NO159755B - Fremgangsmaate for bestemmelse av allergisk foelsomhet. - Google Patents

Description

Ensidig kjølt halvlederanordning.

Halvlederanordninger for store strøm-styrker omfatter vanligvis et halvledende system med en halvledende skive av silisium eller germanium som på begge sider er omgitt av støtteplater som er festet tii halvlederskiven ved lodding eller på tilsvarende måte og er av et materiale med omtrent samme varmeutvidelseskoeffisient som det halvledende materiale. I almin-nelighet består støtteplatene av molybden, wolfram, fernico eller en lignende jern-nikkel-kobolt- eller jern-nikkel-legering. Støtteplatene er som regel betydelig tyk-kere enn halvlederskiven. Ved kjente ut-førelser av denslags halvlederanordninger med énsidig kjøling er halvledersystemet ved den ene støtteplate anordnet på et fundament av et materiale med god varmeled-nlngsevne, f. eks. kobber, som er i kontakt med et kjøleelegeme, og ved den annen støtteplate ved hjelp av en spennanordning anordnet i trykkontakt med en strømav-tager; både halvledersystemet og strømav-tageren samt spennanordningen er anordnet i et hermetisk lukket hus som, for-uten det nevnte fundament, omfatter en over fundamentet og med dette sammen-føyet hette. Denne hette består av en nærmest fundamentet liggende metallisk del og en over det halvledende system liggende annen metallisk del samt av et mellom disse metalliske deler anordnet mellom-parti av isolerende materiale.

I henhold til oppfinnelsen er derimot Strømavtageren og spennanordningen an-

ordnet utenfor det hermetisk lukkede hus.

Oppfinnelsen angår således en énsidig kjølt halvlederanordning, f. eks. en transistor, tyristor eller krystalldiode for store strømstyrker, i hvilken et halvledende system som har overflater som står i hovedsaken vinkelrett på halvlederanordnin-gens strømretning, er hermetisk innesluttet i et hus bestående av et fundament som er anordnet i varmeledende kontakt med et kjølelegeme eller selv tjener som kjøle-legeme for det halvledende system, hvilket fundament er av et metallisk materiale, og en over fundamentet anordnet og med dette sammenføyet beskyttelseshette med en metallisk del nærmest fundamentet og en annen metallisk del over det halvledende system, samt med en mellomdel av isolerende materiale som ligger mellom og isolerer de metalliske deler innbyrdes, og i hvilken halvlederanordning en strømav-tager er anordnet i trykkontakt med det halvledende system ved hjelp av en spennanordning. Det særegne ved halvlederanordningen i henhold til oppfinnelsen er at strømavtageren og spennanordningen er anordnet i en på hettens utside anordnet trykkfast kappe med spennanordningen innspent mellom strømavtageren og kappen og sistnevnte elektrisk isolert fra strømavtageren. Kappen er fortrinnsvis festet til fundamentet eller kjølelegemet.

En viktig fordel ved halvlederanordningen ifølge oppfinnelsen er at innkaps-lingen av halvledersystemet i det hermetisk lukkede hus kan skje i en prosess som er adskilt fra montering av strømavtager og spennanordning, hvorved de store krav til opprettholdelse av en høyeste grad av ren-het ved denne ømtålelige prosess lettere kunne imøtekommes. Monteringen av strømavtager og spennanordning kan efter avslutning av den nevnte ømtålelige prosess utføres under opprettholdelse av nor-mal verkstedrenhet. En annen viktig fordel er at reparasjoner og utskiftning av deler i høy grad lettes. Eksempelvis kan en utskiftning av en skadet strømavtager eller spennanordning skje uten at hele halvlederanordningen behøves å erstattes eller at et hermetisk lukket hus behøver å åpnes og igjen lukkes. På samme måte kan et skadet halvledersystem skiftes ut ved at bare dette og dets omgivende hermetisk lukkede hus erstattes uten at en sådan utskiftning berører strømavtager og spennanordning.

