JP2501657B2

JP2501657B2 - 圧接型半導体装置

Info

Publication number: JP2501657B2
Application number: JP2241425A
Authority: JP
Inventors: 信久中島; 讓小西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-09-11
Filing date: 1990-09-11
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JPH04120772A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、ゲートターンオフサイリスタ，、サイリ
スタ又はトランジスタ等の半導体基体との熱補償板とが
圧接された構造を有する半導体装置に関するものであ
る。

〔従来技術の作用〕

第２図は従来のアロイフリータイプの圧接型半導体装
置を示す断面図である。図において、（１）はゲートタ
ーンオフサイリスタ，サイリスタ等を構成する半導体基
体、（２）はこの半導体基体（１）の周縁部に固着さ
れ、接着性を有するシリコンゴム等の絶縁物で、全周に
わたって固着されている。（３）は上記半導体基体
（１）の上面に押圧された円盤状のカソードモリブデン
板、（４）はこのカソードモリブデン板（３）と対向
し、上記半導体基体（１）の下面に押圧された円盤状の
モリブデン円板、（５）は上記半導体基体（１）の中央
上面に押圧されたＬ字状のゲートリード、（６）は上記
半導体基体（１）の中央上部に配され、上記ゲートリー
ド（５）の下端部を保持するゲート支持棒、（７）はこ
のゲート支持棒の上面を押圧するコイルばね、（８）は
円筒状のセラミック材から成り、上記半導体基体
（１）、カソードモリブデン板（３）、及びモリブデン
円板（４）等が内部に収納され、外装を形成するセラミ
ックシール、（９）はこのセラミックシール（８）の上
部に固着され、中央内部に上記コイルばね（７）、ゲー
ト支持棒（２）が収納された陰極銅ブロック、（10）は
上記セラミックシール（８）の下部に固着され、上記モ
リブデン円板（４）を押圧する陽極銅ブロックである。
これら構成部分から成る半導体装置は、加圧接を行うこ
とにより、それぞれの電極が接触し、電気的特性を得る
ものである。

〔従来技術の作用，動作〕

第２図は従来のアロイフリータイプの圧接型半導体装
置である。図において半導体基体（１）をタングステン
又はモリブデン等の熱補償板に加圧接して使用する構造
であり、セラミックシール（８）の内周部分（8a）で半
導体基体（１）外周部分（1a）の位置決めを行なってい
た。このため、半導体基体（１）は加圧接を行う前は、
セラミックシール（８）の内周部分（8a）と半導体基体
（１）の外周部分（1a）との径差分、半導体基体（１）
が動くことができる。

従って、何らかの外部からの衝撃が加わった場合に
は、半導体基体（１）の外周部分（1a）を破損し、電気
的特性か低下する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の圧接型半導体装置は、以上の様に構成されてい
るので、セラミックシール（８）の内周部分（8a）と半
導体基体（１）の外周部分（1a）との間にギャップがあ
るため、組立時、あるいは加圧時に何らかの外的衝撃が
加わった場合、半導体基体（１）の外周部（1a）が破損
し、電気的特性が低下する等の問題点があった。

この問題点を解消するものとして、アロイフリータイ
プの圧接型半導体装置において、半導体基体（１）とそ
れよりも外径の大きい熱補償板（４）の外周部分を、互
いにシリコーンゴム等のゴム材で接着固定した装置が知
られている。第３図は、このような装置の例を示す部分
拡大断面図である。図に示すように、半導体基体（１）
の外周を保護するための絶縁物（２）の外側に、接着の
ためのゴム材（12）が塗布されている。

しかしながら、熱補償板（４）の半導体基体（１）に
対向する面（第３図において上側の主面）内のゴム材
（12）が塗布される部分、すなわち接着部分が狭いため
に、第３図に示すように、ゴム材（12）は、塗布の際に
熱補償板（４）の側面へと流れ出していた。その結果、
セラミックシール（８）の内周部分（8a）による位置決
めが良好な精度で行われ得なくなるという、新たな問題
点を生じていた。

さらに、第４図に模式的に示すように、ゴム材（12）
を塗布する際に、半導体基体（１）とセラミックシール
（８）の接触面の間に、毛細管現象によってゴム材（1
2）が侵入していた。その結果、加圧接が行われたとき
に、半導体基体（１）とセラミックシール（８）との間
で、局部的な応力集中が起こって半導体基体（１）を破
損したり、半導体基体（１）とセラミックシール（８）
との間の電気的および熱的接触が不良となるなどの、新
たな問題点を生じていた。

