DE1271263B

DE1271263B - Anordnung mit einem als Kuehlkoerper dienenden Montageteil fuer Halbleiterbauelemente

Info

Publication number: DE1271263B
Application number: DE19571271263
Authority: DE
Inventors: Heinz Martin
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1957-03-29
Filing date: 1957-03-29
Publication date: 1968-06-27

Description

Anordnung mit einem als Kühlkörper dienenden Montageteil für Halbleiterbauelemente Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem plattenförmigen, als Kühlkörper und Stromzuführung dienenden Montageteil, welcher ein zylindrisches, einen Halbleiterkörper mit pn-Übergang tragendes und ihn einschließendes Gehäuse aus Metall aufnimmt, das mechanisch, thermisch und elektrisch mit dem Montageteil verbunden ist.
Bei bekannten Anordnungen dieser Art, bei denen also der Montageteil den Halbleiterkörper trägt und zugleich als Stromzuführung dient, hat man das Gehäuse des Halbleiterbauelementes durch Schrauben, Nieten oder Löten mit dem Montageteil verbunden.
Demgegenüber bringt die Erfindung eine wesentliche Vereinfachung. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Montageteil einen Durchbruch in Form eines hülsenförmigen, zylindrischen Teiles aufweist, in dem das Gehäuse mit seiner Mantelfläche kraftschlüssig festsitzt.
Die Erfindung beruht auf der überraschenden, durch Versuche gewonnenen Erkenntnis, daß sich eine mechanisch, thermisch und elektrisch stabile und dauerhafte Verbindung zwischen dem Gehäuse eines Halbleiterbauelementes und einem Montageteil auch auf diesem sehr einfachen Wege herstellen läßt.
Es ist zwar bekannt, auf das Gehäuse von Halbleiterbauelementen Kühlkörper aufzustecken, um dadurch die Kühlung zu verbessern. So hat man beispielsweise Kühlbleche mit einem zylindrischen Durchbruch und in diesen hineinragenden, federnden Fahnen versehen, die nach dem Aufstecken auf das Gehäuse für eine kraftschlüssige Verbindung sorgen.
In diesen bekannten Fällen ist jedoch die Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Kühlkörper nur mangelhaft, da der Kühlkörper im wesentlichen nur an zahlreichen Punkten auf dem Gehäuse anliegt. Dennoch ist diese Bauform in den bekannten Fällen brauchbar, weil der Übergang zwischen Kühlkörper und Gehäuse im wesentlichen nur einen einigermaßen ausreichenden Wärmeübergang gewährleisten muß; mechanisch und elektrisch wird der Übergang dagegen fast gar nicht beansprucht, weil die Kühlkörper von dem Halbleiterbauelement getragen werden und nicht umgekehrt. Außerdem werden die Kühlkörper dort nicht für die Stromzuführung ausgenutzt.
Eine beispielsweise Anordnung für die Anwendung der Erfindung veranschaulichen die teilweise im Schnitt wiedergegebenen Figuren der Zeichnung in drei einander entsprechenden Rissen.
1 bezeichnet das metallische Gehäuse bzw. die Fassung der Gleichrichteranordnung, welches unmittelbar den einen elektrischen Anschlußpol der nicht besonders dargestellten, von dem Gehäuse eingeschlossenen Gleichrichteranordnung bildet. Am oberen Ende dieses Gehäuses tritt durch eine Durchführung 2 aus Isoliermaterial, z. B. eine Glasverschmelzung, der andere Anschlußleiter 3 der Gleichrichteranordnung heraus. Das Gehäuse 1 weist eine zylindrische Mantelfläche 1 a auf. Auf diese zylindrische Mantelfläche sind Kühlkörper 4 bis 6 aufgeschoben, von denen jeder einen hülsenförmigen Teil 4 a bzw. 5 a bzw. 6 a aufweist, der mit seiner inneren Mantelfläche auf der äußeren Mantelfläche la des Gehäuses aufliegt. Diese Berührungsfläche zwischen der Oberfläche 1a des Gehäuses l und je einem der Hülsenkörper 4a bis 6a bildet den übergangsquerschnitt, über welchen die von dem Gehäuse 1 von dem von ihm umschlossenen Gleichrichterelement übernommene Verlustwärme an die Kühlfahnen 4 bis 6 abgegeben wird. Während die Kühlkörper 4 und 5, bezogen auf die Längsachse des Kühlkörpers, einseitig nur