Полупроводниковый модуль

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1756 19) 5 51)5 Н 01 Е 25/04 Е ется либо няющих нетехнол ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный электротехнический институт им.В.И.Ленина(57) Использование: в различных преобразователях энергии и электроприводах. Сущность изобретения: в модуле таблеточноготипа, содержит корпус с крышкой, внутрикоторого расположены по вертикали два полупроводниковых элемента, каждый полуИзобретение относится к полупроводниковой технике, а именно к выпрямительным управляемым блокам, и может быть использовано в различных преобразователях энергии и электроприводах.Известны модули прижимной конструкции, имеющие не менее двух полупроводниковых структур, расположенных одна под другой внутри корпуса.Недостатком данных конструкций являналичие многих деталей, эатрудсборку прибора, либо просто огичность конструкции, особенно,проводниковый элемент заключен между центральным выводом и крьшкой. Центральный вывод представляет собой профилированный диск, по высоте имеющий несколько цилиндрических поверхностей разного диаметра, а сборку - плоский вывод, По меньшей мере одна плоская поверхность центрального вывода снабжена отверстием, в которомрасположен узел управления. Узел управления выполнен в виде подпятника, который центрирует с одной стороны тарельчатые пружины, а с другой стороны - изолятор и управляющий вывод, выполненный в виде плоской пружины и находящийся в непосредственном контакте с верхним полупроводниковым элементом, Внешняя поверхность крышки покрыта изо-, 3 лирующим слоем. Дополнительные силовые выводы на крышках иплоский вывод центрального вывода расположены по окружности корпуса на одинаковомрасстоянииот другого. 1 з,п. ф-лы, 3 ил. если в неи предусмотрено много управляющих элементов.Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый модуль таблеточного типа, содержащий корпус с крышками, внутри которого расположены по вертикали по меньшей мере два полупроводниковых элемента, каждый из которых установлен между цейтральным силовым выводом и крышой,К недостаткам данного устройства следует отнести невозможность перевернутого монтажа полупроводниковых элементов, имеющих управляющий электрод (транзисторов, тиристоров), невозможность фиксировать расположение относительно центрального силового вывода других силовыхвыводов, что затрудняет последующий монтаж изделия в схеме и создает дополнительные сложности при автоматизации сборки.При монтаже модуля в схему отсутствиеизоляциина внешней поверхности крышекувеличивает трудоемкость сборки схемы,так как внешняя изоляция прибора необходима во всех случаях монтажа,Целью изобретения является повышение технологичности модуля,Указанная цель достигается тем, что вполупроводниковом модуле таблеточноготипа, содержащем корпус с крышкаи,внутри которого расположены по вертикалипо меньшей мере два полупроводниковыхэлемента, каждый из которых установленмежду центральными силовым выводом икрышкой, центральный силовой вывод выполнен в виде профипированного диска, повысоте имеющего несколько цилиндрических поверхностей разного диаметра и содной стороны плоский вывод, при этом поменьшей мере на одной из поверхностей,обращенных к полупроводниковому элементу и соосно с ним выполнено несквозноеотверстие со ступенчатым дном, в которомустановлена изолирующая втулка с размещенным внутри нее узлом управления, выполненным в виде подпятника,центрирующего тарельчатые пружины и уп равляющего вывода, выполненного в видеплоской пружины и соединенного с полупроводниковым элементом, между широкойчастью подпятника и управляющим выводом установлен изолятор, а на каждойкрышке установлен дополнительный силовой вывод, при этом внешняя поверхностькрышки покрыта изолирующим слоем.Дополнительные силовые выводы накрышках и плоский вывод центрального силового вывода расположены по окружностикорпуса на одинаковом расстоянии друг отдруга,На фиг,1 изображена упрощенная кон.струкция модуля; на фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг,З - конструкция узла управления.Устройство содержит (фиг,1 и 2) два полупроводниковых элемента 1, центральныйсиловой вывод 2, плоский вывод 3, изолятор 4, отверстие 5 со ступенчатым дном,изолирующие кольца корпуса 6, термокомпенсаторы 7, крышки 8, дополнительный силовой вывод 9, изолирующий слой 10,Узел управления (фиг.З) включает в себяизолирующую втулку 11, подпятник 12, тарельчатые пружины 13, изолятор 14, управляющий вывод 15, 40 Сборку модуля начинают со сборки узлауправления. Для этого берут корпус модуля,состоящий из изолирующих колец 6, предварительно спаянных с помощью термокомпенсаторов 7 с центральным силовым выводом 2, и ставят его таким образом, чтобы отверстие 5 со ступенчатым дном, расположенное в центре центрального силового вывода 2 и предназначенное для узла управления, оказалось сверху, как показано нафиг,1, В отверстие 5 первоначально устанавливают изолирующую втулку 11 из фторопласта, в которую затем закладывают тарельчатые пружины 13, подпятник 12, изолятор из керамики 14 и управляющий вывод15. Подпятник 12 осуществляет центровку всех деталей узла управления, так как с одной стороны он имеет стержень, центрирующий тарельчатый пружины 13, а на другой широкой стороне в центре выполнена выемка, центрирующая положение изолятора14 и управляющего вывода 15, расположенного на изоляторе и представляющего собой плоскую пружину из фосфористойбронзы, сцентированную в месте контакта сполупроводниковым элементом 1,Таким образом, подпятник 12 упрощает как центровку всех элементов узла управления, так и его сборку и, кроме того, в данном случае, не требуется жесткое центрирование управляющего вывода 15, так как он, являясь одновременно плоской пружиной, под действием остальных элементов сам занимает нужное место в пределах допуска,обеспеченного его формой.