JP2002319659A - Pressure-welding type semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

Pressure-welding type semiconductor device and manufacturing method therefor

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功 奥富
Atsushi Yamamoto
敦史 山本
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貴史 草野
Yutaka Ishiwatari
裕 石渡
Akira Tanaka
明 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure-welding type semiconductor device, capable of improving thermal resistance characteristics and heat cycle characteristics, and to provide a method for manufacturing the same. SOLUTION: The pressure-welding type semiconductor device is built, by interposing a semiconductor chip 3 between a first main electrode 1 and a second main electrode 5 and pressure welding therebetween, a first sintered metal plate 2 is arranged between the first electrode 1 and the chip 3, and a second sintered metal plate 4 is arranged between the second electrode 5 and the chip 3. The surface of the plate 4 at least at the chip 3 side is formed into a machined surface 4A, and the height of the surface is regulated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧接型半導体装置
及びその製造方法に関し、特に半導体チップを焼結金属
板を介在させて主電極により圧接する圧接型半導体装置
及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pressure contact type semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a pressure contact type semiconductor device in which a semiconductor chip is pressed by a main electrode with a sintered metal plate interposed therebetween and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図21に示すように、圧接型半導体装置
は、下側のコレクタ主電極100と上側のエミッタ主電
極104との間に半導体チップ102を挟み込み、この
コレクタ主電極100とエミッタ主電極104とにより
半導体チップ102を圧接するようになっている。この
圧接により、コレクタ主電極100と半導体チップ10
2との間、並びにエミッタ主電極104と半導体チップ
との間の電気的な接続が確保されている。半導体チップ
102は、シリコン(Si)チップにより形成されてお
り、例えば大電流容量を有するGTO素子、IGBT素
子等である。コレクタ主電極100及びエミッタ主電極
104には、少なくとも電気伝導性に優れ、かつ熱伝導
性に優れた銅(Cu)製電極が使用されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 21, in a press-contact type semiconductor device, a semiconductor chip 102 is sandwiched between a lower collector main electrode 100 and an upper emitter main electrode 104, and this collector main electrode 100 and the emitter main electrode 104 are separated from each other. The semiconductor chip 102 is brought into pressure contact with the electrode 104. By this pressure contact, the collector main electrode 100 and the semiconductor chip 10
2 and between the emitter main electrode 104 and the semiconductor chip. The semiconductor chip 102 is formed by a silicon (Si) chip, and is, for example, a GTO element, an IGBT element, or the like having a large current capacity. As the collector main electrode 100 and the emitter main electrode 104, copper (Cu) electrodes having at least excellent electrical conductivity and excellent thermal conductivity are used.

【0003】この種の圧接型半導体装置においては、シ
リコンと比較して熱膨張係数差が小さいモリブデン(M
o)板、タングステン(W)板等の焼結金属板101が
コレクタ主電極100と半導体チップ102との間に配
設されている。同様に、エミッタ主電極104と半導体
チップ102との間には焼結金属板103が配設されて
いる。コレクタ主電極100と焼結金属板101との間
は非接合状態であり、エミッタ主電極104と焼結金属
板103との間も同様に非接合状態である。
In this type of press contact type semiconductor device, molybdenum (M
o) A sintered metal plate 101 such as a plate or a tungsten (W) plate is provided between the collector main electrode 100 and the semiconductor chip 102. Similarly, a sintered metal plate 103 is provided between the emitter main electrode 104 and the semiconductor chip 102. The collector main electrode 100 and the sintered metal plate 101 are in a non-bonded state, and the emitter main electrode 104 and the sintered metal plate 103 are also in a non-bonded state.

【0004】同図21に示す圧接型半導体装置はマルチ
チップ構造を採用しており、複数個の半導体チップ10
2が同時に圧接され、複数個の半導体チップ102は電
気的に並列に接続されている。コレクタ主電極100と
半導体チップ102との間の焼結金属板101は、複数
個の半導体チップ102に共通の焼結金属板(大金属
板)として配設され、コレクタ主電極100の平面サイ
ズとほぼ同一の平面サイズにより形成されている。エミ
ッタ主電極104と半導体チップ102との間の焼結金
属板103は、複数個の半導体チップ102に個別にか
つ同数の焼結金属板(小金属板)として配設され、半導
体チップ102の平面サイズ又はエミッタ主電極104
の突出した接続部分の平面サイズとほぼ同一サイズに形
成されている。
The press-contact type semiconductor device shown in FIG. 21 employs a multi-chip structure, and has a plurality of semiconductor chips 10.
2 are pressed at the same time, and the plurality of semiconductor chips 102 are electrically connected in parallel. The sintered metal plate 101 between the collector main electrode 100 and the semiconductor chip 102 is provided as a sintered metal plate (large metal plate) common to the plurality of semiconductor chips 102, and has a planar size of the collector main electrode 100. They are formed with substantially the same plane size. The sintered metal plates 103 between the emitter main electrode 104 and the semiconductor chip 102 are individually arranged on the plurality of semiconductor chips 102 as the same number of sintered metal plates (small metal plates). Size or emitter main electrode 104
Are formed to have substantially the same size as the planar size of the protruding connection portion.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のマルチチップ構
造を採用する圧接型半導体装置においては、以下の点に
ついて配慮がなされていなかった。
In the press-contact type semiconductor device employing the above-mentioned multi-chip structure, no consideration has been given to the following points.

【0006】(1)焼結金属板101及び103、特に
複数個の半導体チップ102毎に個別に配設された焼結
金属板103は、高融点金属の粉体を焼結すなわち融点
以下の高温度において加圧成形することにより製作され
ているので、厚さにばらつきを生じてしまう。この焼結
金属板103の厚さのばらつきは半導体チップ102の
圧接力にばらつきとして現れる。熱抵抗の一部は圧接型
半導体装置を構成する部材間の接触熱抵抗であるため
に、熱抵抗値は圧接力に依存して変化する。コレクタ主
電極100とエミッタ主電極104との間において、複
数個の半導体チップ102にそれぞれ流れる電流は熱抵
抗の影響を受け、熱放散の悪い半導体チップ102の温
度は上昇し、この温度上昇を生じた半導体チップ102
の通電性が高まり、電流集中が発生し易い。このように
圧接型半導体装置においては、焼結金属板103の厚さ
のばらつきにより、複数個の半導体チップ102のそれ
ぞれに均等に通電することが非常に難しかった。
(1) The sintered metal plates 101 and 103, especially the sintered metal plate 103 individually provided for each of the plurality of semiconductor chips 102, sinter powder of a high melting point metal, that is, a high melting point below the melting point. Since it is manufactured by pressure molding at a temperature, the thickness varies. This variation in the thickness of the sintered metal plate 103 appears as variation in the pressing force of the semiconductor chip 102. Since a part of the thermal resistance is a contact thermal resistance between members constituting the press-contact type semiconductor device, the thermal resistance value changes depending on the press-contact force. The current flowing in each of the plurality of semiconductor chips 102 between the collector main electrode 100 and the emitter main electrode 104 is affected by the thermal resistance, and the temperature of the semiconductor chip 102 with poor heat dissipation rises. Semiconductor chip 102
And the current concentration tends to increase. As described above, in the press-contact type semiconductor device, it is very difficult to uniformly supply current to each of the plurality of semiconductor chips 102 due to the variation in the thickness of the sintered metal plate 103.

【0007】(2)上記のような焼結金属板103の厚
さのばらつき等を吸収させるために、エミッタ主電極1
04は、半導体チップ102毎に突出させた柱状の接続
部分を備えている。すなわち、エミッタ主電極104
は、規定の装置全体の厚さの範囲内において、圧接スタ
ックから加えられた荷重(圧接力)により、焼結金属板
103の厚さのばらつき等を塑性変形により吸収させる
ことができる。しかしながら、エミッタ主電極104
は、複数個の半導体チップ102毎に分割され、その断
面積を減少させているので、熱抵抗を高めてしまう。さ
らに、エミッタ主電極104には、焼結金属板103の
厚さのばらつきを吸収させるために必要な塑性変形量を
予め余分に確保しておく必要があり、このエミッタ主電
極104の余分な厚みが熱抵抗を高めてしまう。
(2) In order to absorb variations in the thickness of the sintered metal plate 103 as described above, the emitter main electrode 1
Reference numeral 04 includes a columnar connection portion protruding for each semiconductor chip 102. That is, the emitter main electrode 104
In the range of the thickness of the entire apparatus, a variation in the thickness of the sintered metal plate 103 can be absorbed by plastic deformation by a load (pressing force) applied from the press-contact stack. However, the emitter main electrode 104
Is divided into a plurality of semiconductor chips 102 and the cross-sectional area thereof is reduced, so that the thermal resistance is increased. Further, the emitter main electrode 104 needs to secure an extra amount of plastic deformation necessary for absorbing the thickness variation of the sintered metal plate 103 in advance. Increases the thermal resistance.

【0008】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。従って、本発明の目的は、熱抵抗特性並
びに熱サイクル特性を改善することができる圧接型半導
体装置を提供することである。
The present invention has been made to solve the above problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide a press-contact type semiconductor device capable of improving the thermal resistance characteristics and the thermal cycle characteristics.

【0009】さらに、本発明の目的は、上記目的を達成
することができる圧接型半導体装置の製造方法を提供す
ることである。
It is a further object of the present invention to provide a method of manufacturing a press-contact type semiconductor device which can achieve the above object.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の特徴は、主電極と、主電極上に配設
され、主電極に比べて剛性が大きい焼結金属板と、焼結
金属板上の半導体チップとを備え、焼結金属板の半導体
チップ側の表面を、その高さが調節された機械加工面と
する圧接型半導体装置としたことである。ここで、「半
導体チップ」とは、チップ状のSi基板、化合物半導体
基板等という意味で使用される。この「半導体チップ」
は、IGBT、MOSFET、静電誘導トランジスタ
(SIT)、バイポーラトランジスタ(BJT)、静電
誘導サイリスタ(SIサイリスタ)、GTOサイリスタ
等の、高耐圧用、大電流容量用の半導体素子であること
が好適である。本発明の第1の特徴に係る圧接型半導体
装置において、「半導体チップ」の個数は1個又は複数
個のいずれの場合もが含まれる。「主電極」とは、半導
体チップの主電極端子に主電流を供給するための電極と
いう意味で使用される。例えば、半導体チップにIGB
Tが使用される場合、「主電極」はコレクタ電極又はエ
ミッタ電極である。「主電極」は、マルチチップ構造を
採用する圧接型半導体装置の場合、複数個の半導体チッ
プ毎に突起形状(柱状)により形成されていてもよい
し、又複数個の半導体チップに共通の板形状に形成され
ていてもよい。「主電極」には、電気伝導性並びに熱伝
導性に優れたCu、Cu合金、又は表面に酸化防止のめ
っき層を有するCu、Cu合金を実用的に使用すること
ができる。「焼結金属板」とは、例えば金属粉体を融点
以下の高温度において焼結(加圧成形)することにより
形成された金属板という意味で使用される。「焼結金属
板」は、基本的には電気伝導性を備え、半導体チップの
線膨張係数と主電極の線膨張係数との間の線膨張係数を
有し、半導体チップと主電極との間の熱サイクル(温度
サイクル)により発生する応力を緩和する機能を少なく
とも備えていることが好ましい。「焼結金属板」には、
高融点金属板、詳細にはMo板、W板又はこれらに類似
する金属板を実用的に使用することができる。「焼結金
属板」は、マルチチップ構造を採用する圧接型半導体装
置の場合、複数個の半導体チップ毎に「小焼結金属板」
として配設されていてもよいし、複数個の半導体チップ
に共通の一枚の「大焼結金属板」として配設されていて
もよい。「焼結金属板の表面」とは、半導体チップに向
き合い、この半導体チップの主電極端子に圧接により電
気的に接触される、焼結金属板の表面という意味で使用
される。「機械加工面」とは、焼結金属板の板厚の製造
上のばらつきを修正するために、少なくとも半導体チッ
プの搭載位置(搭載高さ)を一定にするように機械加工
がなされた表面という意味で使用される。この「機械加
工面」には、少なくとも研削加工面、研磨加工面等が含
まれる。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, a first feature of the present invention is that a main electrode and a sintered metal plate disposed on the main electrode and having higher rigidity than the main electrode. And a semiconductor chip on a sintered metal plate, wherein the surface of the sintered metal plate on the semiconductor chip side is a machined surface whose height is adjusted to be a press-contact type semiconductor device. Here, the “semiconductor chip” is used to mean a chip-shaped Si substrate, a compound semiconductor substrate, or the like. This "semiconductor chip"
Is preferably a semiconductor element for high withstand voltage and large current capacity, such as IGBT, MOSFET, static induction transistor (SIT), bipolar transistor (BJT), static induction thyristor (SI thyristor), and GTO thyristor. It is. In the press-contact type semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the number of “semiconductor chips” includes one or more. The “main electrode” is used to mean an electrode for supplying a main current to a main electrode terminal of a semiconductor chip. For example, IGB
If T is used, the "main electrode" is the collector or emitter electrode. In the case of a pressure contact type semiconductor device adopting a multi-chip structure, the “main electrode” may be formed in a projecting shape (pillar shape) for each of a plurality of semiconductor chips, or may be a plate common to a plurality of semiconductor chips. It may be formed in a shape. For the “main electrode”, Cu, Cu alloy excellent in electric conductivity and heat conductivity, or Cu, Cu alloy having a plating layer on the surface thereof for preventing oxidation can be practically used. The term “sintered metal plate” is used to mean, for example, a metal plate formed by sintering (pressing) a metal powder at a high temperature equal to or lower than the melting point. The “sintered metal plate” basically has electrical conductivity, has a linear expansion coefficient between the linear expansion coefficient of the semiconductor chip and the linear expansion coefficient of the main electrode, and has a linear expansion coefficient between the semiconductor chip and the main electrode. It is preferable to have at least a function of alleviating the stress generated by the thermal cycle (temperature cycle). "Sintered metal plate"
A high melting point metal plate, specifically, a Mo plate, a W plate, or a metal plate similar thereto can be practically used. "Sintered metal plate" means "small sintered metal plate" for each of a plurality of semiconductor chips in the case of a pressure-contact type semiconductor device that adopts a multi-chip structure.
Or a single “large sintered metal plate” common to a plurality of semiconductor chips. The term “surface of the sintered metal plate” is used to mean the surface of the sintered metal plate that faces the semiconductor chip and is in electrical contact with the main electrode terminal of the semiconductor chip by pressure welding. The “machined surface” is a surface that has been machined so that at least the mounting position (mounting height) of the semiconductor chip is fixed in order to correct manufacturing variations in the thickness of the sintered metal plate. Used in a meaning. The “machined surface” includes at least a ground surface, a polished surface, and the like.

【0011】このように構成される本発明の第1の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、焼結金属板の表面
を焼結金属板の厚さのばらつきを排除した機械加工面と
したので、焼結金属板の板厚のばらつきを主電極の塑性
変形で吸収させる量を減少させることができる。従っ
て、主電極そのものの厚さを減少させることができるの
で、この主電極の厚さの減少に応じて熱抵抗を減少させ
ることができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the surface of the sintered metal plate is machined so as to eliminate the variation in the thickness of the sintered metal plate. In addition, the amount of variation in the thickness of the sintered metal plate absorbed by the plastic deformation of the main electrode can be reduced. Therefore, since the thickness of the main electrode itself can be reduced, the thermal resistance can be reduced in accordance with the reduction in the thickness of the main electrode.

【0012】本発明の第2の特徴は、本発明の第1の特
徴に係る圧接型半導体装置に、半導体チップ上の第2の
焼結金属板と、第2の焼結金属板上に配設され、第2の
焼結金属板に比べて剛性が小さい第2の主電極とをさら
に備え、第2の焼結金属板の半導体チップ側の表面を、
その高さが調節された機械加工面とする圧接型半導体装
置としたことである。ここで、本発明の第2の特徴並び
にそれ以後の特徴に係る圧接型半導体装置の「半導体チ
ップ」等の用語の定義は、本発明の第1の特徴に係る圧
接型半導体装置の「半導体チップ」等の用語の定義と同
一である。
A second feature of the present invention resides in that the press-contact type semiconductor device according to the first feature of the present invention is provided with a second sintered metal plate on a semiconductor chip and a second sintered metal plate on a second sintered metal plate. And a second main electrode having a lower rigidity than the second sintered metal plate, wherein the surface of the second sintered metal plate on the semiconductor chip side is:
This is a pressure-contact type semiconductor device having a machined surface whose height is adjusted. Here, the definition of terms such as the “semiconductor chip” of the press-contact type semiconductor device according to the second feature of the present invention and the subsequent features is “the semiconductor chip” of the press-contact type semiconductor device according to the first feature of the present invention. "And the like.

【0013】このように構成される本発明の第2の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、第1及び第2の焼
結金属板の表面を機械加工面としたので、第1の焼結金
属板の板厚のばらつきを第1の主電極の塑性変形で吸収
させる量を減少させることができ、さらに第2の焼結金
属板の板厚のばらつきを第2の主電極の塑性変形で吸収
させる量を減少させることができる。従って、第1及び
第2の主電極そのものの厚さを減少させることができる
ので、この第1及び第2の主電極の厚さの減少に応じて
熱抵抗を減少させることができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the second aspect of the present invention, the surfaces of the first and second sintered metal plates are machined. The variation in the thickness of the metal plate can be reduced by the plastic deformation of the first main electrode, and the variation in the thickness of the second sintered metal plate can be reduced by the plastic deformation of the second main electrode. The amount absorbed can be reduced. Therefore, since the thickness of the first and second main electrodes themselves can be reduced, the thermal resistance can be reduced in accordance with the decrease in the thickness of the first and second main electrodes.

【0014】本発明の第3の特徴は、主電極と、主電極
上に配設され、主電極に比べて剛性が大きい焼結金属板
と、焼結金属板上の複数個の半導体チップとを備え、少
なくとも複数個の半導体チップのそれぞれの搭載領域に
おいて、焼結金属板の半導体チップ側の表面が、5μm
以下のうねりの範囲内に設定されている圧接型半導体装
置としたことである。ここで、「少なくとも複数個の半
導体チップのそれぞれの搭載領域」とは、最低限、複数
個の半導体チップのそれぞれが搭載される領域という意
味で使用され、必要に応じてそれ以外の領域、例えば焼
結金属板の表面全体の領域が含まれても構わないという
表現で使用されている。「5μm以下のうねりの範囲
内」とは、複数個の半導体チップのそれぞれを搭載する
焼結金属板の各々の表面の高さが、実用上問題ない範囲
において実質的に同一高さにあるという意味で使用され
る。
A third feature of the present invention is that a main electrode, a sintered metal plate disposed on the main electrode and having higher rigidity than the main electrode, and a plurality of semiconductor chips on the sintered metal plate are provided. Wherein the surface of the sintered metal plate on the semiconductor chip side is at least 5 μm in each mounting area of at least a plurality of semiconductor chips.
This is a press-contact type semiconductor device set within the following undulation range. Here, "at least the mounting area of each of the plurality of semiconductor chips" is used at least as a region where each of the plurality of semiconductor chips is mounted, and other areas as necessary, for example, It is used in the expression that the entire surface of the sintered metal plate may be included. “Within the range of undulation of 5 μm or less” means that the height of each surface of the sintered metal plate on which each of the plurality of semiconductor chips is mounted is substantially the same as long as there is no practical problem. Used in a meaning.

【0015】このように構成される本発明の第3の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、焼結金属板の表面
が5μm以下のうねりの範囲内に設定されているので、
焼結金属板の板厚のばらつきを主電極の塑性変形で吸収
させる量を減少させることができる。従って、主電極そ
のものの厚さを減少させることができるので、この主電
極の厚さの減少に応じて熱抵抗を減少させることができ
る。
In the press-contact type semiconductor device according to the third aspect of the present invention, the surface of the sintered metal plate is set within a range of undulation of 5 μm or less.
The amount of variation in the thickness of the sintered metal plate absorbed by plastic deformation of the main electrode can be reduced. Therefore, since the thickness of the main electrode itself can be reduced, the thermal resistance can be reduced in accordance with the reduction in the thickness of the main electrode.

【0016】本発明の第4の特徴は、主電極と、主電極
上に配設され、主電極の接続面に比べて大きい平面を有
する焼結金属板と、焼結金属板上の半導体チップとを備
えた圧接型半導体装置としたことである。ここで、「主
電極の接続面」とは、焼結金属板に少なくとも電気的に
接続される主電極の表面という意味で使用され、主電極
と焼結金属板との間が機械的に接触されている場合、接
合されている場合のいずれも含む表現として使用されて
いる。「大きい平面を有する焼結金属板」とは、主電極
により焼結金属板が均等に圧接された場合には、焼結金
属板の周縁において局部的で過大な圧接力が加わること
がない形状とサイズとにより形成された焼結金属板とい
う意味で使用される。
A fourth feature of the present invention is that a main electrode, a sintered metal plate disposed on the main electrode and having a plane larger than a connection surface of the main electrode, and a semiconductor chip on the sintered metal plate And a pressure-contact type semiconductor device having: Here, the term "main electrode connection surface" is used to mean the surface of the main electrode that is at least electrically connected to the sintered metal plate, and the main electrode and the sintered metal plate are in mechanical contact. When it is described, it is used as an expression including any of the cases where it is joined. "Sintered metal plate having a large flat surface" is a shape that does not apply a local excessive pressing force at the periphery of the sintered metal plate when the sintered metal plate is pressed uniformly by the main electrode. It is used to mean a sintered metal plate formed by the size and the size.

【0017】このように構成される本発明の第4の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、主電極の接続面に
比べて大きな平面を有する焼結金属板を備えることによ
り、焼結金属板に局部的で過大な圧接力が加わることを
防止することができ、焼結金属板に加わる圧接力を均一
化することができるので、熱抵抗を減少することができ
る。
In the pressure-contact type semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention, the sintered metal plate having a larger plane than the connection surface of the main electrode is provided. In this case, it is possible to prevent a local excessive pressing force from being applied to the sintered metal plate and to make the pressing force applied to the sintered metal plate uniform, thereby reducing the thermal resistance.

【0018】本発明の第5の特徴は、主電極と、主電極
上に配設され、主電極に比べて剛性が大きい焼結金属板
と、焼結金属板上の半導体チップとを備え、焼結金属板
の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域
において、主電極に配設された溝をさらに備えた圧接型
半導体装置としたことである。ここで、「溝」とは、主
電極の焼結金属板側の表面から主電極の厚さ方向に掘り
下げた凹部の連続体という意味で使用される。この
「溝」は、本発明の第4の特徴に係る圧接型半導体装置
と同様に、焼結金属板の周縁において、局部的で過大な
圧接力が焼結金属板に加わることがないようになってい
る。「溝」は、焼結金属板の輪郭線と一致するすべての
周囲に配設されていてもよいし、すべての周囲に渡って
間欠的に配設されていてもよい。
According to a fifth feature of the present invention, there is provided a main electrode, a sintered metal plate disposed on the main electrode and having a higher rigidity than the main electrode, and a semiconductor chip on the sintered metal plate. A press-contact type semiconductor device further includes a groove provided in the main electrode in a region coinciding with the contour of the sintered metal plate or in an outer peripheral region near the contour. Here, the “groove” is used to mean a continuous body of recesses dug down in the thickness direction of the main electrode from the surface of the main electrode on the sintered metal plate side. This "groove" is formed so that a local and excessive pressing force is not applied to the sintered metal plate at the peripheral edge of the sintered metal plate, similarly to the press-contact type semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention. Has become. The “groove” may be provided on all the perimeters that match the contour of the sintered metal plate, or may be provided intermittently on all the perimeters.

