JP2598573B2 - 圧接型半導体装置 - Google Patents
圧接型半導体装置Info
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- JP2598573B2 JP2598573B2 JP3077096A JP7709691A JP2598573B2 JP 2598573 B2 JP2598573 B2 JP 2598573B2 JP 3077096 A JP3077096 A JP 3077096A JP 7709691 A JP7709691 A JP 7709691A JP 2598573 B2 JP2598573 B2 JP 2598573B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一対の金属ポスト電極
で半導体基体を圧接して組み立てた平型の圧接型半導体
装置に係り、特に電力用のゲ−トタ−ンオフサイリスタ
(ＧＴＯサイリスタ)、サイリスタ、或いはトランジスタ
などに好適な圧接型半導体装置にに関する。
で半導体基体を圧接して組み立てた平型の圧接型半導体
装置に係り、特に電力用のゲ−トタ−ンオフサイリスタ
(ＧＴＯサイリスタ)、サイリスタ、或いはトランジスタ
などに好適な圧接型半導体装置にに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、トランジスタ、サイリスタ、Ｇ
ＴＯサイリスタ等の半導体基体に金属ポスト電極等を加
圧接触させて組立た圧接型半導体装置は、電力用の半導
体装置として広く採用されている。
ＴＯサイリスタ等の半導体基体に金属ポスト電極等を加
圧接触させて組立た圧接型半導体装置は、電力用の半導
体装置として広く採用されている。
【０００３】そこで、この圧接型半導体装置の従来技術
について、ＧＴＯサイリスタを例にして、図５により説
明すると、この従来技術では、樹脂１５により端部を保
護された半導体基体２の両側に、熱膨張係数が近似した
金属板１、６、及び肉薄電極板７を介して、熱伝導率及
び導電率の高い、銅などからなる金属ポスト電極４、５
を設け、この金属ポスト電極４、５で半導体基体２を加
圧圧接する構造となっている。
について、ＧＴＯサイリスタを例にして、図５により説
明すると、この従来技術では、樹脂１５により端部を保
護された半導体基体２の両側に、熱膨張係数が近似した
金属板１、６、及び肉薄電極板７を介して、熱伝導率及
び導電率の高い、銅などからなる金属ポスト電極４、５
を設け、この金属ポスト電極４、５で半導体基体２を加
圧圧接する構造となっている。
【０００４】このとき、ゲ−ト電極リ−ド１４は金属ポ
スト電極５に絶縁サポ−ト１３を介して挿入されてお
り、バネ系１２により半導体基体２のゲートに加圧接触
されるようになっている。
スト電極５に絶縁サポ−ト１３を介して挿入されてお
り、バネ系１２により半導体基体２のゲートに加圧接触
されるようになっている。
【０００５】また、一方の金属ポスト電極４はフランジ
１１に直接、ろう材で固定されているが、他方の金属ポ
スト電極５はフランジ８を介してセラミックシ−ル９に
固定され、さらにこのセラミックシ−ル９にはフランジ
１０がろう材で取付けられており、フランジ１０と１１
を溶接して固定することにより、最終的に半導体基体２
の、図で上側の面に、金属ポスト電極５が金属板６、及
び肉薄電極板７を介して接触した状態で組立てられるこ
とになる。
１１に直接、ろう材で固定されているが、他方の金属ポ
スト電極５はフランジ８を介してセラミックシ−ル９に
固定され、さらにこのセラミックシ−ル９にはフランジ
１０がろう材で取付けられており、フランジ１０と１１
を溶接して固定することにより、最終的に半導体基体２
の、図で上側の面に、金属ポスト電極５が金属板６、及
び肉薄電極板７を介して接触した状態で組立てられるこ
とになる。
【０００６】そして、この組立時での、金属ポスト電極
４に対する半導体基体２の位置決めは、この半導体基体
２が金属板１に対して合金接合された上で、樹脂リング
３により金属板１が位置決めされることによって与えら
れるようになっている。
４に対する半導体基体２の位置決めは、この半導体基体
２が金属板１に対して合金接合された上で、樹脂リング
３により金属板１が位置決めされることによって与えら
れるようになっている。
【０００７】尚、この種の装置として関連するものは、
特開昭６２−５４９５８号公報を挙げることができる。
特開昭６２−５４９５８号公報を挙げることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、組
立時での半導体基体に対する双方の金属ポスト電極の位
置決めについて配慮がされておらず、位置決め精度の低
下に伴う信頼性低下の問題があった。
立時での半導体基体に対する双方の金属ポスト電極の位
置決めについて配慮がされておらず、位置決め精度の低
下に伴う信頼性低下の問題があった。
【０００９】これを、図５により具体的に説明すると、
