SU1167674A1 - Корпус преимущественно дл полупроводниковых приборов - Google Patents

Abstract

1. КОРПУС ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ , содержащий основание, крышку с фланцем и прокладку, выполненную из материала с деформационной пам тью, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности герметизации во всем температурном диапазоне работы прибора, корпус снабжен дополнительными герметизирующей прокладкой и прокладками, выполненными из материала с деформационной пам тью, а основание выполнено с кольцевым пазом дл  размещени  фланца крышки и буртиком , причем герметизирунрща  прокладка расположена на фланце крышки корпуса, а дополнительные прокладки из материала с деформационной пам тью установлены на буртике основани , при этом часть поверхности прокладки, выполненной из материала с деформационной пам тью и расположенной на фланце крышки, прилежаща  к поверхности герметизирующей прокладки, выполнена под углом к оси корпуса. (Л 15 а Од 4ib

Description

2.Корпус по п. 1, отличающийс  тем, что поверхность герметизирующей прокладки , установленной на фланце крышки, прилежаща  к поверхности прокладки из материала с деформационной пам тью, выполнена с выступом.

3.Корпус по п. 1, отличающийс  тем, что в прокладке из материала с деформационной пам тью, установленной на фланце крыщки, выполнены пазы, а на ее наружной образующей поверхности выполнены выборки.

4.Корпус по п. 1, отличающийс  тем, что одна из прокладок, установленных на буртике основани , выполнена из материала с деформационной пам тью при отрицательных температурах, а друга  прокладка, установленна  на буртике основани , и прокладка , расположенна  на фланце крыщки , выполнены из материала с деформационной пам тью при положительных температурах .

5.Корпус по п. 1, отличающийс  тем, что герметизирующа  прокладка выполнена из стали.

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к конструкции полупроводниковых приборов, и может найти щирокое применение в электротехнической и электронной промыщленност х.

Цель изобретени  - повыщение надежности герметизации во всем температурном диапазоне работы прибора.

На фиг. 1 изображен корпус полупроводникового прибора по первому варианту; на фиг. 2 - то же, по второму варианту; на фиг. 3 - то же, по третьему варианту; на фиг. 4 - конструкци  верхнего кольца первого и третьего вариантов; на фиг. 5 - конструкци  нижнего кольца первого варианта; на фиг. 6 - узел I на фиг., 2 верхнего и нижнего колец второго варианта; на фиг. 7 - одна из деталей термоизол тора , частичное изображение.

Корпус полупроводникового прибора по первому варианту содержит основание, которое  вл етс  электродом 1. Электрод 1 выполнен, например, из меди и содержит резьбовой штырь 2. Корпус также содержит крышку 3 со стеклоизол тором, в который впа на трубка 4 и кольцеобразный держатель 5, последний состоит из набора прокладок 6, 7, 8 и 9. На крышке 3 со стороны ее сопр жени  с электродом 1 выполнен вспомогательный фиксирующий элемент креплени  в виде фланца с перет жкой 10. В основании (электроде 1) выполнен кольцевой паз 11, шириной равной разности наибольщего наружного и наименьшего внутреннего диаметров перет жки 10. Кольцевой паз 11 с одной стороны (наружной ) ограничен кольцевым буртиком 12, а с внутренней - возвышающейс  - площадкой 13, на которой размещаетс  полупроводникова  структура 14 с выводом 15, проход щим через трубку 4 крышки 3.

На наименьщий наружный диаметр перет жки 10 крышки 3 насажена прокладка 7, а на наибольший внутренний диаметр перет жки крышки 3 - прокладка 8, котора  совместно с перет жкой 10 располагаютс  в кольцевом пазу 11 электрода 1.