〔発明の目的〕

この発明は上記の様な問題点を解消するためになされ
たもので、半導体基体の位置決め精度、ならびに半導体
基体と熱補償板との間の電気的、熱的接触を劣化させる
ことなく、また、加圧時の応力集中による破損を招くこ
となく、組立時あるいは加圧時に、外的衝撃を受けても
半導体基体の破損を防止できると共に、電気的特性の低
下を防止できる圧接型半導体装置を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る圧接型半導体装置は、アロイフリータ
イプの圧接型半導体装置であって、半導体基体よりも、
多少外径の大きい熱補償板の半導体基体と接触する側の
周縁部に半導体基体との間に隙間を形成する段差を設
け、この段差部に、接着性を有するシリコンゴムの一側
を固着すると共に、他側を半導体基体の周縁部に固着
し、熱補償板の外周端面を外層の内周面にて位置決めし
たものである。

〔作用〕

この発明における圧接型半導体装置は、半導体基体よ
りも、多少外径の大きい熱補償板の半導体基体と接触す
る側の周縁部に半導体基体との間に隙間を形成する段差
が設けられ、この段差部に接着性を有するシリコンゴム
の一側が、又その他側が半導体基体の周縁部に固着され
ると共に、熱補償板の外周端面が外装の内周面に位置決
めされる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図について説明す
る。図において、（１）ないし（３）及び（５）ないし
（10）は従来の構成と略同様に付、説明を省略する。次
に、（11）は半導体基体（１）に接触する側の周縁部に
段差（11a）が設けられたモリブデン円板、（12）は上
記段差部（11a）に一側が固着されると共に、他側が半
導体基体（１）の周縁部に固着された接着性を有するシ
リコンゴム等のゴム材で、全周の数個所に設けられてい
る。ここで、上記モリブデン円板（11）の外径は半導体
基体（１）の外径よりも２〜4mm程度大きく形成されて
おり、ゴム材（12）により一体となった半導体基体
（１）とモリブデン円板（11）がセラミックシール
（８）の内部に収納される。収納後、陰極銅ブロック
（９）及び陽極銅ブロック（10）がセラミックシール
（８）の側面に夫々溶接される。又、モリブデン円板
（11）の周縁部に段差（11a）が設けてあるのは、半導
体基体（１）を接着性を持ったゴム材（12）にてモリブ
デン円板（11）に固着した後、接着剤がしみ出て接触面
（11b）に流れ込むのを防止するためである。

さらに、段差（11a）にゴム材（12）がある程度侵入
することで、熱補償板（４）においてゴム材（12）が接
着する部分が広く確保されるので、第３図に示したよう
に、ゴム材（12）を熱補償板（４）の外周へと流れ出す
ようにする塗布する必要がない。このため、熱補償板
（４）が内周部分（8a）へと良好に位置決めされる。

尚、ゴム材（12）は内部に接着剤を包含しており、接
着面に押圧することによって接着剤がしみ出て接着され
るものである。

〔他の用途への転用例〕

尚、上記実施例では、圧接型GTOサイリスタについて
説明をしたが、半導体基板と熱補償板とを圧接する構造
の他の半導体装置についても同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕この発明によれば、半導体基体よりも、多少外径の大
きい熱補償板の半導体基体と接触する側の周縁部に半導
体基体との間に隙間を形成する段差を設け、この段差部
に複数のシリコンゴムの一側を固着すると共に、他側を
半導体基体に固着する様に構成したので、外部からの衝
撃があっても熱補償板が吸収して半導体基体に外傷が及
ばす、電気的特性の低下を防止できる効果がある。しか
も、半導体基体の位置決め精度、ならびに半導体基体と
熱補償板との間の電気的、熱的接触を劣化させることが
なく、また、加圧時に応力集中を生じて破損を招く恐れ
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するための断面図、
第２図は従来例を説明するための断面図、第３図はもう
一つの従来例とその問題点を示す部分拡大断面図、そし
て、第４図は従来例の別の問題点を示す部分拡大断面図
である。これらの図において、（１）は半導体基体、
（２）は絶縁板、（３）はカソードモリブデン板、
（８）はセラミックシール（外装）、（11）はモリブデ
ン円板、（11a）は段差部、（12）はゴム材である。尚、各図中同一符号は相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−159739（ＪＰ，Ａ) 特開平２−151069（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−91576（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−152664（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−207340（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−227419（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−47977（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−12860（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−119363（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基体と、この半導体基体の少なくと
も一方の面に接触され、その熱膨張係数が上記半導体基
体に近い熱補償板と、上記半導体基体及び上記熱補償板
とを封入しうる外装とを備え、上記半導体基体と上記熱
補償板との圧接により電気的接触を得るアロイフリータ
イプの圧接型半導体装置において、上記熱補償板の外径が上記半導体基体の外径よりも大き
く、且つ上記半導体基体に接する側の上記熱補償板の周
縁部に、上記半導体基体との間に隙間を形成する段差が
設けられ、この段差部に接着性を持つゴム材の一側が固
着されると共に、他側が上記半導体基体の周縁部に固着
され、上記熱補償板の外周端面が上記外装の内周面にて
位置決めされていることを特徴とする圧接型半導体装
置。