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DE7636229U1 - Arrangement for high-performance semiconductor components - Google Patents

Arrangement for high-performance semiconductor components

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Publication number
DE7636229U1
DE7636229U1 DE7636229U DE7636229DU DE7636229U1 DE 7636229 U1 DE7636229 U1 DE 7636229U1 DE 7636229 U DE7636229 U DE 7636229U DE 7636229D U DE7636229D U DE 7636229DU DE 7636229 U1 DE7636229 U1 DE 7636229U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
arrangement according
insulator
arc
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE7636229U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Publication date
Publication of DE7636229U1 publication Critical patent/DE7636229U1/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

« I«I.

107/76 Ka/dh107/76 Ka / dh

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)

Anordnung für Halbleiter-HochleistungsbauelementeArrangement for high-performance semiconductor components

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für llalbleiter-Hochleistungsbaueiemente mit mindestens einem zwischen Kontaktstücken befindlichen und in einem - einen Isolator undThe invention relates to an arrangement for semiconductor high-performance components with at least one located between contact pieces and in one - an insulator and

aulWclacHüicil - uciieiuöö gaulWclacHüicil - uciieiuöö g

Halbleiter-Hochleistungsbauelement.High performance semiconductor component.

Derartige Anordnungen mit Thyristoren und Dioden als aktivem Hochleistungsbauelement v/erden in Stromversorgungsanlagen in grossem Umfange verwendet. Da die Tendenz bei modernen Anlagen dahingeht, .",ur Beherrschung der ständig wachsenden Ströme und Spannungen Halbleiter-Hochleistungsbauelemente mit entsprechend vergrösserten Abmessungen zu verwenden, ist bereits vorgeschlagen worden, die Bauelemente in einem 3 Zoll X 1 Zoll grossen Press-Pack-Normgehäuse einzuschliessen. Wegen der sehr grossen Dauerströme (1000 bis 3000 A), müssen zum Schutz der Anlagen jeaoch Sicherungen bereitgestellt werden, die einen sehrSuch arrangements with thyristors and diodes as active High-performance component is widely used in power supply systems. Since the tendency is modern equipments. "ur mastery of constantly increasing currents and voltages semiconductor high-performance components with correspondingly enlarged dimensions It has already been proposed to use the components in a 3-inch X 1-inch press-pack standard housing to include. Because of the very high continuous currents (1000 to 3000 A), the systems must be protected jeaoch backups are provided that give a very

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ΙΟΥ/76ΙΟΥ / 76

hohen Ansprechstrom und infolge-'dessen ein hohes Explosionsinbogrfil aufweinen. Bei den derzeitig modernsten Anlagen der Wort diouos lixplosionuinteüralu bei sinusförinircm Stromhigh response current and consequently a high explosion risk cry In the current most modern systems the word diouos lixplosionuinteüralu with sinusförinircm electricity

i2 dt = I2/2 · T/2 ,i 2 dt = I 2/2 * T / 2,

wobei T/2 = Pulsdauer, I = mittlere Stromstärke,where T / 2 = pulse duration, I = average current strength,

für sinusförmige Impulse bei ca. 35 · 10 A see. (Z.B. entspricht diesem Wert ein Puls von 83>7 kA/10 msec). Anordnungen in Press-Pack-Normgehäusen weisen jedoch nur ein Explosionsintegral von ca. 1,5 " 10 A see, also nur einen Bruchteil des in den derzeit modernsten Anlagen geforderten Wertes auf. Dieser Wert des Explosionsintegrales wird insbesondere dann sehr schnell erreicht oder überschritten, wenn in den Anordnungen für Halbleiter-Hochleistungsbauelementen ein Kurzschlusstrom in Rüekwärtsrichtung fliesst^ so dass der sich hierbei ausbildende Lichtbogen die Anlage zur Explosion bringt.for sinusoidal impulses at approx. 35 · 10 A see. (E.g. this value corresponds to a pulse of 83> 7 kA / 10 msec). Arrangements in press-pack standard housings, however, only have an explosion integral of approx. 1.5 "10 A see, i.e. only one Fraction of the value required in today's most modern systems. This value of the explosion integral is in particular then reached or exceeded very quickly when in the arrangements for high-performance semiconductor components a short-circuit current flows in the reverse direction ^ so that the resulting arc causes the system to explode.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Anordnung für Halbleiter-Hochleistungsbauelemente zu schaffen, deren Explosionsfestigkeit auch bei in Rüekwärtsrichtung fliessenden Kurzschlusströmen in Anlagen mit Dauerströmen bis mindestens 3OOO A mit Sicherheit gewährleistet ist, und welche sich darüber hinaus durch einfachen und zweckmässigen Aufbau auszeichnet und in wirtschaftlicher V/eise herzustellen ist.It is therefore the object of the invention to provide an arrangement for high-performance semiconductor components to create their explosion resistance even when flowing in the backward direction Short-circuit currents in systems with continuous currents up to at least 3OOO A are guaranteed with certainty, and which is also characterized by a simple and functional structure and can be produced in an economical manner is.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch ge-According to the invention, the aforementioned object is thereby achieved

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löst, dass zur Erhöhung der Explosionsfestigkeit bei Bildung eines Lichtbogens an den Kontaktstücken seitlich angrenzende und diese ringförmig umgebende, von der Innenwand des Isolators nur durch schmale Spalte getrennte Stromleiter zur Aufnahme der Lichtbogenfusspunkte vorgesehen sind, deren Abstand von der Innenwand des Isolators so bemessen ist, dass keine Schleifenbildung des Lichtbogens in die Spalte hinein erfolgt.that solves to increase the explosion resistance when forming an arc on the contact pieces laterally adjoining and surrounding them in a ring shape, from the inner wall of the insulator, only electrical conductors separated by narrow gaps to accommodate the arc roots whose distance from the inner wall of the insulator is such that the arc does not form loops takes place in the column.

