Конструкция полупроводникового прибора

 

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике. Техническим результатом изобретения является обеспечение взаимной фиксации корпуса и основания прибора вдоль его вертикальной оси, а также исключение разгерметизации прибора при резких сменах температур. Конструкция полупроводникового прибора, состоящая из металлического основания, имеющего верхнюю область с пьедесталом и замком, охватывающим пьедестал, и нижнюю область, предназначенную для крепления полупроводникового прибора в охладителе; корпуса, изготовленного из диэлектрического материала, установленного на верхней области основания, полупроводникового выпрямительного элемента, расположенного на пьедестале, вывода, укрепленного на полупроводниковом выпрямительном элементе, являющимся одним из электродов прибора, герметизирующего компаунда, которым заполнена полость корпуса. У торца корпуса, прилегающего к основанию, изготовлен внутренний бортик, охватывающий замок. В верхней области основания вокруг замка изготовлена площадка, на которую опирается внутренний бортик корпуса. Полость основания, расположенная между пьедесталом и замком, и внутренняя полость корпуса заполнены герметизирующим диэлектрическим материалом выше замка и внутреннего бортика корпуса. Внешний диаметр нижней области основания меньше внешнего диаметра верхней области основания. В верхней области основания изготовлены грани под гаечный ключ, а в нижней области основания изготовлена резьба. Основание состоит из металлического баллончика и вставки, укрепленной внутри баллончика. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано при создании новых приборов силовой полупроводниковой электроники.

Известны конструкции полупроводниковых приборов, предназначенных для запрессовки в охладитель, содержащие металлическое основание, являющееся одним из электродов прибора; полупроводниковый выпрямительный элемент, вывод, являющийся вторым электродом прибора; компаунд, герметизирующий полупроводниковый прибор (патент US 5005069 от 02 апреля 1991 года, патент US 6060776 от 09 мая 2000 года, патент US 6160309 от 12 декабря 2000 года).

Недостатком конструкций по патентам US 5005069, US 6160309 является то, что компаунд, герметизирующий корпус полупроводникового прибора, размещается внутри замка металлического основания и из-за разности температурных коэффициентов линейного расширения материалов компаунда и основания образуются трещины в местах их соприкосновения, приводящие к разгерметизации прибора.

Недостатком конструкции по патенту US 6060776 является то, что отсутствует взаимная фиксация корпуса и основания вдоль вертикальной оси прибора.

За прототип принята конструкция полупроводникового прибора по патенту US 6160309.

Сущность предлагаемого изобретения выражается в том, что конструкция полупроводникового прибора состоит из:

- металлического основания, имеющего верхнюю область с пьедесталом и замком, охватывающим пьедестал, и нижнюю область, предназначенную для крепления полупроводникового прибора в охладителе;

- корпуса, изготовленного из диэлектрического материала, установленного на верхней области основания,

- полупроводникового выпрямительного элемента, расположенного на пьедестале,

- вывода, укрепленного на полупроводниковом выпрямительном элементе, являющимся одним из электродов прибора,

- герметизирующего компаунда, которым заполнена полость корпуса.

У торца корпуса, прилегающего к основанию, изготовлен внутренний бортик, охватывающий замок. В верхней области основания вокруг замка изготовлена площадка, на которую опирается внутренний бортик корпуса. Полость основания, расположенная между пьедесталом и замком, и внутренняя полость корпуса заполнены герметизирующим диэлектрическим материалом выше замка и внутреннего бортика корпуса.

Внешний диаметр нижней области основания меньше внешнего диаметра верхней области основания.

В верхней области основания изготовлены грани под гаечный ключ, а в нижней области основания изготовлена резьба.

Основание состоит из металлического баллончика и вставки, укрепленной внутри баллончика.

Общими признаками заявляемых и известных технических решений являются наличие:

- металлического основания, содержащего пьедестал и замок для герметизирующего диэлектрического компаунда,

- корпуса, изготовленного из диэлектрического материала, установленного на основании,

- полупроводникового выпрямительного элемента, расположенного на пьедестале,

- вывода, являющегося одним из электродов прибора, укрепленного на полупроводниковом выпрямительном элементе,

- герметизирующего компаунда, которым заполнена полость корпуса.

Отличительными признаками являются:

- корпус, установленный на основании, имеет внутренний бортик,

- в основании с наружной стороны замка изготовлена площадка, на которую опирается внутренний бортик корпуса,

- полость основания, расположенная между пьедесталом и замком, и внутренняя полость корпуса заполнены герметизирующим диэлектрическим материалом выше замка и внутреннего бортика корпуса,

- диаметр нижней части основания меньше диаметра пьедестала,

- в нижней части основания изготовлены грани под гаечный ключ,

- основание состоит из металлического баллончика и вставки, укрепленной внутри баллончика.

