CH526857A - Halbleitereinheit und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Description

  Halbleitereinheit und Verfahren zur Herstellung derselben    Es sind bereits Halbleitereinheiten mit einem scheiben  förmigen Halbleiterelement, welches zwischen zwei gleich  zeitig zur Stromzufuhr dienenden Kühlkörpern eingespannt  ist, bekannt, wobei jedoch bei allen diesen Halbleitereinhei  ten die für einen einwandfreien Stromübergang notwendige  Spannkraft über das Anzugsdrehmoment der Spannbolzen  eingestellt wird.  



  Das Anzugsdrehmoment ist jedoch von zahlreichen,  nicht genau bestimmbaren Faktoren abhängig, so dass eine  präzise Einstellung der Spannkraft äusserst schwierig und  nachträglich kaum messbar ist.  



  Es ist ferner eine Halbleitereinheit bekannt, bei der die  ser Nachteil durch fest eingestellte Federwege vermieden  werden soll. Diese Halbleitereinheit weist jedoch den Nach  teil auf, dass bei der Montage der Einzelteile ein höchst un  erwünschtes Drehmoment auf das Halbleiterelement ausge  übt wird.  



  Gegenstand des Patentanspruchs I des Hauptpatentes ist  eine Halbleitereinheit mit einem oder mehreren Halbleiter  elementen, welche zwischen Druckkörpern eingespannt sind,  bei welcher Halbleitereinheit das einzelne Halbleiterelement  an seinen einander gegenüberliegenden Seitenflächen an je  einem Druckkörper anliegt und mindestens zwei parallel  zueinander und senkrecht zur Scheibenebene des Halbleiter  elementes verlaufende Spannbolzen vorgesehen sind, die an  ihrem einen Ende über ein Joch miteinander verbunden sind,  wobei das Joch über federnde Mittel am benachbarten  Druckkörper abgestützt ist, und mit dem Joch zusammen  wirkende, mit dem diesem benachbarten Druckkörper ver  bundene Anschlagmittel vorgesehen sind,

   die im kalten Zu  stand der Halbleitereinheit einen bestimmten Abstand von  einer gegen den Druckkörper zugewandten Anschlagfläche  des Joches aufweisen.  



  Es wurde nun gefunden, dass man die Herstellung einer  solchen Halbleitereinheit stark vereinfachen kann, wenn     ge-          mäss    der vorliegenden Erfindung zwischen den federnden  Mitteln und dem dem Joch benachbarten Druckkörper ein  senkrecht zur Scheibenebene des Halbleiterelementes und  entgegen der Federkraft der federnden Mittel verschiebbar  geführter und mit den Anschlagmitteln versehener Zwischen  teil angeordnet ist, wobei der letztere mit einem parallel zu    seiner Verschieberichtung verlaufenden Gewinde und das  Joch mit einer zu diesem Gewinde konzentrisch angeordne  ten Bohrung zur Einführung einer in den Zwischenteil einzu  schraubenden und am Joch abzustützenden Spannschraube  versehen ist.  



  Dabei ist es zweckmässig, wenn mindestens einer der  Druckkörper als Kühlkörper ausgebildet ist.  



  Es kann ferner vorteilhaft sein, wenn zwischen der Aufla  gefläche mindestens einer     Spannbolzenmutter    bzw. des       Spannbolzenkopfes    jedes Spannbolzens und der mit dem  Joch undloder dem zweiten Druckkörper verbundenen Auf  lagefläche mindestens eine derart bemessene Tellerfeder an  geordnet ist, dass im normalen Betriebszustand der Halb  leitereinheit ihr Federspiel gleich Null und bei der Montage,  wenn das Joch an den Anschlagmitteln anliegt, gleich dem  im kalten Zustand der betriebsfertigen Einheit gewünschten  Abstand zwischen den Anschlagmitteln und der zugeordne  ten Anschlagfläche des Joches ist.  