Ausgangspunkt dieser Massnahmen ist die Erkenntnis, dass bei einem am Rande defekten Halbleiter-Hochleistungsbauelement bevorzugt Lichtbogenbildung eintritt. An einem gezielt am Rande zerschlagenen Halbleiter-Hochleistungsbauelement j welches in einem Press-Pack-Normgehäuse eingebaut war, wurde nun festgestellt, dass der Strom zunächst an der defekten Stelle fliesst. Hierdurch schmilzt und verdampft das Silizium des Bauelements. Es bildet sich ein Lichtbogen, der sich unter der Einwirkung seines Eigenmagnetfeldes schleifenförmig aufzuweiten versucht, wobei seine Fusspunkte auseinanderwandern. Dieser Lichtbogen kann nun auf die Verbindungsstücke des Gehäuses v/andern und diese durch schweissen sowie durch seine abgegebene Wärmeenergie den Druck in der Anordnung explosionsartig ansteigen lassen, so dass das Gehäuse mechanisch und/oder durch Thermoschock zerstört wird.The starting point for these measures is the knowledge that in the case of a marginally defective semiconductor high-performance component arcing preferentially occurs. On a semiconductor high-performance component that was smashed at the edge j which was installed in a press-pack standard housing, it was now determined that the current was initially flows at the defective point. This melts and vaporizes the silicon of the component. An arc is formed, which is created under the influence of its own magnetic field Tries to expand in a loop, with its foot points wandering apart. That arc can now v / change on the connecting pieces of the housing and these by welding as well as by his delivered Thermal energy can increase the pressure in the arrangement explosively, so that the housing mechanically and / or is destroyed by thermal shock.

Durch die erfindungsgemässen Massnahmen kann der Druckaufbau im Gehäuse der Anordnung niedrig gehalten werden, daThe measures according to the invention can reduce the pressure build-up be kept low in the housing of the arrangement, since

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die ringförmigen Stromleiter die Lichtbogenlänge beschränken und ein Abwandern der Lichtbogenfusspunkte auf die Verbindungsstücke verhindern, und damit die thermische Energiezufuhr im Gehäuseinneren erheblich herabsetzen, insbesondere aber auch deswegen, da sie als Kühlfläche für die entstandenen heissen Bogengase wirken. Die Spalte zwischen den ringförmigen Stromleitern und der Innenwand.des Isolators gestatten einen Druckausgleich in den bogenfreien Teil des Gehäuses und tragen somit ebenfalls zur Druckerniedrigung bei.the ring-shaped current conductors limit the arc length and the arc root points migrate to the connecting pieces prevent, and thus significantly reduce the thermal energy supply inside the housing, in particular but also because they act as a cooling surface for the resulting hot arc gases. The gap between the annular Allow electrical conductors and the inner wall of the insulator a pressure equalization in the arc-free part of the housing and thus also contribute to the pressure reduction at.

Ferner ist es zweckmässig, die Innenwand der Verbindungsstücke des Gehäuses mit einer thermisch und elektrisch isolierenden ersten Beschichtung, und gegebenenfalls die Innenwand des Isolators mit einer thermisch isolierenden zweiten Beschichtung zu versehen. Hierdurch wird die Explosionsfestigkeit der Anordnung ganz erheblich erhöht, da durch die Beschichtung, der Verbindungsstücke die Lichtbogenfusspunktsbildung erschv/ert und ausserdem ein Schutz dieser Teile .ind; gegebenenfalls des IsOlEtOrS7VOr den heissen Lichtbogengasen bewirkt wird.Furthermore, it is expedient to provide the inner wall of the connecting pieces of the housing with a thermally and electrically insulating first coating and, if necessary, the inner wall of the insulator with a thermally insulating second coating. This increases the explosion resistance of the arrangement quite considerably, since the coating of the connecting pieces makes the formation of the arc root more difficult and also protects these parts; if necessary, the ISOLETOR 7 is effected in front of the hot arc gases.

