特開 2024-173691 圧力システムを有する半導体スイッチング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173691

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】圧力システムを有する半導体スイッチング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20241205BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024068338

(22)【出願日】2024-04-19

(31)【優先権主張番号】23176123

(32)【優先日】2023-05-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】523380173

【氏名又は名称】ヒタチ・エナジー・リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＨＩＴＡＣＨＩ ＥＮＥＲＧＹ ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ミハル・ティルザー

(57)【要約】      （修正有）

【課題】半導体スイッチング装置および半導体スイッチング装置を組み立てるための方法を提供する。
【解決手段】半導体スイッチング装置（１）は、ゲートリング（５）と、ゲートリング（５）に接触するためのゲートコネクタ要素（６）と、を備え、ゲートコネクタ要素（６）をゲートリング（５）上に押圧するための圧力システム（７）を備え、圧力システム（７）は、絶縁リング（１１）と、絶縁リング（１１）上に周方向に配置された複数のばね梁（１２）と、を備え、絶縁リング（１１）は、ばね梁（１２）の両端部を支持するための複数の支持体（１６、１７）を備える。
【選択図】図６Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゲートリング（５）と、前記ゲートリング（５）に接触するためのゲートコネクタ要素（６）とを備え、前記ゲートコネクタ要素（６）を前記ゲートリング（５）上に押圧するための圧力システム（７）を備える半導体スイッチング装置（１）であって、前記圧力システム（７）は、絶縁リング（１１）と、前記絶縁リング（１１）上に周方向に配置された複数のばね梁（１２）とを備え、前記絶縁リング（１１）は、前記ばね梁（１２）の端部（１４、１５）を支持するための複数の支持体（１６、１７）を備える、半導体スイッチング装置（１）。

【請求項2】

前記ゲートコネクタ要素（６）は複数のフィンガ（２７）を備え、前記フィンガ（２７）の各々は前記ばね梁（１２）のうちの１つに載置される、請求項１に記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項3】

前記ばね梁（１２）の周方向の移動を防止するために、前記支持体（１６、１７）のうちの隣接するものの間に壁（１８）を備える、先行する請求項のいずれかに記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項4】

前記ばね梁（１２）は、中央部分に肥厚部（２８）を備える、先行する請求項のいずれかに記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項5】

前記絶縁リング（１１）は、前記ばね梁（１２）が配置される第１の側（１３）とは反対の前記絶縁リング（１１）の第２の側（２２）に複数のピン（２１）を備え、前記複数のピン（２１）は、前記半導体スイッチング装置（１）の前記圧力システム（７）および／またはさらなる部分の回転ロックを提供するように構成される、先行する請求項のいずれかに記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項6】

前記ゲートコネクタ要素（６）をカソード極片（３）から絶縁するためのスペーサリング（８）を備え、前記圧力システム（７）は、前記スペーサリング（８）の回転ロックを提供する、請求項５に記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項7】

前記スペーサリング（８）は、前記ゲートコネクタ要素（６）を支持するための複数の支持要素（２３）と、前記支持要素（２３）間の複数のスロット（２６）とを備え、前記ピン（２１）は前記スロット（２６）に係合する、請求項６に記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項8】

前記支持要素（２３）の各々は、第１の部分（２４）および第２の部分（２５）を備え、前記ゲートコネクタ要素（６）は、前記第１の部分（２４）に載置され、第２の部分（２５）によって一方の回転方向での回転を防止され得る、請求項７に記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項9】

前記圧力システム（７）は、前記半導体スイッチング装置（１）の組立てのための単一部品として提供されるように構成される、先行する請求項のいずれかに記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項10】

前記スイッチング装置（１）は、ゲート整流サイリスタ、集積ゲート整流サイリスタおよびゲートターンオフサイリスタから選択される、先行する請求項のいずれかに記載の半導体スイッチング装置（１）。

【請求項11】

半導体スイッチング装置（１）を組み立てるための方法であって、
A）ハウジング（９）と、ゲートコネクタ要素（６）と、カソード極片（３）とを備える前記半導体スイッチング装置（１）のハウジングアセンブリ（３１）を提供し、前記ゲートコネクタ要素（６）をゲートリング（５）上に押圧するための圧力システム（７）を提供することであって、前記圧力システム（７）は、絶縁リング（１１）と、前記絶縁リング（１１）上に周方向に配置された複数のばね梁（１２）とを備え、前記絶縁リング（１１）は、前記ばね梁（１２）の端部（１４、１５）を支持するための複数の支持体（１６、１７）を備える、提供することと、
B）前記圧力システム（７）を前記ハウジングアセンブリ（３１）と組み立てることであって、前記圧力システム（７）は単一部品として提供される、組み立てることと
を含む、方法。

