SE435771B - Skivformat halvledarelement som er tett omslutet av en plastmantel - Google Patents

Description

vsuzol1e4-s 10 15 20 25 36 35 40 - ---~-- --- » --- 2 .§_ ._,___ i, ___ __._._-___ . iinledningsvis beskrivna slaget på grund av de olika termiska utvidgningskoefficienterna hos de halvledarelementet kontakte- rande metallkropparna å ena sidan och den för halvledarelementets ommantling använda plasten å andra sidan, mekaniska spänningar, som leder till sprickbildning i plasten eller till att plasten ' lossnar från en i plast inbäddad metallremsa. En tillförlitlig vidhäftning av plasten vid metalldelarna kan inte anses säker- ställd speciellt om för ommantling av halvledarelementet används _ plastpressmassor, eftersom plastpressmassorna för god formsläpp- ning, dvs. den stelnande pressmassans formning icke förändrande uttagbarhet ur verktyget, (pressformen) innehåller formsläpp- ~ medel. Dessa formsläppmedel kan leda till att den för husets beständiga täthet erforderliga vidhäftningen mellan plastpress- massan och de ompressade metalliska husdelarna inte uppnås. _ Uppfinningen har därför fått till uppgift att utföra ett halv- ledarelement av det inledningsvis beskrivna slaget på sådant sätt, att man uppnår en tillförlitlig och säker förbindning mellan metalliska husdelar och plastpressmassan så att ett trycktätt men även oljetätt, halvledarelementet skyddande hus kan åstadkommas. i Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom att de ringformade plâtremsornas kantomrâden är vågformigt utförda samt att kant- områdenas ytor kemiskt uppruggats och försetts med en plastpul- verbeläggning. Plastpulverbeläggningen bildar på fördelaktigt sätt ett effektivt häftmedel mellan den ringformade plåtremsan a ena sidan och den halvledarkomponenten omslutande plastmanteln å andra sidan.

Enligt vidare utföringsformer av uppfinningen består plastpul- verskiktet av en pulverlack på basis av epoxy-, polyester- eller polyuretanhartser.

Dessa polymersystem uppvisar god adhesion på metalliska underlag.

Enligt uppfinningen kan vidare sintrade plastpulverskikt samt även elektrostatiska plastpulverskikt användas som är speciellt lämpliga, eftersom de kan appliceras jämnt och på enkelt sätt och vilka selektivt med hjälp av en maskering t.ex. av teflon, kan appliceras på metalliska underlag. 10 15 20 ät 30 35 40 7902014-5 3 i _ Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen har plast- pulverbeläggningen en tjocklek på 40-10011» Uppfinningen skall nu närmare förklaras i anslutning till ett på bifogade ritning återgivet utföringsexempel, som visar en slipbild av ett tyristorelement.

Ett dylikt tyristorelement är enligt ritningen sammansatt av ett skivformigt halvledarelement l, vilket-såsom tyristor är försedd med två på de båda skivytorna ll och l2 anordnade huvudelektroder l3 resp. 14 samt med en på ritningen icke återgiven, på huvudytan 12 anordnad styrelektrod. Vidare upp- visar den två cylindriska metallkroppar 2 och 3 av massiv koppar samt en isolerring 4. Tyristorelementet l befinner sig mellan metallkropparna 2 och 3 och har med huvudelektroden l3 ytkontakt med metallkroppen 2 och med huvudelektroden l4 ytkontakt 'med metallkroppen 3. Sålunda anordnade sammanhålles tyristorele- mentet och de båda isolerkropparna centrerade i isolerringen 4.

Isolerringen 4 består av plast, företrädesvis av mineraliskt eller glasfiberförstärkt epoxyharts, vars värmeformbeständighet efter härdning är så bra, att vid den för tyristorelementets ommantling använda plastens bearbetningstemperatur icke uppkommer någon deformering av isolerringea 4.

Metallkropparna 2 och 3 av koppar tjänstgör som strömavtagare.