Самоцентрирование плоской пружины 15 в пределах допуска обеспечивается наличием изолятора, сцентрированного при помощи подпятника 12. Размер и толщина плоской пружины определяются величиной тока управления, Предварительная сборка данного узла гораздо проще и технологичнее известных ранее,45 После сборки узла управления на центральный силовой вывод 2 лицевой стороной вниз устанавливают полупроводниковый элемент 1 (транзистор или тиристор) и центрируют его изолятором 4, после чего при варивают крышку 8 к кольцам корпуса 6.Крышка сочетает в себе массивный токо- съем и дополнительный силовой вывод 9.После проверки параметров собраннойпервой части модуля, его переворачивают 55 другой стороной и повторяют операциисборки для второго полупроводникового элемента, т,е. кладут нижний полупроводниковый элемент (диод) стороной, на которой расположен термокомпенсатор на центральный силовой вывод 2, центоируют5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 от друга. его изолятором 4 и приваривают крышку 8 к корпусу,Дополнительные силовые выводы 9 на крышках и плоский вывод 3 центрального силового вывода расположены по окружности корпуса на одинаковом расстоянии друг от друга, т,е. угол расположения между ними составляет в данном случае 120. Такое расположение выводов 9 и 3 дает возможность решить две задачи;свобода монтажа при установке модуля в схему (т,е, укладка жгутов схемы);возможность отгибать выводы в сторону от крепежных элементов без боязни их соприкосновения между собой, при этом не происходит потери электроизоляционных свойств по поверхности корпуса между выводами,Внешняя поверхность крь 1 шек покрыта изолирующим слоем 10. что позволяет применять модули в схемах, не заботясь об изоляции их от крепежных элементов, что важно в прижимных конструкциях и тем более таблеточного типа.Во всех известных технических решениях модулей таблеточного типа с двумя вертикально расположенными полупроводниковыми элементами центральный силовой вывод выполнен плоским, что не позволяет и рименять полупроводниковые элементы, имеющие управляющие электроды (транзисторы, тиристоры), так как в них нет места для размещения узла управления;В предлагаемой конструкции центральный силовой вывод 2 представляет собой профилированный диск, по высоте имеющий несколько цилиндрических поверхностей разного диаметра. По меньшей мере, на одной плоской поверхности его, обращенной к полупроводниковому элементу и соосно с ним в центре выполнено отверстие под узел управления, глубина которото рассчитана так, чтобы при сжатии выступающий стержень подпятника не касался вывода, для чего дно выполнено ступенчатым, а сбоку имеется плоский вывод 3 для подключения внешней цепи, В самой тонкой дисковой части вывод 2 спаян через термокомпенсаторы 7 с изолирующими кольцами корпуса б, Так как центральный вывод имеет несколько цилиндрических поверхностей разного диаметра, то в нем предусмотрены посадочные поверхности для расположения структур полупроводниковых элементов, учитывающие как диаметр внутреннего рабочего кольца структуры, так и толщину выступающего слоя защиты фаски.Модуль работает следующим образом, При подаче на вход управляющего вывода 15 сигнала верхний полупроводниковый элемент открывается и модуль работает как обычный управляемый"ключевой полумост.Предлагаемая конструкция позволяет повысить технологичность, используя перевернутый монтаж при вертикальном расположении полупроводниковых элементов, что, в свою очередь, позволяет проводить сборку без дополнительных устройств, ввести раздельный контроль собраннык участков блока, что ведет к повыаению надежности модуля, Предлагаемая конструкция улучшает тепловые характеристики прибора на -10%. Формула изобретения1, Полупроводниковый модуль таблеточного типа, содержащий корпус с крышками, в котором расположены по вертикали по меньшей мере два полупроводниковых элемента, каждый из которых установлен между центральным силовым выводом и крышкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности модуля,центральный силовой вывод выполнен в виде профилированного диска, по высоте имеющего несколько цилиндрических поверхностей разного диаметра и с одной стороны плоский вывод, при этом по меньшей мере на одной из поверхностей, обращенных к полупроводниковому элементу и соосно с ним выполнено несквозное отверстие со ступенчатым дном, в котором установлена изолирующая втулка с размещенным в ней узлом управления, вы- полненным в виде подпятника, центрирую- щего тарельчатые пружины, и управляющего вывода, выполненного в виде плоской пружины и соединенного с полупроводниковым элементом, между широкой частью подпятника и управляющим выводом установлен изолятор, а на каждой крышке - дополнительный силовой вывод, при этом внешняя поверхность крышки покрыта изолирующим слоем,2, Модуль по п 1, отл и ч а ю щи й с я тем, что дополнительные силовые выводы на крышках и плоский вывод центрального силового вывода расположены по окружности корпуса на одинаковом расстоянии друг17569778Составитель Л,Горохов едактор В,Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Е.Пап аказ 3093 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1