einen L-förmigen Querschnitt besitzen, weist der Kühlkörper 6 einen S-förmigen Querschnitt auf. Mit demjenigen Teil, welcher sich parallel zur Längsachse des Gehäuses l erstreckt und sich an den radial von dem Hülsenteil 6a ausladenden Teil anschließt, bildet dieser Körper 6 zwei Kühlfahnen 6b. Diese bilden zusammen mit einem weiteren Stück 6 c dieses parallel zur Längsachse sich erstreckenden Teiles eine T-Form. Mittels dieser beiden Teile 6c kann der Kühlkörper 6 in Aussparungen einer Grundplatte 7 eingeführt werden, bis die Kanten 6 b' der Fahnenteile 6 b sich gegen diese Grundplatte legen, wonach dann der aus den Schlitzen hervortretende Teil der Lappen 6c um seine Längsachse verdreht werden kann, wie es z. B. in den F i g. 1 und 3 angedeutet ist, zur Bildung einer mechanischen Schränkverbindung zwischen der Gleichrichteranordnung und der Grundplatte 7. In dem Lappen 6 c ist eine Bohrung 6 d für die Vornahme eines elektrischen Anschlusses vorgesehen.
Wie sich aus der zeichnerischen Darstellung ergibt, bilden die Kühlfahnenteile des Teiles 6 zusammen mit der Platte 7, an welcher die Gleichrichteranordnung befestigt wird, erfindungsgemäß gleichzeitig ein Schutzgehäuse für den mechanisch empfindlicheren Teil der Gleichrichteranordnung, nämlich dasjenige Ende des Gehäuses, an welchem durch die isolierte Durchführung, die z. B. eine Glasverschmelzung sein kann, der zweite Anschlußleiter 3 der Gleichrichteranordnung heraustritt.
Die Hülsenteile der einzelnen Kühlfahnenkörper können entweder lediglich mit Passung auf die Oberfläche la des Gehäuses 1 aufgeschoben sein. Sie können aber auch aufgeschrumpft sein oder gegebenenfalls nach dem Aufbringen mit der Mantelfläche des Gehäusekörpers 1 verlötet werden, gegebenenfalls durch einen Tauchprozeß. Hierbei muß dann sinngemäß darauf Rücksicht genommen werden, daß keine Schäden für die Inneneinrichtung entstehen können, falls an dieser Lötverbindungen vorhanden sind. Das läßt sich aber leicht durch Wahl eines Lotes entsprechend niedrigen Schmelzpunktes erreichen.
Wie aus der Darstellung zu entnehmen ist, kann die Kühleinrichtung auf einfache Weise verschieden gestaltet werden an dem einzelnen Gleichrichterelement, indem an ihm entweder eine oder mehrere Kühlfahnenkörper oder/und gleichzeitig solche von verschiedener Form bzw. Kühlwirkung angeordnet werden.
Die Hülsenteile können ebenfalls mit Längsschlitzen ausgestattet sein, so daß sich ein Sitz der Hülsen mit federnder Klemmwirkung auf der Mantelfläche des Gehäuses der Gleichrichteranordnung ergibt.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung mit einem plattenförmigen, als Kühlkörper und Stromzuführung dienenden Montageteil, welcher ein zylindrisches, einen Halbleiterkörper mit pn-Übergang tragendes und ihn einschließendes Gehäuse aus Metall aufnimmt, das mechanisch, thermisch und elektrisch mit dem Montageteil verbunden ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Montageteil (6) einen Durchbruch in Form eines hülsenförmigen, zylindrischen Teiles (6a) aufweist, in dem das Gehäuse (1) mit seiner Mantelfläche (1 a) kraftschlüssig festsitzt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageteil (6) zu beiden Seiten des Gehäuses (1) abgewinkelte Fahnenteile (6 b) aufweist, die sich parallel zu dem zwischen ihnen liegenden Anschlußleiter (3) erstrecken, der isoliert durch das Gehäuse (1) geführt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahnenteile (6b) mit Schränklappen (6c) versehen sind.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kühlblech (4, 5) mit einem Durchbruch in Form eines hülsenförnügen, zylindrischen Teiles (4a, 5a) vorgesehen ist, das auf der Mantelfläche des Gehäuses (1) kraftschlüssig festsitzt. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 219 294; französische Patentschrift Nr. 1134 695; britische Patentschrift Nr. 555 323;