Устройство для прижима таблеточного полупроводникового прибора к охладителю

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И А67ОРСКОИУ (:ВЙДЮТЙЛЬСТВУ (t ai 651432

Союз Советсмих

Социалистических

Республик (6i) Дополнительное к авт. сеид-ву и (22) Заявлено 24.02.76 (2l) 2325411/18 25 (Я) M. Кл.

{23) Приоритет — (32) 24.02.75

{31) .ПВ 1 193-75 (33) ЧССР

Н 01 (23/12

Гкударатаанннй щиатат

СИР аа делая нзепратаннй н юткрытнй

Опубликовано 05,03.79.Бюллетень М 9 (5З) У 621,.382 (088.8) Дата опубликования описания 08.03.79 (72) Авторы Иностр,анцы иаобретения Павел Кафунек, Павел Райхл, Йири Ковар, Олдрих Покорны, Йиндрих Кратина, Ярослав Зуна и Михал Пелант (ЧССР) (7 ) 3аявнтель

Иностранное предприятие

ЧКД Прага, Оборовы Подник (ЧССР) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИ)КИМА ТАБЛЕТОЧНОГО

ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА К ОХЛАДИТЕЛЮ

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, в частности к устройствам для прижима полупроводниковых таблеточных приборов к охладителям. Мощные полупроводниковые дискообразные приборы, например тиристоры и диоды, называемые таблеточными, для осуществления хорошего теплового и в некоторых случаях электрического контакта с охладителем размещаются между поперечинами, через которые с помощью прижимных приспособлений они прижимаются к охладителю (1 ).

Прижимная конструкция должна обеспечивать желаемое усилие прижима полу-проводникового прибора к охладителю) его, присоединение к внешней электрической цепи. и отвод возникающего цри работе полупроводникового прибора тепла;

Необходимо относительно точно определять усилие прижима. и равномерно прилагать его к поверхностям электродов этих дискообразных полупроводниковых приборов.

К недостаткам известных прйжимньтх конструкций или устройств относятся жесткие, черезмерные наттряжения, вызывающие пружинистость сопрягаемых эл ментов, неравномерное распределение

5 прижимного усилия, приводящее к слишком большому трению, проникновение пыли и загрязнений.

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

Это устройство не обеспечивает равно. мерного распределения прижимного усилия.

Uemü изобретения — повьпаение равно2О мерности распределения прижимного усилия.

Пель достигается тем, что изолирующий элемент имеет полость, в которой

651432....3 находится упругий элемент Hs эластом ра, окруженный поршнем, верхняя часть которого прилегает к поперечине.

Упругий элемент выполнен из кремний органического каучука. Поверхность упру1 ого элемента, прилегающая к порцппо, выполнена сферической или скошенной.

В объеме упругого элемента могут быть полости, образованные двумя герметично соединенными по их окружности ta упругими металлическими линзообразными оболочками, Изолирующий элемент снабжен центрирующим средством.

На фиг. 1 показано предложенное устройство, разрез; на фиг. 2 — разрез и горизонтальная прекция упругого элемента, имеющего полости, образованные двумя герметично соедин енными по окружности металлическими линзообразными оболочками. полупроводниковый прибор 1 находит-ся между двумя токоотводами 2 и 3, выцрлненными, например, из медных ленточных элементов: Токоотвод 3 прилегает к выполненному, например, из алюминия, охлвдителю 4, токоотвод 2 - к изолирующему элементу 5, выполненному, например, иэ цластыассы и имеющему полость

6, в которой находится упругий элемент

39

7, изготовленный из эластомера, например кремнийорганическога каучука. Упрупий элемент 7 закрыт в полости 6 изолирующего элемента 5 поршнем 8 и защищен таким образом от влияний окружающей

З5 среды. Соприкасающаяся е цоршяем 8 поверхность упругого элемента 7 выполнена сферической или скошенной. С противоположной стороной с поршнем 8 контактирует поперечина 9, через которую про.

40 ходят соединенные с охладителем 4 сред» ства крепления, например болты 10.

Посредством подтягивания гаек на бол тах 10 полупроводниковый прибор 1 прижимают к охладителю, цри этом поршень 5

8 постепенно проникает в полость 6 изолирующего элемента 5, а упругий элемент 7 деформируется.

Изолирующий элемент 5 снабжен центрирующим средством 11, например вы50 ступами и выемками, которые поддержи.ваются болтами 10 и предохраняют уста» новку от частичных проворачиваний.

Между полупроводниковым прибором

1 и токоотводами 2, 3 и соответственно

I между токоотводами и охладителем можно с целью минимализации термическогэ со противления этих переходов нанести слой контактного силиконового вазелина или металлический слой, который при работе полупроводникового прибора 1 находится в,аидком 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 о плавления 70 С, причем пригодны сплавы состава (%): висмут 48-55, свинец 1840, олово 2-15 и кадмий 0-10. Вместо кадмия может быть введен индий (1021%). Используемые сплавы эвтектическне, с низкой точкой плавления, их

I 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 полупроводникового компонента. Эти сплавы могут 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 одностороннего охлаждения полупроводникового прибора. Одна ко путем введения другой охлаждающей части между, например, первым токопроводом 2 и изолирующим элементом

5 может быть образован охлаждаемый с обеих сторон полупроводниковый прибор.

Показанное на фиг. 2 устройство содержит упругий элемент 5 с полостями, образованными между герметично соединенными по окружности упругими металлическими линзообраэными оболочками 12.

Эластомер ведет себя в этом случае как несжимаемая,. заполняющая все внутреннее пространство полости изолирующего элемента 5 жидкость.

В опжннном устройстве обеспеченр равномерное распределение прижимного усилия по всей поверхности изолирующего элемента. Поскольку упругий элемент выполнен из непроводящего материала, т. е. иэ 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 . охла 51432

2. Патент США № .3619473, кл. 174;-15 Б(, 1971.

Составитель А. Прохорова.

Редактор Т. брловская Техред И. Асталош КоррехторИ. Ковальчук

Заказ 816/50 . Тираж 922 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дителю, содержащее, по крайней мере, одну поперечину, средства для закрепления, например болты, и изолирующий элемент, передающий давление, о т л ич а ю m е е с я тем, что, с целью повышения равномерности распределения прижимного усилия, изолирующий элемент имеет полость, в которой находится уп- . ругий элемент из эластомера, окруженный поршнем, верхняя часть которого при- 1 легает к поперечине.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что упругий элемент выполнен из кремнийорганического каучука.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что поверхность упругого элемента, прилегающая к поршню, выполнена сферической.

4. Устройство по rm. 1 и 2, о тл и ч а ю m е е с я тем, что цоверхкость упругого элемента, прилегающая к порпппо, выполнена скошенной.

5. Устройство по пп. 1 и 2 ° о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в объеме упругого элемента выполнены полости,-образованные двумя герметично соединенными по их окружности упругими металлическими линзообразными оболочками.

6 6. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем., что изолирующий элемент снабжен пентрирующим средством.

ИСточники информации, принятые во

% внимание при экспертизе

1. Заявка Франции ¹ 2128812, кл; Н 01 8 1/00, 1971.