Es empfiehlt sich als Materialien für den Isolator Keramik, die Verbindungsstücke eine die Elemente Nickel, Kobalt, Eisen und gegebenenfalls Mangan umfassende, zu einer flexiblen Platte verarbeitete Legierung, die Stromleiter Kupfer die erste Beschichtung Kunststoff mit hoher Verdampfungsenergie und die zweite Beschichtung Teflon vorzusehen, da It is recommended as materials for the insulator ceramic, the connecting pieces one of the elements nickel, cobalt, An alloy comprising iron and possibly manganese, processed into a flexible plate, the current conductors copper the first coating to provide plastic with high evaporation energy and the second coating to provide Teflon, since

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C β * X IlC β * X II

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durch die Verwendung dieser Materialien der Viert des Explosionsintegrales ganz erheblich heraufgesetzt wird.through the use of these materials the fourth of the explosion integral is increased quite considerably.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gehäuse die Form eines Zylinders von etwa 7 bis 8 cm Durchmesser und 2 bis 3 cm Höhe aufweisen, die Stromleiter rechteckxges Profil von etwa 2 mm Breite und ei. 4 mm Länge besitzen, mit ihrer Längsseite parallel zur Kontaktfläche des Halbleiter-Hochleistungsbauelementes und mit ihrer äusseren Breitseite ca. 1 mm vom Isolator entfernt angeordnet sein und die erste Beschichtung mindestens 0,3 mm dick sein. Eine derartige Anordnung ist vorallem wegen der zweiten Beschichtung gegen die thermische Schockwirkung der heissen Lichtbogengase hervorragend geschützt.According to a preferred embodiment, the housing can be in the form of a cylinder about 7 to 8 cm in diameter and 2 to 3 cm high, the conductors have a rectangular profile of about 2 mm wide and egg. Have a length of 4 mm, with its long side parallel to the contact surface of the high-performance semiconductor component and be arranged with their outer broad side approx. 1 mm away from the insulator and the first coating be at least 0.3 mm thick. Such an arrangement is particularly hot because of the second coating against the thermal shock effect Excellent protection from arc gases.

Besonders vorteilhaft ist es, das Gehäuse zumindest in radialer Richtung durch einen Verstärkungskörper abzuüLützen, wobei der Verstärkungskörper aus Kunststoff wie Polyvinylchlorid oder Polymethacrylsäureester bestehen und gegebenenfalls durch glasfaserverstärkte Giessharzringe oder Stahlringeinlagen verstärkt ist, da hierdurch eine erhebliche Erhöhung der Druck- und damit der Explosionsfestigkeit des Gehäuses bewirkt wird. It is particularly advantageous to protect the housing at least in the radial direction with a reinforcement body, wherein the reinforcing body consists of plastic such as polyvinyl chloride or polymethacrylic acid ester and is optionally reinforced by glass fiber reinforced cast resin rings or steel ring inserts, as this results in a significant increase in the pressure and thus the explosion resistance of the housing is caused.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung wird vorgesehen, dass das Gehäuse von einem Explosionsschutz umgeben ist, der so bemessen ist, dass der zwischen Gehäuse und Explosionsschutz eingeschlossene Räum wesentlich grosserAccording to a further embodiment of the arrangement, it is provided that that the housing is surrounded by an explosion protection, which is dimensioned so that the between the housing and explosion protection enclosed spaces much larger

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als der vom Gehäuse umschlossene Raum ist. Hierdurch v/erden die bei einer Explosion freigesetzten heissen Gase und weggeschleuderten Bruchstücke des Gehäuses aufgefangen und von der Anlage ferngehalten. Oa der zwischen Gehäuse undthan the space enclosed by the housing. As a result, the hot gases released in the event of an explosion are grounded and thrown away Fragments of the housing are caught and kept away from the system. Oa between the housing and

5 Explosionsschutz eingeschlossene Raum wesentlich grosser5 Explosion protection enclosed space much larger

als der vom Gehäuse umschlossene Raum ist, haben die heissen Jl Explosionsgase nach Zerstörung des Gehäuses eine beträchtliche Expansionsmöglichkeit in den Explosionsschutz, wodurch eine wesentliche Druckabsenkung der^ heissen Explo-than the space enclosed by the housing, the hot explosion gases have a considerable amount after the housing is destroyed Expansion possibility in explosion protection, whereby a significant pressure reduction of the ^ hot explo-

10 sionsgase und somit der Schutz der Anlage bewirkt wird.10 sion gases and thus the protection of the system is effected.

% Zweckmäss.rg ist es, den Explosionsschutz aus Kunststoff, It is advisable to use plastic explosion protection,

g vorzugsweise Gisssharz oder Silikonkautschuk, zu konstru-g preferably cast resin or silicone rubber, to be constructed

f ieren und ihn mit Verstärkungsringen zur Aufnahme derf ieren and with reinforcement rings to accommodate the

% . radialen Kräfte die durch das Einströmen der Explosions- %. radial forces caused by the influx of the explosive

I 15 gase hervorgerufen werden, zu versteifen, da durch dieseI 15 gases are caused to stiffen because of this

I ' Massnahmen eine besonders hohe Druckfestigkeit des Explo-I 'measures a particularly high compressive strength of the explo-

I sionsschutzes bewirkt wird.I sion protection is effected.