【0019】このように構成される本発明の第5の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、主電極の焼結金属
板の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲の領
域に溝を備えることにより、焼結金属板に局部的で過大
な圧接力が加わることを防止することができ、焼結金属
板に加わる圧接力を均一化することができるので、熱抵
抗を減少することができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the fifth aspect of the present invention, the groove is formed in a region coinciding with the contour of the sintered metal plate of the main electrode or an outer peripheral region near the contour. By providing the sintered metal plate, it is possible to prevent local and excessive pressing force from being applied to the sintered metal plate, and it is possible to make the pressing force applied to the sintered metal plate uniform, thereby reducing thermal resistance. Can be.

【0020】本発明の第6の特徴は、第1の主電極と、
第1の主電極上に配設され、第1の主電極に比べて剛性
が大きい第1の焼結金属板と、第1の焼結金属板上の半
導体チップと、半導体チップ上の第2の焼結金属板と、
第2の焼結金属板上に配設され、第2の焼結金属板に比
べて小さい平面の接続面を有する第2の主電極とを備
え、第1の焼結金属板の輪郭線と一致する領域又は輪郭
線近傍の外周囲の領域において、第1の主電極に配設さ
れた溝をさらに備えた圧接型半導体装置としたことであ
る。ここで、「主電極の接続面」等の用語の定義は、本
発明の第4の特徴に係る圧接型半導体装置の「主電極の
接続面」等の用語の定義と同一である。また、「溝」等
の用語の定義は、本発明の第5の特徴に係る圧接型半導
体装置の「溝」等の用語の定義と同一である。
A sixth feature of the present invention is that a first main electrode,
A first sintered metal plate provided on the first main electrode and having a higher rigidity than the first main electrode; a semiconductor chip on the first sintered metal plate; And a sintered metal plate of
A second main electrode disposed on the second sintered metal plate and having a flat connection surface as compared with the second sintered metal plate, wherein the second main electrode has a contour line of the first sintered metal plate; A press-contact type semiconductor device is further provided with a groove provided in the first main electrode in a matching region or an outer peripheral region near the contour line. Here, the definition of terms such as “connection surface of main electrode” is the same as the definition of terms such as “connection surface of main electrode” of the press-contact type semiconductor device according to the fourth feature of the present invention. Further, the definition of terms such as "groove" is the same as the definition of terms such as "groove" of the press-contact type semiconductor device according to the fifth aspect of the present invention.

【0021】このように構成される本発明の第6の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、本発明の第4の特
徴に係る圧接型半導体装置により得られる効果と、本発
明の第5の特徴に係る圧接型半導体装置により得られる
効果とを組み合わせた効果を得ることができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the sixth aspect of the present invention thus constituted, the effect obtained by the press-contact type semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention and the fifth aspect of the present invention are described. An effect obtained by combining the effect obtained by the press-contact type semiconductor device according to the feature can be obtained.

【0022】本発明の第7の特徴は、表面に凹部を有す
る第1の主電極と、第1の主電極上において、凹部内に
配設された第1の焼結金属板と、第1の焼結金属板上の
半導体チップと、半導体チップ上の第2の焼結金属板
と、第2の焼結金属板上に配設され、第2の焼結金属板
に比べて小さい平面を有する第2の主電極とを備えた圧
接型半導体装置としたことである。ここで、「凹部」と
は、第1の主電極の第1の焼結金属板側の表面から第1
の主電極の厚さ方向に掘り下げた「窪み」という表現を
意味しており、第1の主電極の実効的な厚みを薄くする
意味で使用される。この「実効的な厚みを薄くする」と
は、第1の主電極の実効的な電気伝導路長並びに熱伝導
路長を短縮することと同義である。
A seventh feature of the present invention is that a first main electrode having a concave portion on the surface, a first sintered metal plate provided in the concave portion on the first main electrode, A semiconductor chip on the sintered metal plate, a second sintered metal plate on the semiconductor chip, and a flat surface which is disposed on the second sintered metal plate and is smaller than the second sintered metal plate. And a pressure contact type semiconductor device including a second main electrode. Here, the “recess” means the first main electrode from the surface on the first sintered metal plate side to the first main electrode.
Means a “dent” dug down in the thickness direction of the main electrode, and is used to reduce the effective thickness of the first main electrode. The term “reducing the effective thickness” has the same meaning as shortening the effective electric conduction path length and the heat conduction path length of the first main electrode.

【0023】このように構成される本発明の第7の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、本発明の第4の特
徴に係る圧接型半導体装置により得られる効果に加え
て、第1の主電極に凹部を備えたので、第1の主電極の
実効的な厚みを薄くすることができ、第1の主電極の熱
抵抗を減少することができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the seventh aspect of the present invention configured as described above, in addition to the effects obtained by the press-contact type semiconductor device according to the fourth aspect of the present invention, the first main feature is as follows. Since the electrode has the concave portion, the effective thickness of the first main electrode can be reduced, and the thermal resistance of the first main electrode can be reduced.

【0024】本発明の第8の特徴は、表面に凹部を有す
る第1の主電極と、第1の主電極上において、凹部内に
配設された第1の焼結金属板と、第1の焼結金属板上の
半導体チップと、半導体チップ上の第2の焼結金属板
と、第2の焼結金属板上に配設され、第2の焼結金属板
に比べて剛性が小さい第2の主電極とを備え、第2の焼
結金属板の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周
囲の領域において、第2の主電極に配設された溝をさら
に備えた圧接型半導体装置としたことである。
An eighth feature of the present invention is that a first main electrode having a concave portion on the surface, a first sintered metal plate provided in the concave portion on the first main electrode, A second sintered metal plate on the semiconductor chip, a second sintered metal plate on the semiconductor chip, and a lower rigidity than the second sintered metal plate. A pressure welding comprising a second main electrode, and further comprising a groove provided in the second main electrode in a region coinciding with the contour of the second sintered metal plate or in an outer peripheral region near the contour. This is a type semiconductor device.

【0025】このように構成される本発明の第8の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、本発明の第5の特
徴に係る圧接型半導体装置により得られる効果と、本発
明の第7の特徴に係る圧接型半導体装置により得られる
効果とを組み合わせた効果を得ることができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the eighth aspect of the present invention, the effect obtained by the press-contact type semiconductor device according to the fifth aspect of the present invention and the effect of the seventh aspect of the present invention are obtained. An effect obtained by combining the effect obtained by the press-contact type semiconductor device according to the feature can be obtained.

【0026】本発明の第9の特徴は、本発明の第7の特
徴又は本発明の第8の特徴に係る圧接型半導体装置の第
1の焼結金属板の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍
の外周囲の領域において、第1の主電極の凹部内にさら
に溝を備えた圧接型半導体装置としたことである。
A ninth feature of the present invention is a region or a contour that matches the contour of the first sintered metal plate of the press-contact type semiconductor device according to the seventh feature of the present invention or the eighth feature of the present invention. A press-contact type semiconductor device is further provided with a groove in the concave portion of the first main electrode in an outer peripheral region near the line.

【0027】このように構成される本発明の第9の特徴
に係る圧接型半導体装置においては、本発明の第5の特
徴に係る圧接型半導体装置により得られる効果と、本発
明の第7の特徴又は本発明の第8の特徴に係る圧接型半
導体装置により得られる効果とを組み合わせた効果を得
ることができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the ninth aspect of the present invention, the effect obtained by the press-contact type semiconductor device according to the fifth aspect of the present invention and the seventh aspect of the present invention are described. An effect can be obtained in combination with the feature or the effect obtained by the press-contact type semiconductor device according to the eighth feature of the present invention.

【0028】本発明の第10の特徴は、本発明の第1の
特徴、本発明の第3の特徴乃至本発明の第5の特徴のい
ずれかに係る圧接型半導体装置の焼結金属板、若しくは
本発明の第2の特徴、本発明の第6の特徴乃至本発明の
第9の特徴のいずれかに係る第1の焼結金属板と半導体
チップとの間、又は半導体チップと本発明の第2の特
徴、本発明の第6の特徴乃至本発明の第9の特徴のいず
れかに係る第2の焼結金属板との間に、双方の間の摩擦
抵抗を減少させる中間金属体をさらに備えた圧接型半導
体装置としたことである。ここで、「中間金属体」と
は、基本的には導電性を有し、半導体チップと焼結金属
板、第1の焼結金属板又は第2の焼結金属板との間の接
続面の摩擦抵抗を軽減することができる中間に配設され
る金属体という意味で使用される。さらに、「中間金属
体」は、焼結金属板、第1の焼結金属板又は第2の焼結
金属板の接続面端の半導体チップに加わる圧接力を減少
するために、焼結金属板、第1の焼結金属板又は第2の
焼結金属板と半導体チップとの間の接続面積に比べて大
きな面積により形成されることが好ましい。「中間金属
体」には、Ni箔等の硬質金属箔、Ni等の硬質金属を
表面にめっきしたCu箔等を実用的に使用することがで
きる。また、「中間金属体」には、Ag箔、Agを表面
にめっきしたCu箔等を使用することもできる。このA
g箔、Agを表面にめっきしたCu箔等により中間金属
体を形成する場合には、半導体チップの主電極端子材料
として使用されるAlのフレッティング摩耗を軽減する
ことができ、かつ焼結金属板、第1の焼結金属板又は第
2の焼結金属板の接続面端の半導体チップに加わる圧接
力を減少することができる。
A tenth feature of the present invention is a sintered metal plate for a press-contact type semiconductor device according to any one of the first feature of the present invention, the third feature of the present invention to the fifth feature of the present invention, Alternatively, between the first sintered metal plate and the semiconductor chip according to any of the second feature of the present invention, the sixth feature to the ninth feature of the present invention, or between the semiconductor chip and the present invention. An intermediate metal body for reducing frictional resistance between the second sintered metal plate and the second sintered metal plate according to any of the second characteristic, the sixth characteristic of the present invention to the ninth characteristic of the present invention. A press-contact type semiconductor device further provided. Here, the “intermediate metal body” basically has conductivity, and is a connection surface between the semiconductor chip and the sintered metal plate, the first sintered metal plate, or the second sintered metal plate. Is used to mean a metal body disposed in the middle that can reduce the frictional resistance of the metal. Further, the “intermediate metal body” is used to reduce the pressing force applied to the semiconductor chip at the end of the connection surface of the sintered metal plate, the first sintered metal plate, or the second sintered metal plate. It is preferable that the semiconductor chip be formed with a larger area than the connection area between the first sintered metal plate or the second sintered metal plate and the semiconductor chip. As the “intermediate metal body”, a hard metal foil such as a Ni foil, a Cu foil whose surface is plated with a hard metal such as Ni, or the like can be practically used. Further, as the “intermediate metal body”, an Ag foil, a Cu foil having a surface plated with Ag, or the like can be used. This A
In the case where the intermediate metal body is formed of a g-foil or a Cu foil having a surface plated with Ag, the fretting wear of Al used as a main electrode terminal material of a semiconductor chip can be reduced, and a sintered metal can be formed. The pressing force applied to the semiconductor chip at the end of the connection surface of the plate, the first sintered metal plate or the second sintered metal plate can be reduced.

【0029】このように構成される本発明の第10の特
徴に係る圧接型半導体装置においては、中間金属体を備
えたので、焼結金属板、第1の焼結金属板又は第2の焼
結金属板と半導体チップとの間の接続面の摩擦抵抗を減
少することができるので、熱サイクル特性を向上するこ
とができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the tenth aspect of the present invention having the above structure, since the intermediate metal member is provided, the sintered metal plate, the first sintered metal plate or the second sintered metal plate is provided. Since the frictional resistance of the connection surface between the binding metal plate and the semiconductor chip can be reduced, the thermal cycle characteristics can be improved.

【0030】本発明の第11の特徴は、本発明の第1の
特徴乃至本発明の第10の特徴のいずれかに係る圧接型
半導体装置の焼結金属板、第1の焼結金属板、第2の焼
結金属板の少なくともいずれかの端部及び角部に、アー
ル面取りが施された圧接型半導体装置としたことであ
る。ここで、「焼結金属板、第1の焼結金属板又は第2
の焼結金属板の少なくともいずれかの端部及び角部」と
は、これらいずれかの焼結金属板の少なくとも半導体チ
ップ側の端部及び角部という意味で使用される。「アー
ル面取り」とは、所定の曲率半径(r)において端部及
び角部に施される曲面々取りという意味で使用される。
このアール面取りの「所定の曲率半径」とは、焼結金属
板、第1の焼結金属板又は第2の焼結金属板の接続面端
及び角部の半導体チップに加わる圧接力を減少するため
に必要な曲率半径を表現する意味で使用され、曲率半径
には0.1mm〜1.0mmの範囲内を実用的に使用す
ることができる。
An eleventh feature of the present invention is a sintered metal plate, a first sintered metal plate of a press-contact type semiconductor device according to any one of the first to tenth features of the present invention, A pressure-contact type semiconductor device in which at least one of the end and the corner of the second sintered metal plate is rounded. Here, "the sintered metal plate, the first sintered metal plate or the second
The term “at least one of the ends and corners of the sintered metal plate” is used to mean at least the ends and corners of the sintered metal plate on the semiconductor chip side. “R chamfering” is used to mean a curved chamfer applied to an end and a corner at a predetermined radius of curvature (r).
The "predetermined radius of curvature" of this round chamfering means that the pressure contact force applied to the end of the connection surface of the sintered metal plate, the first sintered metal plate or the second sintered metal plate and the semiconductor chip at the corners is reduced. Therefore, the radius of curvature required for the purpose is used, and the radius of curvature can be practically used within the range of 0.1 mm to 1.0 mm.

【0031】このように構成される本発明の第11の特
徴に係る圧接型半導体装置においては、本発明の第1の
特徴乃至第10の特徴に係る圧接型半導体装置により得
られる効果に加えて、さらにアール面取りを備えたの
で、焼結金属板、第1の焼結金属板又は第2の焼結金属
板の接続面端部及び角部の半導体チップに加わる圧接力
を減少することができ、熱サイクル特性を向上すること
ができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the eleventh feature of the present invention thus configured, in addition to the effects obtained by the press-contact-type semiconductor devices according to the first to tenth features of the present invention, Further, since the rounded chamfering is provided, the pressing force applied to the semiconductor chip at the connection end and the corner of the sintered metal plate, the first sintered metal plate or the second sintered metal plate can be reduced. In addition, heat cycle characteristics can be improved.

【0032】本発明の第12の特徴は、本発明の第1の
特徴乃至本発明の第11の特徴に係る圧接型半導体装置
のいずれかの主電極と焼結金属板との間、第1の主電極
と第1の焼結金属板との間、又は第2の主電極と第2の
焼結金属板との間が接合された圧接型半導体装置とした
ことである。ここで、「接合」とは、単に「接触」させ
ることと区別する表現であり、電気的にかつ機械的に接
続される、さらに詳細には金属学的に結合しているとい
う意味で使用される。「接合」には、Ag/Cu共晶ろ
う材等の接合用ろう材を実用的に使用することができ
る。
According to a twelfth feature of the present invention, there is provided a press-fit semiconductor device according to any one of the first to eleventh features of the present invention, wherein the first electrode is disposed between the main electrode and the sintered metal plate. Is a press-contact type semiconductor device in which the main electrode and the first sintered metal plate or the second main electrode and the second sintered metal plate are joined. Here, “joining” is a term that is distinguished from simply “contacting” and is used in the sense of being electrically and mechanically connected, more specifically, being metallurgically connected. You. For the “joining”, a joining brazing material such as an Ag / Cu eutectic brazing material can be practically used.

【0033】このように構成される本発明の第12の特
徴に係る圧接型半導体装置においては、主電極と焼結金
属板との間、第1の主電極と第1の焼結金属板との間、
又は第2の主電極と第2の焼結金属板との間が物理的に
接合されているので、双方の接合部の熱抵抗を減少させ
ることができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the twelfth feature of the present invention, the first main electrode and the first sintered metal plate are connected between the main electrode and the sintered metal plate. During
Alternatively, since the second main electrode and the second sintered metal plate are physically joined, the thermal resistance of both joints can be reduced.

【0034】本発明の第13の特徴は、本発明の第12
の特徴に係る圧接型半導体装置の焼結金属板上の少なく
とも主電極側、第1の焼結金属板上の少なくとも第1の
主電極側、又は第2の焼結金属板の少なくとも第2の主
電極側に、接合用ろう材の焼結金属板に対する反応性を
活性化する活性化金属膜を備えた圧接型半導体装置とし
たことである。ここで、「接合用ろう材」には、本発明
の第12の特徴に係る圧接型半導体装置の「接合用ろう
材」と同様のものを実用的に使用することができる。
「活性化金属膜」には、例えばMo板、W板等の焼結金
属板に対する反応性を活性化することができるNi膜、
Ti膜等の活性化金属膜を実用的に使用することができ
る。これらの「活性化金属膜」はめっきにより成膜され
ることが好ましい。
The thirteenth feature of the present invention is the twelfth feature of the present invention.
At least the main electrode side on the sintered metal plate, at least the first main electrode side on the first sintered metal plate, or at least the second sintered metal plate of the second sintered metal plate. A press-contact type semiconductor device provided with an activation metal film on the main electrode side for activating the reactivity of the brazing filler metal to the sintered metal plate. Here, as the "brazing material for joining", the same material as the "brazing material for joining" of the press-contact type semiconductor device according to the twelfth feature of the present invention can be practically used.
"Activated metal film" includes, for example, a Ni film capable of activating reactivity with a sintered metal plate such as a Mo plate, a W plate,
An activated metal film such as a Ti film can be used practically. These “activated metal films” are preferably formed by plating.

【0035】このように構成される本発明の第13の特
徴に係る圧接型半導体装置においては、焼結金属板、第
1の焼結金属板又は第2の焼結金属板に活性化金属膜を
備えたので、接合用ろう材を使用しても充分に接合力を
確保することができ、主電極と焼結金属板との間、第1
の主電極と第1の焼結金属板との間又は第2の主電極と
第2の焼結金属板との間の接合力を向上することができ
る。従って、これらの接合部分において熱抵抗をより一
層減少することができる。
In the press-contact type semiconductor device according to the thirteenth feature of the present invention, the activated metal film is formed on the sintered metal plate, the first sintered metal plate or the second sintered metal plate. Therefore, even if a brazing filler metal is used, a sufficient bonding force can be ensured, and the first electrode between the main electrode and the sintered metal plate can be secured.
The joining force between the main electrode and the first sintered metal plate or between the second main electrode and the second sintered metal plate can be improved. Therefore, the thermal resistance can be further reduced at these joints.

【0036】本発明の第14の特徴は、(1)主電極上
に、この主電極に比べて剛性が大きい焼結金属板を形成
する工程と、(2)焼結金属板の表面が所定の高さにな
るまで機械加工を行う工程と、(3)焼結金属板の機械
加工面上に半導体チップを配設する工程とを少なくとも
備えた圧接型半導体装置の製造方法としたことである。
ここで、「機械加工」とは、本発明の第1の特徴に係る
圧接型半導体装置の「機械加工面」の用語の定義と同様
に、少なくとも研削加工、研磨加工が含まれる。主電極
上に複数の焼結金属板(小焼結金属板)が形成される場
合には、これらの焼結金属板の表面が同時に、かつ同一
の所定高さに機械加工されるようになっており、すべて
の焼結金属板の機械加工面の高さが均一化されるように
なっている。
The fourteenth feature of the present invention is that (1) a step of forming a sintered metal plate having a higher rigidity than the main electrode on the main electrode, and (2) a step of forming a surface of the sintered metal plate having a predetermined surface. And (3) arranging a semiconductor chip on the machined surface of the sintered metal plate. .
Here, the term “machining” includes at least grinding and polishing as in the definition of the term “machined surface” of the press-contact type semiconductor device according to the first feature of the present invention. When a plurality of sintered metal plates (small sintered metal plates) are formed on the main electrode, the surfaces of these sintered metal plates are simultaneously machined to the same predetermined height. Therefore, the height of the machined surface of all the sintered metal plates is made uniform.

【0037】このような本発明の第14の特徴に係る圧
接型半導体装置の製造方法においては、主電極上に焼結
金属板を形成した状態において、焼結金属板の表面に機
械加工を行うようにしたので、焼結金属板の機械加工面
を所定高さに調節することができ、焼結金属板の板厚の
ばらつきを減少することができる。
In the method for manufacturing a press-contact type semiconductor device according to the fourteenth feature of the present invention, the surface of the sintered metal plate is machined in a state where the sintered metal plate is formed on the main electrode. As a result, the machined surface of the sintered metal plate can be adjusted to a predetermined height, and variations in the thickness of the sintered metal plate can be reduced.

【0038】本発明の第15の特徴は、(1)第1の主
電極上に、この第1の主電極に比べて剛性が大きい第1
の焼結金属板を形成する工程と、(2)第1の焼結金属
板の表面が所定の高さになるまで機械加工を行う工程
と、(3)第2の主電極上に、この第2の主電極に比べ
て剛性が大きい第2の焼結金属板を形成する工程と、
(4)第2の焼結金属板の表面が所定の高さになるまで
機械加工を行う工程と、(5)第1及び第2の焼結金属
板の機械加工面間に半導体チップを配設し、第1及び第
2の主電極により半導体チップを圧接する工程とを少な
くとも備えた圧接型半導体装置の製造方法としたことで
ある。
A fifteenth feature of the present invention is as follows. (1) The first main electrode has a higher rigidity on the first main electrode than the first main electrode.
(2) a step of performing machining until the surface of the first sintered metal plate has a predetermined height, and (3) a step of forming the above-mentioned sintered metal plate on the second main electrode. Forming a second sintered metal plate having a higher rigidity than the second main electrode;
(4) a step of performing machining until the surface of the second sintered metal plate has a predetermined height; and (5) disposing a semiconductor chip between the machined surfaces of the first and second sintered metal plates. And a step of pressing the semiconductor chip by the first and second main electrodes at least.

【0039】このような本発明の第15の特徴に係る圧
接型半導体装置の製造方法においては、第1の主電極上
に第1の焼結金属板を形成した状態において、第1の焼
結金属板の表面に機械加工を行い、同様に第2の主電極
上に第2の焼結金属板を形成した状態において、第2の
焼結金属板の表面に機械加工を行うようにしたので、第
1及び第2の焼結金属板の機械加工面を所定高さに調節
することができ、第1及び第2の焼結金属板の板厚のば
らつきを減少することができる。
In the method for manufacturing a press-contact type semiconductor device according to the fifteenth feature of the present invention, the first sintered metal plate is formed on the first main electrode and the first sintered metal plate is formed. Since machining was performed on the surface of the metal plate and the second sintered metal plate was similarly formed on the second main electrode, machining was performed on the surface of the second sintered metal plate. The machined surfaces of the first and second sintered metal plates can be adjusted to a predetermined height, and variations in the thickness of the first and second sintered metal plates can be reduced.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明に
係る圧接型半導体装置及びその製造方法を、本発明の実
施の形態により説明する。以下の図面の記載において、
同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付してい
る。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法
との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる
ことに留意すべきである。従って、具体的な厚みや寸法
は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、
図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる
部分が含まれていることは勿論である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a press-contact type semiconductor device according to the present invention; In the following drawings,
The same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Also,
Needless to say, the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.