Прокладка 9 кольцеобразного держател  5 имеет кольцевую проточку 16, насажена на кольцевой буртик 12 электрода 1 через термоизол тор 17, состо щий из двух деталей в виде цилиндров 18 и 19, имеющих реборду 20. При насадке прокладки 9 через термоизол тор 17 на упом нутый кольцевой буртик 12 обрзуетс  кольцева  полость, в которой находитс  прокладка 6, насаженна  на тот же кольцевой буртик 12, т. е. прокладка 6 находитс  в кольцевом пазу 16 прокладки 9 и отделена от него термоизол тором 17 (его деталью - цилиндром 18). Термоизол тор 17 также отдел ет прокладку 9 и от электрода 1 своим цилиидром 19. Стенки цилиндров 18 и 19 термоизол тора 17, обрамл ющие соответственно наружный диаметр кольцевого буртика 12 и наружный диаметр прокладки 6, разрезаны по окружности на сегменты, 21, 22, которые имеют возможность упруго деформироватьс  в радиальном направлении к центру корпуса в момент редукции размеров при пониженной температуре прокладки 9. Прокладка 6, наход сь в кольцевом пазу 16 (в образовавщейс  кольцевой полости) прокладки 9, удерживаетс  им также в момент редукции его размеров при пониженной температуре .

На горизонтальных кольцевых поверхност х (поверхност х перпендикул рных к образующей) прокладок 7 и 8 выполнены пазы 23, между которыми на внутреннем диаметре прокладки 7 и на наружном и на внутреннем диаметрах прокладки 8 выполнены выборки 24. Пазы 23 выполнены на горизонтальных кольцевых поверхност х по радиусу; например по длине менее одной четвертой окружности. Пазы 23 служат дл  разгрузки (предотвращени  увеличени  размера ) во врем  деформации и термообработки в прокладке 7 его наружного диаметра . Прокладки 6, 7 и 8 выполнены из материала , обладающего деформационной пам тью при положительных температурах (от О до -|-130°С), например из титаноникелевого сплава. Прокладки 9 выполнены из того же материала, обладающего деформационной пам тью при отрицательных температурах (от О до -60°С). Прокладки 6, 7 8 и 9 изготавливают по известной технологии .

Конструкци  корпуса полупроводникового прибора по второму варианту, изображенна  на фиг. 2, отличаетс  от конструкции корпуса прибора, изображенной на фиг. 1, тем, что на крыщке 25 со стороны ее сопр жени  с электродом 1 выполнен вспомогательный фиксирующий элемент креплени  в виде L-образного фланца 26. На наружный диаметр крыщки 25 насаживаютс  прокладки 27 и 28, которые совместно с фланцем 26 располагаютс  в кольцевом пазу 11 электрода 1. Прокладка 27, имеюща  пазы и углублени  на внутреннем диаметре, выполнена с наклонной плоскостью 29, угол наклона которой увеличиваетс  к центру корпуса. Наклонна  плоскость 29 прокладки 27 опираетс  и взаимодействует со сферической поверхностью 30 прокладки 28, лежащей на фланце 26 крыщки 25. Прокладка 27, расположенна  в кольцевом пазу 11 электрода 1, выполнена из того же материала, что и прокладка 6, насаженна  на кольцевой буртик 12, а именно, из материала, обладающего деформационной «пам тью при положительных температурах. Прокладка 28, расположенна  в том же пазу 11 электрода 1, лежаща  на фланце 26 крыщки 25, выполнена из стали.

Преимущественной особенностью конструкции корпуса прибора второго варианта по сравнению с конструкцией корпуса прибора первого варианта заключаетс  в том, что она дает возможность надежно герметизировать корпус прибора, в котором крыщка выполнена с фланцем, использу  при этом радиальное перемещение верхнего кольца, насаженного на крышку и расположенного в кольцевой канавке электрода.

Конструкци  корпуса полупроводникового прибора по третьему варианту, изображенна  на .фиг. 3, отличаетс  от конструкций корпусов первого и второго вариантов тем, что на крыщке 31 со стороны ее сопр жени  с электродом отсутствуют вспомогательные фиксирующие элементы креплени . На наружный диаметр крыщки 31 так же насажены прокладки 32 и 33 кольцеобразного держател  5, которые так же расположены в кольцевом пазу 11 электрода 1. Прокладка 32, расположенна  в кольцевом пазу 11 электрода 1, по форме и конструкции така  же, как и прокладка 7, и изготовлена из материала, обладающего деформационной пам тью, например из титаноникелевого сплава. Прокладка 33, лежаща  на дне кольцевого паза 11 электрода 1, выполнена разрезной из пружинной стали и на наружном своем диаметре имеет за , остренные кромки 34, взаимодействующие с металлом основани  кольцевого буртика 12 электрода 1, начина  с момента сборки корпуса. В кольцевом пазу Il электрода 1 выполнен дополнительный кольцевой паз 35, в котором находитс  торец крыщки 31, т. е.