I In einer besonders zweckmässigen Ausgestaltung der Anord-I In a particularly expedient embodiment of the arrangement

f nung gemäss der Erfindung besteht der ExplosionsschutzAccording to the invention, there is explosion protection

i 20 aus zwei stirnseitig ineinandergreifenden Teilen, die zumi 20 of two end-to-end interlocking parts for

\ Abbau des Ueberdrucks mit Strömungswl^-derständen und Dicht- \ Reduction of the overpressure with flow resistances and sealing

; lippen versehen sind. Bei einer derartigen Anlage treten; lips are provided. Step into such a system

im Explosionsfall die Explosionsgase durch die Dichtlippen in gekühlter Form aus und richten daher keinen weiterenIn the event of an explosion, the explosion gases are cooled through the sealing lips and therefore do not direct any further

25 Schaden mehr an der zu schützenden Anlage an.25 more damage to the system to be protected.

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"''",Y. 107 /76 "''", Y. 107/76

gegenstandes vereinfacht wiedergegeben. Es zobject reproduced in a simplified manner. It z

| In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungs| In the drawing are exemplary embodiments of the invention

·. Pig.· 1 einen Schnitt durch eine Anordnung für Halbleiter-·. Pig. 1 a section through an arrangement for semiconductor

5 Hochleistungsbauelemente in einem Press-Pack-Normp:ehäure5 high-performance components in one press-pack standardp: ehäure

bei der sich ein Lichtbogen unter der Einwirkung ν seines Eigenmagnetfeldes schleifenförmig aufweitet,in which an arc expands like a loop under the action ν of its own magnetic field,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Anordnung nach der Erfindung undFig. 2 is a section through an arrangement according to the invention and

Fig. 3 Schnitte durch weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung nach der Erfindung.3 shows sections through further particularly advantageous configurations the arrangement according to the invention.

Gemäss Fig. 1 ist zwischen den beiden aus Kupferscheiben 1,1' und Molybdänscheiben la, la1 bestehenden Kontaktanschlüssen ein Halbleiter-Hochleistungsbauelement (Diode oder Thyristor) 2 angeordnet. Dieses Bauelement 2 befindet sich in einem aus einem Keramikisolator 3 und flexiblen Verbindungsstücken k,^' bestehenden zylinderförmigen Gehäuse 5 von ca. 3 Zoll Durchmesser und 1 Zoll Höhe. Die Verbindungsstücke l\,^x sind aus einer die EIemente Nickel, Kcbalt, Eisen und gegebenenfalls Mangan umfassenden Legierung, etwa Kovar. Mit 6 sind die verschie-. ■ denen Phasen eines Lichtbogens mit den Fusspunkten 7j7'According to FIG. 1, a semiconductor high-performance component (diode or thyristor) 2 is arranged between the two contact connections consisting of copper disks 1, 1 ′ and molybdenum disks 1 a, 1 a 1. This component 2 is located in a cylindrical housing 5 consisting of a ceramic insulator 3 and flexible connecting pieces k, ^ ' of approximately 3 inches in diameter and 1 inch in height. The connectors l \, ^ x are from a EIemente the nickel, Kcbalt, iron and possibly manganese-containing alloy, such as Kovar. With 6 they are different. ■ those phases of an arc with the base points 7j7 '

bezeichnet.designated.

Das Bauelement 2 weist eine gezielt am Rand eingeschlagene Fehlstelle auf und wird in Rückwärtsri-chtung mit sinusfor-The component 2 has a specifically struck at the edge Flaw and is in reverse direction with sinusoidal

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BBC Baden .,... BBC Baden ., ...

'*: : 107/76 '*: 107/76

migen 10 msec-Pulsen belastet. Bereits bei Pulsen vonloaded with moderate 10 msec pulses. Already with pulses of

17 kA/10 msec entsprechend einem Wert des Explosionsinte-17 kA / 10 msec corresponding to a value of the explosion

rtrul» von ca. 1,1 . 10 A'soc fliesst an der defekten Stelle ι rtrul »of approx. 1.1. 10 A'soc flows at the defective point ι

ein Strom, v/elcher das Silizium schmilzt und verdampft. | Dadurch entsteht zwischen den beiden Kontaktstücken eina stream that melts and vaporizes the silicon. | This creates a between the two contact pieces

Lichtbogen 6, der sich unter der Einwirkung seines Eigen- f magnetfeldes schleifenförmig aufweitet, wobei seine Fuss-Arc 6, which under the influence of its own f magnetic field expands in a loop, whereby its foot

punkte 757' auseinanderwandern, auf die aus Kovar bestehen- Jdots 7 5 7 'wander apart, on which consist of Kovar- J

I den Verbindungsstücke 4,k1 gelangen und diese durchschweissen. 1I reach the connecting pieces 4, k 1 and weld them through. 1

f» Die durch den Bogen zugeführte Wärmeenergie führt bereits |f »The thermal energy supplied by the arch already carries |

Γ ο * Γ ο *

bei einem Wert des Explosionsintegrals von 1,5 * ^O A see # zu einem üruckaul'bau, der das Gehäuse mechanisch und/oder |at a value of the explosion integral of 1.5 * ^ O A see # to a üruckaul'bau that mechanically and / or |

viüi*"Gii iiiSj^inOoGxj\yGn.WjLi*n.üiig ^XjJj-OSlOnSS*?vlg S«rSuOrv · ^viüi * "Gii iiiSj ^ inOoGxj \ yGn.WjLi * n.üiig ^ XjJj-OSlOnSS *? vlg S« rSuOrv · ^

Durch die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Anordnungen
für Kalbleiter-Hochleistungsbauelemente werden diese unerwünschten Effekte vermieden bzw. ganz erheblich reduziert.
By the arrangements shown in FIGS
for high-performance Kalbleiter components, these undesirable effects are avoided or considerably reduced.