【請求項12】

B）の前に、前記ゲートコネクタ要素（６）を前記カソード極片（３）から絶縁するためのスペーサリング（８）が設けられ、前記スペーサリング（８）は、複数の支持要素（２３）を備え、前記スペーサリング（８）は、前記カソード極片（３）の周りに配置され、前記ゲートコネクタ要素（６）が前記スペーサリング（８）の支持要素（２３）上に配置されるまで回転される、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記ゲートコネクタ要素（６）は複数のフィンガ（７）を備え、前記支持要素（２３）は第１の部分（２４）および第２の部分（２５）を備え、前記スペーサリング（８）は、前記フィンガ（７）が前記第１の部分（２４）上に配置されるまで回転され、さらなる回転は、前記第２の部分（２５）によって阻止される、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記圧力システム（７）を組み立てることは、前記圧力システム（７）のピン（２１）を前記スペーサリング（８）のスロット（２６）に挿入することを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記ゲートコネクタ要素（６）は複数のフィンガ（２７）を備え、前記フィンガ（２７）は、前記ばね梁（１２）上に配置されるように曲げられる、請求項１１～１４のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体スイッチング装置および半導体スイッチング装置を組み立てるための方法に関する。装置は、ゲート整流サイリスタ（GCT：Gate Commutated Thyristor）、特に集積ゲート整流サイリスタ（IGCT：Integrated Gate Commutated Thyristor）であってもよい。

【背景技術】

【0002】

IGCTから要求される最大制御可能ターンオフ電流の定格を増加させると、IGCTウェハのサイズが直径約１００mmから１５０mmに増加する。それにより、ハウジングも増加し、より高い複雑さおよびコストにつながる。それに加えて、大面積装置の簡単な取り付けを可能にしなければならない。さらに、ハウジング内のすべての部品は、輸送後の適切な接触を確実にするために、輸送中に既に適切に位置合わせされ支持されていなければならない。

【0003】

米国特許第９，６９８，０６７号は、スペーサリングおよび複数の絶縁要素として形成される半導体スイッチング装置用のスペーサシステムを開示している。米国特許第１０，８９２，２４５号は、半導体要素と、半導体要素を２つの極片の間にクランプするために半導体要素を横方向に取り囲むリング状ワッシャを有するばねシステムを備えるハウジングとを備えるスイッチング装置を開示している。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本開示の実施形態は、改良された半導体スイッチング装置に関する。
本開示の第１の態様によれば、半導体スイッチング装置は、ゲートリングと、ゲートリングに接触するためのゲートコネクタ要素とを備え、ゲートコネクタ要素をゲートリング上に押圧するための圧力システムを備える。圧力システムは、絶縁リングと、絶縁リング上に周方向に配置された複数のばね梁とを備え、絶縁リングは、ばね梁の端部を支持するための複数の支持体を備える。

【0005】

例として、半導体スイッチング装置は、ゲート整流サイリスタ（GCT：Gate Commutated Thyristor）またはゲートターンオフサイリスタ（GTO：Gate Turn－off Thyristor）であってもよい。半導体スイッチング装置は、集積ゲート整流サイリスタ（IGCT：Integrated Gate Commutated Thyristor）であってもよい。

【0006】

半導体スイッチング装置は、単一部品として顧客に輸送されることが多く、複数の装置が顧客によって積層されてもよい。スタックでは、各装置がクランプされる。圧力システムは、クランプ状態でゲートコネクタ要素をゲートリング上に押圧する。

【0007】

ゲートコネクタ要素は複数のフィンガを備えてもよい。フィンガの各々はばね梁のうちの１つに載置されてもよい。フィンガは、ばね梁の中央部分に載置されてもよい。フィンガは、ばね梁の周りで部分的に曲げられてもよい。

【0008】

ばね梁の周方向の移動を防止するために、支持体のうちの隣接するものの間に壁が存在してもよい。これにより、ばね梁は、ゲートコネクタ要素のフィンガと整列した状態に保つことができる。

