斜視部
分断面図、第２図は平面図、第３ａ図と第３ｂ図は構造
部の横断面図、第４図は構造部の別の形状の端部の正面
部分図、第５図と第６図は半導体要素の横断面もしくは
部分平面図で示された実施例での本発明の対象の利用を
示す図である。 ■・・・絶縁体　　　　２・・・凹部 ３・・・半導体タブレット １４、’２３．４３・・・凹部 ３８・・・制御電流導線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　半導体タブレット（３）と該半導体タブレッ
   トをリング状に囲む絶縁体（１）とを有することと、前
   記絶縁体の内周面がそれ自身閉じられほぼ半導体タブレ
   ット（３）の縁戚に適合する凹部（２；　１４　；　２
   ３　；　４３）を具備し、前記絶縁体が前記凹部に隣り
   あう部分の中で接触構造部を半導体タブレットの両側に
   同心状に配置するため適当に形成されていることと、半
   導体タブレット（３）の縁域が絶縁体（１）の凹部（２
   ；　１４　；　２３　；　４３）に埋め込まれ保持され
   ていることと、制御電極をもつ半導体タブレットにおい
   て制御電流導線（３８）が絶縁体（１）を通して案内さ
   れ、続いてばね体として回転可能でそして曲げられる端
   部が制御電極の圧力接触のために形成されていることと
   を特徴とする半導体素子。 （２）心出しリングとして設けられた絶縁体（１）が少
   な（とも２つのリング片（１０）からなることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の半導体素子。 （３）絶縁体（１）が３と同し又はそれ以−ヒの数ｎ個
   のリング片からなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の半導体素子。 （４）ｎリング片（１０）がｎ−１（ｌｌｉＩの曲り易
   （それぞれ外面に形成された突起（１０１）により連結
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載の半導体素子。 （５）半導体タブレット（３）の縁戚を収容するための
   凹部（２）が受動態化し安定化する物Ｗ（４）により充
   虜されることと、前記縁戚がこの物質に浸入することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体素子。 （６）受動態化し安定化する物質（４）としてシリコン
   の群、例えばシリコンゴムからなる物質が設けられ、該
   シリコンゴムは絶縁体（１）と半導体タブレフト（３）
   の材料に対して接着機能を有することを特徴とする特許
   請求の範囲第５項に記載の半導体素子。 （７）絶縁体（１）の外面にリング状隆起部（６ａ）を
   必要に応して具備する被覆（６）が電圧弧格安定性を高
   めるために取付けられていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の半導体素子。 （８）絶縁体が軸方向に互いに並べられた２個の部分リ
   ング（１１，１５）からなることと、部分リングの内部
   端面に凹部（１４）を−緒に形成するために適当する輪
   郭を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の半導体素子。 （９）絶縁体が付加的に半導体タブレット（３）の軸方
   向の調節のために設けられていることと、絶縁体の各部
   分リング（１１，１５）の内周面が段状に突出する突起
   （１２ａ、１５ａ）を有することと、各部分リングの突
   起により拡大される内部端面は、物質（４）を収容する
   ための凹部と、部分リングの連結のための外筒面の長い
   脚と、半導体タブレット（３）のクランプ状軸方向保持
   のための内周面の短い脚とを形成する輪郭を具備するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の半導体素
   子。 ＱＯ）　　各部分リング（１１）が軸方向に接合可能な
   ２個の部分リング部材（１２，１３）からなることと、
   予め与えられた構造高さのディスクセルケーシングの中
   に組込むため内部部分リング部（１２）のみが設けられ
   且つ適当に寸法法めされていることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項に記載の半導体素子。 （１１）各部分リング（１５）が予め定めたケーシング
   寸法をもつディスクセルケーシングに組込む際その構造
   高さを低減するため予定割目位置（１６）を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の半導体素子
   。 （１２）外部部分リング部（１３）の自由内縁が部分リ
   ング（１２）と半導体タブレット（３）に積重ねられた
   接触板との間のシール体を保持するためフランジ状突出
   部を有することを特徴とする特許請求の範囲第１０項に
   記載の半導体素子。 （１３）重なる端部を有する帯状心出し構造部（２２）
   が絶縁体として設けられ、該端部が係合によりその反対
   側を固定連結するために適当に形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体素子。 （１４）帯状心出し構造部（２２）の端部が夫々重なる
   内部部分（２２ｃ、２２ｄ）とこれとクランプを形成す
   る外部部分（２４，２６）とからなることと、反対側を
   掴むために設けられたクランプが反対方向に向いた切込
   み（２５，２７）による係合により固定されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１３項に記載の半導体素子。 （１５）絶縁体（１）が半導体タブレット（３）の縁域
   を収容するため凹部に隣接する面範囲に夫々周囲を閉じ
   る凹部（７）をシール体（１２）を収容するために有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導
   体素子。 （１６）絶縁体（１）がセラミックからなる特許請求の
   範囲第１２項〜第１５項のいずれか１つに記載の半導体
   素子。 （１７）絶縁体（１）が高温耐久性熱可塑材料の群の人
   造材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   〜第１６項のいずれか１つに記載の半導体素子。 （１８）絶縁体（１）の制御電流導線（３８）の貫通案
   内のために延びる管片（４４）が取付けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体素子。 （１９）制御電流導線（３８）のケーシング内部で絶縁
   体（１）に接続する部分が円弧状に板ばねの方式で形成
   されていることと、それに対する接続部に制御電流導線
   のケーシング内部側端部が半導体タブレット（３）の制
   御電極の直接接触のためフック状又は耳状の湾曲部を有
   し、そして湾曲部の突出部に制御電流導線軸線に対し垂
   直な面にこの軸線のまわりに回転可能に配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の半導体
   素子。 （２０）　　４曲端が半導体タブレット（３）の制御電
   極での摺動面に稼動準備位置での面状接触のため平坦（
   ３９）に形成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１９項に記載の半導体素子。 （２１）湾曲端（３８ａ）が円弧状に形成されているか
   又は違った湾曲中心点を有する多くの円弧部からなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１９項に記載の半導体
   素子。 （２２）湾曲Ｉｔｉ（３８ａ）が延びた部分と任意の円
   弧状の端部とからなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１９項に記載の半導体素子。