0 дополнительный кольцевой паз 35 служит дл  прохода торца крыщки в момент сборки корпуса прибора.

Преимущественной особенностью конструкции корпуса прибора третьего варианта по сравнению с конструкци ми корпусов

5 приборов по первому и второму вариантам заключаетс  в том, что она дает возможность предварительно осуществить сборку крышки с электродом, а затем осуществить конечную герметизацию (самогерметиза0 цию) корпуса прибора (перфорированной прокладкой и прокладкой, расположенной на наружном диаметре кольцевого буртика электрода) при определенной температуре.

Сборку корпуса полупроводникового прибора по первому варианту (фиг. 1) осуществл ют следующим образом.

На площадку 13 электрода 1 креп т полупроводниковую структуру 14 с выводом 15. Затем в кольцевой паз 11 электрода Ь помещают охлажденное до температуры близ0 кой к температуре жидкого азота нижнюю перфорированную прокладку 8 кольцеобразного держател  5. После этого крыщку 3 перет жкой 10 помещают в кольцевой паз 11 электрода 1, в образовавшийс  кольцевой зазор между наружным диаметром прокладки 8 и внутренней стенкой буртика 12, ограничивающего кольцевой паз 11. При установке крышки 3 в кольцевой паз 11 электрода 1 вывод 15 полупроводниковой структуры 14 проходит через трубку 4, впа нную

0 в стеклоизол тор крыщки 3, а прокладка 8 своим наружным диаметром насаживаетс  на наибольщий внутренний диаметр перет жки 10. Затем на наименьший наружный диаметр перет жки 10 крыщки 3 насаживают охлажденную до температуры близкой к

5 температуре жидкого азота прокладку 7, одновременно устанавлива  ее в кольцевой паз 11 электрода 1. Затем на наружный диаметр кольцевого буртика 12 насаживают вместе с термоизол тором 17 прокладку 9, нагретую до температуры выше нормальной. После чего прокладку 6, охлажденную до температуры близкой к температуре жидкого азота, также насаживают на наружный диаметр кольцевого буртика 12, который располагаетс  в кольцевой проточке 16 кольца 9.