【0041】(第1の実施例)[圧接型半導体装置の基
本構造]図1に示すように、本発明の実施の形態の第1
の実施例に係る圧接型半導体装置は、第2の主電極5
と、第2の主電極5上(図1中、下側)に配設され、第
2の主電極5に比べて剛性が大きい第2の焼結金属板4
と、第2の焼結金属板4上(図1中、下側)の半導体チ
ップ3とを備え、第2の焼結金属板4の半導体チップ3
側の表面を、その高さH2が調節された機械加工面とし
て構築されている。さらに詳細には、圧接型半導体装置
は、第1の主電極1と、第1の主電極1上(図1中、上
側)に配設され、第1の主電極1に比べて剛性が大きい
第1の焼結金属板2と、第1の焼結金属板2上の半導体
チップ3と、半導体チップ3上の第2の焼結金属板4
と、第2の焼結金属板4上に配設され、第2の焼結金属
板4に比べて剛性が小さい第2の主電極5とを備え、第
2の焼結金属板4の半導体チップ3側の表面を、その高
さH2が調節された機械加工面4Aとして構築されてい
る。
(First Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 1, a first embodiment of the present invention is described.
The press-contact type semiconductor device according to the second embodiment has the second main electrode 5
And a second sintered metal plate 4 disposed on the second main electrode 5 (lower side in FIG. 1) and having greater rigidity than the second main electrode 5.
And a semiconductor chip 3 on the second sintered metal plate 4 (the lower side in FIG. 1).
The side surface is constructed as a machined surface whose height H2 has been adjusted. More specifically, the press-contact type semiconductor device is provided on the first main electrode 1 and on the first main electrode 1 (upper side in FIG. 1), and has higher rigidity than the first main electrode 1. A first sintered metal plate 2, a semiconductor chip 3 on the first sintered metal plate 2, and a second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3
And a second main electrode 5 disposed on the second sintered metal plate 4 and having a lower rigidity than the second sintered metal plate 4. The surface on the chip 3 side is constructed as a machined surface 4A whose height H2 is adjusted.

【0042】本発明の実施の形態(第1の実施例乃至第
17の実施例)において、圧接型半導体装置は、マルチ
チップ構造を採用しており、電気的に並列に接続された
複数個の半導体チップ3を備えている。この複数個の半
導体チップ3にはGTO素子、又はIGBT素子等の高
耐圧用、大電流容量用の半導体素子を実用的に使用する
ことができる。詳細な構造を示していないが、複数個の
半導体チップ3はいずれもSiチップにより形成されて
おり、半導体チップ3の図中下側の表面にはコレクタ電
極端子(裏面電極)が配設され、図中上側の表面にはエ
ミッタ電極端子が配設されている。コレクタ電極端子、
エミッタ電極端子のそれぞれは、例えばアルミニウム
膜、アルミニウム合金(Al−Si、Al−Cu、Al
−Cu−Si等)膜等の電気伝導性に優れた導電性材料
により形成されている。なお、エミッタ電極端子におい
ては、電子の注入効率を向上するために、細分化されて
いることが好ましい。
In the embodiments of the present invention (first to seventeenth embodiments), the press-contact type semiconductor device employs a multi-chip structure, and includes a plurality of electrically connected parallel devices. The semiconductor chip 3 is provided. For the plurality of semiconductor chips 3, a semiconductor element for high withstand voltage and large current capacity such as a GTO element or an IGBT element can be practically used. Although the detailed structure is not shown, each of the plurality of semiconductor chips 3 is formed of a Si chip, and a collector electrode terminal (back surface electrode) is provided on the lower surface of the semiconductor chip 3 in the drawing. An emitter electrode terminal is provided on the upper surface in the figure. Collector electrode terminal,
Each of the emitter electrode terminals is, for example, an aluminum film, an aluminum alloy (Al-Si, Al-Cu, Al
—Cu—Si or the like) formed of a conductive material having excellent electrical conductivity, such as a film. The emitter electrode terminal is preferably subdivided in order to improve electron injection efficiency.

【0043】第1の主電極1は、コレクタ主電極として
使用され、第1の焼結金属板2を介在させて半導体チッ
プ3のコレクタ電極端子を圧接し、この半導体チップ3
に電気的に接続されている。必ずしもこのようなサイズ
と形状とに限定されるものではないが、第1の主電極1
は、例えば、直径120mm〜150mmの範囲内でか
つ全域に渡って約8mmの均一な厚さを有す円板形状に
より形成されている(図7の第1の実施例の下段参照。
以下、同様。)。第1の主電極1には、電気伝導性に優
れかつ熱伝導性に優れたCu、Cu合金、又は表面に酸
化防止膜としてNiめっき膜が形成されたCu、Cu合
金等を実用的に使用することができる。
The first main electrode 1 is used as a collector main electrode, and presses the collector electrode terminal of the semiconductor chip 3 with the first sintered metal plate 2 interposed therebetween.
Is electrically connected to Although not necessarily limited to such size and shape, the first main electrode 1
Is formed, for example, in a disk shape having a uniform thickness of about 8 mm in the range of 120 mm to 150 mm in diameter and over the entire area (see the lower part of the first embodiment in FIG. 7).
The same applies hereinafter. ). For the first main electrode 1, Cu, Cu alloy having excellent electric conductivity and heat conductivity, or Cu, Cu alloy having a Ni plating film formed on its surface as an antioxidant film is practically used. can do.

【0044】第1の焼結金属板2は、複数個の半導体チ
ップ3に共通の大焼結金属板として構成されており、少
なくとも電気伝導性に優れ、熱伝導性に優れ、かつ第1
の主電極1と半導体チップ3との間の熱膨張係数を有し
ている。この第1の焼結金属板2には、例えば、直径1
00mm、厚さ1mm〜2mmの範囲内の円板形状のM
o板を実用的に使用することができる。Mo板は、Mo
粉末を融点以下の高温度において焼結したもの、すなわ
ち加圧成形したものである。第1の焼結金属板2は、本
発明の第1の実施例において、接触により第1の主電極
1に電気的に接続されている。
The first sintered metal plate 2 is configured as a large sintered metal plate common to the plurality of semiconductor chips 3, and has at least excellent electric conductivity, excellent heat conductivity, and
Has a coefficient of thermal expansion between the main electrode 1 and the semiconductor chip 3. For example, the first sintered metal plate 2 has a diameter of 1 mm.
00 mm, disk-shaped M within the range of thickness 1 mm to 2 mm
The o-plate can be used practically. Mo plate is Mo
It is obtained by sintering the powder at a high temperature below the melting point, that is, by pressing. The first sintered metal plate 2 is electrically connected to the first main electrode 1 by contact in the first embodiment of the present invention.

【0045】第2の主電極5は、エミッタ主電極として
使用され、第2の焼結金属板4を介在させて半導体チッ
プ3のエミッタ電極端子を圧接し、この半導体チップ3
に電気的に接続されている。第2の主電極5は、例え
ば、第1の主電極5と同等の直径に設定され、全域に渡
って約10mmの均一な厚さを有す円板形状により形成
されている(図7の第1の実施例の上段参照。以下、同
様。)。第2の主電極5は、第1の主電極1と同様な導
電性材料により形成されていることが好ましい。
The second main electrode 5 is used as an emitter main electrode, and presses the emitter electrode terminal of the semiconductor chip 3 with the second sintered metal plate 4 interposed therebetween.
Is electrically connected to The second main electrode 5 is formed, for example, in a disk shape having a diameter equivalent to that of the first main electrode 5 and having a uniform thickness of about 10 mm over the entire area (see FIG. 7). (See the upper part of the first embodiment. The same applies hereinafter.) The second main electrode 5 is preferably made of the same conductive material as the first main electrode 1.

【0046】第2の焼結金属板4は、複数個の半導体チ
ップ3にそれぞれ個別に配設された小焼結金属板として
構成されており、基本的には第1の焼結金属板2と同様
な機能を有し、同一の導電性材料により形成されてい
る。この第2の焼結金属板4には、例えば、一辺10m
m、厚さ1mm〜2mmの矩形形状のMo板を実用的に
使用することができる。この第2の焼結金属板4は、本
発明の第1の実施例並びにこれ以後の実施例において、
接合により第2の主電極5に電気的、機械的かつ物理的
に接続されている。
The second sintered metal plate 4 is configured as a small sintered metal plate individually disposed on each of the plurality of semiconductor chips 3, and is basically a first sintered metal plate 2. And has the same function as that of, and is formed of the same conductive material. The second sintered metal plate 4 has, for example, 10 m on each side.
m, a rectangular Mo plate having a thickness of 1 mm to 2 mm can be practically used. The second sintered metal plate 4 is used in the first embodiment of the present invention and the following embodiments.
It is electrically, mechanically and physically connected to the second main electrode 5 by bonding.

【0047】第1の焼結金属板2は、複数個の半導体チ
ップ3に共通の大焼結金属板として構成されているの
で、その半導体チップ3側の表面特に半導体チップ3の
搭載位置の表面は比較的均一な高さを有している。これ
に対して、第2の焼結金属板4は、複数個の半導体チッ
プ3に対応して個々に製作されているので、その厚さに
はばらつきが生じる。従って、前述のように第2の焼結
金属板4の半導体チップ3側の表面は機械加工面4Aと
されており、第2の焼結金属板4の第2の主電極5から
の高さH2が調節されている。機械加工面4Aは、機械
的な研磨加工、研削加工又はそれに類似するような加工
方法により形成された表面である。
Since the first sintered metal plate 2 is configured as a large sintered metal plate common to the plurality of semiconductor chips 3, the surface on the semiconductor chip 3 side, particularly the surface at the mounting position of the semiconductor chip 3. Have a relatively uniform height. On the other hand, since the second sintered metal plate 4 is individually manufactured corresponding to the plurality of semiconductor chips 3, the thickness varies. Therefore, as described above, the surface of the second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3 side is a machined surface 4A, and the height of the second sintered metal plate 4 from the second main electrode 5 is higher. H2 is regulated. The machined surface 4A is a surface formed by mechanical polishing, grinding, or a similar processing method.

【0048】第2の焼結金属板4の機械加工面4A、好
ましくはすべての半導体チップ3を各々搭載するすべて
の第2の焼結金属板4の機械加工面4Aは、本発明の第
1の実施例において±5μm以下、好ましくは±2μm
のうねりの範囲内に設定されている。すなわち、実用的
にすべての第2の焼結金属板4の機械加工面4Aの高さ
H2は均一でありかつ平坦であり、第2の焼結金属板4
の厚さのばらつきは見かけ上皆無である。
The machined surface 4A of the second sintered metal plate 4, preferably the machined surface 4A of all the second sintered metal plates 4 on which all the semiconductor chips 3 are mounted, is the first machined surface of the present invention. ± 5 μm or less, preferably ± 2 μm
It is set within the range of the swell. That is, the height H2 of the machined surface 4A of all the second sintered metal plates 4 is practically uniform and flat, and the second sintered metal plate 4
There is virtually no variation in thickness.

【0049】さらに、第2の焼結金属板4の平面サイズ
は本発明の第1の実施例において半導体チップ3の平面
サイズよりも一回り小さいサイズにより形成されてお
り、第2の焼結金属板4の少なくとも半導体チップ3側
の端部及び角部にはアール面取り(r面取り)4Bが施
されている。アール面取り4Bは、例えば45度の傾斜
面を有するシー面取り(c面取り)とは異なり、凸曲面
形状による面取りである。すなわち、アール面取り4B
は、第2の焼結金属板4の端部及び角部と半導体チップ
3との接触部分(圧接部分)に応力集中を生じさせない
ようになっている。
Further, the plane size of the second sintered metal plate 4 is formed to be slightly smaller than the plane size of the semiconductor chip 3 in the first embodiment of the present invention. At least the ends and corners of the plate 4 on the semiconductor chip 3 side are rounded (r-chamfered) 4B. The round chamfer 4B is a chamfer with a convex curved shape, unlike a sea chamfer (c-chamfer) having a 45-degree inclined surface, for example. That is, are chamfered 4B
Is designed so as not to cause stress concentration at a contact portion (press-contact portion) between the end portion and the corner portion of the second sintered metal plate 4 and the semiconductor chip 3.

【0050】アール面取り4Bの曲率半径は、本発明の
第1の実施例並びにこれ以後に説明する実施例において
0.1mm〜1.0mmの範囲内、好ましくは0.5m
m(図7及び図8において標記されるアール面取りの曲
率半径は0.5mmである。)に設定されることが好ま
しい。アール面取り4Bの曲率半径が0.1mmの場
合、熱抵抗は0.75、熱サイクル特性は1.0(熱抵
抗並びに熱サイクル特性の評価方法については後述す
る。)である。これに対して、アール面取り4Bの曲率
半径が0.05mmに減少した場合、熱抵抗は0.7
5、熱サイクル特性は0.8となり、充分な熱サイクル
特性が得られない。逆に、アール面取り4Bの曲率半径
が1.0mmの場合、熱抵抗は0.8、熱サイクル特性
は1.2である。これに対して、アール面取り4Bの曲
率半径が2.0mmに増加した場合、熱抵抗は1.2、
熱サイクル特性は1.2となり、熱抵抗が増大してしま
う。また、シー面取りにおいては、充分に熱抵抗を減少
させることができず、かつ充分な熱サイクル特性を得る
ことができない。
The radius of curvature of the radius chamfer 4B is in the range of 0.1 mm to 1.0 mm, preferably 0.5 m in the first embodiment of the present invention and the embodiments described hereinafter.
m (the radius of curvature of the round chamfer marked in FIGS. 7 and 8 is preferably 0.5 mm). When the radius of curvature of the round chamfer 4B is 0.1 mm, the thermal resistance is 0.75 and the thermal cycle characteristics are 1.0 (the thermal resistance and the method of evaluating the thermal cycle characteristics will be described later). On the other hand, when the radius of curvature of the round chamfer 4B is reduced to 0.05 mm, the thermal resistance becomes 0.7
5. The thermal cycle characteristics are 0.8, and sufficient thermal cycle characteristics cannot be obtained. Conversely, when the radius of curvature of the round chamfer 4B is 1.0 mm, the thermal resistance is 0.8 and the thermal cycle characteristic is 1.2. On the other hand, when the radius of curvature of the round chamfer 4B is increased to 2.0 mm, the thermal resistance becomes 1.2,
The thermal cycle characteristic becomes 1.2, and the thermal resistance increases. Further, in the chamfering of the sea, the thermal resistance cannot be sufficiently reduced, and sufficient thermal cycle characteristics cannot be obtained.

【0051】さらに、上記第1の焼結金属板2の第1の
主電極1側、半導体チップ3側のそれぞれの端部及び角
部にも、第2の焼結金属板4のアール面取り4Bと同様
なアール面取り2Bが配設されている。
Further, the rounded chamfer 4B of the second sintered metal plate 4 is also provided at the respective ends and corners of the first sintered metal plate 2 on the first main electrode 1 side and the semiconductor chip 3 side. A round chamfer 2B similar to that described above is provided.

【0052】圧接型半導体装置においては、第1の主電
極1と第2の主電極5との間に第1の焼結金属板2、第
2の焼結金属板4のそれぞれを介在させて複数個の半導
体チップ3が配設され、この複数個の半導体チップ3が
第1の主電極1と第2の主電極5とにより圧接されるよ
うになっている。この圧接により、第1の主電極1と半
導体チップ3のコレクタ電極端子との間が電気的に接続
され、第2の主電極5と半導体チップ3のエミッタ電極
端子との間が電気的に接続されるようになっている。
In the press-contact type semiconductor device, the first sintered metal plate 2 and the second sintered metal plate 4 are interposed between the first main electrode 1 and the second main electrode 5. A plurality of semiconductor chips 3 are provided, and the plurality of semiconductor chips 3 are pressed by the first main electrode 1 and the second main electrode 5. Due to this pressure contact, the first main electrode 1 and the collector electrode terminal of the semiconductor chip 3 are electrically connected, and the second main electrode 5 and the emitter electrode terminal of the semiconductor chip 3 are electrically connected. It is supposed to be.

【0053】[圧接型半導体装置の基本的な製造方法]
次に、前述の圧接型半導体装置の基本的な製造方法を、
図2乃至図6を用いて説明する。
[Basic manufacturing method of pressure contact type semiconductor device]
Next, a basic method of manufacturing the above-described press-contact type semiconductor device will be described.
This will be described with reference to FIGS.

【0054】(1)まず最初に、図2に示すように、第
1の主電極(コレクタ主電極)1を準備する。
(1) First, as shown in FIG. 2, a first main electrode (collector main electrode) 1 is prepared.

【0055】(2)図3に示すように、第1の主電極1
上に、この第1の主電極1に比べて剛性が大きい第1の
焼結金属板2を形成する。この第1の実施例において、
第1の主電極1と第1の焼結金属板2との間は接触によ
り電気的に接続されるようになっているので、第1の焼
結金属板2は第1の主電極1上に載置するだけでよい。
(2) As shown in FIG. 3, the first main electrode 1
A first sintered metal plate 2 having higher rigidity than the first main electrode 1 is formed thereon. In this first embodiment,
Since the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 2 are electrically connected by contact, the first sintered metal plate 2 is placed on the first main electrode 1. Only need to be placed.

【0056】(3)第2の主電極(エミッタ主電極)5
を準備し、図4に示すように、第2の主電極5上にこの
第2の主電極5に比べて剛性の大きい第2の焼結金属板
4を形成する。第2の焼結金属板4は複数個の半導体チ
ップ3に対応して複数配設され、この複数個の第2の焼
結金属板4はそれぞれ第2の主電極5に接合により接続
されるようになっている。第2の主電極5と第2の焼結
金属板4との間の接合には、例えばAg/Cu共晶ろう
材を実用的に使用することができる。
(3) Second main electrode (emitter main electrode) 5
Then, as shown in FIG. 4, a second sintered metal plate 4 having a higher rigidity than the second main electrode 5 is formed on the second main electrode 5. A plurality of second sintered metal plates 4 are provided corresponding to the plurality of semiconductor chips 3, and each of the plurality of second sintered metal plates 4 is connected to the second main electrode 5 by bonding. It has become. For joining between the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4, for example, an Ag / Cu eutectic brazing material can be practically used.

【0057】ここで、複数個の第2の焼結金属板4は、
前述の通り、Mo粉末を高温度により焼結することによ
り形成されているので、同図4に示すようにそれぞれに
厚さのばらつきを持っている。すなわち、複数個の焼結
金属板4は、各々、第2の主電極5の表面から高さh
1、h2、h3を持っている。
Here, the plurality of second sintered metal plates 4 are
As described above, since the Mo powder is formed by sintering at a high temperature, the Mo powder has a thickness variation as shown in FIG. That is, each of the plurality of sintered metal plates 4 has a height h from the surface of the second main electrode 5.
1, h2 and h3.

【0058】なお、機械加工の工程数を減少する等の目
的により、第2の焼結金属板4の少なくとも端部又は角
部には加圧成形の際に予めアール面取り4Bを形成して
おくことが、又第1の焼結金属板2の少なくとも端部又
は角部には加圧成形の際に予めアール面取り2Bを形成
しておくことが好ましい。
In order to reduce the number of machining steps, a radius chamfer 4B is formed in advance at least at an end or a corner of the second sintered metal plate 4 at the time of pressure molding. In addition, it is preferable that at least an end or a corner of the first sintered metal plate 2 is previously formed with a round chamfer 2B at the time of pressure molding.

【0059】(4)図5に示すように、上記厚さ(高
さ)の異なる複数個の第2の焼結金属板4において、半
導体チップ3側の表面に機械加工を行い、一律に高さH
2に調節された機械加工面4Aを形成する。機械加工面
4Aを形成することにより、複数個の第2の焼結金属板
4の厚さのばらつきをなくすことができる。機械加工に
は、研削加工、研磨加工又はそれに類似する加工を実用
的に使用することができ、このような機械加工において
は、機械加工面4Aを±5μm以下のうねりの範囲内に
容易に設定することができる。
(4) As shown in FIG. 5, in the plurality of second sintered metal plates 4 having different thicknesses (heights), the surface on the side of the semiconductor chip 3 is machined to uniformly increase the height. H
Form a machined surface 4A adjusted to 2. By forming the machined surface 4A, it is possible to eliminate variations in the thickness of the plurality of second sintered metal plates 4. For machining, grinding, polishing, or similar processing can be used practically. In such machining, the machined surface 4A is easily set within a range of undulation of ± 5 μm or less. can do.

【0060】(5)図6に示すように、複数個の第2の
焼結金属板4の機械加工面4A上にそれぞれ半導体チッ
プ3を配設する。半導体チップ3は、圧接により第2の
焼結金属板4並びに第1の焼結金属板2に接触し電気的
に接続されるとともに、機械的に保持されるようになっ
ているので、第2の焼結金属板4上に位置合わせを行い
単に置くだけでよい。
(5) As shown in FIG. 6, the semiconductor chips 3 are arranged on the machined surfaces 4A of the plurality of second sintered metal plates 4, respectively. Since the semiconductor chip 3 is brought into contact with the second sintered metal plate 4 and the first sintered metal plate 2 by pressure contact to be electrically connected and mechanically held, the second sintered metal plate 4 and the first sintered metal plate 2 are mechanically held. Alignment on the sintered metal plate 4 is simply performed.

【0061】(6)この後、複数個の半導体チップ3上
に第1の焼結金属板2を介在させて第1の主電極1を配
設する。そして、圧接スタックにより第1の主電極1と
第2の主電極5との間に荷重を加え、この双方の間に配
設された複数個の半導体チップ3を圧接することによ
り、図1に示すような本発明の実施の形態の第1の実施
例に係る圧接型半導体装置を完成させることができる。
(6) Thereafter, the first main electrode 1 is provided on the plurality of semiconductor chips 3 with the first sintered metal plate 2 interposed therebetween. Then, a load is applied between the first main electrode 1 and the second main electrode 5 by the press contact stack, and a plurality of semiconductor chips 3 disposed between both are pressed into contact with each other. The press-contact type semiconductor device according to the first example of the embodiment of the present invention as shown can be completed.

【0062】[圧接型半導体装置の特性評価試験方法並
びに試験結果] 熱抵抗の評価方法:熱抵抗の評価方法は、まず圧接型半
導体装置をヒートシンク、絶縁板とともに圧接スタック
に積層した状態において、半導体チップ3に定格電流を
流し、半導体チップ3のジャンクション温度とヒートシ
ンク温度との間の温度差を測定する方法である。半導体
チップ3のジャンクション温度は、予め半導体チップ3
の電流−電圧−温度特性を測定しておくことにより、実
測時の電流−電圧特性から推定する。また、ヒートシン
ク温度は、熱電対をヒートシンク表面の溝に取り付け、
この熱電対を利用して実測する。
[Test Method and Test Results of Characteristic Evaluation of Pressure-Contact Semiconductor Device] Evaluation method of thermal resistance: The thermal resistance evaluation method is as follows. First, the pressure-contact semiconductor device is stacked on a pressure-contact stack together with a heat sink and an insulating plate. In this method, a rated current is applied to the chip 3 and the temperature difference between the junction temperature of the semiconductor chip 3 and the heat sink temperature is measured. The junction temperature of the semiconductor chip 3 is
By measuring the current-voltage-temperature characteristics of the above, it is estimated from the current-voltage characteristics at the time of actual measurement. In addition, the heat sink temperature is set by attaching a thermocouple to the groove on the heat sink surface,
Actual measurement is performed using this thermocouple.

