Устройство для прижима таблеточного полупроводникового прибора к охладителю Советский патент 1979 года по МПК H01L23/12 

I

Изобретение относится к попу проводниковым приборам, в частности к устройствам для прижима полупроводниковых таблеточных приборов к охладителям. Мощные полупроводниковые диско образные приборы, например тиристоры и диоды, нааываемьзе таблеточными, для осуществления хорошего теплового и в некоторых сглунаях электриггесКогб контакта с охладитеием размещаются между поперечинами, через которые с помощью прюкнмных приспособлений они прижимаются к охладителюfl.

Прижимная конструкция должна обесп чивать желаемое усилие прижима . проводншсового прибора к охлади гелю, его, присоед1гаеннек внетаней электричес кой цепи, и отвод возникающего при работе полупроводникового прибора тепла. Необходимо относительно точно определять усилие прижима, и равномерно прилагать его к поверхностям электродов этих дискообразных полупроводниковых приборов.

к недостаткам известных пр шимных конструкций или устройств относятся жесткие, чрезмерные на11ряжения, вызывающие пружинистость сопрягаемых элементов, неравномерное распределение прижксмного усилия, приводящее к слишком большому трен5зю, проникновение пыли и загрязнений.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для прижима таблеточного прлупроводйикрвого прибора к охладителю, содержащее, по крайней мере, одну поперечину, средства для закрепления, например болты, и изолирующий элемент, передающий давление 2 J.

Это устройство не обеспечивает равно мерного распределения прижимного уснЛИЯ..

Цель изобретёгая - повышение равномерности распределения прижимного эясиЛИЯ.

Лель достигается тем, что изолирук. щий элемент имеет полость, в которой находится упругий элемеат 0:3 эластомера, окруженный поршнем, верхняя часть которого прилегает к поперечине. Упруги.й элемент выполнен из кремний органического каучука. Поверхность упру гого элемента, прилегающая к hopunno, выполнена сферической или скошенййй. . В объеме упругого элемента могут быть полости, образованные двумя герметично соединенными по их окружности упругими металлическими, линзообразными оболочками. Изолирующий элемент снабжен центрирующим средств1эм. На фиг. 1 показано предложенное устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез и гориэонтазгьная прекция упругого элемента, имеющего полости, образованные двум герметично соеди1:енными по окружности металлическими-линзообразньтми оболоч-. ками. Полупроводниковый прибор 1 нахадится между двумя токоотводами 2 и 3, выпрлненнымн, например, из медных ленточных элементов . Токоотвод 3 прилегает к выполненному, например, из алюминия, охладителю 4, токоотвод 2 - к из(элирую- щему элементу 5, вьгаолненйому, например, из пластмассы и имеющему полость 6,в когорой находится упругий элемент 7,изгот овпертый из эластомера, например кремотйорганического каучука, Упрупри элемент 7 закрыт в полости 6 изоли рующего элемента поршнем S и защите таким образам от влияний окружающей среды, Соприкасающаяся с поршнем 8 поверхность уггруГрго элемента 7 вьшолнена сферической или скошенной. С проти воположной стороной с поршнем 8 Контак тирует поперечина 9, через которую про- ходят соединенные с охладителем 4 сред ства крепления, например болты 10. Посредством подтягивания гаек на бол тах Ю полупроводниковый прибор 1 прижим аюг к охладителю, при этом поршень 8 постепенно проникает в полость 6 изолирующего элемента 5, а упругий элемент 7 дефбрмйруётся Иж л:Егру- ЬщиЙ элемент 5 снабжен центрирующим средством 11, например выступами и выемками, которые поддерживаются болтами 10 и предохраняют установку от частичных проворачиваний. Между полупроводниковым прибором 1 и токоотводами 2, 3 и соответственно между токоотводами я охладителем можн с иелью минимализации термическога сопротивления этих переходов нанести слой онтактного силиконового вазелина или еталлический слой, который при работе полупроводникового прибора 1 находится .жидком состоянии. Этот металлический слой может иметь толщину от 0,01 до 2 мм и образуется, например, из сплава висмута, свинца, олова и кадмия с точкой плавления 7О С, причем пригодны сплавы состава (%): висмут 48-55, свинец 184О, олово 2-15и кадмий О-10. Вместо кадмия.может быть введен индий (Ю21%). Используемые сплавы эвтектические, с низкой точкой плавления, иХ объем мало изменяется при переходе от твердого к жидкому состоянию. Могут применяться также неэвтектические сплавы, состоящие из висмута, свинца, олова и кадмия, которые плавятся в определенном диапазоне температур, находящемся в пределах диапазона рабочих температур охлажденного полупро1водникового компонент а. Эти сплйвы ioryT содержать от 35 до 51% висмута, от 27 до 38%, от 9 до 20% олова и от 3 до 10% кадмия. .. . Изображенное на фиг. 1 устройство . . применяется для однобтороннего озспаж- дения ИолупроводнЕКОвого прибора Одна ко путем введения другой охлаждающей части между, например; первьтм токопроводом 2 и изолирующим элементом 5 может быть образован охлаждаемый ; с обеих сторон полупроводниковый прибор. Показанное на фиг, 2 устройство содержит упругий элем91Т 5 с полостями, образованными мзжду герметично соёди-. ненными по окружности упругими металлическими линзообразными оболочками 12. Эластомер ведет себя в этом случае как несжимаемая,заполняющая все внутреннее пространство полости изолирующего элемента 5 жидкость, В описанном устройстве обеспечено равномерное распределение прижимного усилия по поверхности изолирующего элемента. Поскольку упругий элемент вьтолнен из непроводящего материала, т. е, из эластомера, возрастает электрическая прочность- изоляции и, кроме того , снижаются экономические расходы и расходы на изготовление. К другим, преимуществам устройства относятся малая высота устройства, а также устойчивость к коррозии, агрессивным средам и пыли. Формула изобретения 1. Устройство для прижима таблеточного полупроводникового прибора к , охладйтелю, содержащее, по крайней мере, одну поперечину, средства для закрепления, например болты, и изолирующий йлемент, передающий давление, отличающееся тем, что, с целью по вышёния равномерности распределения прижимного усилия, изолирующий элемен имеет полость, в которой находится упругий элемент из эластомера, окруженны поршнем, верхняя часть которого прилегает к- поперечине. 2.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что упругий элемент выполнен из кремнийорганическ каучука. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поверхность упругого элемента, прилегающая поршню, вьшолнена сферической4.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что повёрхностъ упругого элемента, прилегающая к поршню, выполнена скошенной. 5.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что в объеме упругого зпвмекта выполнены полости, образованные двумя герметично соединенными по их окружности упругими металлиЧ кшисй Лш113ообразными оболочками. 6.Устройство по пп. 1 и 2, о т - личающееся тем, что изолирующий элемент снабжен центрирующим средством. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка Франции № 2128812, кл, Н 01 е 1/00, 1971. 2.Патент США М .3619473, кл. Ц, 1971.

w .P