5 После установки охлажденных прокладок 6, 7 и 8 кольцеобразного держател  5 в соответствующие посадочные места они нагре , ваютс  до температуры окружающей среды выше 0°С (до комнатной температуры) и увеличиваютс  в объеме, восстанавливают свои размеры до термообработки холодом, обжима  тем самым соответствующий диаметр элемента с усилием, равным 680- 700 кгс/см. При нагревании указанных прокладок до температуры окружающей среды (+25°С и выше) в прокладке 8 увеличиваетс  наружный и внутренний диаметры, один из которых - наружный - действует на наибольший внутренний диаметр перет жки 10 крышки 3, прижима  ее наибольший наружный диаметр к внутренней стенке буртика 12 у основани , а внутренний - обжимает наружный диаметр выступающей площадки 13. В прокладке 7 увеличиваетс  одновременно его внутренний диаметр, действующий на наименьший диаметр перет жки 10 крыщки 3, прижима  ее наименьший внутренний диаметр (перет жки) к наружному диаметру той же возвышающейс  площадки 13. Одновременно уменьшаетс  и диаметр прокладки 6, котора  обжимает наружный диаметр кольцевого буртика 12. В результате чего кольцевой буртик прижимаетс  к наибольшему наружному диаметру перет жки 10 крышки 3, а верхней частью к наружному диаметру прокладки 7, расположенной в кольцевом пазу 11 электрода 1. Прокладки 7 и 8, расположенные в кольцевом пазу 11 электрода 1, действуют на соответствующие посадочные диаметры перет жки 10 крыщки 3 во взаимно противоположных направлени х, а прокладка 6, обжима  верхнюю часть буртика 12, не дает ему возможности деформироватьс  в сторону от центра корпуса при действии на него усилий прокладок 7 и 8. Таким образом, обеспечиваетс  надежна  герметизаци  (самогерметизаци ) крышки 3 с электродом 1. Надежна  герметизаци  корпуса прибора обеспечиваетс  и тогдё, когда прибор находитс  в рабочем режиме, т. е. когда прибор работает в электронной схеме и его рабоча  температура - 125±130°С. После герметизации крышки 3 с электродом производ т сборку и герметизацию вывода известным способом, . например пайкой . В случае если полупроводниковый прибор используетс  в различном технологическом оборудовании и вместе с ним находитс  на хранении или во врем  транспортировки при температуре окружающей среды ниже нормальной (до -60°С), то герметизаци  корпуса также обеспечиваетс  за счет прокладки 9, насаженной через термоизол тор 17 на наружный диаметр кольцевого буртика 12. При температуре ниже нормальной прокладка 9 уменьшаетс  в диаметре, обжима  тем самым через упруго деформирующийс  термоизол тор 17 наружный диаметр кольцевого буртика 12, в результате чего кольцевой буртик также упруго деформируетс  и с необходимым усилием герметизации г рижимаетс  к наибольшему наружному диаметру перет жки 10 и к наружному диаметру прокладки 7. Во врем  герметизации корпуса при температуре ниже нормальной прокладка 9 через сегменты 22 термоцилиндра 18 термоизол тора 17 удерживает прокладку 6 от смещени . Разборку корпуса (разгерметизацию) в случае обнаружени  брака по электрическим параметрам полупроводнковой структуры прибора осуществл ют следующим образом . Отпаивают эелементы вывода. Монтажным инструментом охлаждают, например, до температуры близкой температуре жидкого азота прокладку 6. При указанной температуре прокладка уменьшаетс  в объеме, после чего ее демонтируют. Затем демонтируют вместе с термоизол тором 17 прокладку 9. После чего корпус прибора охлаждают до такой же температуры как и прокладку 6. При этом прокладки 7 и 8 уменьшаютс  в объеме, т. е. уменьщаютс  их соответствующие сопр гаемые диаметры, и крышку 3 совместно с прокладкой 7 извлекают из кольцевого паза 11 электрода 1. После чего извлекают из кольцевого паза 11 кольцо 8. Отпаивают полупроводниковую структуру 14 от площадки 13 электрода 1. Затем элементы корпуса проход т соответствующую обработку-очистку с возможностью их повторного применени . Сборку корпуса полупроводникового прибора по второму варианту, изображенному на фиг. 2, осуществл ют аналогично сборке корпуса по первому варианту, за исключением того, что в кольцевой паз 11 электрода 1 помещают фланец 26 крыщкн 25с ранее расположенной на фланце 26 прокладкой 28. После чего на наружный диаметр крышки 25 насаживают прокладку 27 с пазами и выборками на внутреннем диаметре , одновременно устанавлива  ее в кольцевой паз 11 электрода 1 . При нагревании до температуры окружающей среды в прокладке 27 увеличиваетс  ее внутренний диаметр, который действу  на наружный диаметр крышки 25 прижимает ее внутренний диаметр к наружному диаметру возвышающейс  площадки 13. Одновременно при увеличении внутреннего диаметра прокладки 27 наклонна  плоскость 29 так же перемещаетс  к центру корпуса и действует на сферическую поверхность 30 прокладки 28, прижима  его совместно с фланцем 26к основанию кольцевого паза 11 электрода 1. Одновременно также уменьшаетс  н диаметр прокладки 6, котора  обжимает верхнюю часть наружного диаметра кольцевого буртика 12, в результате чего кольцевой буртик 12 прижимаетс  к наружному диаметру прокладки 28 и к наружному диаметру прокладки 27. Таким образом, герметизаци  крышки 25 с основанием 1 осуществл етс  прокладкой 6 в радиальном направлении , а прокладкой 27 в радиальном и осевом направлени х через прокладку 28, установленную на фланце 26 крышки 25.