【0063】熱抵抗の測定結果は、後述する第1の比較
例に係る圧接型半導体装置の熱抵抗値を「1」とした相
対値として、図7に示す。
FIG. 7 shows the measurement result of the thermal resistance as a relative value with the thermal resistance value of a press-contact type semiconductor device according to a first comparative example described below being “1”.

【0064】また、第1の比較例、後述する第2の比較
例並びに本発明の実施の形態の第13の実施例乃至第1
7の実施例に係る圧接型半導体装置においては、熱抵抗
値の測定結果と併せて、熱サイクル特性についても調べ
た。
Further, a first comparative example, a second comparative example to be described later, and thirteenth to thirteenth examples of the embodiment of the present invention.
In the press-contact type semiconductor device according to Example 7, the thermal cycle characteristics were examined together with the measurement results of the thermal resistance value.

【0065】熱サイクル特性の評価方法:熱サイクル特
性の評価方法は、上記ヒートシンクの冷却を止めた状態
において、半導体チップ3のジャンクション温度とヒー
トシンク温度との温度差が規定の一定値に達するまで圧
接型半導体装置に定格電流を流し、規定の温度差の上限
値に達した時点でヒートシンクの冷却を開始し、その
後、温度差が規定の下限値に達した時点で再びヒートシ
ンクの冷却を止め、圧接型半導体装置が破壊されるまで
このような熱サイクルを加える方法である。熱サイクル
特性の測定結果は、後述する第1の比較例に係る圧接型
半導体装置が破壊されるまでの熱サイクル特性値を
「1.0」とした相対値として、図7に示す。
Method of evaluating thermal cycle characteristics: The method of evaluating thermal cycle characteristics is as follows. With the cooling of the heat sink stopped, pressure welding is performed until the temperature difference between the junction temperature of the semiconductor chip 3 and the heat sink temperature reaches a specified constant value. A rated current is applied to the semiconductor device, and cooling of the heat sink is started when the specified temperature difference reaches the upper limit, then cooling of the heat sink is stopped again when the temperature difference reaches the specified lower limit. In this method, such a thermal cycle is applied until the semiconductor device is destroyed. The measurement result of the thermal cycle characteristic is shown in FIG. 7 as a relative value where the thermal cycle characteristic value until the press-contact type semiconductor device according to the first comparative example described later is destroyed is “1.0”.

【0066】第1の比較例:第1の比較例に係る圧接型
半導体装置は前述の図21において説明した圧接型半導
体装置であり、コレクタ主電極100、焼結金属板10
1はそれぞれ上記第1の実施例に係る圧接型半導体装置
の第1の主電極1、第1の焼結金属板2に対応する構成
である。第1の比較例に係る圧接型半導体装置において
は、エミッタ主電極104側の焼結金属板103に厚さ
のばつきが存在し、この厚さのばらつきをエミッタ主電
極104の塑性変形により吸収するようにしているの
で、エミッタ主電極104の半導体チップ3との接続部
分は突出形状(柱状)により形成されている(図21参
照。)。すなわち、焼結金属板103は、第1の実施例
に係る第2の焼結金属板4のように機械加工面4Aを備
えていない。エミッタ主電極104の接続部分の厚さは
図7に示すように15mmに設定され、エミッタ主電極
104のそれ以外の厚さは10mmに設定されている。
First Comparative Example: The press contact type semiconductor device according to the first comparative example is the press contact type semiconductor device described with reference to FIG.
Reference numeral 1 denotes a configuration corresponding to the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 2 of the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment, respectively. In the press-contact type semiconductor device according to the first comparative example, there is a variation in the thickness of the sintered metal plate 103 on the side of the emitter main electrode 104, and this variation in thickness is absorbed by the plastic deformation of the emitter main electrode 104. Therefore, the connecting portion of the emitter main electrode 104 with the semiconductor chip 3 is formed in a protruding shape (column shape) (see FIG. 21). That is, the sintered metal plate 103 does not include the machined surface 4A unlike the second sintered metal plate 4 according to the first embodiment. The thickness of the connection part of the emitter main electrode 104 is set to 15 mm as shown in FIG. 7, and the other thickness of the emitter main electrode 104 is set to 10 mm.

【0067】さらに、第1の比較例に係る圧接型半導体
装置においては、エミッタ主電極104と焼結金属板1
03との間は単に圧接に伴う接触により電気的に接続さ
れている。
Further, in the press-contact type semiconductor device according to the first comparative example, the emitter main electrode 104 and the sintered metal plate 1
03 is electrically connected simply by the contact accompanying the pressure welding.

【0068】第2の比較例:第2の比較例に係る圧接型
半導体装置においては、上記第1の実施例に係る圧接型
半導体装置の第1の焼結金属板2のアール面取り2Bが
形成されていないだけで、その他の構成は第1の実施例
に係る圧接型半導体装置と同一である。
Second Comparative Example: In the press-contact type semiconductor device according to the second comparative example, a round chamfer 2B of the first sintered metal plate 2 of the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment is formed. The other configuration is the same as that of the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment, except that it is not performed.

【0069】第1の実施例と第1の比較例との比較:図
7に示すように、第1の比較例に係る圧接型半導体装置
の熱抵抗値を「1」とした場合、上記第1の実施例に係
る圧接型半導体装置の熱抵抗値は「0.75」である。
すなわち、第1の実施例に係る圧接型半導体装置におい
ては、第2の焼結金属板4の半導体チップ3側の表面を
厚さのばらつきを排除する機械加工面4Aとしたので、
第2の焼結金属板4の板厚のばらつきを第2の主電極5
の塑性変形で吸収させる量を減少させることができる。
従って、第2の主電極5そのものの厚さを減少させるこ
とができ、この第2の主電極5の厚さの減少に応じて熱
抵抗を減少させることができる。
Comparison between the first embodiment and the first comparative example: As shown in FIG. 7, when the thermal resistance value of the press-contact type semiconductor device according to the first comparative example is "1", The thermal resistance value of the press contact type semiconductor device according to the first embodiment is “0.75”.
That is, in the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment, the surface of the second sintered metal plate 4 on the side of the semiconductor chip 3 is a machined surface 4A for eliminating a variation in thickness.
The variation in the thickness of the second sintered metal plate 4 is determined by the second main electrode 5.
Can be reduced by the plastic deformation of.
Therefore, the thickness of the second main electrode 5 itself can be reduced, and the thermal resistance can be reduced in accordance with the decrease in the thickness of the second main electrode 5.

【0070】さらに、第1の実施例に係る圧接型半導体
装置においては、第2の焼結金属板4の表面つまり機械
加工面4Aが5μm以下のうねりの範囲内に設定されて
いるので、この点からも第2の焼結金属板4の板厚のば
らつきを第2の主電極5の塑性変形で吸収させる量を減
少させることができる。従って、第2の主電極5そのも
のの厚さを減少させることができるので、この第2の主
電極5の厚さの減少に応じて熱抵抗を減少させることが
できる。
Further, in the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment, the surface of the second sintered metal plate 4, that is, the machined surface 4A is set within the range of undulation of 5 μm or less. From the point of view, it is possible to reduce the amount of the variation in the thickness of the second sintered metal plate 4 absorbed by the plastic deformation of the second main electrode 5. Accordingly, since the thickness of the second main electrode 5 itself can be reduced, the thermal resistance can be reduced in accordance with the reduction in the thickness of the second main electrode 5.

【0071】さらに、第1の実施例に係る圧接型半導体
装置においては、第2の主電極5と第2の焼結金属板4
との間が物理的に接合されているので、双方の接合部の
熱抵抗を減少させることができる。
Further, in the press contact type semiconductor device according to the first embodiment, the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4
Are physically joined, so that the thermal resistance of both joints can be reduced.

【0072】第1の比較例と第2の比較例との比較:図
7に示すように、第1の比較例に係る圧接型半導体装置
の熱サイクル特性値を「1」とした場合、第2の比較例
に係る圧接型半導体装置の熱サイクル特性値は「0.
5」であり、第1の焼結金属板2の端部又は角部にアー
ル面取り2Bを形成しないだけで、第2の比較例に係る
圧接型半導体装置の熱サイクル特性は低くなってしま
う。すなわち、第1の実施例に係る圧接型半導体装置に
おいては、第1の焼結金属板2の端部及び角部にアール
面取り2Bを備えているので、半導体チップ3等に加わ
る圧接力を減少することができ、熱サイクル特性を向上
することができる。
Comparison between the first comparative example and the second comparative example: As shown in FIG. 7, when the thermal cycle characteristic value of the press-contact type semiconductor device according to the first comparative example is “1”, The thermal cycle characteristic value of the press contact type semiconductor device according to Comparative Example 2 is “0.
5 ", and the thermal cycle characteristic of the press-contact type semiconductor device according to the second comparative example is lowered only by not forming the round chamfer 2B at the end or the corner of the first sintered metal plate 2. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment, since the rounded chamfer 2B is provided at the end and the corner of the first sintered metal plate 2, the press-contact force applied to the semiconductor chip 3 and the like is reduced. And the heat cycle characteristics can be improved.

【0073】(第2の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第2の実施例に係る圧接型半導体装置は、第1の主電極
並びに第1の焼結金属板の構造を、上記第1の実施例に
係る圧接型半導体装置の第2の主電極4並びに第2の主
電極5と同様の構造にした例を説明するものである。す
なわち、第2の実施例に係る圧接型半導体装置は、図9
に示すように、第1の主電極1と、第1の主電極1上
(図9中、上側)に配設され、第1の主電極1に比べて
剛性が大きい第1の焼結金属板20と、第1の焼結金属
板20上の半導体チップ3と、半導体チップ3上の第2
の焼結金属板4と、第2の焼結金属板4上に配設され、
第2の焼結金属板4に比べて剛性が小さい第2の主電極
5とを備え、第1の焼結金属板20の半導体チップ3側
の表面を、その高さH1が調節された機械加工面20A
にするとともに、第2の焼結金属板4の半導体チップ3
側の表面を、その高さH2が調節された機械加工面4A
として構築されている。
(Second Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a second embodiment of the present invention has a first main electrode and a first sintered body. An example in which the structure of the metal plate is the same as the structure of the second main electrode 4 and the second main electrode 5 of the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment will be described. That is, the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment is different from the one shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a first main electrode 1 and a first sintered metal disposed on the first main electrode 1 (upper side in FIG. 9) and having a greater rigidity than the first main electrode 1 Plate 20, a semiconductor chip 3 on the first sintered metal plate 20, and a second
Is disposed on the second sintered metal plate 4 and the second sintered metal plate 4,
A second main electrode 5 having a lower rigidity than the second sintered metal plate 4, and a surface on the semiconductor chip 3 side of the first sintered metal plate 20 having a height H1 adjusted. Processing surface 20A
And the semiconductor chip 3 of the second sintered metal plate 4
Machined surface 4A with its height H2 adjusted
Is built as

【0074】第1の主電極1、半導体チップ3、第2の
焼結金属板4、第2の主電極5のそれぞれの基本的構成
は、上記第1の実施例に係る圧接型半導体装置の対応す
る構成とほぼ同一である。なお、図7に示すように、第
2の実施例に係る圧接型半導体装置において、第1の主
電極1は全域に渡って約4mmの均一な厚さを有す円板
形状により形成され、第2の主電極5は全域に渡って約
6mmの均一な厚さを有す円板形状により形成されてい
る。
The basic structure of each of the first main electrode 1, the semiconductor chip 3, the second sintered metal plate 4, and the second main electrode 5 is the same as that of the pressure contact type semiconductor device according to the first embodiment. It is almost the same as the corresponding configuration. As shown in FIG. 7, in the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment, the first main electrode 1 is formed in a disk shape having a uniform thickness of about 4 mm over the entire area. The second main electrode 5 is formed in a disk shape having a uniform thickness of about 6 mm over the entire area.

【0075】第1の焼結金属板20は、第1の実施例に
係る圧接型半導体装置の第1の焼結金属板2とは異な
り、かつ第2の焼結金属板4とは同様に、複数個の半導
体チップ3にそれぞれ個別に配設された小焼結金属板と
して構成されている。第1の焼結金属板20には、第2
の焼結金属板4と同様に、例えば、一辺10mm、厚さ
1mm〜2mmの矩形形状のMo板を実用的に使用する
ことができる。すなわち、第2の実施例に係る圧接型半
導体装置は、第1の焼結金属板20及び第2の焼結金属
板4の上下2枚の小焼結金属板により複数個の半導体チ
ップ3を個別に挟み込むような構造において構成されて
いる。第1の焼結金属板20は、本発明の第2の実施例
並びにこれ以後の実施例において、接合により第1の主
電極1に電気的、機械的かつ物理的に接続されている。
The first sintered metal plate 20 is different from the first sintered metal plate 2 of the press contact type semiconductor device according to the first embodiment, and is similar to the second sintered metal plate 4. , Are configured as small sintered metal plates individually disposed on the plurality of semiconductor chips 3. The first sintered metal plate 20 has a second
Similarly to the sintered metal plate 4 described above, for example, a rectangular Mo plate having a side of 10 mm and a thickness of 1 mm to 2 mm can be practically used. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment, a plurality of semiconductor chips 3 are formed by two small sintered metal plates above and below the first sintered metal plate 20 and the second sintered metal plate 4. It is configured in such a structure that it is sandwiched individually. The first sintered metal plate 20 is electrically, mechanically and physically connected to the first main electrode 1 by bonding in the second embodiment and the subsequent embodiments of the present invention.

【0076】第1の焼結金属板20は、第2の焼結金属
板4と同様に、複数個の半導体チップ3に対応して個々
に製作されているので、その厚さにはばらつきが生じ
る。従って、前述のように第1の焼結金属板20の半導
体チップ3側の表面は機械加工面20Aとされており、
第1の焼結金属板20の第1の主電極1からの高さH1
が調節されている。機械加工面20Aは、機械加工面4
Aと同様に、機械的な研磨加工、研削加工又はそれに類
似するような加工方法により形成された表面である。
The first sintered metal plate 20, like the second sintered metal plate 4, is manufactured individually corresponding to the plurality of semiconductor chips 3, so that its thickness varies. Occurs. Accordingly, as described above, the surface of the first sintered metal plate 20 on the semiconductor chip 3 side is a machined surface 20A,
Height H1 of first sintered metal plate 20 from first main electrode 1
Has been adjusted. Machined surface 20A is machined surface 4
Like A, the surface is formed by mechanical polishing, grinding, or a similar processing method.

【0077】第1の焼結金属板20の機械加工面20
A、好ましくはすべての半導体チップ3を各々搭載する
すべての第1の焼結金属板20の機械加工面20Aは、
本発明の第2の実施例において±5μm以下、好ましく
は±2μmのうねりの範囲内に設定されている。すなわ
ち、実用的にすべての第1の焼結金属板20の機械加工
面20Aの高さは均一でありかつ平坦であり、第1の焼
結金属板20の厚さのばらつきは見かけ上皆無である。
Machined surface 20 of first sintered metal plate 20
A, preferably the machined surface 20A of every first sintered metal plate 20 on which each semiconductor chip 3 is mounted,
In the second embodiment of the present invention, it is set within a range of swell of ± 5 μm or less, preferably ± 2 μm. That is, the height of the machined surface 20A of all the first sintered metal plates 20 is practically uniform and flat, and the thickness of the first sintered metal plate 20 has virtually no variation. is there.

【0078】さらに、第1の焼結金属板20の平面サイ
ズは本発明の第2の実施例において半導体チップ3の平
面サイズよりも一回り小さいサイズにより形成されてお
り、第1の焼結金属板20の少なくとも半導体チップ3
側の端部及び角部にはアール面取り20Bが施されてい
る。アール面取り20Bは、第2の焼結金属板4のアー
ル面取り4Bと同様の曲率半径において形成されてお
り、第1の焼結金属板20の端部及び角部と半導体チッ
プ3との接触部分(圧接部分)に応力集中を生じさせな
いようになっている。
Further, the plane size of the first sintered metal plate 20 is formed to be slightly smaller than the plane size of the semiconductor chip 3 in the second embodiment of the present invention. At least the semiconductor chip 3 of the plate 20
A rounded chamfer 20B is applied to the side end and the corner. The round chamfer 20 </ b> B is formed with the same radius of curvature as the round chamfer 4 </ b> B of the second sintered metal plate 4, and the contact portion between the end and the corner of the first sintered metal plate 20 and the semiconductor chip 3. (The press-contact portion) is prevented from causing stress concentration.

【0079】[圧接型半導体装置の製造方法]第2の実
施例に係る圧接型半導体装置の製造方法は、第1の主電
極1上の第1の焼結金属板20を形成する工程を上記第
1の実施例に係る圧接型半導体装置の製造方法の第2の
主電極5上に第2の焼結金属板4を形成する工程と同様
にするだけで、それ以外の工程を上記第1の実施例に係
る圧接型半導体装置の製造方法の各工程と同様にしたも
のである。(1)すなわち、まず第1の主電極(コレク
タ主電極)1を準備し、第1の主電極1上にこの第1の
主電極5に比べて剛性の大きい第1の焼結金属板20を
形成する(上記図4参照。)。第1の焼結金属板20は
複数個の半導体チップ3に対応して複数配設され、この
複数個の第1の焼結金属板20はそれぞれ第1の主電極
1に接合により接続されるようになっている。第1の主
電極1と第1の焼結金属板20との間の接合には、例え
ばAg/Cu共晶ろう材を実用的に使用することができ
る。
[Method of Manufacturing Press-Contact-Type Semiconductor Device] In the method of manufacturing the press-contact-type semiconductor device according to the second embodiment, the step of forming the first sintered metal plate 20 on the first main electrode 1 is described above. In the method of manufacturing the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment, only the step of forming the second sintered metal plate 4 on the second main electrode 5 is the same as that of the first embodiment. This is the same as each step of the method for manufacturing the pressure contact type semiconductor device according to the example. (1) That is, first, a first main electrode (collector main electrode) 1 is prepared, and a first sintered metal plate 20 having a higher rigidity than the first main electrode 5 is provided on the first main electrode 1. (See FIG. 4 above). A plurality of first sintered metal plates 20 are provided corresponding to the plurality of semiconductor chips 3, and each of the plurality of first sintered metal plates 20 is connected to the first main electrode 1 by bonding. It has become. For joining between the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 20, for example, an Ag / Cu eutectic brazing material can be practically used.

【0080】ここで、複数個の第1の焼結金属板20
は、前述の第2の焼結金属板4と同様に、Mo粉末を高
温度により焼結することにより形成されているので、そ
れぞれに厚さのばらつきを持っている(同図4参
照。)。
Here, the plurality of first sintered metal plates 20
Are formed by sintering Mo powder at a high temperature, similarly to the above-described second sintered metal plate 4, and thus have variations in thickness (see FIG. 4). .

【0081】なお、第2の焼結金属板4と同様に、第1
の焼結金属板20の少なくとも端部又は角部には加圧成
形の際に予めアール面取り20Bを形成しておくことが
好ましい。
Note that, like the second sintered metal plate 4, the first
It is preferable that a round chamfer 20B is formed in advance at least at an end or a corner of the sintered metal plate 20 at the time of pressure molding.

【0082】(2)上記厚さ(高さ)の異なる複数個の
第1の焼結金属板20において、半導体チップ3側の表
面に機械加工を行い、一律に高さH1に調節された機械
加工面20Aを形成する(図5参照。)。機械加工面2
0Aを形成することにより、複数個の第1の焼結金属板
20の厚さのばらつきをなくすことができる。機械加工
には、研削加工、研磨加工又はそれに類似する加工を実
用的に使用することができ、このような機械加工におい
ては、機械加工面20Aを±5μm以下のうねりの範囲
に容易に設定することができる。
(2) In the plurality of first sintered metal plates 20 having different thicknesses (heights), the surface on the semiconductor chip 3 side is machined so that the height is uniformly adjusted to H1. A processing surface 20A is formed (see FIG. 5). Machined surface 2
By forming 0A, it is possible to eliminate variations in the thickness of the plurality of first sintered metal plates 20. For machining, grinding, polishing, or a similar process can be used practically. In such machining, the machined surface 20A is easily set to a range of undulation of ± 5 μm or less. be able to.

【0083】(3)そして、複数個の第1の焼結金属板
20の機械加工面20A上にそれぞれ半導体チップ3を
配設する。半導体チップ3は、圧接により機械的に保持
されるようになっているので、第1の焼結金属板20上
に位置合わせを行い単に置くだけでよい(図6参照)。
(3) Then, the semiconductor chips 3 are arranged on the machined surfaces 20A of the plurality of first sintered metal plates 20, respectively. Since the semiconductor chip 3 is mechanically held by pressure contact, the semiconductor chip 3 needs only to be positioned and simply placed on the first sintered metal plate 20 (see FIG. 6).

【0084】(4)一方、上記第1の実施例に係る圧接
型半導体装置の製造方法と同様な方法により、第2の主
電極5上に複数個の第2の焼結金属板4を接合により接
続し、複数個の第2の焼結金属板4の半導体チップ3側
の表面に機械加工を行い、一律に高さH2に調節された
機械加工面4Aを形成する(図4及び図5参照。)。
(4) On the other hand, a plurality of second sintered metal plates 4 are joined on the second main electrode 5 by a method similar to the method of manufacturing the press contact type semiconductor device according to the first embodiment. And the surface of the plurality of second sintered metal plates 4 on the semiconductor chip 3 side is machined to form a machined surface 4A uniformly adjusted to a height H2 (FIGS. 4 and 5). reference.).

【0085】(5)この後、複数個の半導体チップ3上
に第2の焼結金属板4を介在させて第2の主電極5を配
設する。そして、圧接スタックにより第1の主電極1と
第2の主電極5との間に荷重を加え、この双方の間に配
設された複数個の半導体チップ3を圧接することによ
り、図9に示すような本発明の実施の形態の第2の実施
例に係る圧接型半導体装置を完成させることができる。
(5) Thereafter, the second main electrode 5 is arranged on the plurality of semiconductor chips 3 with the second sintered metal plate 4 interposed therebetween. Then, a load is applied between the first main electrode 1 and the second main electrode 5 by the press contact stack, and a plurality of semiconductor chips 3 disposed between the first main electrode 1 and the second main electrode 5 are pressed into contact with each other. The press-contact type semiconductor device according to the second example of the embodiment of the present invention as shown can be completed.