In den Fig. 2 und 3 sind gleiche Teile mit denselben Bezugs- fIn Figs. 2 and 3, the same parts with the same reference f

ziffern versehen wie in Fig. 1. Zusätzlich sind in Fig. 2 | an die Kontaktstücke seitlieh angrenzende und diese ring- * förmig umgebende, von der Innenwand des Isolators 3 nurNumbers as in Fig. 1. In addition, in Fig. 2 | laterally adjacent to the contact pieces and these ring- * shaped surrounding, from the inner wall of the insulator 3 only

durch schmale Spalte 9a9' getrennte Stromleiter 8,8' dargestellt. Mit 10,10' und 11 sind die Beschiehtuneen der Verbindungsstücke 4,4' DZTri. des Isolators 3 bezeichnet. Bezugsziffer 12 bezieht sich auf einen Verstärkungskörperthrough narrow column 9 a 9 'separated current conductor 8,8' shown. With 10,10 'and 11 are the fittings of the connecting pieces 4,4' DZTri. of the isolator 3 designated. Reference number 12 refers to a reinforcing body

2lj auu Kunslctoi'f, in den £l !^faserverstärkte Giessharzringe 2 l j auu Kunslctoi'f, in the £ l! ^ Fiber-reinforced cast resin rings

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'. . . ;·· 107/76 '. . . ; 107/76

II·II

oder Stahlringeinlagen 13 eingelagert sind.or steel ring inserts 13 are incorporated.

Die oi'i'huliin^iicomäsiJG Anordnung nach Fit;. 2 unterscheidet ;·.η·!ι alr.w giigeiiiÜH.M· dm· Anordnung nach h'ig. 1 diii-cli dii· beiden Stromleiter 8,8', die zwischen den Stromleitern und dem Keramikisolator befindlichen Spalten 9j9'j die Beschichtungen 10,10',11 und die Verstäl-kungsringe mit den eingelagerten glasfaserverstärkten Giessharzringen oder Stahlringeinlagen I3.The oi'i'huliin ^ iicomäsiJG arrangement after fit ;. 2 differs ; · .Η ·! Ι alr.w giigeiiiÜH.M · dm · arrangement according to h'ig. 1 diii-cli dii two conductors 8,8 ', which between the conductors and the ceramic insulator gaps 9j9'j the coatings 10,10 ', 11 and the reinforcement rings with the embedded glass fiber reinforced cast resin rings or steel ring inserts I3.

Die Stromleiter 8,8' sind aus Kupfer, besitzen rechteckiges § Profil von ca. 2 mm Breite und ca. k mm Länge, sind mit ihrer Längsseite parallel zur Kontaktfläche des Halbleiter-Bauelementes 2 und mit ihrer äusseren Breitseite ca. 1 mm vom Isolator 3 entfernt angeordnet. Durch die beiden Stromleiter 8,8' werden die Lichtbogenfusspunkte 7,7' auf den beiden Leitern festgehalten und können nicht über die Kontaktstücke 1,1',la,la* auf die beiden Verbindungsstücke k, V abwandern. Der Abstand dieser beiden ringförmigen Stromleiter 8,8' zur Innenwand des Keramikisolators 3 ist mit ca. 1 mm so klein gewählt 3 dass der Lichtbogen keine Schleife in die Spalte 9,9' hinein bilden kann. Die Beschichtung 10, 10' der Verbindungsstücke 4,4' erschwert die Lichtbogenfusspunktsbildung und verhindert den Zutritt der heissen Lichtbogengase da sie der thermischen Einwirkung des Lichtbogens 7 durch Verdampfung entgegeru-wirken. Als günstig haben sich Kunststoffe mit hoher Verdampfungsenergieawie Sylgard, in einer Schichtdicke von mehr als 0,3 mm heraus-The conductors 8, 8 'are made of copper, have a rectangular section approx. 2 mm wide and approx. K mm long, with their long side parallel to the contact surface of the semiconductor component 2 and with their outer broad side approx. 1 mm from the insulator 3 arranged remotely. The two current conductors 8, 8 'hold the arc base points 7, 7' on the two conductors and cannot migrate to the two connecting pieces k, V via the contact pieces 1, 1 ', 1 a, 1 a *. The distance between these two ring-shaped current conductors 8, 8 ′ to the inner wall of the ceramic insulator 3 is selected to be so small at approx. 1 mm 3 that the arc cannot form a loop into the gap 9, 9 ′. The coating 10, 10 'of the connecting pieces 4, 4' makes the formation of the arc root point more difficult and prevents the access of the hot arc gases since they counteract the thermal effects of the arc 7 by evaporation. A favorable plastics have high evaporation energy as a Sylgard, in a layer thickness of more than 0.3 mm chal-

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gestellt. Die Beschichtung kann durch Aufsprühen, Aufkleben von Folien oder durch Ausßiessen aufgebracht werden.posed. The coating can be sprayed on or glued on be applied by foils or by pouring out.

