SE429802B - Halvledaranordning innefattande en tetande ringformad kropp av en sulfonpolymer eller av polyfenylensulfid - Google Patents

Description

a 10 15 20 25 30 35 7901535-0 2 delar i dosan. Trots att faekmän är medvetna om dessa nackdelar har man pâ grund av den tillförlitliga inneslutningen, som uppnås, fortsatt att använda dosor av dessa. material och inte övergått till att använda slqvddshöljen i vilka delar av plast ingår, trots att mâng. utföranden av sådana skydds- höljen föreslagits.

Enligt ett sådant föreslaget utförande inneslutes halvledarsystemet mellan två. cylindriska anslutningskroppar, vardera anliggande med en ändyta. mot en sida pâ halvledarsystemet, medelst en 'krympslaug av polymematerial, som 1 oki-mp: :instans :om över ae bada cynnansn msiutningsnoppsrna och därefter uppvärmes till en temperatur som är erforderlig för att slangen skall krympa och anligga. mot anslutningskropparna. Den inneslutning som kan åstad- kommas med en lcrympslang har i praktiken visat sig vara helt otillfredsställ- ande. 'Lätning med ringar av gummi mellan metalliska eller keramiska delar har också. visat sig ge helt otillfredsställande resultat under driftsförhåll- anden; Enligt den föreliggande uppfinningen däremot har det med användning av delar av polymermaterial visat sig möjligt att åstadkomna en högvakuinntät inne- slutning, som är tillförlitlig även vid lång tids drift under mycket varie- rande temperaturbetingelser, såsom temperaturer av mellan -40°C och 170°C.

Den föreliggande uppfinningen avser en halvledarenordning, i vilken en halvledarskiva är anordnad mellan två metalliska anslutningskroppar för elektrisk ström, vilka har åtminstone i huvudsak. .oy-lindriska. delar- mot vilka en ringfomad kropp av polymermaterial anligger~oeh~tillsammans med anslutningskropparna bildar ett skyddande hölje omkring halvledarskivan, känneteoknad därav, att kroppen av- polymermaterial består av en ring av en sulfonpolymer eller av polyfenylenmilfid, -att de cylindriska delarna är för- sedda med utskjutande runt om gående och mot ringen anliggande partier eller ringen försedd med utskjutande runt om gående och mot de cylindriska delarna anliggande partier samt att ringen är förspänd på. de cylindriska delarna så. att yttrycket mellan mot varandra anliggande partier av-ringen och av de cy- lindriska delarna uppgår till minst 10 N/mm2 genom att mot de cylindriska delarna anliggande partier av ringen i obelastat tillstånd har mindre diame- ter än däremot anliggande partier av de cylindriska delarna.

Genom användning av nämnda utskjutande partier i förening med det koncentre- rade höge- y-ttrycket inträder vid användning av de specificerade polymereina en viss plastisk flytning hos materialet i ringen. Härigenom säkerställas att täta fogar åstadkommes mellan ring och cylindriska delar. 10 15 20 25 50 7901535-0 Förspäzmingen kan åstadkommas genom att ringens utvidgning vid uppvärmning respektive sammandragling vid avsvalning utnyttjas. Sedan ringen i uppvärmt tillstånd, då den har större diameter än de cylindriska. anslutningslcroppanxa, förts över dessa kïroppar, bringas den att avsvalna. Därvid åstadkommas inte bara en förspänning av ringen mot lcropparna i radiell riktning utan även en sammandragning av de cylindriska hoppar-na i axiell riktning. En sådan sammandragning är fördelaktig, om anslutningskroppazna gör kontakt med halv- ledarsystemet enbart genom tryck. Därigenom åstadkommas nämligen att halv- ledarsystemet fixeras i läge mellan anslutningslcroppazna.. Den sistnämnda fördelen uppnås inte om ringen utan uppvärmning skjutas på anslutninge- kropparna i axiell riktning, men en sådan appliceringsmetod är ändå. använd- bar eftersom den ger en tillförlitlig inneslutning.

Såsom framgår av det tidigare består ringen av en sulfonpolymer eller av polyfenylensulfid. Som exempel på sulfonpolymerer kan nänmas polysulfon, polyetersulfon och polyfenylensulfon. Speciellt fóredrages polyetersulfon.

Polymermaterialet i ringen kan vara försett med glasfiber i en halt av 0-50, företrädesvis 5-25, procent av samenlagda vikten av polymermaterial och glasfiber. Glasfibern har lämpligen en längd av O,2-2 mm. Inblandning av glasfiber ökar ringens formstabilitet vid lângtidsdrift.

Ringen förses företrädesvis med rillor på utsidan för att öka krypsträckan.

Uppfinningar är särskilt ägnad att koma till användning i halvledaranord- ningar för stora strömstyrkor, såsom strömstyrkor av 50 ampere och däröver.

Uppfinningar; skall förklaras närmare genom 'beskrivning av ett utföringsexem- pel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken figurerna 1 och 2 visar två. utföringsformer av en halvledaranordning enligt uppfinningen i form av en tyristor i ett snitt i halvledaranordningens strömriktning.