  Die vorliegende Zusatzerfindung betrifft ferner ein Ver  fahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Halbleiter  einheit, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man zwi  schen dem mit Anschlagmitteln versehenen Zwischenteil  und dem Joch die federnden Mittel anordnet, darauf den Zwi  schenteil entgegen der Federkraft der letzteren mittels einer  über einen Anschlag am Joch anliegenden und durch die im  letzteren sich befindende Bohrung in das im Zwischenteil  sich befindende Gewinde erstreckenden Spannschraube bis  zur Anlage der Anschlagmittel am Joch verschiebt, dann  diese Einheit mit dem Halbleiterelement und dem zweiten  Druckkörper zu einer zweiten Einheit zusammenstellt, das  Joch mittels der Spannbolzen mit dem zweiten Druckkörper  verbindet und die Anschlagflächen der     Spannbolzenmuttern     bzw.

   des     Spannbolzenkopfes    jedes Spannbolzens auf einen  solchen Abstand bringt, dass sich die an den Anschlagmit  teln anliegende Anschlagfläche des Joches nach Entfernung  der Spannschraube unter dem Einfluss der Federkraft der  federnden Mittel um den gewünschten Abstand von den An  schlagmitteln entfernt.  



  Dabei ist es zweckmässig, wenn man zwischen dem mit  Anschlagmitteln versehenen Zwischenteil und dem Joch die  federnden Mittel anordnet, darauf mittels einer in den Zwi-           schenteil    eingeschraubten und am Joch sich abstützenden  Spannschraube den Zwischenteil entgegen der Federkraft  der federnden Mittel bis zur Anlage der Anschlagmittel am  Joch gegen das letztere zu zieht, dann diese Einheit mit dem  Halbleiterelement und dem zweiten Druckkörper zu einer  zweiten Einheit zusammenstellt, dann je mindestens eine Tel  lerfeder, deren Federweg dem im kalten Zustand der be  triebsfertigen Halbleitereinheit gewünschten Abstand zwi  schen den Anschlagmitteln und der zugeordneten Anschlag  fläche des Joches entspricht, auf den Spannbolzen anordnet,

    die mit je einer Tellerfeder versehenen Spannbolzen durch  den zu verspannenden zweiten     Druckkörper    hindurch     spiel-          frei    so mit dem Joch verbindet, dass die     Spannbolzenköpfe       bzw.     Spannbolzenmuttern    ohne Krafteinwirkung auf die Tel  lerfedern und somit ohne Verformung derselben direkt oder  indirekt am zweiten     Druckkörper    anliegen, und dann die  Spannschraube löst.  



  Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung  beispielsweise erläutert.  



  Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist die in Figur 1  dargestellte Halbleitereinheit ein scheibenförmiges Halbleiter       element    1 auf, welches zwischen zwei gleichzeitig der  Stromzufuhr dienenden Kühlkörpern 2 und 3 eingespannt ist.  



  Das Halbleiterelement 1 liegt an seinen einander gegen  überliegenden Seitenflächen 4 und 5 an je einem der Kühl  körper 2 bzw. 3 an, und es sind zwei Spannbolzen 6 und 7  vorgesehen, die parallel zueinander und senkrecht zur Schei  benebene des Halbleiterelementes 1 verlaufen und an ihrem  einen Ende über ein Joch 8 miteinander verbunden sind. Das  Joch 8 stützt sich über ein auf einem Federbolzen 9 an  geordnetes     Tellerfederpaket    10 am benachbarten Kühlkör  per 2 ab, wobei der Federbolzen 9 gleichzeitig einen fest  eingestellten Anschlag 11 für das Joch bildet. Dieser An  schlag 11 weist im kalten Zustand der Halbleitereinheit  einen bestimmten Abstand     a1    von der gegen den Kühlkör  per 2 zu gewandten Anschlagfläche des Joches 8 auf.  