【0009】

ばね梁は、それらの中央部分に肥厚部を備えてもよい。したがって、ばね梁は、端部よりも中央部分の方が厚くてもよい。肥厚部は、支持体を越えて軸方向に突出してもよい。これにより、ゲートリングと支持体との間のクリアランスを大きくすることができる。それに加えて、装置の非クランプ状態の間、カソード極片と半導体基板との間のクリアランスを確保することができる。

【0010】

絶縁リングは、ばね梁が配置される第１の側とは反対の絶縁リングの第２の側に複数のピンを備えてもよく、複数のピンは、半導体スイッチング装置の絶縁リングおよび／またはさらなる部分の回転ロックを提供するように構成される。一例として、ゲートコネクタ要素の回転ロックを達成してもよい。

【0011】

スイッチング装置は、ゲートコネクタ要素をカソード極片から絶縁するためのスペーサリングを備えてもよい。圧力システムは、スペーサリングの回転ロックを提供してもよい。スペーサリングは、ゲートコネクタ要素を支持するための複数の支持要素と、支持要素間の複数のスロットとを備えてもよく、ピンはスロットに係合する。したがって、ピンをスロットに挿入するだけで、回転ロックを達成することができる。

【0012】

支持要素の各々は、第１の部分および第２の部分を備えてもよい。ゲートコネクタ要素は、第１の部分に載置され、第２の部分によって一方の回転方向での回転を防止されてもよい。第１および第２の部分は、段差として設けられてもよい。

【0013】

圧力システムは、半導体スイッチング装置の組立てのための単一部品として提供されるように構成されてもよい。したがって、ばね梁は、圧力システムの支持体によって絶縁リングにしっかりと固定される。これにより、装置の迅速かつ簡単な組立ておよび分解が可能になる。

【0014】

本開示のさらなる態様によれば、半導体スイッチング装置を組み立てるための方法は、半導体スイッチング装置のハウジングアセンブリを提供するステップと、ゲートコネクタ要素をスイッチング装置のゲートリング上に押圧するための圧力システムを提供するステップとを含む。ハウジングアセンブリは、ハウジングと、ゲートコネクタ要素と、カソード極片とを備えてもよい。圧力システムは、絶縁リングと、絶縁リング上に周方向に配置された複数のばね梁とを備え、絶縁リングは、ばね梁の端部を支持するための複数の支持体を備える。この方法では、圧力システムはハウジングアセンブリと組み立てられ、圧力システムは単一部品として提供される。

【0015】

この方法で組み立てられた半導体スイッチング装置は、上記で説明した装置の任意の構造的および機能的特性を有してもよい。

【0016】

圧力システムを単一部品の形態で提供することにより、組立てを簡素化することができる。これにより、単一部品が設けられ、部品が装置の部品と別々に組み立てられる圧力システムと比較して、コストを削減し、正しい組立てを容易に確保することができる。

【0017】

圧力システムをハウジングアセンブリと組み立てる前に、ゲートコネクタ要素をカソード極片から絶縁するためのスペーサリングが設けられてもよい。スペーサリングは、複数の支持要素を備え、スペーサリングは、カソード極片の周りに配置され、ゲートコネクタ要素がスペーサリングの支持要素上に配置されるまで回転される。

【0018】

特に、ゲートコネクタ要素のフィンガは、支持要素の第１の支持部分上に配置されてもよく、スペーサリングのさらなる回転は、支持要素の第２の部分によって阻止される。

【0019】

圧力システムを組み立てるとき、圧力システムのピンがスペーサリングのスロットに挿入されてもよい。これにより、圧力システムおよびスペーサリングの簡単で効果的な自動ロック機構が達成されてもよい。

【0020】

圧力システムの組立て後、ゲートコネクタ要素のフィンガは、ばね梁上に配置されるように曲げられてもよい。

【0021】

本開示は、いくつかの態様および実施形態を含む。態様および実施形態のうちの１つに関して記載されるあらゆる特徴は、それぞれの特徴がこの文脈で明示的に言及されていない場合であっても、他の態様および実施形態に関しても本明細書に開示される。

【0022】

さらなる特徴、改良および便宜は、図面に関連する例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。図では、同じ構造および／または機能の要素は、同じ参照符号で参照され得る。図に示される実施形態は例示的な表現であり、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】一実施形態に対するスイッチング装置の詳細を示す断面図である。

