Brevet FR2086492A1 — publié le 19711231

La présente invention se rapporte à une cellule discoïde comprenant une pastille de silicium à enserrer pour un refroidissement et une mise en contact sous pression bilatérale et dans laquelle la pastille fixée sur le disque porteur, munie d'électro-5 des sur les faces planes, est disposée d'une manière centrée, tout en intercalant un disque de contact adjacent à une surface principale de la pastille, entre deux tôles de contact circulaires, en forme de membrane, à relier au boîtier de cellule, et ce au moyen d'un anneau de serrage isolé, dans lequel le disque porteur est 10 introduit sans jeu et qui est lui-même monté dans m boîtier de cellule circulaire à base de céramique. Dans une cellule discoïde connue, deux bagues de laiton distantes l'une de l'autre, soutenues par des supports isolants, introduites dans un boîtier de cellule annulaire et dont les dia-15 mètres extérieurs sont identique, mais les diamètres intérieurs différents, forment en quelque sorte une cage. Bans les deux bagues de cette cage, on. dispose un disque porteur circulaire métallique et un disque de contact circulaire, entre lesquels une pastille de silicium est insérée par alliage, de façon qu'elle dis-20 pose d'un faible jeu diamétral par rapport à ces disques et au boîtier de cellule. Sur chacune des deux faces de base du boîtier de cellule circulaire en céramique, on a posé un disque annulaire métallique entourant la surface extérieure latérale du boîtier à la manière d'un couvercle et le long du bord interne duquel est 25 fixée une tôle de contact circulaire en forme de membrane, munie d'un creux semblable à un godet. La cellule discoïde connue est assemblée de telle sorte que la pastille de silicium soit introduite dans la cage avec le disque porteur fixé sur l'une des surfaces principales de la pastille et le disque de contact assujetti 50 sur l'autre face principale, et soit enserrée entre les creux en forme de godets des deux tôles de contact reliées au boîtier de cellule et par lesquelles la pastille peut être mise en contact sous pression. Le diamètre extérieur des disques annulaires de la cage, 35 qui sont logés dans le boîtier de cellule en céramique, est en réalité adapté largement au diamètre intérieur de ce boîtier de cellule en céramique, mais non entièrement, en ce sens qu'une posi 71 15237 - 2 - : 2086492 tion exactement centrée, c'est-à-dire fixe, de la pastille puisse être obtenue par rapport aux surfaces de contact des creux des tôles de contact. A cet effet, une précision considérable est nécessaire pour la fabrication du boîtier de cellule et des disques 5 annulaires. Comme déjà mentionné, la pastille n'est pas entièrement inaltérable, même par rapport à ces disques annulaires. Si, dans le boîtier de.cellule, la cage a un jeu diamétral même très faible, par exemple 0,5 à 1 mm, il en résulte, après avoir enserré la pastille de silicium pour la mise en contact sous pression, par 10 suite de la manipulation inévitable de la cellule discoïde, respectivement d'autres endroits et également à plusieurs reprises de nombreux endroits dits de microcontact sur le disque porteur et sur le disque de contact par rapport aux tôles de contact, de sorte que la résistance interne thermique et électrique de la 15 cellule discoïde adopte une valeur non constante. Par conséquent, il peut en résulter que la cellule discoïde nouvellement fabriquée n'ait pas exactement le même comportement thermique et électrique que la cellule discoïde lors de l'essai final et que la cellule discoïde mise en service, ce qui n'est pas souhaité en soi de la 20 part du fabricant, eu égard à la garantie des données de comportement des cellules discoïdes. L'invention a pour objet une cellule discoïde dont l'assemblage est décrit ci-dessus, dans laquelle une disposition centrée et fixe de la pastille dans le boîtier de cellule est 25 absolument garantie et qui ne présente pas par conséquent les inconvénients précités. Une cellule discoïde conforme à l'invention est caractérisée par un anneau de serrage plat, à même d'être écarté et présentant,. pour la fixation centrée de la pastille dans le boîtier 30 de cellule, tant -sur la périphérie interne que sur la périphérie externe, trois saillies dont les surface.s frontales sont appropriées à la surface marginale du disque porteur de la pastille et à la surface de la paroi interne du boîtier de cellule. Conformément à une forme de réalisation de l'invention, 55 les trois saillies sont disposées à une distance angulaire de 120° tant sur la périphérie interne que sur la périphérie externe de n'anneau de serrage isolé et les saillies de la périphérie interne - 3 - 71 15237 . 