Durch diese Massnahmen kann der Druckaufbau im Goh.'iune äusserst niedrig gehalten v/erden, da die ringförmigen Stromleiter die Bogenlänge beschränken und damit die thermische Energiezufuhr verringern und zusätzlich noch als Kühlflächen für die entstandenen heissen Lichtbogengase wirken. Die Spalte 9,9' erlauben einen Druckausgleich in den bogenfreien Teil des Gehäuses 5 und tragen damit ebehfalls zur Druckerniedrigung bei. Die thermische Schockwirkung der heissen Lichtbogengase auf den Keramikisolator 3 wird durch die Beschichtung 11 reduziert. Diese Beschichtung besteht ebenfalls wie die Beschichtung 10,10* ; aus einem schv/er verdampfbaren Kunststoff etwa Sylgard oder Teflon, und ist in entsprechender Schichtdicke aufgetragen. These measures can reduce the pressure build-up in the Goh.'iune V / ground kept extremely low, since the ring-shaped current conductors limit the arc length and thus the thermal Reduce the energy supply and also act as cooling surfaces for the hot arc gases works. The gaps 9, 9 'allow pressure equalization in the arc-free part of the housing 5 and thus carry ebehfalls to lower the pressure. The thermal shock effect of the hot arc gases on the ceramic insulator 3 is reduced by the coating 11. This coating also exists like the coating 10,10 * ; made of a plastic that can be vaporized quickly, such as Sylgard or Teflon, and is applied in an appropriate layer thickness.

Bei besonders hohen Werten von Druck und Temperatur der durch den Lichtbogen in der erfindungsgemässen Anordnung erhitzten Gase ist es mitunter zweckmässig, dass das Gehäuse zumindest in radialer Richtung durch einen Verstärkuneskörper 12 aus Kunststoff wie Polyvinylchlorid oder Polymethacrylsäureester, abgestützt und gegebenenfalls durch glasfaserverstärkte Giessharzringe oder Stahlringeinlagen 13 verstärkt ist. Diesei* Ver-^tärkungskörper 12 wird am besten eingegossen, um einen guten Kontakt mit der KeramikIn the case of particularly high values of pressure and temperature caused by the arc in the arrangement according to the invention In the case of heated gases, it is sometimes useful that the housing is supported by a reinforcement body at least in the radial direction 12 made of plastic such as polyvinyl chloride or polymethacrylic acid ester, supported and optionally by glass fiber reinforced cast resin rings or steel ring inserts 13 is reinforced. This * reinforcement body 12 is on best poured to have good contact with the ceramic

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zu gewährleisten. Die Keramik kann in diesem Fall glatt bleiben, da die für den Kriechweg notwendigen Rillen au ssen auf dem Kunststoffkörper angebracht werden.to ensure. The ceramic in this case can be smooth remain, since the grooves necessary for the creepage distance are made on the outside of the plastic body.

Weitere Ausführungsbeispiele von Anordnungen nach der Erfindung sind der Figur 3 zu entnehmen. In dieser Figur ist ■nit 14 ein das Gehäuse 5 umgebender Explosionsschutz, der die durch die Explosion freigesetzten heissen Gase und weggeschleuderten Bruchstücke auffängt und von den Anlagenteilen fernhält, bezeichnet. Der Explosionsschutz besteht vorzugsweise aus Giessharz oder Silikonkautschuk. Der zwischen dem Explosionsschutz I1I und dem Gehäuse 5 eingeschlossene Raum 15 ist wesentlich grosser als der vom Gehäuse 5 um-Further exemplary embodiments of arrangements according to the invention can be found in FIG. In this figure, nit 14 is an explosion protection surrounding the housing 5, which catches the hot gases and fragments released by the explosion and keeps them away from the system parts. The explosion protection preferably consists of casting resin or silicone rubber. The space 15 enclosed between the explosion protection I 1 I and the housing 5 is much larger than that surrounded by the housing 5.

15 2015 20

iüi!iüi!

im-i Lr-Jim-i Lr-J

3 des Gehäuses 5 wegen zu hohen Druckes urk! zu hoher Temperatur der im Gehäuse 5 eingeschlossenen Gase, können diese in den Raum 15 expatndieren, wodurch eine erhebliche Druckabsenkung erreicht und eine Zerstörung der Anlage durch die heisse Lichtbogengase vermieden wird.3 of the housing 5 due to excessive pressure urk! too high temperature the gases enclosed in the housing 5, they can expatndieren into the space 15, whereby a considerable pressure drop achieved and destruction of the system by the hot arc gases is avoided.