  Zum Herstellen dieser Halbleitereinheit geht man so vor,  dass man auf dem mit einem Anschlag 11 versehenen Feder  bolzen 9 ein     Tellerfederpaket    10 anordnet, und dann den  Federbolzen 9 entgegen der Federkraft des letzteren mittels  einer mit dem Schraubenkopf 12 am Joch 8 anliegenden und  durch die im letzteren sich befindende Bohrung 13 in das im  Federbolzen 9 sich befindende Gewinde 14 erstreckenden  Spannschraube 15 bis zur Anlage des Anschlages 11 am  Joch 8 verschiebt.  



  Dann stellt man diese Einheit mit dem Halbleiterelement  1 und dem zweiten Druckkörper 3 zu einer zweiten Einheit  zusammen, legt die Isolierhülsen 16 auf; und schraubt     an-          schliessend    die mit je einer Tellerfeder 17 versehenen  Spannbolzen 6 und 7 so weit in das Joch 8, bis die     Spannbol-          zenköpfe    über die Tellerfedern 17 und die Isolierhülsen 16  ohne Spiel am zweiten     Kühlkörper    3 anliegen, ohne die Tel  lerfedern 17 zu deformieren (rechte Seite der Zeichnung).

    Die Tellerfedern 17 sind derart bemessen, dass ihr     grösst-          möglicher    Federweg a dem gewünschten Abstand     a1    zwi  schen dem Anschlag 11 und dem Joch 8 entspricht.  



  Nun wird die Spannschraube 15 wieder gelöst, worauf  das     Tellerfederpaket    10 das Joch 8 so weit vom ersten Kühl  körper 2 wegdrückt, bis die auf den Spannbolzen 6 und 7  sich befindenden Tellerfedern 17 flachgedrückt sind (linke  Seite der Zeichnung). Das Federspiel a ist nun Null und  steht zwischen dem Anschlag 11 und dem Joch 8 (Abstand       a1)    dem Kühler für die Wärmedehnung zur Verfügung.  



  Es ist mit dieser Konstruktion möglich, ohne     Messvor-          richtung    und auf sehr einfache Weise die auf das Halbleiter  element 1 wirkende Spannkraft sehr genau einzustellen, und  zwar ohne dass bei der Montage ein unerwünschtes Dreh  moment auf das Halbleiterelement 1 wirken könnte.    Da die Spannschraube 15, der Federbolzen 9 und das     Tel-          lerfederpaket    10 genau in der Mitte des Joches 8 und in der  Mitte zwischen den beiden Spannbolzen 6 und 7 angeordnet  sind; wird das Halbleiterelement 1 auch bei der Montage  der Halbleitereinheit immer über seine ganze Auflagefläche  gleichmässig belastet, was zur Vermeidung einer Beschädi  gung des Halbleiterelementes 1 sehr wichtig ist.  



  In Figur 2 ist eine zweite beispielsweise Ausführungs  form einer erfindungsgemässen Halbleitereinheit dargestellt,  bei welcher das     Tellerfedernpaket    10 in einer die Anschlag  mittel bildenden, als Zwischenteil wirkender, die Tellerfe  dern umschliessenden und im ersten Druckkörper geführten  Hülse 20 angeordnet ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Halbleitereinheit nach Patentanspruch I des Hauptpa tentes, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den federn den Mitteln (10) und dem dem Joch (8) benachbarten Druck körper (2) ein senkrecht zur Scheibenebene des Halbleiter elementes (1) und entgegen der Federkraft der federnden Mit tel (10) verschiebbar geführter und mit den Anschlagmitteln (11) versehener Zwischenteil (9) angeordnet ist, wobei der letztere mit einem parallel zu seiner Verschieberichtung ver laufenden Gewinde (14) und das Joch (8) mit einer zu die sem Gewinde (14) konzentrisch angeordneten Bohrung (13) zur Einführung einer in den Zwischenteil (9) einzuschrauben den und am Joch abzustützenden Spannschraube (15) verse hen ist. 11.