【図2A】図１のスイッチング装置の圧力システムの斜視図である。

【図2B】図２Ｂは、図２Ａの詳細を示す図である。

【図2C】図２Ｃは、図２Ｂの詳細を示す図である。

【図3】クランプ状態にある図１のスイッチング装置を示す図である。

【図4A】図４Ａは、一実施形態によるスイッチング装置のスペーサリングの斜視図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａの拡大詳細図である。

【図5A】一実施形態によるスイッチング装置を組み立てるための方法におけるステップを示す斜視図である。

【図5B】一実施形態によるスイッチング装置を組み立てるための方法におけるステップを示す斜視図である。

【図6A】図６Ａは、さらなる実施形態によるスイッチング装置の詳細の断面図である。

【図6B】図６Ｂは、図６Ａのスイッチング装置の圧力システムの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

図１は、半導体スイッチング装置１の詳細を示す。スイッチング装置１は、GCT（Gate－Commutated Thyristor：ゲート整流サイリスタ）、特にIGCT（Integrated Gate－Commutated Thyristor：集積ゲート整流サイリスタ）であってもよい。IGCTは大面積IGCTであってもよく、GCTウェハ上のゲート構造はウェハ周辺に配置される。

【0025】

スイッチング装置１は、半導体基板２と、カソード極片３と、アノード極片４と、ゲートリング５とを備える。カソード極片３はカソード歪み緩衝板１９を備え、アノード極片４はアノード歪み緩衝板２０を備える。歪み緩衝板１９、２０は、半導体基板２とそれぞれの極片３、４との間の熱膨張係数を有する導電性材料で作られる。ゲートリング５は、ゲートコネクタ要素６によって電気的に接続される。

【0026】

圧力システム７は、必要な圧力をゲートコネクタ要素６に加える役割を果たす。ゲートコネクタ要素６は、ゲートリング５にかかる力を伝達して、半導体基板２の適切なスイッチング能力を確保する。

【0027】

それに加えて、圧力システム７は、例えば輸送中または振動試験中に要素を適所にロックするように機能する。圧力システム７は、スペーサリング８をロックし、スペーサリング８が回転するのを防止する。スペーサリング８は、ゲートコネクタ要素６をカソード極片３から電気的に絶縁する。

【0028】

スイッチング装置１は、外側に沿面セクションを備えるハウジング９を備える。ハウジング９は、アノードフランジ１０によってアノード極片４に接続される。

【0029】

輸送および振動試験中、スイッチング装置１は通常、単一部品として提供される。動作中、スイッチング装置１を電気的に相互接続するために、クランプされたスイッチング装置１のスタックを形成することができる。スタックにおいて、アノード極片４は、半導体基板２に向かって押圧される。

【0030】

図２Ａは、図１のスイッチング装置１の一部とすることができる圧力システム７を示す。図２Ｂは、図２Ｂの拡大詳細を示し、図２Ｃは、図２Ｂの拡大詳細を示す。

【0031】

圧力システム７は、絶縁材料の絶縁リング１１を備える。絶縁リング１１は、例えば、プラスチック材料を含んでもよい。

【0032】

圧力システム７は、複数のばね梁１２をさらに備える。圧力システム７は、絶縁リング１１および複数のばね梁１２からなってもよい。ばね梁１２は、偏向して後に元の形状に戻るように構成される。ばね梁１２は、ばね鋼などのばね材料を含んでもよい。圧力システム７は、絶縁リング１１に沿って周方向に延在する単一のばねの代わりに複数のばね梁１２による「セグメント化された」圧力システム７として示すことができる。

【0033】

ばね梁１２は、絶縁リング１１の第１の側１３に取り付けられる。第１の側１３は上側として示すことができる。ばね梁１２は、第１の側１３に沿って周方向に配置され、閉じたリングを形成する。ばね梁１２の各々は、その端部１４、１５の各々において、複数の支持体１６、１７のうちの１つに固定される。支持体１６、１７は、絶縁リング１１の一体部分であってもよい。ばね梁１２は、支持体１６、１７内に保持されてもよい。支持体１６、１７は、ばね梁１２がリング２にしっかりと固定されるように、可撓性のセルフロック設計を有する。一例として、ばね梁１２を支持体１６、１７内にクリックすることができる。