Nach Fig. 3b ist der Explosionsschutz I1J zusätzlich mit Verstärkungsringen 17 zur Aufnahme radialer Kräfte versehen. Nach Fig. 5c ist er zwecks einfacher Montierbarkeit aus zwei stirnseitig ineinandergreifenden Teilen l8,l8" zusammengesetzt. In der Ausführungsform nach Fig. 5d können zusätzlich noch Strömungswiderstände 19,19' und Dichtlippen 20 vorgesehen werden, Vielehe die Funktion eines Ueberdruckventils ausüben. Im Explosionsfall verformen sich die Dicht-According to FIG. 3b, the explosion protection I 1 J is additionally provided with reinforcing rings 17 to absorb radial forces. According to FIG. 5c, it is composed of two frontal interlocking parts l8, l8 "for the purpose of simple assembly. In the embodiment according to FIG. 5d, flow resistances 19, 19 'and sealing lips 20 can also be provided deform the sealing

763(5229 mo8.78763 (5229 mo8.78

BBC BadenBBC Baden

• ■ t < f <• ■ t < f <

- 12 -- 12 -

lippen 20 in der gestrichelt eingezeichneten Weise und lassen die gekühlten und somit unschädlichen Explosionsgase in der eingezeichneten ,Richtung austreten.lips 20 in the manner shown in dashed lines and let the cooled and thus harmless explosion gases exit in the direction shown.

107/76107/76

BezeichrtungslisteDescription list

1,1' la,la' 21,1 'la, la' 2

3 H3H1 3 H 3 H 1 5 65 6th

7,7' 8,8' 9,9' 10,10' 11 12 13 7.7 ' 8.8' 9.9 '10 .10' 11 12 13

18,18' 19,19' 20 Kupferscheiben j Molybdänscheiben /18.18 '19.19' 20 copper washers j molybdenum washers /

KontaktanschlüsseContact terminals

Halbleiter-Hochleistungsbauelement Keramiki s οlat or Verbindungsstücke Gehäuse
Lichtbogen
Semiconductor high-performance component Keramiki s οlat or connectors housing
Electric arc

Pusspunkte des Lichtbogens Stromleiter SpaltePuss points of the electric arc electric conductor column

Beschichtungen der Verbindungsstücke Beschichtung des Keramikisolators Verstärkungskörper Stahlringeinlage ExplosionsschutzCoating of the connecting pieces Coating of the ceramic insulator Reinforcement body, steel ring insert, explosion protection

von zwischen Gehäuse und Explosionsschutz eingeschlossener Raum
vorn Gehäuse eingeschlossener Raum Verstärkungsring
Teil des Explosionssehutzes Strömungswiderstände Dicht lippen
of the space enclosed between the housing and the explosion protection
Front housing enclosed space reinforcement ring
Part of the explosion protection

7636229 io.08.787636229 io.08.78

Claims (1)

