Мощный полупроводниковый прибор Советский патент 1992 года по МПК H01L21/603 

Изобретение относится к конструированию полупроводниковых (п/п) приборов, в частности к конструкциям мощных п/п выпрямительных диодов.

Целью изобретения является увеличение надежности прибора за счет повышения его герметичности.

На чертеже представлен мощный полупроводниковый прибор.

Прибор содержит стальной держатель 1 с медным теплоотводом 2, на котором размещен полупроводниковый кристалл 3 в корпусе 4, соединенном через стеклянную шайбу 5 с металлической гильзой 6. Кристалл 3 снабжен герметичным электродом, выполненным в виде стержня 7, верхняя оконечная часть которого сплющена на длине, равной 1,5-2 диаметрам стержня, вместе с верхней частью медного перевернутого стакана 8, нижняя часть которого пайкой твердым припоем 9 соединена с гильзой 6. Стакан 8 выполнен с монтажным отверстием 10.

В данной конструкции наличие металлического стакана 8, с которым соединены гильза 6 и стержень 7 электроввода, не требует дополнительной герметизации и позволяет проводить проверку на герметичность всех корпусов до окончательной сборки прибора.

Выбор материала стакана 8 - меди - обусловлен лучшими по сравнению с традиционными материалами (коваром, например) электропроводностью и теплопроводностью меди, которые обеспечивают уменьшение диапазона тепловыделения и теплового сопротивления стержня 7 прибора, что позволяет коммутировать большой прямой ток.

Преимущество стакана из меди 8 сказывается в случае высокочастотных приборов, так как немагнитные свойства меди резко снижают паразитное тепловыделение в области металлической гильзы 6, представляющей собой хороткозамкнутый виток катушки.

2

чО

о ел ю

Кроме того, стакан 8 из меди в силу большой пластичности меди требует меньших усилий при его сплющивании (обжиме), Длина сплющенной части стержня 7 электроввода, колеблющаяся в пределах 1,5-2 диаметров стержня 7, выбрана из соображений обеспечения необходимой электро- и теплопроводности с одной стороны и сохранения прочности металлостеклянного спая с другой.

Стальной держатель 1 непосредственно сварен с корпусом 4 за счет специально созданного из металла корпуса или держателя сварочного буртика.

Использование в качестве материала держателя широко распространенных марок стали (например, Ст. 10) вместо обычно используемой меди является преимуществом в условиях массового производства, а неизбежное увеличение электрического и теплового сопротивления стали по сравнению с медью полностью компенсируется применением медного теплорастекателя 2 и значительно меньшей по сравнению с током через стержень 7 плотностью тока (2 А/мм и 35 А/мм2 соответственно). Кроме того, ввиду значительно больших допустимых усилий на скручивание (предел текучести стали отст 20 кг/мм значительно превосходит этот предел для меди 7гм 2 кг/мм ) существенно улучшается надежность соединения держателя 1 с монтажной платой и уменьшается переходное сопротивление ©корпус-теплоотвод.

Технико-экономическая эффективность заявляемой конструкции заключается в следующем. Конструкция по сравнению с изве- стными более технологична, так как

контроль герметичности в области верхнего вывода производится до полной сборки прибора. Это позволяет выбраковывать приборы без кристалла, что существенно

снижает их себестоимость. Конструкция за счет улучшения герметичности более надежна. Уменьшение диапазона тепловыделения и теплового сопротивления верхнего вывода позволяет коммутировать большой

прямой ток (до 75-80 А). В конструкции обеспечен хороший теплоотвод, который повышает надежность прибора и улучшает его электрические характеристики. Формула изобретения

Мощный полупроводниковый прибор, содержащий кристалл, размещенный на теплоотводящем основании металлического корпуса и снабженный герметичным электровводом, выполненным в виде металлического стержня, наружная оконечная часть которого сплющена и соединена с металлической гильзой, соединенной через металлостеклянные спаи с корпусом, отличающийся тем, что, с целью увеличения

надежности прибора за счет повышения его герметичности, соединение наружной оконечной части стержня с гильзой осуществлено через медный перевернутый стакан, верхняя часть которого сплющена вместе с

оконечной частью стержня, длина которой выбрана равной 1,5-2 диаметрам стержня, до герметичного соединения, а нижняя часть стакана соединена с гильзой пайкой твердым припоем, при этом теплоотводящее основание корпуса выполнено в виде стального держателя с медным теплоотво- АОМ.,10

Использование: электронная техника. Сущность изобретения: стержневой электровывод прибора сплющен до герметичного соединения с частью перевернутого медного стакана, который соединен пайкой твердым припоем с гильзой, соединенной через металлостеклянные спаи с корпусом прибора, основание которого выполнено в виде стального держателя с медным теплоотво- дом. 1 ил.