Авторы считают, что заявляемые технические решения соответствуют критерию “существенного отличия”, так как технические решения, имеющие признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, им неизвестны.

На фиг.1 представлен разрез конструкции полупроводникового прибора, содержащего выпрямительный элемент с термокомпенсаторами; на фиг.2 - разрез конструкции полупроводникового прибора, содержащего выпрямительный элемент без термокомпенсаторов; на фиг.3 - разрез конструкции полупроводникового прибора, у которого диаметр нижней области основания меньше диаметра верхней области основания; на фиг.4 - разрез полупроводникового прибора, у которого основание состоит из металлического баллончика и вставки, укрепленной внутри баллончика; на фиг.5 - разрез полупроводникового прибора, в верхней области основания которого изготовлены грани под гаечный ключ, а в нижней области основания изготовлена резьба.

Конструкция полупроводникового прибора, изображенная на фиг.1, состоит из металлического основания 1, имеющего нижнюю 2 и верхнюю 3 области. В верхней области основания имеется пьедестал 4 и замок 5 для герметизирующего диэлектрического компаунда, охватывающий пьедестал. На пьедестале 4 укреплен выпрямительный элемент, состоящий из полупроводникового кристалла 7 и термокомпенсаторов 8 и 9. На верхнем термокомпенсаторе 9 укреплен вывод 10, являющийся одним из электродов прибора. Вокруг замка 5 изготовлена площадка 6, на которую опирается внутренний бортик 12 корпуса 11. Полость 13 основания, расположенная между пьедесталом и замком, и внутренняя полость корпуса заполнены герметизирующим диэлектрическим материалом 14 выше замка 5 и внутреннего бортика 12 корпуса 11.

Конструкция полупроводникового прибора, изображенная на фиг.2, отличается от конструкции прибора, изображенного на фиг.1, тем, что в ней полупроводникового кристалла 7 укреплен на пьедестале 4 без термокомпенсаторов.

На фиг.3 представлен разрез конструкции полупроводникового прибора, у которого внешний диаметр d нижней области 2 основания 1 меньше внешнего диаметра D верхней области 3.

На фиг.4 изображен разрез полупроводникового прибора, у которого основание 1 состоит из металлического баллончика 16 и вставки 17, укрепленной внутри баллончика.

На фиг.5 изображен разрез полупроводникового прибора, в верхней области основания которого изготовлены грани 18 под гаечный ключ, а в нижней области основания изготовлена резьба 19.

Изображенные на фиг.1, 2, 3 и 4 конструкции полупроводниковых приборов, предназначены для запрессовки в охладитель. С этой целью на внешней поверхности основания 1 изготовлена накатка 15. Полупроводниковый прибор, конструкция которого изображена на фиг.5, крепится на охладите с помощью резьбового соединения.

Предлагаемая конструкция полупроводникового прибора имеет следующие преимущества перед прототипом.

1. Исключается разгерметизация полупроводникового прибора при резких сменах температур, так как герметизирующий компаунд находится как с внутренней стороны замка, так и с внешней его стороны. Поскольку механические усилия, возникающие в герметизирующем компаунде в месте его соприкосновения с материалом замка, направлены в противоположные стороны, поэтому к одной из сторон замка материал герметика обязательно прижат.

2. Основание прибора может быть изготовлено составным, состоящим из вставки и баллончика, изготовляемых из различных металлов.

3. Наличие у корпуса внутреннего бортика исключает его отрыв от основания по оси прибора.

Формула изобретения

1. Конструкция полупроводникового прибора, состоящая из металлического основания, имеющего верхнюю область с пьедесталом и замком, охватывающим пьедестал, и нижнюю область, предназначенную для крепления полупроводникового прибора в охладителе, корпуса, изготовленного из диэлектрического материала, установленного на верхней области основания, полупроводникового выпрямительного элемента, расположенного на пьедестале, вывода, укрепленного на полупроводниковом выпрямительном элементе, являющимся одним из электродов прибора, герметизирующего компаунда, которым заполнена полость корпуса, отличающаяся тем, что у торца корпуса, прилегающего к основанию, изготовлен внутренний бортик, охватывающий замок, в верхней области основания вокруг замка изготовлена площадка, на которую опирается внутренний бортик корпуса, полость основания, расположенная между пьедесталом и замком, и внутренняя полость корпуса заполнены герметизирующим диэлектрическим материалом выше замка и внутреннего бортика корпуса.

2. Конструкция полупроводникового прибора по п.1, отличающаяся тем, что внешний диаметр нижней области основания меньше внешнего диаметра верхней области основания.

3. Конструкция полупроводникового прибора по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в верхней области основания изготовлены грани под гаечный ключ, а в нижней области основания изготовлена резьба.

4. Конструкция полупроводникового прибора по пп.1-3, отличающаяся тем, что основание состоит из металлического баллончика и вставки, укрепленной внутри баллончика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5