【0086】[圧接型半導体装置の試験結果]図7に示
すように、第2の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.55」である。すなわち、第2の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第1の焼結金属板2
0の半導体チップ3側の表面を厚さのばらつきを排除す
る機械加工面20Aとし、さらに第2の焼結金属板4の
半導体チップ3側の表面を厚さのばらつきを排除する機
械加工面4Aとしたので、第1の焼結金属板20の板厚
のばらつきを第1の主電極1の塑性変形で吸収させる量
を減少させることができるとともに、第2の焼結金属板
4の板厚のばらつきを第2の主電極5の塑性変形で吸収
させる量を減少させることができる。従って、第1の主
電極1及び第2の主電極5そのものの厚さを減少させる
ことができ、この第1の主電極1及び第2の主電極5の
厚さの減少に応じて熱抵抗を減少させることができる。
[Test Results of Pressure-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 7, the thermal resistance of the pressure-contact semiconductor device according to the second embodiment is “0.55”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment, the first sintered metal plate 2
The surface of the second sintered metal plate 4 on the side of the semiconductor chip 3 is a machined surface 4A on which the thickness variation is eliminated. Therefore, the amount of the variation in the thickness of the first sintered metal plate 20 absorbed by the plastic deformation of the first main electrode 1 can be reduced, and the thickness of the second sintered metal plate 4 can be reduced. Can be reduced by the plastic deformation of the second main electrode 5. Therefore, the thickness of the first main electrode 1 and the second main electrode 5 itself can be reduced, and the thermal resistance is reduced in accordance with the decrease in the thickness of the first main electrode 1 and the second main electrode 5. Can be reduced.

【0087】さらに、第2の実施例に係る圧接型半導体
装置においては、第1の主電極1と第1の焼結金属板2
0との間、第2の主電極5と第2の焼結金属板4との間
が物理的に接合されているので、双方の接合部の熱抵抗
を減少させることができる。
Further, in the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment, the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 2
Since the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 are physically joined to each other between 0 and 0, the thermal resistance of both joints can be reduced.

【0088】(第3の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第3の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第1の実
施例に係る圧接型半導体装置において、第2の主電極の
構造を代えた例を説明するものである。すなわち、第3
の実施例に係る圧接型半導体装置は、図10に示すよう
に、第2の主電極5と、第2の主電極5上(図10中、
下側)に配設され、第2の主電極5の接続面51に比べ
て大きい平面を有する第2の焼結金属板4と、第2の焼
結金属板4上(同図10中、下側)の半導体チップ3と
を備えて構築されている。
(Third Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a third embodiment of the present invention is a press-contact semiconductor device according to the first embodiment. In the apparatus, an example in which the structure of the second main electrode is changed will be described. That is, the third
As shown in FIG. 10, the press-contact type semiconductor device according to the embodiment of the present invention has a second main electrode 5 and a second main electrode 5 (in FIG. 10,
The second sintered metal plate 4 which is disposed on the lower side and has a plane larger than the connection surface 51 of the second main electrode 5, and on the second sintered metal plate 4 (in FIG. 10, (A lower side) and a semiconductor chip 3.

【0089】第1の主電極1、第1の焼結金属板2、半
導体チップ3、第2の焼結金属板4のそれぞれの基本的
構成は、上記第1の実施例に係る圧接型半導体装置の対
応する構成とほぼ同一である。
The basic structure of each of the first main electrode 1, the first sintered metal plate 2, the semiconductor chip 3, and the second sintered metal plate 4 is the same as that of the pressure contact type semiconductor according to the first embodiment. It is almost the same as the corresponding configuration of the device.

【0090】第2の主電極5の半導体チップ3側の表面
部分には、複数個の半導体チップ3にそれぞれ対応する
領域において、角柱形状の突出状接続部50が配設され
ている。この突出状接続部50の上面(図10中、下側
表面)は第2の焼結金属板4に少なくとも電気的に接続
される接続面51として使用されている。図7に示すよ
うに、第3の実施例に係る圧接型半導体装置において、
第1の主電極1は、全域に渡って約8mmの均一な厚さ
を有す円板形状により形成され、第2の主電極5は、接
続面51の厚さを約8mmとしそれ以外の非接続面の厚
さを約6mmとした部分的に厚さの異なる円板形状によ
り形成されている。つまり、第2の主電極5の突出状接
続部50の高さ(厚み)は約2mmに設定されている。
On the surface portion of the second main electrode 5 on the side of the semiconductor chip 3, in a region corresponding to each of the plurality of semiconductor chips 3, a protruding connection portion 50 having a prismatic shape is provided. The upper surface (lower surface in FIG. 10) of the protruding connection portion 50 is used as a connection surface 51 that is at least electrically connected to the second sintered metal plate 4. As shown in FIG. 7, in the press-contact type semiconductor device according to the third embodiment,
The first main electrode 1 is formed in a disk shape having a uniform thickness of about 8 mm over the entire area, and the second main electrode 5 has a connection surface 51 having a thickness of about 8 mm, and The non-connection surface has a thickness of about 6 mm and is partially formed in a disk shape having a different thickness. That is, the height (thickness) of the protruding connection portion 50 of the second main electrode 5 is set to about 2 mm.

【0091】さらに、第2の主電極5の接続面51の一
辺の長さ5Lは第2の焼結金属板4の一辺の長さ4Lに
対して2倍のΔLだけ短く設定されており、丁度、接続
面51は第2の焼結金属板4の端面からΔL分だけ中央
部に位置するようになっている。すなわち、第2の主電
極5の接続面51と第2の焼結金属板4との関係を上記
のように設定することにより、第2の主電極5により第
2の焼結金属板4が均等に圧接された場合に、第2の焼
結金属板4の周縁において局部的な強い圧接力が発生し
ないようになっている。言い換えれば、均等な圧接力が
発生するようになっている。第3の実施例に係る圧接型
半導体装置において、ΔLが大きすぎると突出状接続部
50の熱抵抗が増大してしまうので、ΔLは妥当な範囲
で小さい値に、具体的には1mm以下に設定することが
好ましい。
Further, the length 5L of one side of the connection surface 51 of the second main electrode 5 is set to be shorter by twice ΔL than the length 4L of one side of the second sintered metal plate 4. The connection surface 51 is located at the center from the end surface of the second sintered metal plate 4 by ΔL. That is, by setting the relationship between the connection surface 51 of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 as described above, the second sintered metal plate 4 is formed by the second main electrode 5. When pressed uniformly, a local strong pressing force is not generated at the peripheral edge of the second sintered metal plate 4. In other words, a uniform pressing force is generated. In the press-contact type semiconductor device according to the third embodiment, if ΔL is too large, the thermal resistance of the protruding connection portion 50 increases. Therefore, ΔL is set to a small value within an appropriate range, specifically, 1 mm or less. It is preferable to set.

【0092】同様に、少なくとも第2の焼結金属板4の
全面が半導体チップ3のエミッタ電極端子の全面に電気
的に接続される範囲内において、第2の焼結金属板4の
平面サイズは半導体チップ3の平面サイズに比べて小さ
く設定されている。結果的に、局部的に強い圧接力、特
に周縁部分に局部的な強い圧接力が半導体チップ3のエ
ミッタ電極端子に生じないようになっている。
Similarly, the plane size of the second sintered metal plate 4 is at least within a range in which the entire surface of the second sintered metal plate 4 is electrically connected to the entire surface of the emitter electrode terminal of the semiconductor chip 3. The size is set smaller than the plane size of the semiconductor chip 3. As a result, a locally strong pressing force, particularly a strong pressing force at the peripheral portion, is not generated at the emitter electrode terminal of the semiconductor chip 3.

【0093】第3の実施例に係る圧接型半導体装置にお
いて、第2の主電極5の接続面51と第2の焼結金属板
4との間は、上記第1の実施例に係る圧接型半導体装置
の第2の主電極5と第2の焼結金属板4との間と同様に
接合により電気的に接続されている。そして、第2の焼
結金属板4の半導体チップ3側の表面には機械加工面4
Aが形成されている。一方、第1の主電極1と第1の焼
結金属板2との間は、上記第1の実施例に係る圧接型半
導体装置の第1の主電極1と第1の焼結金属板2との間
と同様に接触により電気的に接続されている。
In the pressure contact type semiconductor device according to the third embodiment, the space between the connection surface 51 of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 is the pressure contact type semiconductor device according to the first embodiment. The second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 of the semiconductor device are electrically connected by bonding in the same manner as in the case of the second sintered metal plate 4. The machined surface 4 is provided on the surface of the second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3 side.
A is formed. On the other hand, between the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 2, the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 2 of the press-contact type semiconductor device according to the first embodiment are provided. Are electrically connected by contact in the same manner as between

【0094】[圧接型半導体装置の試験結果]図7に示
すように、第3の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.70」である。すなわち、第3の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第2の主電極5の接
続面51に比べて大きな平面を有する第2の焼結金属板
4を備えることにより、第2の焼結金属板4に局部的で
過大な圧接力が加わることを防止することができ、第2
の焼結金属板4に加わる圧接力を均一化することができ
るので、熱抵抗を減少することができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 7, the thermal resistance of the press-contact semiconductor device according to the third embodiment is “0.70”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the third embodiment, the second sintered metal plate 4 having a larger plane than the connection surface 51 of the second main electrode 5 is provided, so that the second firing It is possible to prevent local and excessive pressing force from being applied to the binding metal plate 4,
Since the pressing force applied to the sintered metal plate 4 can be made uniform, the thermal resistance can be reduced.

【0095】(第4の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第4の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第2の実
施例に係る圧接型半導体装置と第3の実施例に係る圧接
型半導体装置とを組み合わせた例を説明するものであ
る。すなわち、第4の実施例に係る圧接型半導体装置
は、図11に示すように、第1の主電極1と、第1の主
電極1上(図11中、上側)に配設され、第1の主電極
1に比べて剛性が大きい第1の焼結金属板20と、第1
の焼結金属板20上の半導体チップ3と、半導体チップ
3上の第2の焼結金属板4と、第2の焼結金属板4上に
配設され、第2の焼結金属板4に比べて剛性が小さい第
2の主電極5とを備え、第1の焼結金属板20の半導体
チップ3側の表面を、その高さH1が調節された機械加
工面20Aにするとともに、第2の焼結金属板4の半導
体チップ3側の表面を、その高さH2が調節された機械
加工面4Aとして構築され、さらに第2の主電極5の接
続面51に比べて第2の焼結金属板4の平面を大きくし
て構築されている。
(Fourth Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention is a press-contact semiconductor device according to the second embodiment. 14 illustrates an example in which the device and the press-contact type semiconductor device according to the third embodiment are combined. That is, as shown in FIG. 11, the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment is provided on the first main electrode 1 and on the first main electrode 1 (upper side in FIG. 11). A first sintered metal plate 20 having a greater rigidity than the first main electrode 1;
The semiconductor chip 3 on the sintered metal plate 20, the second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3, and the second sintered metal plate 4 And a second main electrode 5 having a lower rigidity than that of the first sintered metal plate 20. The surface of the first sintered metal plate 20 on the semiconductor chip 3 side is a machined surface 20A whose height H1 is adjusted. The surface of the second sintered metal plate 4 on the side of the semiconductor chip 3 is constructed as a machined surface 4A whose height H2 is adjusted. It is constructed by enlarging the plane of the binding metal plate 4.

【0096】第1の主電極1、第1の焼結金属板20、
半導体チップ3、第2の焼結金属板4、第2の主電極5
等のそれぞれの基本的構成は、上記第2の実施例又は第
3の実施例に係る圧接型半導体装置の対応する構成とほ
ぼ同一である。
The first main electrode 1, the first sintered metal plate 20,
Semiconductor chip 3, second sintered metal plate 4, second main electrode 5
Are basically the same as the corresponding configurations of the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment or the third embodiment.

【0097】図7に示すように、第4の実施例に係る圧
接型半導体装置において、第1の主電極1は、全域に渡
って約4mmの均一な厚さを有す円板形状により形成さ
れ、第2の主電極5は、接続面51の厚さを約6mmと
しそれ以外の非接続面の厚さを約4mmとした部分的に
厚さの異なる円板形状により形成されている。つまり、
第2の主電極5の突出状接続部50の高さ(厚み)は約
2mmに設定されている。
As shown in FIG. 7, in the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment, the first main electrode 1 is formed in a disk shape having a uniform thickness of about 4 mm over the entire area. The second main electrode 5 is formed in a partially disc shape having a thickness of about 6 mm for the connection surface 51 and about 4 mm for the other non-connection surfaces. That is,
The height (thickness) of the protruding connection portion 50 of the second main electrode 5 is set to about 2 mm.

【0098】第4の実施例に係る圧接型半導体装置にお
いて、第1の主電極1と第1の焼結金属板20との間は
接合により電気的に接続されている。そして、第1の焼
結金属板20の半導体チップ3側の表面には機械加工面
20Aが形成されている。一方、第2の主電極5の接続
面51と第2の焼結金属板4との間は接合により電気的
に接続されている。そして、第2の焼結金属板4の半導
体チップ3側の表面には機械加工面4Aが形成されてい
る。
In the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment, the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 20 are electrically connected by bonding. A machined surface 20 </ b> A is formed on the surface of the first sintered metal plate 20 on the semiconductor chip 3 side. On the other hand, the connection surface 51 of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 are electrically connected by joining. A machined surface 4A is formed on the surface of the second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3 side.

【0099】[圧接型半導体装置の試験結果]図7に示
すように、第4の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.50」である。すなわち、第4の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第1の主電極1並び
に第2の主電極5の厚みが薄型化され熱抵抗が軽減され
ていることは勿論のこと、上記第2の実施例並びに第3
の実施例に係る圧接型半導体装置と同様に熱抵抗を減少
することができる。
[Test Result of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 7, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the fourth embodiment is “0.50”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment, the thickness of the first main electrode 1 and the second main electrode 5 is reduced and the thermal resistance is reduced. Example 2 and Third
Thermal resistance can be reduced in the same manner as in the pressure contact type semiconductor device according to the embodiment.

【0100】(第5の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第5の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第4の実
施例に係る圧接型半導体装置において、さらに第2の主
電極側の構造を第1の主電極側にも適用した例を説明す
るものである。すなわち、第5の実施例に係る圧接型半
導体装置は、図12に示すように、第1の主電極1と、
第1の主電極1上(図12中、上側)に配設され、第1
の主電極1の接続面11に比べて大きい平面を有する第
1の焼結金属板20と、第1の焼結金属板20上(同図
12中、上側)の半導体チップ3とを備え、さらに第2
の主電極5と、第2の主電極5上(同図12中、下側)
に配設され、第2の主電極5の接続面51に比べて大き
い平面を有する第2の焼結金属板4とを備えて構築され
ている。
Fifth Embodiment [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention is a press-contact semiconductor device according to the fourth embodiment. In the apparatus, an example in which the structure on the second main electrode side is further applied to the first main electrode side will be described. That is, as shown in FIG. 12, the press-contact type semiconductor device according to the fifth embodiment includes the first main electrode 1 and
Arranged on the first main electrode 1 (the upper side in FIG. 12), the first
A first sintered metal plate 20 having a larger plane than the connection surface 11 of the main electrode 1, and a semiconductor chip 3 on the first sintered metal plate 20 (the upper side in FIG. 12). And the second
Main electrode 5 and above the second main electrode 5 (the lower side in FIG. 12).
And a second sintered metal plate 4 having a plane larger than the connection surface 51 of the second main electrode 5.

【0101】第1の焼結金属板20、半導体チップ3、
第2の焼結金属板4、第2の主電極5等のそれぞれの基
本的構成は、上記第4の実施例に係る圧接型半導体装置
の対応する構成とほぼ同一である。
The first sintered metal plate 20, the semiconductor chip 3,
The basic configuration of each of the second sintered metal plate 4, the second main electrode 5, and the like is substantially the same as the corresponding configuration of the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment.

【0102】第1の主電極1の半導体チップ3側の表面
部分には、複数個の半導体チップ3にそれぞれ対応する
領域において、角柱形状の突出状接続部10が配設され
ている。この突出状接続部10の上面(図12中、上側
表面)は第1の焼結金属板20に少なくとも電気的に接
続される接続面11として使用されている。図7に示す
ように、第5の実施例に係る圧接型半導体装置におい
て、第1の主電極1は、接続面11の厚さを約3mmと
しそれ以外の非接続面の厚さを約2mmとした部分的に
厚さの異なる円板形状により形成され、第2の主電極5
は、接続面51の厚さを約6mmとしそれ以外の非接続
面の厚さを約4mmとした部分的に厚さの異なる円板形
状により形成されている。つまり、第1の主電極1の突
出状接続部10の高さ(厚み)は約1mmに設定され、
第2の主電極5の突出状接続部50の高さ(厚み)は約
2mmに設定されている。
On the surface of the first main electrode 1 on the side of the semiconductor chip 3, a prism-shaped protruding connection portion 10 is provided in a region corresponding to each of the plurality of semiconductor chips 3. The upper surface (upper surface in FIG. 12) of the protruding connection portion 10 is used as a connection surface 11 that is at least electrically connected to the first sintered metal plate 20. As shown in FIG. 7, in the press-contact type semiconductor device according to the fifth embodiment, the first main electrode 1 has a connection surface 11 having a thickness of about 3 mm and other non-connection surfaces having a thickness of about 2 mm. The second main electrode 5 is formed in a disk shape having a partially different thickness.
Is formed in a disk shape with a partially different thickness in which the thickness of the connection surface 51 is about 6 mm and the thickness of the other non-connection surfaces is about 4 mm. That is, the height (thickness) of the protruding connection portion 10 of the first main electrode 1 is set to about 1 mm,
The height (thickness) of the protruding connection portion 50 of the second main electrode 5 is set to about 2 mm.

【0103】さらに、第1の主電極1の接続面11の一
辺の長さ1Lは第1の焼結金属板20の一辺の長さ20
Lに対して2倍のΔLだけ短く設定されており、丁度、
接続面11は第1の焼結金属板20の端面からΔL分だ
け中央部に位置するようになっている。すなわち、第1
の主電極1の接続面11と第1の焼結金属板20との関
係を上記のように設定することにより、第1の主電極1
により第1の焼結金属板20が均等に圧接された場合
に、第1の焼結金属板20の周縁において局部的な強い
圧接力が発生しないようになっている。言い換えれば、
均等な圧接力が発生するようになっている。第5の実施
例に係る圧接型半導体装置において、ΔLが大きすぎる
と突出状接続部10の熱抵抗が増大してしまうので、Δ
Lは妥当な範囲で小さい値に、具体的には1mm以下に
設定することが好ましい。
Further, the length 1 L of one side of the connection surface 11 of the first main electrode 1 is equal to the length 20 L of one side of the first sintered metal plate 20.
L is set to be twice ΔL shorter than L.
The connection surface 11 is located at the center by ΔL from the end surface of the first sintered metal plate 20. That is, the first
By setting the relationship between the connection surface 11 of the main electrode 1 and the first sintered metal plate 20 as described above, the first main electrode 1
Accordingly, when the first sintered metal plate 20 is uniformly pressed, a strong local pressure contact force is not generated at the peripheral edge of the first sintered metal plate 20. In other words,
An even pressing force is generated. In the press-contact type semiconductor device according to the fifth embodiment, if ΔL is too large, the thermal resistance of the protruding connection portion 10 increases.
L is preferably set to a small value within an appropriate range, specifically, 1 mm or less.

【0104】同様に、少なくとも第1の焼結金属板20
の全面が半導体チップ3のコレクタ電極端子の全面に電
気的に接続される範囲内において、第1の焼結金属板2
0の平面サイズは半導体チップ3の平面サイズに比べて
小さく設定されている。結果的に、局部的に強い圧接
力、特に周縁部分に局部的な強い圧接力が半導体チップ
3のコレクタ電極端子に生じないようになっている。
Similarly, at least the first sintered metal plate 20
Within the range in which the entire surface of the first sintered metal plate 2 is electrically connected to the entire surface of the collector electrode terminal of the semiconductor chip 3.
The plane size of 0 is set smaller than the plane size of the semiconductor chip 3. As a result, a locally strong pressing force, particularly a strong pressing force at the peripheral portion, is not generated at the collector electrode terminal of the semiconductor chip 3.

【0105】第5の実施例に係る圧接型半導体装置にお
いて、第1の主電極1の接続面11と第1の焼結金属板
20との間は接合により電気的に接続されている。第1
の焼結金属板20の半導体チップ3側の表面には機械加
工面20Aが形成されている。
In the press-contact type semiconductor device according to the fifth embodiment, the connection surface 11 of the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 20 are electrically connected by bonding. First
A machined surface 20A is formed on the surface of the sintered metal plate 20 on the semiconductor chip 3 side.

【0106】一方、第2の主電極5の接続面51と第2
の焼結金属板4との間の接続構造は、上記第3の実施例
に係る圧接型半導体装置の接続面51と第2の焼結金属
板4との間の接続構造と同一である。
On the other hand, the connection surface 51 of the second main electrode 5 and the second
The connection structure between the second sintered metal plate 4 and the sintered metal plate 4 is the same as the connection structure between the connection surface 51 of the press-contact type semiconductor device according to the third embodiment and the second sintered metal plate 4.

【0107】[圧接型半導体装置の試験結果]図7に示
すように、第5の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.48」である。すなわち、第5の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第4の実施例に係る
圧接型半導体装置の第1の主電極1に比べて第1の主電
極1の厚みが薄型化され熱抵抗が軽減されていることは
勿論のこと、第1の主電極1の接続面11に比べて大き
な平面を有する第1の焼結金属板20並びに第2の主電
極5の接続面51に比べて大きな平面を有する第2の焼
結金属板4を備えることにより、第1の焼結金属板20
及び第2の焼結金属板4に局部的で過大な圧接力が加わ
ることを防止することができ、圧接力を均一化すること
ができるので、熱抵抗を減少することができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 7, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the fifth embodiment is “0.48”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the fifth embodiment, the thickness of the first main electrode 1 is reduced compared to the first main electrode 1 of the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment, and the heat is reduced. Not only the resistance is reduced, but also compared to the first sintered metal plate 20 having a larger plane than the connection surface 11 of the first main electrode 1 and the connection surface 51 of the second main electrode 5. By providing the second sintered metal plate 4 having a large flat surface, the first sintered metal plate 20
In addition, it is possible to prevent local and excessive pressing force from being applied to the second sintered metal plate 4, and to make the pressing force uniform, so that thermal resistance can be reduced.

【0108】(第6の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第6の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第3の実
施例に係る圧接型半導体装置において、第2の主電極の
構造を代えた例を説明するものである。すなわち、第6
の実施例に係る圧接型半導体装置は、図13に示すよう
に、第2の主電極5と、第2の主電極5上(図13中、
下側)に配設され、第2の主電極5に比べて剛性が大き
い第2の焼結金属板4と、第2の焼結金属板4上(同図
13中、下側)の半導体チップ3とを備え、第2の焼結
金属板4の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周
囲の領域において、第2の主電極5に配設された溝52
を備えて構築されている。
(Sixth Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention is the same as the press-contact semiconductor device according to the third embodiment. In the apparatus, an example in which the structure of the second main electrode is changed will be described. That is, the sixth
As shown in FIG. 13, the press-contact type semiconductor device according to the example of the second embodiment has a second main electrode 5 and a portion on the second main electrode 5 (in FIG.
(Lower side), a second sintered metal plate 4 having a greater rigidity than the second main electrode 5, and a semiconductor on the second sintered metal plate 4 (lower in FIG. 13). A groove 52 provided in the second main electrode 5 in a region corresponding to the contour of the second sintered metal plate 4 or in an outer peripheral region near the contour.
It is built with.