【0034】

隣接する支持体１６、１７間の壁１８は、ばね梁１２を正しい周方向位置に位置決めする。これにより、ばね梁１２がゲートコネクタ要素６に対して中心に置かれて、正確な圧力分布を確実にする。

【0035】

絶縁リング１１のセグメント化設計により、ばね梁１２の長さ、直径、または総数を変更することによって、ゲートリング５にかかる圧力の調整を容易に調整することができる。さらに、セグメント化設計は、圧力システム７の全高を低減することを可能にし、スイッチング装置１のハウジング９の全高を低減することを可能にする。これにより、特に低電圧クラスの設計の場合に、全高を低減することができる。

【0036】

圧力システム７は、絶縁リング１１の第２の側２２にピン２１を備える。第２の側２２は、第１の側１３の反対側であり、絶縁リング１１の底側であってもよい。ピン２１は、図５Ａおよび図５Ｂに関連して詳細に説明するように、スイッチング装置１のさらなる部分を定位置に保持する役割を果たす。ピン２１は、絶縁リング１１の一体部分であってもよい。

【0037】

図３は、クランプ状態にある図１のスイッチング装置１を示す。図１に示す非クランプ状態から区別されるように、アノード極片４は、半導体基板２に向かって押圧される。カソード歪み緩衝板１９と半導体基板２との間の隙間は除去される。

【0038】

それに加えて、ばね梁１２は、それらの中央部分において下方に偏向され、したがって歪みが加えられる。したがって、ばね梁１２は、ゲートリング５に向かってゲートコネクタ要素６にばね力を及ぼす。図１に示す非クランプ状態では、ばね梁１２は緩められる。ばね梁１２が既にわずかに撓み、したがって非クランプ状態で歪められていることも可能である。圧力システムが、装置の非クランプ状態に既にあるゲートリング上にゲートコネクタ要素をわずかに押圧することも可能である。

【0039】

図４Ａはスペーサリング８の斜視図を示し、図４Ｂはその詳細を示す。スペーサリング８は、リング状の壁３０と、壁３０の底側に周方向に配置された複数の支持要素２３とを備える。

【0040】

支持要素２３の各々は、第１の部分２４および第２の部分２５を備え、第１の部分２４は第２の部分２５よりも低い高さを有する。第１の部分２４は、ゲートコネクタ要素６、特にゲートコネクタ要素６のフィンガ２７を支持するために設けられる（図５Ａも参照）。

【0041】

第２の部分２５は、スイッチング装置１を組み立てるときにフィンガ２７のストッパを形成するように構成される（図５Ａも参照）。第２の部分２５は、圧力システム７のための支持体をさらに形成してもよい。

【0042】

スロット２６は、圧力システム７のピン２１を受け入れるように構成される（図５Ｂを参照）。

【0043】

図５Ａおよび図５Ｂは、スイッチング装置１を組み立てるための方法におけるステップを示す。スイッチング装置１およびその構成要素は、前述の図に関連して説明した通りであってもよい。

【0044】

図５Ａでは、ハウジング９、カソード極片３およびゲートコネクタ要素６を含むスイッチング装置１のハウジングアセンブリ３１が設けられている。ゲートコネクタ要素６は、一例として、ハウジング９の２つの部分の間にはんだ付けされて、ハウジング９に固定される。ハウジングアセンブリ３１はまた、ハウジング９に固定され、カソード極片３に固定されたさらなるゲートコネクタ要素３２（図３参照）を備える。

【0045】

スペーサリング８は、上からハウジングアセンブリ３１に挿入される。スロット２６は、最初にゲートコネクタ要素６のフィンガ２７と位置合わせされる。スペーサリング８がカソード極片３上に着座すると、スペーサリング８は、フィンガ２７が支持要素２３の第１の部分２４上に着座するまで回転される。第２の部分２５の左側でフィンガ２７が当接することで回転が停止する。回転は、ハウジング９の上から下に見たときに時計回りである。図５Ａは、回転後の端部位置にあるフィンガ２７を示す。

【0046】

図５Ｂは、ピン２１がスロット２６に嵌合するように、圧力システム７が上側からハウジング９に挿入される後続のステップを示す。圧力システム７は、単一の予め組み立てられた部品として挿入される。次いで、圧力システム７は、支持要素２３の第２の部分２５上に、および／またはカソード極片３上に直接着座してもよい。