Med uttrykket store strømstyrker me-nes sådanne av størrelsesordenen 10 A og derover.

Halvledersystemet kan bestå av en halvlederskive av f. eks. silisium eller germanium, som på den ene eller begge sider er forsynt med tynne metallag som f. eks. er påført ved pådampning eller katode-forstøvning eller på elektrolytisk vei. Me-tallagene kan påføres i forbindelse med dopingen av halvlederskiven eller senere under en sæskilt prosess. Som eksempel på metaller i lagene kan nevnes gull, sølv, kobber, aluminium, nikkel, bly og legerin-ger inneholdende et av disse metaller. Halvledersystemet kan blant annet også bestå av en halvlederskive som på sin ene eller begge sider er forsynt med støtte-plater av molybden, wolfram, fernico eller et annet materiale med omtrent samme varmeutvidelseskoeffisient som halvlederskiven. Sådanne støtteplater kan være festet til halvlederskiven på konvensjonell måte. Det er også mulig helt å sløyfe metallag og støtteplater på halvlederskivens sider, således at hele halvledersystemet bare utgjøres av halvlederskiven. I dette tilfelle er det hensiktsmessig å anvende halvlederskiver med høydopede overflate-lag.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved beskrivelse av et antall utførelsesek-sempler under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 utgjør et snitt av en halvlederanordning ifølge oppfinnelsen i dens strømretning, fig. 2 samme sett ovenfra, fig. 3 et lignende snitt av en annen halvlederanordning ifølge oppfinnelsen og fig.

4 samme sett ovenfra.

De på tegningen viste dioder er bestemt for en strømstyrke på f. eks. 150 A. En rund silisiumskive 10 av P-N-N +-typen er på undersiden ved hjelp av et ikke vist alu-miniumla'g fastloddet til en støtteplate 11 av molybden eller et annet materiale med omtrent samme varmeutvidelseskoeffisient som silisium, og,på oversiden forsynt med en legert gull-antimon-kontakt i form av et lag 12. Det av elementene 10, 11 og 12 bestående halvledersystemet er hermetisk innesluttet i et hus som omfatter et fundament 13 av f. eks. kobber, aluminium, silisium eller annet metall med god varme-ledningsevne, og en hette bestående av de sirkulære deler 14, 15 og 16, av hvilke 14 og 16 f. eks. kan være av kobber, molybden, wolfram, en jern-nikkel- eller jern-nikkel-koboltlegering, og delen 15 f. eks. av keramikk eller porselen. Ved montasjen av huset festes først delene 14 og 16 til ringen 15, såsom ved hardlodding med sølvlodd. Den derved oppnådde hette bestående av delene 14, 15 og 16 anbringes derpå på fundamentet 13 med halvledersystemet på forhånd anordnet på plass, hvorefter huset lukkes hermetisk ved delens 14 periferi. Hvis tilslutningen skjer ved kaldpressvei-sing må delene 13 og 14 selvsagt bestå av et materiale som kan kaldpressveises, f. eks. kobber. Hvis tilslutningen f. eks. skjer ved lodding, kan delene bestå av et hvilket som helst av de ovenfor angitte materialer. Mot utsiden av hetten i den sylindriske inn-buktning 17 ligger strømavtageren 18 an; den presses mot hetten av fjærskivene 19 som over et sylindrisk legeme 20 av isolerende materiale, f. eks. keramikk, støttes av den som mothold tjenende kappe 21 i form av en koppet presshette, f. eks. av 'stål. Som det fremgår av fig. 2 fastholdes kappen 21 og fundamentet 13 til kjøle-legemet 22 med skruer 23. Strømavtageren er forbundet med tilslutningslederen 24 som er isolert fra kappen 21 som den er ført gjennom, ved hjelp av en isolerende hylse 25, f. eks. av glassfiberbånd. I det på fig. 1 viste tilfelle tilveiebringes trykkontakten mellom halvledersystemet og strømavta-geren ved at den av fjærskivene 19 bestående spennanordning spennes ved at kapselen 21 fastmonteres til kjølelegemet.