2086^92 sont décalées d'une distance angulaire de 60° par rapport à celles de la périphérie externe. Un tissu de verre trempé .siliconé s'est révélé bien utilisable comme matière pour l'anneau de serrage isolé. 5 Par conséquent, grâce à l'invention, un montage à trois points radial et sûr de la pastille \ l'intérieur de l'anneau de matière isolante, ainsi qu'un.montage de cet anneau de matière isolants à l'intérieur du boîtier de cellule sont réalisables, et à ceci s'ajoutent encore une construction simple de la cellule et 10 l'emploi de simples éléments de montage. Par conséquent, on crée une cellule discoïde dite enserrable, c'est-à-dire une cellule discoïde qui peut être enserrée fréquemment à volonté dans un dispositif de mise en contact sous pression, car la pastille est amenée constamment sous l'action d'une pression sur les mêmes 15 endroits de microcontact du disque porteur, ainsi que du disque de contact et des tôles de contact. Après avoir enserré une première fois la cellule discoïde, ces endroits de contact peuvent être agrandis, par un serrage étroit répété à plusieurs reprises, jusqu'à une "surface de contact entière" finalement effective et 20 permanente et dès lors la résistance interne thermique et électrique de la cellule discoïde peut être améliorée. L'invention est décrite en détail ci-après à l'aide des dessins annexés, dans lesquels s la figure 1 est une cellule discoïde conforme à l'in-25 vention en coupe transversale où est compris l'axe de symétrie principal de la cellule; la figure 2 est la cellule discoïde de la figure 1 en vue en plan, où une partie de la tôle de contact supérieure en forme de membrane est éliminée par découpe. 'j0 Le boîtier 1 de la cellule discoïde est une bague cir culaire à base d'une matière céramique, présentant une bride extérieure 11 dans le bas. Un gradin 12 ou 13, orienté vers l'intérieur de la bague, est formé sur la face frontale supérieure et inférieure de cette bague de boîtier. Dans.le gradin 12 pratiqué 55 sur la face frontale supérieure de la bague de boîtier, on a soudé, d'une manière visible à la. figure 1, une bague d'appui de tôle 23 en Vacon (EiFe) à profil en L, servant au soutien d'une 71 15237 - 4 - 2086492 tôle de contact circulaire 2, conçue en cuivre à la manière d'une membrane et fermant la face supérieure de la cellule. A la figure 2, seule une partie de la surface de cette tôle, limitée par la ligne 1, est représentée; la partie restante de la tôle doit être 5 considérée comme étant supprimée. La tôle de contact 2 est pourvue d'un bourrelet annulaire 21 et d'un bord 22 replié parallèlement à celui-ci, à l'aide duquel la tôle de contact circulaire 2 est soutenue après introduction dans la bague d'appui 23, par la partie repliée de cette dernière. La face inférieure de la cellule 10 est fermée également par une tôle de contact circulaire 3 dotée d'un bourrelet annulaire 31, mais ne présentant aucun bord replié. La tôle de contact 3 est soudée par le bord dans le gradin 13 pratiqué sur la face frontale inférieure de la bague de boîtier. Une pastille de thyristor 4, introduite dans le boîtier 15 de la cellule, munie d'une électrode de commande centrale fixée sur un disque porteur 41, est posée, avec son disque porteur, sur la tôle de contact 3. La surface principale cathodique de la pastille de thyristor 4 est recouverte d'un disque de contact 42 à base de cuivre, argenté superficiellement, conçu également sous 20 une forme circulaire et muni d'une fente radiale 45 pour l'introduction d'un conducteur de jonction d'alimentation isolé 44, L'une des extrémités du conducteur de jonction d'alimentation 44 se situe entre deux disques isolés 46 montés dans le disque de contact annulaire 42. Deux rondelles élastiques 47, dont la rondelle 25 supérieure saille quelque peu au-delà du disque de contact 42, sont posées sur les disques isolés 46. Le chanfrein marginal de la pastille de thyristor 4 est recouverte d'une maniéré connue d'un vernis protecteur 48 qui peut être utilisé pour"la fixation du disque de contact 42. 