专利名称：无磁性低温大功率管的制作方法
技术领域：
本实用新型属于低温半导体器件技术领域。主要用于磁共振成像系统中，超导磁体的保护系统和其它低温条件下运行的设备和仪器。
现有技术中，平面型大功率半导体二极管，虽已有压接式结构，但它均运用在230°K以上的温度，不能运用在几度或几十K温度中，因为二极管管芯在低温下存在以下问题二极管管芯不能适应低温，且一旦处于几度K和几十度K温度下，会受到热涨冷缩的冲击而裂成碎片，破坏了PN结结构；电极接线片采用压接式，在低温条件下工作时，材料会因冷收缩系数大，而使原先压紧的接触松开而产生断路，从而破坏了器件的正常工作。通常的常温下二极管的导(散)热件是用铝材通过铁螺钉而拧紧的，低温下铝的收缩系数比铁大，造成铁螺钉起不到紧固作用。
本实用新型目的在于提供一种装置，克服以往压接式平面型大功率半导体二极管，只能在230°K以上温度工作的局限性，设计出能够在低温4°K以下应用的无磁性大功率半导体器件。
为实现以上目的，本实用新型是这样来实现的，大面积、园薄片、无焊接、无磁性的平面型二极管管芯1，用紧固件6、11将其管芯两侧的导(散)热块2、7及电极接线片3、8、绝缘垫4、9和无磁性不锈钢制作的三角形平行压板5、10，使加一定的力制成一完整的半导体二极管器件。紧固件6、11是采用冷收缩系数比铜大的多的合金铝制作的拉杆和螺母。
以下结合附图详细说明本实用新型的技术内容。
图1是本实用新型结构原理的主视图。
图2是本实用新型结构原理的侧视图。
图1中的1是平面二极管管芯，管芯1的两侧分别紧贴着散热块2、7的一面，散热块2、7的另一面分别紧贴着两电极接线片3、8的一面，接线片3、8的另一面分别紧贴着平行压板5、10的一面，压板5、10通过紧固件6、11把以上1至10的各部件组合并施加一定的拉力把各部件拉紧，构成一完整的无磁性低温大功率二极管器件。
图1、2是最佳实施例，(散)热块2、7是用紫铜做成园柱型铜柱、电极接线片3、8用铜片或其它金属材料制作，是非焊接的平面接触型，绝缘垫片4、9采用陶瓷园薄片。平行压板5、10是两块三角形的无磁性不锈钢制成的。三根由合金铝制作的拉杆、螺母作紧固件6、11，通过两端的平行压板5、10把上述各部件组合，并施以20KN的拉力把它们拉紧。所有部件都要求较高的平行度，以保证管芯1不碎裂。整体部件所用的材料均是无磁性的。
工作原理是这样的，二极管通过电极接线片3、8接入电路，然后把该二极管整个部件置于4°K低温下。此时由于铝合金拉杆、螺母6、11的收缩率比铜大，使平行压板5、10之间的各部件拉得更紧，以保证各部件之间良好的接触。
二极管器件工作时，大电流流经二极管管芯的热量，通过两柱形紫铜导(散)热块2、7吸收并散发开，以保证管芯1的温升不超过极限限制，使二极管维持正常工作。
无磁性低温大功率二极管可用于磁共振成像系统中的超导磁体的保护系统中。以往磁体保护系统都是采用普通电阻并联在超导线圈两端作保护器，效果差，电阻值的大小不易控制。影响了磁体性能。运用无磁大功率二极管器件作保护器后，超导磁体在正常运行时，二极管不导通，不会影响磁体系统性能。当超导磁体系统失超时，磁体系统需要保护，二极管导通，导通时的二极管正向电阻比普通电阻小，使超导磁体的超导线圈的巨大储能，通过二极管所形成的放电回路，迅速释放掉。实现了能量的转移，有效保护了超导磁体。该器件还可以用于低温4°K其它的设备和仪器。
本实用新型产生的积极效果如下1. 二极管允许通过200安培以上大电流和承受100伏以上反向电压。
2. 二极管工作时，散热良好，保证管芯不会烧毁。
3. 温度大幅度变化时，由于热胀冷缩所引起的二极管受力均衡，管芯不易破碎。
4. 二极管的外接电流引线用的电极接线片与管芯无焊接，形成良好的接触。
5. 整个器件均用无磁性材料制作。
权利要求1.一种无磁性低温大功率二极管器件，是由平面型二极管管芯、导(散)热块、电极接线片、绝缘片、平行压板，用紧固件组装而成，其特征是，平面型二极管管芯1是大面积的园薄片、无焊接、无磁性，且用紧固件6、11在其上述管芯1两侧把导(散)热块2、7及电极接线片3、8、绝缘垫4、9和无磁性不锈钢制作的三角形平行压板5、10，使加一定的压力紧固成一半导体器件。
2.根据权利要求1所述的无磁性低温大功率二极管器件，其特征是，以上所述管芯1的导(散)热片2，7是用铜材做成一定长度的柱形或其它形状。
3.根据权利要求1、2所述的无磁性低温大功率二极管，其特征是，以上所述的电极接线片3、8是园形铜片或其它形状的无磁性材料与导(散)热体构成平面接触。
4.根据权利要求1、2、所述的无磁性低温大功率二极管器件，其特征是，二极管管芯允许通过200安培以上大电流，且承受100伏以上反向电压。
5.根据权利要求1、所述的无磁性低温大功率二极管，其特征是，紧固件6、11是三根冷收缩系数比铜大的合金铝拉杆和螺母，通过平行压板3、8产生20KN的力。
专利摘要本实用新型公开了一种无磁性低温大功率二极管器件，该器件中的平面型二极管管芯，导(散)热块，电极接线片，绝缘垫片用合金铝拉杆、螺母，通过平行压板将各部件紧固而成。该器件解决了在低温4°K以下，大面积半导体薄片通过200安培电流由此所产生的热胀冷缩二极管受力均衡和管芯无焊接良好接触的问题，可用于磁共振成像系统中超导磁体的保护系统和其它低温条件下运行的设备和仪器等。
文档编号H01L25/03GK2131206SQ92225338
公开日1993年4月28日 申请日期1992年6月16日 优先权日1992年6月16日
发明者周细统 申请人:中国科健有限公司