После герметизации крышки 25 с электродом 1 производ т герметизацию вывода прибора аналогично первому варианту.

Разборку корпуса и подготовку годных элементов дл  повторного применени  осуществл ют аналогично первому варианту. Сборку элементов корпуса полупроводникового прибора по третьему варианту, изображенному на фиг. 3, осуществл ют аналогично первому варианту за исключением того, что вначале в кольцевой паз И электрода 1 помеща1рт нижнюю прокладку 33 из пружиной стали. После чего в кольцевой паз II помещают крышку 31, предварительно установив ее торцом на прокладку 33. Затем , прилага  осевое усилие к крыщке 31, ее торец взаимодействует с прокладкой 33, разжима  ее, и крышка перемещаетс  вниз в дополнительную кольцевую канавку 35. При разжатии прокладки 33 ее заостренные кромки 34 взаимодействуют у основани  с внутренней кольцевой поверхностью буртика 12, предварительно удержива  крышку 31 в кольцевом пазу 11. Затем на наружный диаметр крыщки 31 насаживают охлажденную прокладку 32, одновременно устанавлива 

ее в кольцевой паз 11 электрода 1, а прокладку 6 и прокладку 9 с термоизол тором 17 насаживают на наружный диаметр кольцевого буртика 12, как описано в первом варианте .

Установленные прокладки 6 и 32, нагрева сь до температуры окружающей среды, герметизируют крышку 31 с электродом 1 аналогично первому варианту. После герметизации крышки 31 с электродом 1 произ0 вод т герметизацию вывода прибора.

Разборку корпуса прибора по третьему варианту осуществл ют так же как описано в первом варианте, но дл  извлечени  крышки 31 из кольцевого паза 11 электрода 1 к ней прикладывают осевое усилие,

5 обратное по направлению тому, которое было приложено при герметизации. При этом прокладка 33 сжимаетс , ее острые кромки перестают взаимодействовать с внутренней стенкой кольцевого буртика 12 и после чего ее извлекают из кольцевого паза 11.

0

Подготовку годных элементов корпуса полупроводникового прибора дл  повторного применени  осуществл ют так же. Как описано в первом варианте.

Корпуса полупроводникового прибора, изготовленные по первому, второму и третьему вариантам, выполн ют одни и те же функции и служат одной и той же цели.

ФигЛ

Фиг. 5

25

Ю 20/ 27 /

Claims (5)

1. КОРПУС ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ, содержащий основание, крышку с фланцем и прокладку, выполненную из материала с деформационной памятью, отличающийся тем, что, с целью повышения на- дежности герметизации во всем температурном диапазоне работы прибора, корпус снабжен дополнительными герметизирующей прокладкой и прокладками, выполненными из материала с деформационной памятью, а основание выполнено с кольцевым пазом для размещения фланца крышки и буртиком, причем герметизирующая прокладка расположена на фланце крышки корпуса, а дополнительные прокладки из материала с деформационной памятью установлены на буртике основания, при этом часть поверхности прокладки, выполненной из материала с деформационной памятью и расположенной на фланце крышки, прилежащая к поверхности герметизирующей прокладки, выполнена под углом к оси корпуса. р

Фиг. 1

2. Корпус по π. 1, отличающийся тем, что поверхность герметизирующей прокладки, установленной на фланце крышки, прилежащая к поверхности прокладки из материала с деформационной памятью, выполнена с выступом.

3. Корпус по π. 1, отличающийся тем, что в прокладке из материала с деформационной памятью, установленной на фланце крышки, выполнены пазы, а на ее наружной образующей поверхности выполнены выборки.

4. Корпус по π. 1, отличающийся тем, что одна из прокладок, установленных на буртике основания, выполнена из материала с деформационной памятью при отрицательных температурах, а другая прокладка, установленная на буртике основания, и прокладка, расположенная на фланце крышки, выполнены из материала с деформационной памятью при положительных температурах.

5. Корпус по π. 1, отличающийся тем, что герметизирующая прокладка выполнена из стали.