Ved anordningen ifølge fig. 3 og 4, hvor betegnelsene fra fig. 1 og 2 er bibe-holdt for de i de to anordninger tilsvarende deler, tilveiebringes trykkontakten mellom halvledersystemet og strømavtageren efter at kappen 21 er fastmontert til kjølelege-met 22. Dette skjer ved hjelp av en spennskrue 21a som utgjør en del av kappen 21.

Det åpenbart at fundamentet 13 og kappen 21 kan festes til kjølelegemet hver

for seg med egne skrueforbindelser, f. eks.

med kappens utenfor fundamentets og

ikke med samme som vist på tegningen,

Det er likeledes åpenbart at fundamentet

kan utformes som en del av kjølelegemet,

dvs. delene 13 og 22 kan bestå av et eneste

sammenhengende legeme, idet fundamentet ikke bare tjener som underlag for halvledersystemet, men også som kjølelegeme.

Meliomdelen 15 av isolerende materiale, som på tegningen består av en eneste ring av keramisk materiale eller porselen, kan i henhold til oppfinnelsen bestå av f. eks. to eller flere på hinannen an-ordnende like ringer eller andre deler. Sær-lig hvis halvlederanordningen består av en tyristor eller transistor, kan det være hensiktsmessig å utforme meliomdelen på denne måte. Da kan nemlig de nødvendige ut-tak for styreledere i en tyristor henholds-vis for tilførselsledere til basisuttaket i en

transistor anordnes ringformet mellom to

på hinannen anordnede ringer av den på

tegningen viste art. Også i det tilfelle at

meliomdelen ifølge figurene bare omfatter

én ring, kan de nødvendige tilførselsle-dere, hvis halvlederanordningen består av

en tyristor eller transistor, anordnes gjennom hull anordnet i meliomdelen til dette

formål.

Claims (2)

1. Énsidig kjølt halvlederanordning, f. eks. en transistor, tyristor eller krystalldiode, for store strømstyrker, i hvilken et halvledende system som har overflater som står i hovedsaken vinkelrett på halvleder-anordningens strømretning, er hermetisk innesluttet i et hus bestående av et fundament (13) som er anordnet i varmeledende kontakt med et kjølelegeme (22) eller selv tjener som kjølelegeme for det halvledende system (10, 11, 12), hvilket fundament (13) er av et metallisk materiale, og en over fundamentet anordnet og med dette sam-menføyet beskyttelseshette med en metallisk del (14) nærmest fundamentet (13) og en annen metallisk del (16) over det halvledende system, samt med en mellomdel (15) av isolerende materiale som ligger mellom og isolerer de metalliske deler (14, 16) innbyrdes, og i hvilken halvlederanordning en strømavtager (18) er anordnet i trykkontakt med det halvledende system (10, 11, 12) ved hjelp av en spennanordning (19, 20), karakterisertvedat strøm-avtageren (18) og spennanordningen (19, 20) er anordnet i en på hettens (14, 15, 16) utside anordnet trykkfast kappe (21) med spennanordningen innspent mellom strøm-avtageren (18) og kappen, og sistnevnte elektrisk isolert fra strømavtageren.

2. Anordning i henhold til påstand 1, karakterisert ved at det halvledende system (10, 11, 12) er anordnet direkte på fundamentet (13), at den trykkfaste kappe (21) har en periferisk del som ligger an mot og er festet til fundamentet (13) eller til den nærliggende del av kjølelege-met (22), og at den trykkfaste kappe (21) er utformet med en over det halvledende system (10, 11, 12) anordnet spennskrue (21a) som utgjør i det minste en del av den spennanordning (19, 20), med hvilken strømavtageren (18) trykkes mot det halvledende system.