På varje cylindrisk metallkropps mantelyta är genom hårdlödning fastsatt var sin ringformad plåtremsa 21 resp. 31, även de av koppar. Deras kantområden r2l resp. r3l, som skjuter radiellt utanför isolerringen 4 och är inbäddade i plastmanteln 5 är vågformigt utförda. Tyristorelementet är omgivet av en plastman- tel 5, vars dimensioner valts så, att de cylindriska metallkroppar- nas 2 och 3 ändsidor 22 och 32 på båda sidor skjuter utanför mantelns 5 ändsidor för att dessa ändsidor skall kunna kontak- teras. Såsom material för manteln 5 ifrågakommer härdbara hartser såsom t.ex. epoxyhartser. Vid tillverkning av dylika formdetaljer har formpressning (transfer-pressning) visat sig vara ett lämpligt bearbetningsförfarande.~ För tillverkning av en plastmantel enligt detta förfarande pla- ceras tyristorelementet i ett lämpligt dimensionerat verktyg. 7902014-5 l0 15 20 25 30 35 40 Därefter inpressas i en tryckkammare under värme och tryck plasticerad formmassa med en stämpel genom kanaler i det dess- förinnan slutna och under presstryck stående verktygets ihålig- het. Under plastens härdning upprätthålles trycket mot plåtrem- sornas 21 och 31 mot isolerringen 4 anliggande områden; fiärvid och hindrat genom ísolerringen 4 kan den plastiskt flytande plasten inte nå det mellan metallkropparna 2 och 3 befintliga halvledarelementet. När plasten härdats kan pressverktygets form- halvor säras och det ommantlade tyristorelementet tagas ur verk- tyget. För husets permanenta täthet är förutom den använda press~ massan även en tillförlitlig förbindning mellan den får manteln 5 använda formmassan och de i densamma inbäddade plåtremsorna 21 och 31 av stor betydelse. Pressmassorna har i detta avseende inga fördelaktiga förutsättningar, eftersom de innehåller till- satser sâsom formsläppmedel för att-underlätta detaljens uttag- ning ur verktyget. Dessa formsläppmedel har till uppgift att för- -hindra plastens vidhäftning vid metalliska delar dvs. verktyget.

Under användning av duroplastiska pressmassor för ommantling av ett halvledarelement, såsom beskrivits, âstadkommes ett permrnent tätt hus genom beläggning av plâtremsornas 21 respr Si kantom- råden r2l och r3l med plastpulver. Såsom beläggningsmaterial lämpar sig speciellt pulverlacker på basis av epoxy-, polyester- eller polyuretanhartser. För att förbättra denna plastbeläggnings vidhäftning mot metall uppruggas de husdelar, som skall beläggas först på kemisk väg. Det lilla röret 6, genom vilket föres en anslutningsledare till styrelektroden, förses i de områden, där det inbäddas i plastmanteln 5, också med en plastbeläggning r6.

Såsom material för plastmanteln 5 liksom för isolerringen 4 lämpar sig epoxyhartser med hög andel mineraliska fyllnadsämnen, vilkas termiska utvidgningskoefficient ligger så nära utvidgnings- koefficienten för metallkropparna 2 och 3 samt 21 och 3l som möjligt,för att i möjligaste mån undvika mekaniska spänningar mellan plast- och metalldelar vid temperaturförändringar.

Eftersom den termiska utvidgningskoefficienten för plaster kan variera kraftigt med temperaturen, är det fördelaktigt att använda formmassor, vilkas mjukningstemperatur efter fullständig härdning ligger betydligt högre än arbetstemperaturen, eftersom den termiska utvidgningskoefficienten kraftigt stiger inom mjukningstemperaturområdet. 'vx- .Mfi u... 10 ß ?9ko>2'o14-s Det har visat sig, att enligt uppfinningen utförda skivformade halvledarelement med plastmantel uppvisar en även efter termisk växelbelastning bestående täthet. Därigenom uppnås vid ett halvledarelement förbättrat fuktskydd, så att de även kan användas i miljöer med hög luftfuktighet. Eftersom inträngning av olja i husets inre tillförlitligt förhindras även vid termisk belastning, kan dylika komponenter t.o.m. användas i oljebad.

Utförda undersökningar har visat att dylika komponenter efter mer än 50 termiska belastningsväxlingar mellan -40°C och +l40°C fortfarande är helt fatal

Claims (4)

7992014-.5 6 Patentkrav ~~~~

1. Skivformat halvledarelement för hög effekt, som är tätt omslutet av en plastmantel och består av ett skivformat, vid de båda huvudsídorna med elektroder försett halvledarelement, med tvâ cylindriska, såsom strömanslutníngsorgan och för värmeavledning tjänstgörande, halvledarelementet vid huvud- elektroderna kontakterande metallkroppar, samt med en dessa metallkroppar och halvledarelementet omslutande, centrerande isolerring, vilken är infattad mellan två med sina innerkanter vid de båda metallkropparnas mantelyta fastsatta ringformade plåtransor, vilka vid sina kantområaen är inbäaaaae i aan genom omgjutning eller omsprutning under tryck tillverkade, det skivíormade halvledarelementet omslutande plastmanteln, k ä n - n e t e c k n a t därav, att de ringformade plâtremsornas (2l,3l) kantomrâden (r2l,r3l) är vågíormade samt att kantom- rådenas ytor kemiskt uppruggats och försetts med en plastpulver- beläggning (7).

2. Skivformat halvledarelement enligt krav l, k ä n n_e t e c k - n a t därav, att plastpulverbeläggningen (7) består av pulver- lack på basis av efioxy-, polyester- eller polyuretanhartser.

3. Skivformat halvledarelement enligt krav l, k ä n n e t e c k ~ n a t därav, att de ringformade plåtremsornas (2l,3l) kantom- råden (r21,r31) är försedda med en elektrostatisk pulverbelägg- ning (7) . _ '

4. Skivformat halvledarelement enligt krav l, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att plastpulverbeläggningen har en tjocklek av 40 - 100 pm. :_ . -flwg