【0047】

この位置で、圧力システム７は、フィンガ２７が反時計回りに戻るのを防止する。スペーサリング８、圧力システム７およびフィンガ２７は、互いにロックされ、回転が防止される。したがって、圧力システム７、ゲートコネクタ要素６、およびスペーサリング８のセルフロック設計が提供される。

【0048】

さらに、スロット２６に適切に嵌合するピン２１により、ばね梁１２もフィンガ２７と適切に位置合わせされる。次のステップでは、フィンガ２７がばね梁１２の上で曲げられる。フィンガ２７は、ゲートリング５への圧力を均一に分散させることができるように、梁１２の中央部分と位置合わせされる。

【0049】

その後、ゲートリング５、半導体基板２およびアノード極片４をハウジング９内に上方から挿入し、アノードフランジ１０をアノード極片４に固定する。

【0050】

ピン２１をスロット２６に挿入することによる回転ロックは簡単であり、特別な工具を必要としない。したがって、組立ては、スペーサリングが回転するのを防止するためにフィンガ２７がスペーサリングの特定の位置に曲げられる従来技術よりも簡単かつ迅速である。

【0051】

図６Ａおよび図６Ｂは、圧力システム７を有する半導体スイッチング装置１のさらなる実施形態を示す。前述の実施形態との唯一の際立った特徴は、ばね梁１２が中央部分に肥厚部２８を有することである。肥厚部２８は、ばね梁１２の残りの部分と一体の部分であってもよい。肥厚部２８は、ばね梁１２の残りの部分を囲む追加の要素であることも可能である。

【0052】

肥厚部２８により、ばね梁１２は、支持体１６、１７を越えて軸方向に突出する。
これにより、カソード極片３と半導体基板２とのクリアランス２９を大きくすることができる。さらに、支持体１６、１７とゲートリング５との間の適切な距離が維持されることが保証される。肥厚部２８はまた、ゲートリング５が支持体１６、１７上に位置することなく、ばね梁１２のより大きな曲げを可能にする。

【0053】

全体として、セグメント化された圧力システム７は、圧力システム７を予め組み立てられた部品としてハウジング９に挿入することができるので、スイッチング装置１の組立てをより容易に、より速く、かつポカヨケにする。これは、GCT要素の組立て中にいくつかの皿ばねおよびばね座金をハウジング９に個別に挿入しなければならず、各要素を正確に配向しなければならない従来技術を超える利点である。

【0054】

それに加えて、セグメント化された圧力システム７は、全高に関してよりコンパクトにすることができる。これにより、ハウジング９も、所望の電圧クラスに十分である限り、より小さい高さおよび省コストを有することができる。

【0055】

ゲートリング５に加えられる必要な圧力を達成するためにばね梁１２の数、直径、または長さを調整することによって、圧力システム７のばね特性の微調整を達成することができる。

【0056】

基本的に両端で支持される梁であるばね梁１２の単純な設計により、最初の反復で、機構の基本原理からばね特性を容易に計算することができる。適切なばね梁１２は、様々な材料の選択肢および寸法で市場で入手可能であり、既存の圧力システムの皿ばねおよびばね座金よりも安価である。設計が単純であるため、圧力システム７は、製造時に設計を実施する前に、例えば３Dプリントで容易に試験することができる。さらに、圧力システム７が積層された２つの部品、すなわち絶縁リング１１およびばね梁１２のみを含む場合、総厚およびクリアランスの精度に関する要件は、積層されたより多くの部品、すなわち２つのワッシャおよび２つの皿ばねを有する既存の概念よりも低い。

【符号の説明】

【0057】

参照符号
１ 半導体スイッチング装置
２ 半導体基板
３ カソード極片
４ アノード極片
５ ゲートリング
６ ゲートコネクタ要素
７ 圧力システム
８ スペーサリング
９ ハウジング
１０ アノードフランジ
１１ 絶縁リング
１２ ばね梁
１３ 第１の側
１４ 端部
１５ 端部
１６ 支持体
１７ 支持体
１８ 支持体間の壁
１９ カソード歪み緩衝板
２０ カソード歪み緩衝板
２１ ピン
２２ 第２の側
２３ 支持要素
２４ 第１の部分
２５ 第２の部分
２６ スロット
２７ フィンガ
２８ 肥厚部
２９ クリアランス
３０ スペーサリングの壁
３１ ハウジングアセンブリ
３２ さらなるゲートコネクタ要素

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【外国語明細書】