   Verfahren zum Herstellen einer Halbleitereinheit nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man zwischen dem mit Anschlagmitteln versehenen Zwischenteil und dem Joch die federnden Mittel anordnet, darauf den Zwischenteil entgegen der Federkraft der letzteren mittels einer über einen Anschlag am Joch anliegenden und durch die im letzteren sich befindende Bohrung in das im Zwi schenteil sich befindende Gewinde erstreckenden Spann schraube bis zur Anlage der Anschlagmittel am Joch ver schiebt, dann diese Einheit mit dem Halbleiterelement und dem zweiten Druckkörper zu einer zweiten Einheit zusam menstellt, das Joch mittels der Spannbolzen mit dem zwei ten Druckkörper verbindet und die Anschlagflächen der Spannbolzenmuttern bzw.

   des Spannbolzenkopfes jedes Spannbolzens auf einen solchen Abstand bringt, dass sich die an den Anschlagmitteln anliegende Anschlagfläche des Joches nach Entfernung der Spannschraube unter dem Ein- fluss der Federkraft der federnden Mittel um den gewünsch ten Abstand von den Anschlagmitteln entfernt. UNTERANSPRÜCHE 1. Halbleitereinheit nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens einer der Druckkörper (2, 3) als Kühlkörper ausgebildet ist. 2. Halbleitereinheit nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Druckkörper für die Stromzufuhr zum Beispiel als Stromschiene, ausgebildet sind. 3.

   Halbleitereinheit nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die zwischen dem Joch (8) und dem er sten Druckkörper (2) angeordneten federnden Mittel aus einem Tellerfedernpaket (10) bestehen. 4. Halbleitereinheit nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Tellerfedernpaket (10) in einer die Anschlagmittel bildenden, die Tellerfedern umschliessenden und im ersten Druckkörper geführten Hülse (20) angeordnet ist. 5.

   Halbleitereinheit nach Patentanspruch I oder Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aufla gefläche mindestens einer Spannbolzenmutter bzw. des Spannbolzenkopfes jedes Spannbolzens (6, 7) und der mit dem Joch und/oder dem zweiten Druckkörper (3) verbunde nen Auflagefläche mindestens eine derart bemessene Teller feder (17) angeordnet ist, dass im normalen Betriebszustand der Halbleitereinheit ihr Federspiel (a) gleich Null und bei der Montage, wenn das Joch (8) an den Anschlagmitteln (11) anliegt, gleich dem im kalten Zustand der betriebsfertigen Einheit gewünschten Abstand (a1) zwischen den Anschlag mitteln und der zugeordneten Anschlagfläche des Joches ist. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekenn zeichnet, dass man zwischen dem mit Anschlagmitteln ver- sehenen Zwischenteil und dem Joch die federnden Mittel an ordnet, darauf mittels einer in den Zwischenteil einge schraubten und am Joch sich abstützenden Spannschraube den Zwischenteil entgegen der Federkraft der federnden Mittel bis zur Anlage der Anschlagmittel am Joch gegen das letztere zu zieht, dann diese Einheit mit dem Halbleiterele ment und dem zweiten Druckkörper zu der zweiten Einheit zusammenstellt, dann je mindestens eine Tellerfeder, deren Federweg dem im kalten Zustand der betriebsfertigen Halb leitereinheit gewünschten Abstand und der zugeordneten Anschlagfläche des Joches entspricht, auf den Spannbolzen anordnet,

   die mit je einer Tellerfeder versehenen Spannbol zen durch den zu verspannenden zweiten Druckkörper hin durch so mit dem Joch spielfrei verbindet, dass die Spann bolzenköpfe bzw. Spannbolzenmuttern ohne Krafteinwir kung auf die Tellerfedern und somit ohne Verformung der selben direkt oder indirekt am zweiten Druckkörper anlie gen, und dann die Spannschraube löst.