BBCr Baden ,; "". .: .; ···;,·■ Jj BBCr Baden,; "". .:.; ···;, · ■ Yy J alt)J old) > = « t * s ι α ■ *> = «T * s ι α ■ * - 13 - 107/76- 13 - 107/76 ■9 t lajnsprüche ■ 9 t slogans 1. Anordnung für Halbleiter-Hochleistungsbauelemente mit mindestens einem zwischen Kontaktstücken befindlichen und in i'ii i'ciii - ei min Isolator und Verb uidunii'.'.^Lücke aufweisenden - Gehäuse eingeschlossenen Halbleiter-Hochleistungsbauelement, dadurch gekennzeichnet, dass1. Arrangement for semiconductor high-performance components with at least one located between contact pieces and in i'ii i'ciii-ei min insulator and verb uidunii '.'. ^ gap having - housing-enclosed semiconductor high-performance component, characterized in that zur Erhöhung der Explosionsfestigkeit bei Bildung eines Lichtbogens (6) an die Kontaktstücke (Ij I1, la, la') seitlich angrenzende und diese ringförmig umgebende, von der Innenwand des Isolators (3) nur durch schmale Spalte (9, 91) getrennte Stromleiter (8, 8') zur Aufnahme der Lichtbogenfusspunkte (7S 7') vorgesehen sind, deren Abstand von der Innenwand des Isolators O) so bemessen ist, dass keine Schleifenbildung des Lichtbogens (6) in die Spalte (9, 9') hinein erfolgt.to increase the explosion resistance when an arc (6) is formed on the contact pieces (Ij I 1 , la, la ') laterally adjoining and surrounding them in a ring, separated from the inner wall of the insulator (3) only by narrow gaps (9, 9 1 ) Electric conductors (8, 8 ') are provided for receiving the arc root points (7 S 7'), the distance between which from the inner wall of the insulator O) is such that the arc (6) does not loop into the gaps (9, 9 ') takes place into it. <r 15 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass <r 15 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that die Innenwand der Verbindungsstücke (4, 4') des Gehäuses (5) mit einer thermisch und elektrisch isolie-the inner wall of the connecting pieces (4, 4 ') of the housing (5) with a thermally and electrically insulating ;| 'renden ersten Beschichtung (10, 10') versehen ist. ; | 'Renden first coating (10, 10') is provided. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Isolators (3) mit einer thermisch isolierenden zweiten Beschichtung (11) versehen ist.3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the inner wall of the insulator (3) is provided with a thermally insulating second coating (11). 7636229 10.08.787636229 08/10/78 si BBC Badensi BBC Baden ) 1311 3 » ») 1311 3 »» 3 >3> * 1 J* 1 y -Ik- 107/76 -Ik- 107/76 Ί. Arfordxiung nach Anspruch 33 dadurch gekennzeichnet, dass als Materialien für den Isolator (3) Keramik, die Ver-Ί. Arfordxiung according to claim 3 3, characterized in that as materials for the insulator (3) ceramic, the Ver J bi ndun(j;sstücke (^I, V) eine die Elemente Ni, Co, Pe undJ bi ndun (j; sstück (^ I, V) one of the elements Ni, Co, Pe and f gegebenenfalls Mn umfassende, zu ei; 3r flexiblen Plattef if necessary Mn comprehensive, to ei; 3r flexible plate 5 verarbeitete Legierung., dxe Stromleiter (8, 8') Kupfer,5 processed alloy., Dxe conductor (8, 8 ') copper, *■ die erste Beschichtung (10, 10') Kunststoff mit hoher* ■ the first coating (10, 10 ') plastic with high i. Verdampfungsenergie (etwa Sylgard) und die zwer'.te Be- i. Evaporation energy (such as Sylgard) and the twentieth schichtung (11) Teflon vorgesehen sind.layering (11) Teflon are provided. 5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (j5) die Form eines Zylinders von etwa 7 - 8 cm Durchmesser und 2 - 3 cm Höhe auf v/eist, die Stromleiter (8, 8') rechteckiges Profil von ca. 2 mm Breite und ca. 4 mm Länge besitzen, mit ihrer Längsseite parallel zur Kortaktfläche des Halbleiter-Bauelements (2) und mit ihrer äusseren Breite ca. 1 mm vom Isolator (3) entfernt angeordnet sind, und dass die erste Beschichtung (10, 10') mindestens 0,3 mm dick ist.5. Arrangement according to claim 2, characterized in that the housing (j5) has the shape of a cylinder of approximately 7 - 8 cm in diameter and 2 - 3 cm in height, the conductors (8, 8 ') have a rectangular profile of approx. 2 mm Have width and about 4 mm length, with their long side parallel to the contact surface of the semiconductor component (2) and are arranged with their outer width about 1 mm from the insulator (3), and that the first coating (10, 10 ') is at least 0.3 mm thick. 6. Anordnung nach eir.^m der Ansprüche 1 - 5> dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (jj) zumindest in radialer Richtung durch einen Verstärkungskörper (12) abgestützt ist.6. Arrangement according to eir. ^ M of claims 1-5 > characterized in that the housing (jj) is supported at least in the radial direction by a reinforcing body (12). 7» Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungskörper (12) aus Kunststoff wie PoIy^7 »Arrangement according to claim 6, characterized in that the reinforcement body (12) made of plastic such as poly ^ 7636229 10.08.787636229 08/10/78 BC BadenBC Baden - 15 - 107/76- 15 - 107/76 vinylchlorid oder Polymethacrylsäureester bestehen und cecebenenfalls durch glasfaserverstärkte Giessharzringe oder Slahlringeinlaßen (13) verstärkt sind.vinyl chloride or polymethacrylic acid esters are made and if necessary by glass fiber reinforced cast resin rings or sliding ring inlets (13) are reinforced. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5j dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (j>) von einem Explosionsschutz (I1O umgeben ist, der so bemessen ist, dass der· zwischen Gehäuse (Jj) und Explosionsschutz (11) eingeschlossene Raum (15) wesentlich grosser als der vom Gehäuse (j>) umschlossene Raum (16) ist.8. The arrangement according to one of claims 1-5j, characterized in that the housing (j>) is surrounded by an explosion protection (I 1 O, which is dimensioned such that the space enclosed between the housing (Jj) and the explosion protection (11) (15) is much larger than the space (16) enclosed by the housing (j>). .0 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass.0 9. Arrangement according to claim 8, characterized in that Giessharz oder Silikonkautschuk, besteht und mit Verstärkungsringen (17) zur Aufnahme der radialen Kräfte versteift ist.Cast resin or silicone rubber, consists and with reinforcement rings (17) is stiffened to absorb the radial forces. .5 10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Explosionsschutz (13) aus zv/ei stirnseitig ineinandergreifenden Teilen (18, 18') besteht, die zum Abbau des Ueberdruckes mit Strömungswiderständen (19* 19') und Dichtlippen (20) versehen sind..5 10. Arrangement according to claim 8, characterized in that the explosion protection (13) made of zv / egg interlocking at the end Parts (18, 18 ') are made to reduce the excess pressure with flow resistances (19 * 19') and sealing lips (20) are provided. BBC Aktiengesellschaft Brown, Bover-i & Cie.BBC Public Company Brown, Bover-i & Cie.
DE7636229U 1976-10-27 Arrangement for high-performance semiconductor components Expired DE7636229U1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10047146A1 (en) * 2000-09-22 2002-04-25 Eupec Gmbh & Co Kg Casing for insulating electronic circuit structures has a surface area between two vertically separated contact areas in the casing with a raised effective surface in order to form a raised leakage path between the contact areas.
DE102009000588B4 (en) 2008-02-27 2022-11-03 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module with improved insulation resistance and method for producing a power semiconductor module with improved insulation resistance

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10047146A1 (en) * 2000-09-22 2002-04-25 Eupec Gmbh & Co Kg Casing for insulating electronic circuit structures has a surface area between two vertically separated contact areas in the casing with a raised effective surface in order to form a raised leakage path between the contact areas.
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