Anordníngen enligt figur 1 har en rund kiselskiva 10 av p-n-p-n-typ. Kisel- skivan har i sin perifera del ett överdrag 11 av silikongunnni. Mot kiselski- van anligger på undersidan en flat skål 12 av silver, i vilken en lös molyb- denplatta 13 är placerad. En anslutningslcropp 14 av koppar anligger mot molyb- denplattan 15. Mot kiselskivans översida anligger på analogt sätt en flat skål 15 av silver, i vilken en lös molybdenplatta 16 är placerad. En anslut- ningslnropp 17 av koppar anligger mot molybdenplattan 16. Silverskålen 15 och molybdenplattan 16 är försedda med hål 18 respektive 19 och anslutninga- kroppen 17 med en central urtagning 20 och ett genomgående hål 21 för en styrelektrod 22. Styrelektroden är hermetiskt tätt ingjuten i en plugg 23 10 15 20 25 50 7901535-0 4 av samma material som i den senare beskrivna ringen 24. Pluggen utvändigt försedd med rillor 25 som ger hemetisk tätning mot hålet 21, då styr- elektrod med plugg, så att den blir förspänd med ett tryck av minst 10 N/mm2, tryckas in i hålet 21. Ealvledarsystemet inneslutes hermetiskt mellan anslut- ningskropparna med en ring 24 av polyetersulfon innehållande 20 viktprocent glasfiber (t ex Victrex 420 från ICI, Elngland). Ringen, som har en minsta gods-tjocklek i radiell led av 4 mm och en innerdiameter av 24,6 mm i obelas- tat tillstånd vid rumstemperatur, är formpressad vid en temperatur av 350°C och är försedd med rillor 26 på utsidan. Azzslutningskropparna har cylind- riska delar 14a och 17a. Dessa är försedda med rillor 27 respektive 28, vilka längst ut (i radiell riktning) har en diameter av 24,8 mm. Då ringen 24 anbringas på anslutningskropparxzas cylindriska delar värmas den upp till en temperatur av omkring 125°C. Dess innerdiameter, som före uppvärmningen såsom framgår ovan är omkring 1 7: mindre än ytterdiametern på. rillorna 26 och 27, blir då. tillräckligt stor för att ringen skall kunna placeras så. att den omsluter anslutningskmppazna. Sedan ringen fått svalna blir den imder kraftig förspänning förankrad vid anslutningskropparna såsom figuren visar. Halvledarsystemet blir därvid hennetiskt inneslutet.

Anordningen enligt figur 2 skiljer sig från anordningen enligt figur 1 endast därigenom att ringen 24 är försedd med rillor 29 och 50 och att de cylindriska delarna 142. och 17a saknar rillor.

På. anslutningskropparna anordnas nomalt kyllcz-oppar. Dessa är av konventio- nellt slag och visas inte i figuren. Genom att kylkropparna hålles pressade mot varandra, hållas anslutningskropparna pressade mot halvledarsystemet och ger erforderlig kontakt mellan halvledarsystemets delar och mellan halv- ledarsystemet och anslutningskropparna.

I det fall halvledaranordningen består av en diod har den givetvis ingen styrelektrod. I det fallet finns det ingen urtagning 20 och inget hål 21 i ' anslutningslccoppen 17 och inga hål 18 repektive 19 i silverskålen 15 respek- tive molybdenplattan 16 .

Claims (2)

1. 7901535 - 0 N11 PATENTKBAV 1. Halvledaranordxxing, i vilken en halvledarskiva (10) är anordnad mellan två metalliska anslutningslcroppar (14, 17) för elektrisk ström, vilka. har åtminstone i huvudsak cylindriska delar (14a, 17a) mot vilka en ringformad kropp av polymermaterial anligger och tillsammans med anslutningslca-opparna bildar ett skyddande hölje omkring halvledarskivan (10), k ä n n e t e c k - n a d därav, att kroppen av polymermaterial består av en ring (24) av en sulfonpolymer eller av polyfenylensulfid, att de cylindriska. delarna. är för- sedda med utskjutande runt om gående och mot ringen anliggande partier (27, 28) eller ringen invändigt är försedd med utskjutande runt om gående och, mot de cylindriska delarna anliggande partier (29, 50) samt att ringen är för- spänd på de cylindriska delarna så att yttrycket mellan mot varandra anliggande partier av ringen och de cylindriska delarna uppgår till minst 10 N/mmz genom att mot de cylindriska delarna anliggande partier av ringen i obelastat till- stånd har mindre diameter än däremot anliggande partier av de cylidriska. delarna.

2. Halvledaranordning enligt patentkrav 1 k ä. n n e t e c k - n a. a därav, m: ringen (24) är krympt på de cylindrar; delarna. (ma, wa) av anslutningskropparna (14, 17) genom vämeutvidgrzing och efterföljande avsvalning. 5, Halvledaranordning enligt något av patentkraven 1- 2 k ä n n e t e o k - n a d därav, att ringen (24) är skjuten på. de cylindriska delarna (14, 17) i axiell led. 4- Halvledaranordning enligt något av patentki-aven 1-3, k 'a'. n n e t e c k - n e. d därav, att ringen (24) består av polyetersulfon. 5. Halvledarazzordning enligt något av patentkraven 1-4, k ä. n n e t e c k - n a d därav, att ringen (24) är armerad med glasfiber.