【0109】第1の主電極1、第1の焼結金属板2、半
導体チップ3、第2の焼結金属板4のそれぞれの基本的
構成は、上記第1の実施例又は第3の実施例に係る圧接
型半導体装置の対応する構成とほぼ同一である。
The basic structure of each of the first main electrode 1, the first sintered metal plate 2, the semiconductor chip 3, and the second sintered metal plate 4 is as described in the first embodiment or the third embodiment. The configuration is almost the same as the corresponding configuration of the pressure contact type semiconductor device according to the example.

【0110】溝52は、第2の主電極5の半導体チップ
3側の表面部分において、複数個の半導体チップ3のそ
れぞれに対応する領域に配設されている。溝52は、第
2の主電極5の第2の焼結金属板4側の表面から第2の
主電極5の厚さ方向に掘り下げた凹部の連続体であり、
上記第3の実施例に係る圧接型半導体装置の突出状接続
部50及び接続面51と同様に、少なくとも半導体チッ
プ3が配設される領域において突出状接続部53と、そ
の上面に接続面54とを構成するようになっている。す
なわち、溝52は、第2の焼結金属板4の周縁、さらに
は半導体チップ3の周縁において局部的で過大な強い圧
接力を生じさせないようになっている。溝52は、第6
の実施例に係る圧接型半導体装置において、第2の焼結
金属板4の輪郭線と一致するすべての周囲に配設されて
いるが、例えばすべての周囲に渡って間欠的に配設され
るようにしてもよい。
The groove 52 is provided on the surface of the second main electrode 5 on the side of the semiconductor chip 3 in a region corresponding to each of the plurality of semiconductor chips 3. The groove 52 is a continuous body of concave portions dug down in the thickness direction of the second main electrode 5 from the surface of the second main electrode 5 on the side of the second sintered metal plate 4,
Similarly to the protruding connection portions 50 and the connection surfaces 51 of the press-contact type semiconductor device according to the third embodiment, the protruding connection portions 53 are provided at least in the region where the semiconductor chip 3 is provided, and the connection surfaces 54 are provided on the upper surfaces thereof. And is constituted. That is, the groove 52 is configured not to generate a local and excessively strong pressing force on the periphery of the second sintered metal plate 4 and further on the periphery of the semiconductor chip 3. The groove 52 is the sixth
In the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment, the second sintered metal plate 4 is disposed on all the perimeters that coincide with the contour line, but is disposed intermittently over all the peripheries, for example. You may do so.

【0111】図7に示すように、第6の実施例に係る圧
接型半導体装置において、第1の主電極1は、全域に渡
って約8mmの均一な厚さを有す円板形状により形成さ
れ、第2の主電極5は、同様に全域に渡って約8mmの
均一な厚さを有す円板形状により形成されている。上記
第3の実施例に係る圧接型半導体装置の接続面51の長
さ5Lと第2の焼結金属板4の長さ4Lとの差ΔLにな
るように、第2の主電極5の溝52の幅は例えば1mm
〜2mm以下に設定され、溝52の深さは例えば1mm
〜2mmに設定されていることが好ましい。
As shown in FIG. 7, in the press-contact type semiconductor device according to the sixth embodiment, the first main electrode 1 is formed in a disk shape having a uniform thickness of about 8 mm over the entire area. The second main electrode 5 is similarly formed in a disk shape having a uniform thickness of about 8 mm over the entire area. The groove of the second main electrode 5 is set so that the difference ΔL between the length 5L of the connection surface 51 and the length 4L of the second sintered metal plate 4 of the pressure contact type semiconductor device according to the third embodiment is obtained. The width of 52 is, for example, 1 mm
22 mm or less, and the depth of the groove 52 is, for example, 1 mm
It is preferably set to 2 mm.

【0112】第6の実施例に係る圧接型半導体装置にお
いて、第2の主電極5の溝52により区切られた接続面
54と第2の焼結金属板4との間は、上記第1の実施例
に係る圧接型半導体装置の第2の主電極5と第2の焼結
金属板4との間と同様に接合により電気的に接続されて
いる。そして、第2の焼結金属板4の半導体チップ3側
の表面には機械加工面4Aが形成されている。一方、第
1の主電極1と第1の焼結金属板2との間は、上記第1
の実施例に係る圧接型半導体装置の第1の主電極1と第
1の焼結金属板2との間と同様に接触により電気的に接
続されている。
In the press-contact type semiconductor device according to the sixth embodiment, the first sintered metal plate 4 is provided between the connection surface 54 divided by the groove 52 of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4. The second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 of the press-contact type semiconductor device according to the embodiment are electrically connected by bonding in the same manner as in the case. A machined surface 4A is formed on the surface of the second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3 side. On the other hand, between the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 2, the first
The first main electrode 1 and the first sintered metal plate 2 of the press-contact type semiconductor device according to the embodiment are electrically connected by contact in the same manner as in the first embodiment.

【0113】[圧接型半導体装置の試験結果]図7に示
すように、第6の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.73」である。すなわち、第6の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第2の主電極5の第
2の焼結金属板4の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近
傍の外周囲の領域に溝52を備えることにより、特に第
2の焼結金属板4に局部的で過大な圧接力が加わること
を防止することができ、第2の焼結金属板4に加わる圧
接力を均一化することができるので、熱抵抗を減少する
ことができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 7, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the sixth embodiment is “0.73”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the sixth embodiment, the groove 52 is formed in a region of the second main electrode 5 which coincides with the contour of the second sintered metal plate 4 or in an outer peripheral region near the contour. Is provided, in particular, it is possible to prevent local and excessive pressing force from being applied to the second sintered metal plate 4, and it is possible to equalize the pressing force applied to the second sintered metal plate 4. As a result, the thermal resistance can be reduced.

【0114】(第7の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第7の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第6の実
施例に係る圧接型半導体装置において、第2の主電極の
構造を第1の電極の構造にも適用した例を説明するもの
である。すなわち、第7の実施例に係る圧接型半導体装
置は、図14に示すように、第1の主電極1と、第1の
主電極1上(図14中、上側)に配設され、第1の主電
極1に比べて剛性が大きい第1の焼結金属板20と、第
1の焼結金属板20上の半導体チップ3と、半導体チッ
プ3上の第2の焼結金属板4と、第2の焼結金属板4上
に配設され、第2の焼結金属板4に比べて剛性が小さい
第2の主電極5とを備え、第1の焼結金属板20の輪郭
線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域におい
て、第1の主電極1に配設された溝12と、第2の焼結
金属板4の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周
囲の領域において、第2の主電極5に配設された溝52
とを備えて構築されている。
(Seventh Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention is the same as the press-contact semiconductor device according to the sixth embodiment. In the apparatus, an example in which the structure of the second main electrode is applied to the structure of the first electrode will be described. That is, as shown in FIG. 14, the press-contact type semiconductor device according to the seventh embodiment is disposed on the first main electrode 1 and on the first main electrode 1 (the upper side in FIG. 14). A first sintered metal plate 20 having a higher rigidity than the first main electrode 1, a semiconductor chip 3 on the first sintered metal plate 20, and a second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3; A second main electrode 5 disposed on the second sintered metal plate 4 and having a lower rigidity than the second sintered metal plate 4. In the region corresponding to the contour or the outer peripheral region near the contour, the groove 12 provided in the first main electrode 1 and the region corresponding to the contour of the second sintered metal plate 4 or the vicinity of the contour are In the outer peripheral region, the groove 52 provided in the second main electrode 5
It is built with.

【0115】第1の焼結金属板20、半導体チップ3、
第2の焼結金属板4、第2の主電極5のそれぞれの基本
的構成は、上記第2の実施例又は第6の実施例に係る圧
接型半導体装置の対応する構成とほぼ同一である。
The first sintered metal plate 20, the semiconductor chip 3,
The basic configuration of each of the second sintered metal plate 4 and the second main electrode 5 is substantially the same as the corresponding configuration of the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment or the sixth embodiment. .

【0116】溝12は、第1の主電極1の半導体チップ
3側の表面部分において、複数個の半導体チップ3のそ
れぞれに対応する領域に配設されている。溝12は、第
1の主電極1の第1の焼結金属板20側の表面から第1
の主電極1の厚さ方向に掘り下げた凹部の連続体であ
り、上記第3の実施例に係る圧接型半導体装置の突出状
接続部50及び接続面51と同様に、少なくとも半導体
チップ3が配設される領域において突出状接続部13
と、その上面に接続面14とを構成するようになってい
る。すなわち、溝12は、第1の焼結金属板20の周
縁、さらには半導体チップ3の周縁において局部的で過
大な強い圧接力を生じさせないようになっている。溝1
2は、第7の実施例に係る圧接型半導体装置において、
第1の焼結金属板20の輪郭線と一致するすべての周囲
に配設されているが、例えばすべての周囲に渡って間欠
的に配設されるようにしてもよい。
The groove 12 is provided in a surface portion of the first main electrode 1 on the semiconductor chip 3 side in a region corresponding to each of the plurality of semiconductor chips 3. The groove 12 extends from the surface of the first main electrode 1 on the first sintered metal plate 20 side to the first
Is a continuous body of concave portions dug down in the thickness direction of the main electrode 1, and at least the semiconductor chip 3 is disposed like the protruding connection portion 50 and the connection surface 51 of the press-contact type semiconductor device according to the third embodiment. Projecting connection portion 13
And a connection surface 14 on the upper surface thereof. That is, the groove 12 does not generate a local and excessively strong pressing force on the periphery of the first sintered metal plate 20 and further on the periphery of the semiconductor chip 3. Groove 1
2 is a press-contact type semiconductor device according to the seventh embodiment,
Although it is arranged on all the perimeters that match the contour of the first sintered metal plate 20, it may be intermittently arranged over all the perimeters, for example.

【0117】図7に示すように、第7の実施例に係る圧
接型半導体装置において、第1の主電極1は、全域に渡
って約4mmの均一な厚さを有す円板形状により形成さ
れ、第2の主電極5は、同様に全域に渡って約6mmの
均一な厚さを有す円板形状により形成されている。上記
第3の実施例に係る圧接型半導体装置の接続面51の長
さ5Lと第2の焼結金属板4の長さ4Lとの差ΔLにな
るように、第1の主電極1の溝12の幅は例えば1mm
〜2mm以下に設定され、溝12の深さは例えば1mm
〜2mmに設定されていることが好ましい。
As shown in FIG. 7, in the press-contact type semiconductor device according to the seventh embodiment, the first main electrode 1 is formed in a disk shape having a uniform thickness of about 4 mm over the entire area. The second main electrode 5 is similarly formed in a disk shape having a uniform thickness of about 6 mm over the entire area. The groove of the first main electrode 1 is set so that the difference ΔL between the length 5L of the connection surface 51 and the length 4L of the second sintered metal plate 4 of the pressure contact type semiconductor device according to the third embodiment is obtained. 12 is, for example, 1 mm
22 mm or less, and the depth of the groove 12 is, for example, 1 mm
It is preferably set to 2 mm.

【0118】第7の実施例に係る圧接型半導体装置にお
いて、第1の主電極1の溝12により区切られた接続面
14と第1の焼結金属板20との間は、上記第6の実施
例に係る圧接型半導体装置の第2の主電極5と第2の焼
結金属板4との間と同様に接合により電気的に接続され
ている。そして、第1の焼結金属板20の半導体チップ
3側の表面には機械加工面20Aが形成されている。
In the press-contact type semiconductor device according to the seventh embodiment, the space between the connection surface 14 divided by the groove 12 of the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 20 is the same as that of the sixth embodiment. The second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 of the press-contact type semiconductor device according to the embodiment are electrically connected by bonding in the same manner as in the case. A machined surface 20 </ b> A is formed on the surface of the first sintered metal plate 20 on the semiconductor chip 3 side.

【0119】一方、第2の主電極5と第2の焼結金属板
4との接続構造は上記第6の実施例に係る圧接型半導体
装置の第2の主電極5と第2の焼結金属板4との接続構
造と同一である。
On the other hand, the connection structure between the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 is different from that of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate of the press-contact type semiconductor device according to the sixth embodiment. The connection structure with the metal plate 4 is the same.

【0120】[圧接型半導体装置の試験結果]図7に示
すように、第7の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.55」である。すなわち、第7の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第1の主電極1並び
に第2の主電極5が薄型化されていることは勿論のこ
と、第1の主電極1の第1の焼結金属板20の輪郭線と
一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域に溝12を
備えることにより、特に第1の焼結金属板20に局部的
で過大な圧接力が加わることを防止することができ、第
1の焼結金属板20に加わる圧接力を均一化することが
でき、さらに第2の主電極5の第2の焼結金属板4の輪
郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域に溝
52を備えることにより、特に第2の焼結金属板4に局
部的で過大な圧接力が加わることを防止することがで
き、第2の焼結金属板4に加わる圧接力を均一化するこ
とができるので、熱抵抗をより一層減少することができ
る。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 7, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the seventh embodiment is “0.55”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the seventh embodiment, the first main electrode 1 and the second main electrode 5 are of course thinned, and the first main electrode 1 By providing the groove 12 in a region corresponding to the contour of the sintered metal plate 20 or in a region around the contour near the contour, a local excessive pressing force is particularly applied to the first sintered metal plate 20. Can be prevented, the pressing force applied to the first sintered metal plate 20 can be made uniform, and the region of the second main electrode 5 that matches the contour of the second sintered metal plate 4 can be prevented. Alternatively, by providing the groove 52 in the outer peripheral region near the contour, it is possible to prevent a local excessive pressing force from being applied to the second sintered metal plate 4 in particular. Since the pressing force applied to the plate 4 can be made uniform, the thermal resistance can be further reduced. Kill.

【0121】(第8の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第8の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第7の実
施例に係る圧接型半導体装置の第1の主電極1と第1の
焼結金属板20との接続構造と、第4の実施例(又は第
3の実施例又は第5の実施例)に係る圧接型半導体装置
の第2の主電極5と第2の焼結金属板4との接続構造と
を組み合わせた例を説明するものである。すなわち、第
8の実施例に係る圧接型半導体装置は、図15に示すよ
うに、第1の主電極1と、第1の主電極1上(図15
中、上側)に配設され、第1の主電極1に比べて剛性が
大きい第1の焼結金属板20と、第1の焼結金属板20
上の半導体チップ3と、半導体チップ3上の第2の焼結
金属板4と、第2の焼結金属板4上に配設され、第2の
焼結金属板4に比べて小さい平面の接続面51を有する
第2の主電極5とを備え、第1の焼結金属板20の輪郭
線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域におい
て、第1の主電極1に配設された溝12を備えて構築さ
れている。
(Eighth Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention is the same as the press-contact semiconductor device according to the seventh embodiment. The connection structure between the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 20 of the device, and the connection structure of the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment (or the third or fifth embodiment). 2 illustrates an example in which a second main electrode 5 and a connection structure of a second sintered metal plate 4 are combined. That is, as shown in FIG. 15, the press-contact type semiconductor device according to the eighth embodiment has the first main electrode 1 and the first main electrode 1 (see FIG. 15).
A first sintered metal plate 20 which is disposed on the middle and upper sides and has a greater rigidity than the first main electrode 1;
The upper semiconductor chip 3, the second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3, and a flat surface which is disposed on the second sintered metal plate 4 and is smaller than the second sintered metal plate 4. A second main electrode 5 having a connection surface 51, and disposed on the first main electrode 1 in a region coinciding with the contour of the first sintered metal plate 20 or in an outer peripheral region near the contour. It is constructed with the groove 12 formed.

【0122】第1の主電極1と第1の焼結金属板20と
の接続構造は上記第7の実施例に係る圧接型半導体装置
の第1の主電極1と第1の焼結金属板20との接続構造
と同一である。さらに、第2の焼結金属板4と第2の主
電極5との接続構造は上記第4の実施例に係る圧接型半
導体装置の対応する接続構造と同一である。
The connection structure between the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 20 is the same as that of the first main electrode 1 and the first sintered metal plate of the press-contact type semiconductor device according to the seventh embodiment. 20 is the same as the connection structure. Further, the connection structure between the second sintered metal plate 4 and the second main electrode 5 is the same as the corresponding connection structure of the press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment.

【0123】図7に示すように、第8の実施例に係る圧
接型半導体装置において、第1の主電極1は、全域に渡
って約4mmの均一な厚さを有す円板形状により形成さ
れ、第2の主電極5は、接続面51の厚さを約6mmと
しそれ以外の非接続面の厚さを約4mmとした部分的に
厚さの異なる円板形状により形成されている。
As shown in FIG. 7, in the press-contact type semiconductor device according to the eighth embodiment, the first main electrode 1 is formed in a disk shape having a uniform thickness of about 4 mm over the entire area. The second main electrode 5 is formed in a partially disc shape having a thickness of about 6 mm for the connection surface 51 and about 4 mm for the other non-connection surfaces.

【0124】第1の主電極1の溝12により区切られた
接続面14と第1の焼結金属板20との間は接合により
電気的に接続されており、同様に、第2の主電極5の接
続面51と第2の焼結金属板4との間は接合により電気
的に接続されている。
The connection surface 14 separated by the groove 12 of the first main electrode 1 and the first sintered metal plate 20 are electrically connected by joining, and similarly, the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 are electrically connected by joining.

【0125】[圧接型半導体装置の試験結果]図7に示
すように、第8の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.53」である。すなわち、第8の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第1の主電極1並び
に第2の主電極5が薄型化されていることは勿論のこ
と、第1の主電極1の第1の焼結金属板20の輪郭線と
一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域に溝12を
備えることにより、特に第1の焼結金属板20に局部的
で過大な圧接力が加わることを防止することができ、第
1の焼結金属板20に加わる圧接力を均一化することが
できるので、熱抵抗を減少することができる。さらに、
第8の実施例に係る圧接型半導体装置においては、第2
の主電極5の接続面51に比べて大きな平面を有する第
2の焼結金属板4を備えることにより、第2の焼結金属
板4に局部的で過大な圧接力が加わることを防止するこ
とができ、第2の焼結金属板4に加わる圧接力を均一化
することができるので、熱抵抗を減少することができ
る。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 7, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the eighth embodiment is “0.53”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the eighth embodiment, the first main electrode 1 and the second main electrode 5 are of course thinned, and the first main electrode 1 By providing the groove 12 in a region that coincides with the contour of the sintered metal plate 20 or in the outer peripheral region near the contour, a local excessive pressing force is particularly applied to the first sintered metal plate 20. Can be prevented, and the pressing force applied to the first sintered metal plate 20 can be made uniform, so that the thermal resistance can be reduced. further,
In the press-contact type semiconductor device according to the eighth embodiment, the second
By providing the second sintered metal plate 4 having a larger plane than the connection surface 51 of the main electrode 5, it is possible to prevent a local excessive pressing force from being applied to the second sintered metal plate 4. Since the pressing force applied to the second sintered metal plate 4 can be made uniform, the thermal resistance can be reduced.

【0126】(第9の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第9の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第4の実
施例に係る圧接型半導体装置の第1の主電極1の表面に
凹部を備え、第1の主電極1の構造を代えた例を説明す
るものである。すなわち、第9の実施例に係る圧接型半
導体装置は、図16に示すように、表面に凹部15を有
する第1の主電極1と、第1の主電極1上(図16中、
上側)において、凹部15内に配設された第1の焼結金
属板20と、第1の焼結金属板20上の半導体チップ3
と、半導体チップ3上の第2の焼結金属板4と、第2の
焼結金属板4上に配設され、第2の焼結金属板4に比べ
て小さい平面(接続面51)を有する第2の主電極5と
を備えて構築されている。
Ninth Embodiment [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention is a press-contact semiconductor device according to the fourth embodiment. This is an example in which a concave portion is provided on the surface of the first main electrode 1 of the device, and the structure of the first main electrode 1 is changed. That is, as shown in FIG. 16, the press contact type semiconductor device according to the ninth embodiment has a first main electrode 1 having a concave portion 15 on the surface and a first main electrode 1 on the first main electrode 1 (in FIG.
(Upper side), the first sintered metal plate 20 disposed in the recess 15 and the semiconductor chip 3 on the first sintered metal plate 20.
And a second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3 and a flat surface (connection surface 51) provided on the second sintered metal plate 4 and smaller than the second sintered metal plate 4. And a second main electrode 5.

【0127】第1の焼結金属板20、半導体チップ3、
第2の焼結金属板4、突出状接続部50並びに接続面5
1を有する第2の主電極5のそれぞれの基本的構成は、
上記第4の実施例に係る圧接型半導体装置の対応する構
成とほぼ同一である。
The first sintered metal plate 20, the semiconductor chip 3,
Second sintered metal plate 4, protruding connection portion 50 and connection surface 5
The basic configuration of each of the second main electrodes 5 having 1 is:
The configuration is almost the same as the corresponding configuration of the press contact type semiconductor device according to the fourth embodiment.

【0128】第1の主電極1の凹部15は、第1の主電
極1の第1の焼結金属板20側の表面から第1の主電極
1の厚さ方向に掘り下げた窪みであり、第1の主電極1
の実効的な厚みを薄くし、第1の主電極の実効的な電気
伝導路長並びに熱伝導路長を短縮するようになってい
る。
The recess 15 of the first main electrode 1 is a depression dug down from the surface of the first main electrode 1 on the side of the first sintered metal plate 20 in the thickness direction of the first main electrode 1. First main electrode 1
The effective thickness of the first main electrode is shortened, and the effective electric conduction path length and the heat conduction path length of the first main electrode are shortened.

【0129】図8に示すように、第9の実施例に係る圧
接型半導体装置において、第1の主電極1は、凹部15
の領域(接続面)の厚さを約4mmとしそれ以外の非接
続面の厚さを約5mmとした部分的に厚さの異なる円板
形状により形成されている。つまり、第9の実施例に係
る圧接型半導体装置において、凹部15の深さは1mm
に設定されている。一方、第2の主電極5は、接続面5
1の厚さを約8mmとしそれ以外の非接続面の厚さを約
5mmとした部分的に厚さの異なる円板形状により形成
されている。
As shown in FIG. 8, in the press-contact type semiconductor device according to the ninth embodiment, the first main electrode 1
The region (connecting surface) has a thickness of about 4 mm, and the other non-connecting surface has a thickness of about 5 mm. That is, in the press contact type semiconductor device according to the ninth embodiment, the depth of the recess 15 is 1 mm.
Is set to On the other hand, the second main electrode 5 is
1 is about 8 mm, and the thickness of the other non-connection surface is about 5 mm.

【0130】第1の主電極1の凹部15底面(接続面)
と第1の焼結金属板20との間は接合により電気的に接
続されており、同様に、第2の主電極5の接続面51と
第2の焼結金属板4との間は接合により電気的に接続さ
れている。
The bottom surface (connection surface) of the recess 15 of the first main electrode 1
And the first sintered metal plate 20 are electrically connected by joining. Similarly, the connection surface 51 of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 are joined together. Are electrically connected to each other.