30 Pour maintenir la pastille 4 introduite dans le boîtier de cellule, avec le disque porteur 41 et le disque de contact 42, dans la position centrée fixe, on a prévu, entre le bord du disque porteur 41 de la pastille 4 et la surface de la paroi interne de- la bague de boîtier 1, un anneau de serrage isolé 5 réalisé de 35 façon à être écarté, conformément à l'invention, et à présenter, tant sur la périphérie interne que sur la périphérie externe, trois saillies 51 à 53 et 54 à 56 disposées chacune à une distance 71 15237 ■ _ 5 . ■ 2086492 ds 120°. Les surfaces frontales de ces saillies sont adaptées à la surface; marginale du disque porteur 41 ou à la surface de la paroi interne de la bague de céramique 1. Les saillies de la périphérie interne sont décalées d'une distance angulaire de 60° par 5 rapport à celles-de la périphérie externe- Le disque porteur 41» avec la pastille de thyristor 4 et le disque de contact 42, ainsi que l'anneau do serrage isolé 5, peuvent être posés commodément sur la surface de contact 3 fermant la face inférieure du boîtier de cellule, lorsque celui-ci est ouvert dans le haut, de façon 10 que les pièces 4, 41, 42 soient introduites à l'état centré dans une position fixe. Ensuite, la tôle de contact 2 est posée sur la face supérieure du boîtier de cellule et soudée, longitudinalement au bord replié 22, à la bague d'appui de tôle 23, de telle sorte qu'elle repose élastiquement, en établissant un contact, sur le 15 disque de contact 42 et maintienne également en contact, au moyen des rondelles élastiques 47, l'extrémité du conducteur de jonction d'alimentation 44 avec l'électrode de commande centrale. L'autre extrémité du conducteur de jonction d'alimentation 44 est amenée à travers la bague de boîtier 1 et reliée, sur la face 20 extérieure de cette bague de boîtier, à un conducteur d'alimentation 49. Pour le soudage de la tôle de contact 2 à la bague d'appui de tôle, il s'est révélé préférable de réaliser en Vacon, comme une bague métallique séparée, la zone marginale de la tôle de contact jusqu'au-delà du bourrelet annulaire 21 et de souder 25 la tôle de contact proprement dite, se composant de cuivre, le long du bord inférieur de cette bague. Sien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple(s) non limitatif(s) sans sortir du cadre de l'invention. 71 15237 - 6 - 2086492 RE V E B D ICAÏ IONS 1.- Cellule discoïde comprenant une pastilla de silicium à enserrer pour un refroidissement et une mise en contact sous pression bilatérale et dans laquelle une pastille fixée sur 5 un disque porteur, munie d'électrodes sur les faces planes, est disposée d'une manière centrée, tout en intercalant un disque de contact adjacent à une face principale de la pastille, entre deux tôles de contact circulaires, en forme de membrane, à relier au boîtier de cellule, et ce au moyen d'un anneau de serrage isolé, 10 dans lequel le disque porteur est introduit sans jeu et qui est lui-même logé dans un boîtier de cellule circulaire à base de céramique, caractérisée par un anneau de serrage plat (5)» à même d'être écarté et présentant, pour une fixation centrée de la pastille (4) dans le boîtier de cellule (l), tant sur la périphérie 15 interne que sur la périphérie externe, trois saillies (51 à 53» 54 à 56), dont les surfaces frontales sont adaptées à une surface marginale du disque porteur (41) de la pastille (4) et à la surface de la paroi interne du boîtier de cellule'(l). 2.- Cellule discoïde suivant la revendication. 1, carac-20 térisée en ce que les trois saillies (.51 à-53 et 54 à 56, sont disposées à une distance angulaire de 120° sur la périphérie interne, ainsi que sur la périphérie externe de l'anneau de serrage isolé (5)5 et en ce que les saillies (54 à 56) sont décalées d'une distance angulaire de 60° sur la périphérie externe. 25 3.- Cellule discoïde suivant la revendication 1, carac térisée par une bague de serrage isolée (5) se composant d'un tissu de verre trempé siliconé.