【0131】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第9の実施例に係る圧接型半導体装置の熱抵
抗値は「0.50」である。すなわち、第9の実施例に
係る圧接型半導体装置においては、第1の主電極1に凹
部15を備えたので、第1の主電極1の実効的な厚みを
薄くすることができ、第1の主電極1の熱抵抗を減少す
ることができる。さらに、第9の実施例に係る圧接型半
導体装置においては、第2の主電極5の接続面51に比
べて大きな平面を有する第2の焼結金属板4を備えるこ
とにより、第2の焼結金属板4に局部的で過大な圧接力
が加わることを防止することができ、第2の焼結金属板
4に加わる圧接力を均一化することができるので、熱抵
抗を減少することができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the ninth embodiment is “0.50”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the ninth embodiment, since the first main electrode 1 is provided with the concave portion 15, the effective thickness of the first main electrode 1 can be reduced. Of the main electrode 1 can be reduced. Further, in the press-contact type semiconductor device according to the ninth embodiment, the second sintered metal plate 4 having a larger plane than the connection surface 51 of the second main electrode 5 is provided, so that the second firing It is possible to prevent a local excessive pressing force from being applied to the binding metal plate 4 and to make the pressing force applied to the second sintered metal plate 4 uniform, so that the thermal resistance can be reduced. it can.

【0132】(第10の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第10の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第9の
実施例に係る圧接型半導体装置の第2の主電極5を、上
記第6の実施例又は第7の実施例に係る圧接型半導体装
置の第2の主電極5と同一構造にした例を説明するもの
である。すなわち、第10の実施例に係る圧接型半導体
装置は、図17に示すように、表面に凹部15を有する
第1の主電極1と、第1の主電極1上(図17中、上
側)において、凹部15内に配設された第1の焼結金属
板20と、第1の焼結金属板20上の半導体チップ3
と、半導体チップ3上の第2の焼結金属板4と、第2の
焼結金属板4上に配設され、第2の焼結金属板4に比べ
て剛性が小さい第2の主電極5とを備え、第2の焼結金
属板4の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外周囲
の領域において、第2の主電極5に配設された溝52を
さらに備えて構築されている。
Tenth Embodiment [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a tenth embodiment of the present invention is the same as the press-contact semiconductor device according to the ninth embodiment. An example in which the second main electrode 5 of the device has the same structure as the second main electrode 5 of the press-contact type semiconductor device according to the sixth or seventh embodiment will be described. That is, as shown in FIG. 17, the press-contact type semiconductor device according to the tenth embodiment has the first main electrode 1 having the concave portion 15 on the surface, and the first main electrode 1 (the upper side in FIG. 17). , A first sintered metal plate 20 disposed in the recess 15 and a semiconductor chip 3 on the first sintered metal plate 20
A second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3, and a second main electrode disposed on the second sintered metal plate 4 and having a lower rigidity than the second sintered metal plate 4. 5 in a region corresponding to the contour of the second sintered metal plate 4 or in an outer peripheral region near the contour, and further provided with a groove 52 provided in the second main electrode 5. ing.

【0133】表面に凹部15を有する第1の主電極1、
第1の焼結金属板20、半導体チップ3のそれぞれの基
本的構成は、上記第9の実施例に係る圧接型半導体装置
の対応する構成とほぼ同一である。さらに、第2の焼結
金属板4、溝52(及び突出状接続部53及び接続面5
4)を有する第2の主電極5のそれぞれの基本的構成
は、上記第6の実施例又は第7の実施例に係る圧接型半
導体装置の対応する構成とほぼ同一である。
The first main electrode 1 having the concave portion 15 on the surface,
The basic configuration of each of the first sintered metal plate 20 and the semiconductor chip 3 is substantially the same as the corresponding configuration of the press-contact type semiconductor device according to the ninth embodiment. Further, the second sintered metal plate 4, the groove 52 (and the protruding connection portion 53 and the connection surface 5)
The basic configuration of each of the second main electrodes 5 having 4) is substantially the same as the corresponding configuration of the press-contact type semiconductor device according to the sixth embodiment or the seventh embodiment.

【0134】図8に示すように、第10の実施例に係る
圧接型半導体装置において、第1の主電極1は、凹部1
5の領域(接続面)の厚さを約4mmとしそれ以外の非
接続面の厚さを約5mmとした部分的に厚さの異なる円
板形状により形成されている。一方、第2の主電極5
は、接続面54の厚さを約8mmとし、溝52を除く、
それ以外の非接続面の厚さも約8mmとしたほぼ均一な
厚みを有する円板形状により形成されている。
As shown in FIG. 8, in the press-contact type semiconductor device according to the tenth embodiment, the first main electrode 1
The region 5 (connecting surface) has a thickness of about 4 mm, and the other non-connecting surfaces have a thickness of about 5 mm. On the other hand, the second main electrode 5
Has a thickness of the connection surface 54 of about 8 mm, excluding the groove 52,
The other non-connection surfaces are also formed in a disk shape having a substantially uniform thickness of about 8 mm.

【0135】第1の主電極1の凹部15底面(接続面)
と第1の焼結金属板20との間は接合により電気的に接
続されており、同様に、第2の主電極5の接続面54と
第2の焼結金属板4との間は接合により電気的に接続さ
れている。
The bottom surface (connection surface) of the recess 15 of the first main electrode 1
And the first sintered metal plate 20 are electrically connected by joining, and similarly, the connection surface 54 of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 are joined. Are electrically connected to each other.

【0136】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第10の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は「0.51」である。すなわち、第10の実施
例に係る圧接型半導体装置においては、第1の主電極1
に凹部15を備えたので、第1の主電極1の実効的な厚
みを薄くすることができ、第1の主電極1の熱抵抗を減
少することができる。さらに、第10の実施例に係る圧
接型半導体装置においては、第2の主電極5の第2の焼
結金属板4の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍の外
周囲の領域に溝52を備えることにより、特に第2の焼
結金属板4に局部的で過大な圧接力が加わることを防止
することができ、第2の焼結金属板4に加わる圧接力を
均一化することができるので、熱抵抗を減少することが
できる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the tenth embodiment is “0.51”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the tenth embodiment, the first main electrode 1
Since the recess 15 is provided, the effective thickness of the first main electrode 1 can be reduced, and the thermal resistance of the first main electrode 1 can be reduced. Furthermore, in the press-contact type semiconductor device according to the tenth embodiment, the groove 52 is formed in a region of the second main electrode 5 which coincides with the contour of the second sintered metal plate 4 or in an outer peripheral region near the contour. Is provided, in particular, it is possible to prevent local and excessive pressing force from being applied to the second sintered metal plate 4, and it is possible to equalize the pressing force applied to the second sintered metal plate 4. As a result, the thermal resistance can be reduced.

【0137】(第11の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第11の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第8の
実施例に係る圧接型半導体装置と第9の実施例に係る圧
接型半導体装置とを組み合わせた例を説明するものであ
る。すなわち、第11の実施例に係る圧接型半導体装置
は、図18に示すように、表面に凹部15を有する第1
の主電極1と、第1の主電極1上(図18中、上側)に
おいて、凹部15内に配設された第1の焼結金属板20
と、第1の焼結金属板20上の半導体チップ3と、半導
体チップ3上の第2の焼結金属板4と、第2の焼結金属
板4上に配設され、第2の焼結金属板4に比べて小さい
平面の接続面51を有する第2の主電極5とを備え、第
1の焼結金属板20の輪郭線と一致する領域又は輪郭線
近傍の外周囲の領域において、第1の主電極1の凹部1
5底面に配設された溝12を備えて構築されている。
(Eleventh Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention is the same as the press-contact semiconductor device according to the eighth embodiment. This is an example in which the device and the press-contact type semiconductor device according to the ninth embodiment are combined. That is, as shown in FIG. 18, the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment has the first
And a first sintered metal plate 20 disposed in the recess 15 on the first main electrode 1 (the upper side in FIG. 18).
A semiconductor chip 3 on the first sintered metal plate 20, a second sintered metal plate 4 on the semiconductor chip 3, and a second sintered metal plate 4 disposed on the second sintered metal plate 4. A second main electrode 5 having a flat connection surface 51 smaller than the binding metal plate 4, and in a region coinciding with the contour of the first sintered metal plate 20 or in an outer peripheral region near the contour. , Concave portion 1 of first main electrode 1
5 is provided with a groove 12 provided on the bottom surface.

【0138】表面に凹部15を有する第1の主電極1、
第1の焼結金属板20、半導体チップ3、第2の焼結金
属板4、突出状接続部50及び接続面51を有する第2
の主電極5のそれぞれの基本的構成は、上記第9の実施
例に係る圧接型半導体装置の対応する構成とほぼ同一で
ある。第1の主電極1の凹部15に配設された溝12の
構成は、上記第8の実施例に係る圧接型半導体装置の対
応する構成と同一である。
The first main electrode 1 having a concave portion 15 on the surface,
A first sintered metal plate 20, a semiconductor chip 3, a second sintered metal plate 4, and a second having a protruding connecting portion 50 and a connecting surface 51.
The basic configuration of each of the main electrodes 5 is substantially the same as the corresponding configuration of the press-contact type semiconductor device according to the ninth embodiment. The configuration of the groove 12 provided in the recess 15 of the first main electrode 1 is the same as the corresponding configuration of the press-contact type semiconductor device according to the eighth embodiment.

【0139】図8に示すように、第11の実施例に係る
圧接型半導体装置において、第1の主電極1は、凹部1
5の領域(接続面)の厚さを約3mmとしそれ以外の非
接続面の厚さを約4mmとした部分的に厚さの異なる円
板形状により形成されている。一方、第2の主電極5
は、接続面54の厚さを約8mmとし、それ以外の非接
続面の厚さも約6mmとした部分的に厚さの異なる円板
形状により形成されている。
As shown in FIG. 8, in the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment, the first main electrode 1
The region 5 (connecting surface) has a thickness of about 3 mm, and the other non-connecting surfaces have a thickness of about 4 mm. On the other hand, the second main electrode 5
Is formed in a disc shape with a partially different thickness in which the thickness of the connection surface 54 is about 8 mm and the thickness of the other non-connection surfaces is also about 6 mm.

【0140】第1の主電極1の凹部15底面(接続面)
と第1の焼結金属板20との間は接合により電気的に接
続されており、同様に、第2の主電極5の接続面51と
第2の焼結金属板4との間は接合により電気的に接続さ
れている。
The bottom surface (connection surface) of the recess 15 of the first main electrode 1
And the first sintered metal plate 20 are electrically connected by joining. Similarly, the connection surface 51 of the second main electrode 5 and the second sintered metal plate 4 are joined together. Are electrically connected to each other.

【0141】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第11の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は「0.45」である。すなわち、第11の実施
例に係る圧接型半導体装置においては、第1の主電極1
が薄型化されていることは勿論のこと、第1の主電極1
に凹部15を備えたので、第1の主電極1の実効的な厚
みを薄くすることができ、第1の主電極1の熱抵抗を減
少することができる。さらに、第11の実施例に係る圧
接型半導体装置においては、第2の主電極5の接続面5
1に比べて大きな平面を有する第2の焼結金属板4を備
えることにより、第2の焼結金属板4に局部的で過大な
圧接力が加わることを防止することができ、第2の焼結
金属板4に加わる圧接力を均一化することができるの
で、熱抵抗を減少することができる。そして、さらに第
11の実施例に係る圧接型半導体装置においては、第1
の主電極1の第1の焼結金属板20の輪郭線と一致する
領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域において、凹部15
底面に溝12を備えることにより、特に第1の焼結金属
板20に局部的で過大な圧接力が加わることを防止する
ことができ、第1の焼結金属板20に加わる圧接力を均
一化することができるので、熱抵抗を減少することがで
きる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the eleventh embodiment is “0.45”. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment, the first main electrode 1
Of course, the first main electrode 1
Since the recess 15 is provided, the effective thickness of the first main electrode 1 can be reduced, and the thermal resistance of the first main electrode 1 can be reduced. Further, in the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment, the connection surface 5 of the second main electrode 5 is formed.
By providing the second sintered metal plate 4 having a plane larger than that of the first sintered metal plate 1, it is possible to prevent a local and excessive pressing force from being applied to the second sintered metal plate 4. Since the pressing force applied to the sintered metal plate 4 can be made uniform, the thermal resistance can be reduced. Further, in the press contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment, the first
In the region of the main electrode 1 corresponding to the contour line of the first sintered metal plate 20 or in the outer peripheral region near the contour line, the concave portion 15 is formed.
By providing the groove 12 on the bottom surface, it is possible to prevent a local and excessive pressing force from being applied to the first sintered metal plate 20 in particular, and to make the pressing force applied to the first sintered metal plate 20 uniform. Therefore, thermal resistance can be reduced.

【0142】(第12の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第12の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第11
の実施例に係る圧接型半導体装置と基本的に同一構造に
おいて構築され、第1の焼結金属板20及び第2の焼結
金属板4の材料を代えた例を説明するものである。すな
わち、第12の実施例に係る圧接型半導体装置は、第1
の焼結金属板20、第2の焼結金属板4のそれぞれをW
板により構築されている(図18参照。)。W板の熱抵
抗はMo板の熱抵抗に比べて小さい特徴がある。W板
は、Mo板と同様に、W粉末を融点以下の高温度におい
て焼結したもの、すなわち加圧成形したものである。
(Twelfth Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a twelfth embodiment of the present invention is the same as that of the eleventh embodiment.
This is an example in which the first sintered metal plate 20 and the second sintered metal plate 4 are replaced with different materials, and are constructed with basically the same structure as the press-contact type semiconductor device according to the embodiment. That is, the pressure contact type semiconductor device according to the twelfth embodiment
Of the sintered metal plate 20 and the second sintered metal plate 4
It is constructed of plates (see FIG. 18). The heat resistance of the W plate is smaller than the heat resistance of the Mo plate. Similar to the Mo plate, the W plate is obtained by sintering W powder at a high temperature equal to or lower than the melting point, that is, by pressing.

【0143】第1の焼結金属板20及び第2の焼結金属
板4以外の構成は、第11の実施例に係る圧接型半導体
装置の対応する構成と同一である。
The configuration other than the first sintered metal plate 20 and the second sintered metal plate 4 is the same as the corresponding configuration of the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment.

【0144】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第12の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は最も低い「0.40」である。すなわち、第1
2の実施例に係る圧接型半導体装置においては、上記第
11の実施例に係る圧接型半導体装置により得られる効
果と同様の効果を得ることができ、さらに第1の焼結金
属板20及び第2の焼結金属板4をW板としたので、よ
り一層熱抵抗を減少することができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the twelfth embodiment is the lowest “0.40”. That is, the first
In the press-contact type semiconductor device according to the second embodiment, the same effect as that obtained by the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment can be obtained. Since the sintered metal plate 4 is a W plate, the thermal resistance can be further reduced.

【0145】(第13の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第13の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第11
の実施例に係る圧接型半導体装置と基本的に同一構造に
おいて構築され、半導体チップ3と第2の焼結金属板4
との間にさらに金属体を備えた例を説明するものであ
る。すなわち、第13の実施例に係る圧接型半導体装置
は、図19に示すように、基本的には上記第11の実施
例に係る圧接型半導体装置と同一構造であり、さらに半
導体チップ3と第2の焼結金属板4との間に第2の中間
金属体7を備えて構築されている。
(Thirteenth Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] A press-contact semiconductor device according to a thirteenth embodiment of the present invention is the same as that of the eleventh embodiment.
The semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate 4 are constructed in basically the same structure as the pressure-contact type semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
This is for explaining an example in which a metal body is further provided between the above. That is, as shown in FIG. 19, the press-contact type semiconductor device according to the thirteenth embodiment has basically the same structure as the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment. The second intermediate metal body 7 is provided between the second sintered metal plate 4 and the second sintered metal plate 4.

【0146】第2の中間金属体7は、基本的には導電性
を有し、半導体チップ3と第2の焼結金属板4との間の
摩擦、摩耗を軽減することができる機能を備えている。
この第2の中間金属体7には、Ni等の硬質金属を表面
にめっきしたCu箔等を実用的に使用することができ
る。この第2の中間金属体7に使用されるNiは、第2
の焼結金属板4のMo、W等に対する活性化金属膜であ
り、接合の際の反応性を活性化することができる。活性
化金属膜には、Ni膜の他にTi膜等を実用的に使用す
ることができる。
The second intermediate metal member 7 basically has conductivity, and has a function of reducing friction and wear between the semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate 4. ing.
As the second intermediate metal body 7, a Cu foil or the like having a surface plated with a hard metal such as Ni can be practically used. Ni used for the second intermediate metal body 7 is
Is an activation metal film for Mo, W, etc. of the sintered metal plate 4, and can activate reactivity at the time of joining. As the activated metal film, a Ti film or the like can be practically used in addition to the Ni film.

【0147】第2の中間金属体7は、第2の焼結金属板
4の接続面端の半導体チップ3に加わる圧接力を減少す
るために、第2の焼結金属板4と半導体チップ3との間
の接続面積に比べて大きな面積により形成されることが
好ましい。
The second intermediate metal body 7 is provided between the second sintered metal plate 4 and the semiconductor chip 3 in order to reduce the pressing force applied to the semiconductor chip 3 at the end of the connection surface of the second sintered metal plate 4. It is preferably formed by an area that is larger than the connection area between them.

【0148】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第13の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は「0.70」、熱サイクル特性は「1.5」で
ある。すなわち、第13の実施例に係る圧接型半導体装
置においては、第2の中間金属体7が配設されているの
で、若干、熱抵抗は増加するものの、上記第11の実施
例に係る圧接型半導体装置と基本的に同一構造により構
成されているので、上記第1の比較例に係る圧接型半導
体装置に比べて約70%の熱抵抗を得ることができる
(約30%の熱抵抗を減少することができる)。さら
に、第13の実施例に係る圧接型半導体装置において
は、第2の中間金属体7を備えているので、半導体チッ
プ3と第2の焼結金属板4との間の接触面の摩擦抵抗を
減少することができ、半導体チップ3の表面に発生する
剪断力を減少することができるので、熱サイクル特性を
向上することができる。
[Test Results of Pressure-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the thermal resistance value of the pressure-contact semiconductor device according to the thirteenth embodiment is “0.70”, and the thermal cycle characteristic is “1.5”. It is. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the thirteenth embodiment, since the second intermediate metal body 7 is provided, the heat resistance slightly increases, but the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment described above. Since the semiconductor device has basically the same structure as the semiconductor device, a thermal resistance of about 70% can be obtained as compared with the press-contact type semiconductor device according to the first comparative example (a thermal resistance of about 30% is reduced). can do). Furthermore, in the press-contact type semiconductor device according to the thirteenth embodiment, since the second intermediate metal body 7 is provided, the frictional resistance of the contact surface between the semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate 4 is increased. Can be reduced, and the shearing force generated on the surface of the semiconductor chip 3 can be reduced, so that the thermal cycle characteristics can be improved.

【0149】(第14の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第14の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第13
の実施例に係る圧接型半導体装置の変形例であり、半導
体チップ3と第1の焼結金属板20との間にもさらに金
属体を備えた例を説明するものである。すなわち、第1
4の実施例に係る圧接型半導体装置は、図20に示すよ
うに、基本的には上記第13の実施例に係る圧接型半導
体装置と同一構造であり、半導体チップ3と第2の焼結
金属板4との間に第2の中間金属体7を備えるととも
に、半導体チップ3と第1の焼結金属板20との間にも
第1の中間金属体6を備えて構築されている。
Fourteenth Embodiment [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to the fourteenth embodiment of the present invention is the same as that of the thirteenth embodiment.
This is a modification of the press-contact type semiconductor device according to the embodiment, and describes an example in which a metal body is further provided between the semiconductor chip 3 and the first sintered metal plate 20. That is, the first
The press-contact type semiconductor device according to the fourth embodiment has basically the same structure as the press-contact type semiconductor device according to the thirteenth embodiment, as shown in FIG. A second intermediate metal body 7 is provided between the metal plate 4 and the first intermediate metal body 6 between the semiconductor chip 3 and the first sintered metal plate 20.

【0150】第1の中間金属体6には、第2の中間金属
体7と同様のものを使用することができる。
As the first intermediate metal body 6, the same one as the second intermediate metal body 7 can be used.

【0151】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第14の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は「0.85」、熱サイクル特性は「1.8」で
ある。すなわち、第14の実施例に係る圧接型半導体装
置においては、第1の中間金属体6及び第2の中間金属
体7が配設されているので、若干、熱抵抗は増加するも
のの、上記第11の実施例に係る圧接型半導体装置と基
本的に同一構造により構成されているので、上記第1の
比較例に係る圧接型半導体装置に比べて約85%の熱抵
抗を得ることができる(約15%の熱抵抗を減少するこ
とができる)。さらに、第14の実施例に係る圧接型半
導体装置においては、第1の中間金属体6及び第2の中
間金属体7を備えているので、半導体チップ3と第1の
中間金属体6との間の接触面、及び半導体チップ3と第
2の焼結金属板4との間の接触面の摩擦抵抗を減少する
ことができ、半導体チップ3の表面に発生する剪断力を
減少することができるので、より一層熱サイクル特性を
向上することができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the thermal resistance value of the press-contact semiconductor device according to the fourteenth embodiment is “0.85”, and the thermal cycle characteristic is “1.8”. It is. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the fourteenth embodiment, since the first intermediate metal body 6 and the second intermediate metal body 7 are provided, although the thermal resistance slightly increases, Since the pressure contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment has basically the same structure as that of the pressure contact type semiconductor device according to the first comparative example, a thermal resistance of about 85% can be obtained as compared with the pressure contact type semiconductor device according to the first comparative example. About a 15% reduction in thermal resistance). Furthermore, in the press-contact type semiconductor device according to the fourteenth embodiment, since the first intermediate metal body 6 and the second intermediate metal body 7 are provided, the semiconductor chip 3 and the first intermediate metal body 6 The frictional resistance of the contact surface between the semiconductor chip 3 and the contact surface between the semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate 4 can be reduced, and the shear force generated on the surface of the semiconductor chip 3 can be reduced. Therefore, the thermal cycle characteristics can be further improved.

【0152】(第15の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第15の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第14
の実施例に係る圧接型半導体装置の変形例であり、金属
体の材質を代えた例を説明するものである。すなわち、
第15の実施例に係る圧接型半導体装置は、基本的には
上記第14の実施例に係る圧接型半導体装置と同一構造
であり、半導体チップ3と第1の焼結金属板20との間
の第1の中間金属体6、半導体チップ3と第2の焼結金
属板4との間の第2の焼結金属板7のそれぞれをNi箔
等の硬質金属箔に代えて構築されている。
(Fifteenth Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to a fifteenth embodiment of the present invention is the same as that of the fourteenth embodiment.
This is a modification of the press-contact type semiconductor device according to the embodiment, and describes an example in which the material of the metal body is changed. That is,
The press-contact type semiconductor device according to the fifteenth embodiment has basically the same structure as the press-contact type semiconductor device according to the fourteenth embodiment, and is provided between the semiconductor chip 3 and the first sintered metal plate 20. The first intermediate metal body 6 and the second sintered metal plate 7 between the semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate 4 are each constructed by replacing a hard metal foil such as a Ni foil. .

【0153】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第15の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は「0.88」、熱サイクル特性は「2.0」で
ある。すなわち、第15の実施例に係る圧接型半導体装
置においては、第1の中間金属体6及び第2の中間金属
体7が配設され、さらにこれらにNi箔を使用している
ので、若干、熱抵抗は増加するものの、上記第11の実
施例に係る圧接型半導体装置と基本的に同一構造により
構成されているので、上記第1の比較例に係る圧接型半
導体装置に比べて約88%の熱抵抗を得ることができる
(約12%の熱抵抗を減少することができる)。さら
に、第15の実施例に係る圧接型半導体装置において
は、第1の中間金属体6及び第2の中間金属体7にNi
箔を使用しているので、半導体チップ3と第1の中間金
属体6との間の接触面、及び半導体チップ3と第2の焼
結金属板4との間の接触面の摩擦抵抗をより一層減少す
ることができ、半導体チップ3の表面に発生する剪断力
を減少することができるので、より一層熱サイクル特性
を向上することができる。
[Test Results of Pressure-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the thermal resistance value of the pressure-contact semiconductor device according to the fifteenth embodiment is “0.88” and the thermal cycle characteristic is “2.0”. It is. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the fifteenth embodiment, the first intermediate metal body 6 and the second intermediate metal body 7 are provided, and Ni foil is used for them. Although the thermal resistance is increased, it is basically constituted by the same structure as the press-contact type semiconductor device according to the eleventh embodiment, so that it is about 88% as compared with the press-contact type semiconductor device according to the first comparative example. (A thermal resistance of about 12% can be reduced). Further, in the press-contact type semiconductor device according to the fifteenth embodiment, the first intermediate metal body 6 and the second intermediate metal
Since the foil is used, the frictional resistance of the contact surface between the semiconductor chip 3 and the first intermediate metal body 6 and the contact surface between the semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate 4 is improved. Since it can be further reduced and the shearing force generated on the surface of the semiconductor chip 3 can be reduced, the thermal cycle characteristics can be further improved.

【0154】(第16の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第16の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第14
の実施例に係る圧接型半導体装置の変形例であり、金属
体の材質を代えた例を説明するものである。すなわち、
第16の実施例に係る圧接型半導体装置は、基本的には
上記第14の実施例に係る圧接型半導体装置と同一構造
であり、半導体チップ3と第1の焼結金属板20との間
の第1の中間金属体6、半導体チップ3と第2の焼結金
属板4との間の第2の焼結金属板7のそれぞれをAg箔
を使用して構築されている。Ag箔は、半導体チップ3
の主電極端子材料として使用されるAlのフレッティン
グ摩耗を軽減することができる。さらに、Ag箔は、第
1の焼結金属板20と半導体チップ3との接触面、第2
の焼結金属板4と半導体チップ3との接触面において、
なじませることができる。
(Sixteenth Embodiment) [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to the sixteenth embodiment of the present invention is the same as that of the fourteenth embodiment.
This is a modification of the press-contact type semiconductor device according to the embodiment, and describes an example in which the material of the metal body is changed. That is,
The press-contact type semiconductor device according to the sixteenth embodiment has basically the same structure as that of the press-contact type semiconductor device according to the fourteenth embodiment, and is provided between the semiconductor chip 3 and the first sintered metal plate 20. Each of the first intermediate metal body 6 and the second sintered metal plate 7 between the semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate 4 is constructed using Ag foil. Ag foil is the semiconductor chip 3
Fretting wear of Al used as a main electrode terminal material can be reduced. Further, the Ag foil has a contact surface between the first sintered metal plate 20 and the semiconductor chip 3,
In the contact surface between the sintered metal plate 4 and the semiconductor chip 3,
You can adapt.

【0155】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第16の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は「0.50」、熱サイクル特性は「1.0」で
ある。すなわち、第16の実施例に係る圧接型半導体装
置においては、上記第14の実施例又は第15の実施例
に係る圧接型半導体装置のように熱サイクル特性を向上
させることができないが、第1の中間金属体6、第2の
中間金属体7のそれぞれにAg箔を使用したので、熱抵
抗を減少することができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the heat-resistance value of the press-contact semiconductor device according to the sixteenth embodiment is “0.50”, and the thermal cycle characteristic is “1.0”. It is. That is, in the press contact type semiconductor device according to the sixteenth embodiment, the heat cycle characteristics cannot be improved as in the press contact type semiconductor device according to the fourteenth embodiment or the fifteenth embodiment. Since the Ag foil is used for each of the intermediate metal member 6 and the second intermediate metal member 7, the thermal resistance can be reduced.

【0156】(第17の実施例) [圧接型半導体装置の基本構造]本発明の実施の形態の
第17の実施例に係る圧接型半導体装置は、上記第16
の実施例に係る圧接型半導体装置の変形例であり、金属
体の材質をさらに代えた例を説明するものである。すな
わち、第17の実施例に係る圧接型半導体装置は、半導
体チップ3と第1の焼結金属板20との間の第1の中間
金属体6、半導体チップ3と第2の焼結金属板4との間
の第2の焼結金属板7のそれぞれをAgを表面にめっき
したCu箔を使用して構築されている。このAgを表面
にめっきしたCu箔は、上記Ag箔と同様の機能を備え
ている。
Seventeenth Embodiment [Basic Structure of Press-Contact Semiconductor Device] The press-contact semiconductor device according to a seventeenth embodiment of the present invention is the same as that of the sixteenth embodiment.
This is a modification of the press-contact type semiconductor device according to the embodiment, and describes an example in which the material of the metal body is further changed. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the seventeenth embodiment, the first intermediate metal body 6 between the semiconductor chip 3 and the first sintered metal plate 20, the semiconductor chip 3 and the second sintered metal plate Each of the second sintered metal plates 7 between No. 4 and No. 4 is constructed using a Cu foil whose surface is plated with Ag. The Cu foil whose surface is plated with Ag has the same function as the above Ag foil.

【0157】[圧接型半導体装置の試験結果]図8に示
すように、第17の実施例に係る圧接型半導体装置の熱
抵抗値は「0.55」、熱サイクル特性は「1.0」で
ある。すなわち、第17の実施例に係る圧接型半導体装
置においては、上記第16の実施例に係る圧接型半導体
装置と同様の効果を得ることができる。
[Test Results of Press-Contact Semiconductor Device] As shown in FIG. 8, the heat-resistance value of the press-contact semiconductor device according to the seventeenth embodiment is “0.55”, and the thermal cycle characteristic is “1.0”. It is. That is, in the press-contact type semiconductor device according to the seventeenth embodiment, the same effects as those of the press-contact type semiconductor device according to the sixteenth embodiment can be obtained.

【0158】(その他の実施の形態)本発明は上記複数
の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をな
す論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解
すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実
施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other Embodiments) The present invention has been described with reference to the above embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operation techniques will be apparent to those skilled in the art.

【0159】例えば、上記複数の実施例に係る圧接型半
導体装置の半導体チップ3にはIGBT又はGTOが使
用されているが、本発明は、MOSFET、SIT、B
JT、SIサイリスタ等の、高耐圧用、大電流容量用の
半導体素子を使用することができる。
For example, although the IGBT or the GTO is used for the semiconductor chip 3 of the press-contact type semiconductor device according to the plurality of embodiments, the present invention relates to the MOSFET, the SIT, and the BTO.
Semiconductor elements for high withstand voltage and large current capacity, such as JT and SI thyristor, can be used.

【0160】このように、本発明はここでは記載してい
ない様々な実施の形態、実施例等を含むことは勿論であ
る。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当
な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定め
られるものである。
As described above, the present invention naturally includes various embodiments, examples, and the like not described herein. Accordingly, the technical scope of the present invention is determined only by the invention specifying matters according to the claims that are appropriate from the above description.

【0161】[0161]

【発明の効果】本発明は、熱抵抗特性並びに熱サイクル
特性を改善することができる圧接型半導体装置を提供す
ることができる。
According to the present invention, it is possible to provide a press-contact type semiconductor device capable of improving thermal resistance characteristics and thermal cycle characteristics.

【0162】さらに、本発明は、上記効果を得ることが
できる圧接型半導体装置の製造方法を提供することがで
きる。
Further, the present invention can provide a method of manufacturing a press-contact type semiconductor device which can obtain the above-mentioned effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の第1の実施例に係る圧接
型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to a first example of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の第1の実施例に係る圧接
型半導体装置の工程断面図である。
FIG. 2 is a process sectional view of a press-contact type semiconductor device according to a first example of an embodiment of the present invention.

【図3】図2に続く圧接型半導体装置の工程断面図であ
る。
FIG. 3 is a process sectional view of the press-contact type semiconductor device following FIG. 2;

【図4】図3に続く圧接型半導体装置の工程断面図であ
る。
FIG. 4 is a process sectional view of the press-contact type semiconductor device following FIG. 3;

【図5】図4に続く圧接型半導体装置の工程断面図であ
る。
FIG. 5 is a process sectional view of the press-contact type semiconductor device following FIG. 4;

【図6】図5に続く圧接型半導体装置の要部断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of the press-contact semiconductor device continued from FIG. 5;

【図7】本発明の実施の形態の第1の実施例乃至第8の
実施例に係る圧接型半導体装置並びに比較例に係る圧接
型半導体装置の装置構造の詳細項目と特性評価結果とを
示す図(その1)である。
FIG. 7 shows detailed items and characteristics evaluation results of the device structure of the press-contact semiconductor devices according to the first to eighth examples of the embodiment of the present invention and the press-contact semiconductor device according to the comparative example. It is a figure (the 1).

【図8】図7に続く、本発明の実施の形態の第9の実施
例乃至第17の実施例に係る圧接型半導体装置の装置構
造の詳細項目と特性評価結果とを示す図(その2)であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing detailed items and characteristics evaluation results of the device structure of the press-contact semiconductor device according to ninth to seventeenth examples of the embodiment of the present invention, following FIG. ).

【図9】本発明の実施の形態の第2の実施例に係る圧接
型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to a second example of the embodiment of the present invention;

【図10】本発明の実施の形態の第3の実施例に係る圧
接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to a third example of the embodiment of the present invention;

【図11】本発明の実施の形態の第4の実施例に係る圧
接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to a fourth example of the embodiment of the present invention;

【図12】本発明の実施の形態の第5の実施例に係る圧
接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a main part of a press-contact type semiconductor device according to a fifth example of the embodiment of the present invention;

【図13】本発明の実施の形態の第6の実施例に係る圧
接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of a press-contact semiconductor device according to a sixth example of the embodiment of the present invention;

【図14】本発明の実施の形態の第7の実施例に係る圧
接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to Example 7 of the embodiment of the present invention;

【図15】本発明の実施の形態の第8の実施例に係る圧
接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to Example 8 of the embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施の形態の第9の実施例に係る圧
接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 16 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to a ninth example of the embodiment of the present invention;

【図17】本発明の実施の形態の第10の実施例に係る
圧接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 17 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to Example 10 of the embodiment of the present invention.

【図18】本発明の実施の形態の第11の実施例に係る
圧接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 18 is a sectional view showing a main part of a press-contact type semiconductor device according to Example 11 of the embodiment of the present invention.

【図19】本発明の実施の形態の第13の実施例に係る
圧接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 19 is a sectional view showing a main part of a press-contact semiconductor device according to a thirteenth example of the embodiment of the present invention;

【図20】本発明の実施の形態の第14の実施例に係る
圧接型半導体装置の要部断面図である。
FIG. 20 is a sectional view showing a main part of a press-contact type semiconductor device according to Example 14 of the embodiment of the present invention;

【図21】本発明の先行技術に係る圧接型半導体装置の
要部断面図である。
FIG. 21 is a sectional view of a main part of a press-contact type semiconductor device according to the prior art of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の主電極 2、20 第1の焼結金属板 2B、4B、20B アール面取り 4A、20A 機械加工面 3 半導体チップ 4 第2の焼結金属板 5 第2の主電極 6 第1の中間金属体 7 第2の中間金属体 10、13、50、53 突出状接続部 11、14、51、54 接続面 12、52 溝 15 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st main electrode 2, 20 1st sintered metal plate 2B, 4B, 20B R chamfering 4A, 20A Machined surface 3 Semiconductor chip 4 2nd sintered metal plate 5 2nd main electrode 6 1st Intermediate metal body 7 Second intermediate metal body 10, 13, 50, 53 Protruding connection portion 11, 14, 51, 54 Connection surface 12, 52 Groove 15 Recess

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 敦史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 草野 貴史 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 (72)発明者 石渡 裕 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 田中 明 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 5F047 JA01 JA02 JB08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued from the front page (72) Inventor Atsushi Yamamoto 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Inside the Toshiba Fuchu Works Co., Ltd. 72) Inventor Hiroshi Ishiwatari 2-4, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Keihin Plant (72) Inventor Akira Tanaka 2-4, Suehirocho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Terms (reference) 5F047 JA01 JA02 JB08

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主電極と、 前記主電極上に配設され、前記主電極に比べて剛性が大
きい焼結金属板と、 前記焼結金属板上の半導体チップとを備え、 前記焼結金属板の半導体チップ側の表面を、その高さが
調節された機械加工面としたことを特徴する圧接型半導
体装置。
A main electrode, a sintered metal plate disposed on the main electrode and having a higher rigidity than the main electrode, and a semiconductor chip on the sintered metal plate; A press-contact type semiconductor device, wherein a surface of a plate on a semiconductor chip side is a machined surface whose height is adjusted.
【請求項2】 第1の主電極と、 前記第1の主電極上に配設され、前記第1の主電極に比
べて剛性が大きい第1の焼結金属板と、 前記第1の焼結金属板上の半導体チップと、 前記半導体チップ上の第2の焼結金属板と、 前記第2の焼結金属板上に配設され、前記第2の焼結金
属板に比べて剛性が小さい第2の主電極とを備え、 前記第1及び第2の焼結金属板の半導体チップ側の表面
を、その高さが調節された機械加工面とした圧接型半導
体装置。
2. A first main electrode, a first sintered metal plate disposed on the first main electrode and having a greater rigidity than the first main electrode, A semiconductor chip on a tie metal plate, a second sintered metal plate on the semiconductor chip, and a second sintered metal plate disposed on the second sintered metal plate, the rigidity being higher than that of the second sintered metal plate. A press-contact type semiconductor device comprising: a small second main electrode; and a surface on the semiconductor chip side of the first and second sintered metal plates having a machined surface whose height is adjusted.
【請求項3】 主電極と、 前記主電極上に配設され、前記主電極に比べて剛性が大
きい焼結金属板と、 前記焼結金属板上の複数個の半導体チップとを備え、 少なくとも前記複数個の半導体チップのそれぞれの搭載
領域において、前記焼結金属板の半導体チップ側の表面
が、5μm以下のうねりの範囲内に設定されていること
を特徴する圧接型半導体装置。
3. A main electrode, a sintered metal plate disposed on the main electrode and having a greater rigidity than the main electrode, and a plurality of semiconductor chips on the sintered metal plate. A press-contact type semiconductor device, wherein a surface of the sintered metal plate on the semiconductor chip side is set within a range of undulation of 5 μm or less in a mounting area of each of the plurality of semiconductor chips.
【請求項4】 主電極と、 前記主電極上に配設され、前記主電極の接続面に比べて
大きい平面を有する焼結金属板と、 前記焼結金属板上の半導体チップとを備えたことを特徴
とする圧接型半導体装置。
4. A main electrode, a sintered metal plate disposed on the main electrode and having a plane larger than a connection surface of the main electrode, and a semiconductor chip on the sintered metal plate. A pressure-contact type semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 主電極と、 前記主電極上に配設され、前記主電極に比べて剛性が大
きい焼結金属板と、 前記焼結金属板上の半導体チップとを備え、 前記焼結金属板の輪郭線と一致する領域又は輪郭線近傍
の外周囲の領域において、前記主電極に配設された溝を
さらに備えたことを特徴とする圧接型半導体装置。
5. A sintered metal plate, comprising: a main electrode; a sintered metal plate provided on the main electrode and having higher rigidity than the main electrode; and a semiconductor chip on the sintered metal plate. A press-contact type semiconductor device, further comprising a groove provided in the main electrode in a region coinciding with a contour of the plate or in an outer peripheral region near the contour.
【請求項6】 第1の主電極と、 前記第1の主電極上に配設され、前記第1の主電極に比
べて剛性が大きい第1の焼結金属板と、 前記第1の焼結金属板上の半導体チップと、 前記半導体チップ上の第2の焼結金属板と、 前記第2の焼結金属板上に配設され、前記第2の焼結金
属板に比べて小さい平面の接続面を有する第2の主電極
とを備え、 前記第1の焼結金属板の輪郭線と一致する領域又は輪郭
線近傍の外周囲の領域において、前記第1の主電極に配
設された溝をさらに備えたことを特徴とする圧接型半導
体装置。
6. A first main electrode, a first sintered metal plate disposed on the first main electrode and having a greater rigidity than the first main electrode, A semiconductor chip on a binding metal plate; a second sintered metal plate on the semiconductor chip; and a flat surface disposed on the second sintered metal plate and smaller than the second sintered metal plate. A second main electrode having a connection surface of the first sintered metal plate, and is disposed on the first main electrode in a region coinciding with the contour of the first sintered metal plate or in an outer peripheral region near the contour. A press-contact type semiconductor device further comprising a groove.
【請求項7】 表面に凹部を有する第1の主電極と、 前記第1の主電極上において、前記凹部内に配設された
第1の焼結金属板と、 前記第1の焼結金属板上の半導体チップと、 前記半導体チップ上の第2の焼結金属板と、 前記第2の焼結金属板上に配設され、前記第2の焼結金
属板に比べて小さい平面を有する第2の主電極とを備え
たことを特徴する圧接型半導体装置。
7. A first main electrode having a concave portion on the surface, a first sintered metal plate disposed in the concave portion on the first main electrode, and a first sintered metal. A semiconductor chip on a plate, a second sintered metal plate on the semiconductor chip, and a flat surface arranged on the second sintered metal plate and smaller than the second sintered metal plate A pressure-contact type semiconductor device comprising: a second main electrode.
【請求項8】 表面に凹部を有する第1の主電極と、 前記第1の主電極上において、前記凹部内に配設された
第1の焼結金属板と、 前記第1の焼結金属板上の半導体チップと、 前記半導体チップ上の第2の焼結金属板と、 前記第2の焼結金属板上に配設され、前記第2の焼結金
属板に比べて剛性が小さい第2の主電極とを備え、 前記第2の焼結金属板の輪郭線と一致する領域又は輪郭
線近傍の外周囲の領域において、前記第2の主電極に配
設された溝をさらに備えたことを特徴とする圧接型半導
体装置。
8. A first main electrode having a concave portion on the surface, a first sintered metal plate disposed in the concave portion on the first main electrode, and a first sintered metal. A semiconductor chip on the plate, a second sintered metal plate on the semiconductor chip, and a second sintered metal plate disposed on the second sintered metal plate and having a lower rigidity than the second sintered metal plate. And a groove arranged in the second main electrode in a region corresponding to the contour of the second sintered metal plate or in an outer peripheral region near the contour. A pressure-contact type semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項9】 前記第1の焼結金属板の輪郭線と一致す
る領域又は輪郭線近傍の外周囲の領域において、前記第
1の主電極の凹部内にさらに溝を備えたことを特徴とす
る請求項7又は請求項8に記載の圧接型半導体装置。
9. A groove is further provided in a concave portion of the first main electrode in a region coinciding with a contour line of the first sintered metal plate or in an outer peripheral region near the contour line. The pressure-contact type semiconductor device according to claim 7 or 8, wherein
【請求項10】 前記焼結金属板若しくは第1の焼結金
属板と前記半導体チップとの間、又は前記半導体チップ
と第2の焼結金属板との間に、双方の間の摩擦抵抗を減
少させる中間金属体をさらに備えたことを特徴とする請
求項1乃至請求項9のいずれかに記載の圧接型半導体装
置。
10. A frictional resistance between the sintered metal plate or the first sintered metal plate and the semiconductor chip or between the semiconductor chip and the second sintered metal plate. The press-contact type semiconductor device according to claim 1, further comprising an intermediate metal body to be reduced.
【請求項11】 前記焼結金属板、第1の焼結金属板、
第2の焼結金属板の少なくともいずれかの端部及び角部
に、アール面取りが施されていることを特徴とする請求
項1乃至請求項10のいずれかに記載の圧接型半導体装
置。
11. The sintered metal plate, a first sintered metal plate,
The pressure-contact type semiconductor device according to any one of claims 1 to 10, wherein a round chamfer is applied to at least one of an end and a corner of the second sintered metal plate.
【請求項12】 前記主電極と焼結金属板との間、前記
第1の主電極と第1の焼結金属板との間、又は前記第2
の主電極と第2の焼結金属板との間が接合されているこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記
載の圧接型半導体装置。
12. The method according to claim 12, wherein the first main electrode and the first sintered metal plate are disposed between the main electrode and the sintered metal plate.
The pressure contact type semiconductor device according to any one of claims 1 to 11, wherein the main electrode and the second sintered metal plate are joined together.
【請求項13】 前記焼結金属板上の少なくとも主電極
側、第1の焼結金属板上の少なくとも第1の主電極側、
又は第2の焼結金属板の少なくとも第2の主電極側に、
接合用ろう材の焼結金属板に対する反応性を活性化する
活性化金属膜をさらに備えたことを特徴とする請求項1
2に記載の圧接型半導体装置。
13. At least a main electrode side on the sintered metal plate, at least a first main electrode side on the first sintered metal plate,
Or, at least on the second main electrode side of the second sintered metal plate,
2. An activation metal film for activating the reactivity of the brazing filler metal to the sintered metal plate.
3. The pressure-contact type semiconductor device according to 2.
【請求項14】 少なくとも以下の工程を備えたことを
特徴とする圧接型半導体装置の製造方法。 (1)主電極上に、前記主電極に比べて剛性が大きい焼
結金属板を形成する工程 (2)前記焼結金属板の表面が所定の高さになるまで機
械加工を行う工程 (3)前記焼結金属板の機械加工面上に半導体チップを
配設する工程
14. A method for manufacturing a pressure contact type semiconductor device, comprising at least the following steps. (1) Step of forming a sintered metal plate having greater rigidity than the main electrode on the main electrode (2) Step of performing machining until the surface of the sintered metal plate reaches a predetermined height (3) A) placing a semiconductor chip on the machined surface of the sintered metal plate;
【請求項15】 少なくとも以下の工程を備えたことを
特徴とする圧接型半導体装置の製造方法。 (1)第1の主電極上に、前記第1の主電極に比べて剛
性が大きい第1の焼結金属板を形成する工程 (2)前記第1の焼結金属板の表面が所定の高さになる
まで機械加工を行う工程 (3)第2の主電極上に、前記第2の主電極に比べて剛
性が大きい第2の焼結金属板を形成する工程 (4)前記第2の焼結金属板の表面が所定の高さになる
まで機械加工を行う工程 (5)前記第1及び第2の焼結金属板の機械加工面間に
半導体チップを配設し、第1及び第2の主電極により前
記半導体チップを圧接する工程
15. A method for manufacturing a pressure contact type semiconductor device, comprising at least the following steps. (1) A step of forming a first sintered metal plate having a higher rigidity than the first main electrode on the first main electrode (2) The surface of the first sintered metal plate has a predetermined surface (3) Forming a second sintered metal plate having higher rigidity on the second main electrode than the second main electrode (4) The second main electrode (5) arranging a semiconductor chip between the machined surfaces of the first and second sintered metal plates until the surface of the sintered metal plate reaches a predetermined height; Pressure contacting the semiconductor chip with a second main electrode
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