フランジ１０、１１は溶接固着であり、又、セラミック
シ−ル９とフランジ８、１０、金属ポスト電極５及びフ
ランジ１１と金属ポスト電極４は、ろう材固着によって
いるため、位置合わせが困難である。なぜなら、これら
の固着方法では、溶接流れやろう材流れの起こることは
避けられず、接着箇所の位置を正確に決めることは期待
できないからである。
フランジ１０、１１は溶接固着であり、又、セラミック
シ−ル９とフランジ８、１０、金属ポスト電極５及びフ
ランジ１１と金属ポスト電極４は、ろう材固着によって
いるため、位置合わせが困難である。なぜなら、これら
の固着方法では、溶接流れやろう材流れの起こることは
避けられず、接着箇所の位置を正確に決めることは期待
できないからである。
【００１０】従って、この従来技術では、金属ポスト電
極５、金属板６及び、肉薄電極板７の中心軸ａと、半導
体基体２と金属板１及び樹脂リング３により位置決めさ
れた金属ポスト電極４との中心軸ｂとのずれを解決する
ことは不可能に近く、このため、充分な信頼性保持の点
で問題があるのである。
極５、金属板６及び、肉薄電極板７の中心軸ａと、半導
体基体２と金属板１及び樹脂リング３により位置決めさ
れた金属ポスト電極４との中心軸ｂとのずれを解決する
ことは不可能に近く、このため、充分な信頼性保持の点
で問題があるのである。
【００１１】本発明の目的は、半導体基体と肉薄電極板
及び合金した金属板と金属ポスト電極の位置決めが容易
で、充分な信頼性の向上が可能な圧接型半導体装置を提
供することにある。
及び合金した金属板と金属ポスト電極の位置決めが容易
で、充分な信頼性の向上が可能な圧接型半導体装置を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、一対の金属ポスト電極を備え、その一方
の金属ポスト電極に熱応力吸収用の金属板を介して一方
の面が接触された半導体基体と、この半導体基体の他方
の面に、肉薄電極板と熱応力吸収用の金属板とを順次介
在させた状態で他方の金属ポスト電極を圧接して組立て
た圧接型半導体装置において、上記一方の金属ポスト電
極側に絶縁性部材を設け、上記肉薄電極板は、その周辺
部に、上記半導体基体の接触面からほぼ垂直に立ち上が
る突き出し部分を有し、該突き出し部分と上記絶縁性部
材とが嵌合した状態で組立てられるようにしたものであ
る。
め、本発明は、一対の金属ポスト電極を備え、その一方
の金属ポスト電極に熱応力吸収用の金属板を介して一方
の面が接触された半導体基体と、この半導体基体の他方
の面に、肉薄電極板と熱応力吸収用の金属板とを順次介
在させた状態で他方の金属ポスト電極を圧接して組立て
た圧接型半導体装置において、上記一方の金属ポスト電
極側に絶縁性部材を設け、上記肉薄電極板は、その周辺
部に、上記半導体基体の接触面からほぼ垂直に立ち上が
る突き出し部分を有し、該突き出し部分と上記絶縁性部
材とが嵌合した状態で組立てられるようにしたものであ
る。
【００１３】
【作用】一方の金属ポスト電極側に設けた絶縁性部材
と、周辺部に半導体基体の接触面から垂直に突き出され
た部分を有する肉薄電極板は、組立時に嵌合して位置決
めが得られるように働く。従って、中心軸のずれが防止
され、圧接組立精度が充分に高く保たれるので、高信頼
性が得られる。
と、周辺部に半導体基体の接触面から垂直に突き出され
た部分を有する肉薄電極板は、組立時に嵌合して位置決
めが得られるように働く。従って、中心軸のずれが防止
され、圧接組立精度が充分に高く保たれるので、高信頼
性が得られる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明による圧接型半導体装置につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。
て、図示の実施例により詳細に説明する。
【００１５】図１は、センターゲート形のＧＴＯサイリ
スタに本発明を適用した場合の一実施例で、図５に示し
た従来例と同一符号は同一要素を示す。
スタに本発明を適用した場合の一実施例で、図５に示し
た従来例と同一符号は同一要素を示す。
【００１６】半導体基体２は金属板１と合金接合され、
金属ポスト電極４に対する位置決め用の樹脂リング３が
装着される。また、この樹脂リング３は、半導体基体２
の端部保護用の樹脂１５を塗布するための溝を形成する
働きもしている。なお、この端部保護用樹脂１５として
はシリコ−ンゴムが適用してある。
金属ポスト電極４に対する位置決め用の樹脂リング３が
装着される。また、この樹脂リング３は、半導体基体２
の端部保護用の樹脂１５を塗布するための溝を形成する
働きもしている。なお、この端部保護用樹脂１５として
はシリコ−ンゴムが適用してある。
【００１７】次に、２１は、樹脂リング３とは別の位置
決め用樹脂リングで、図示のように浅いキャップ状に作
られ、図２に詳細の示すように、短い筒状をなす側部２
１ａと、大きな開口部２１ｃが形成されている円板部２
１ｂとを備えており、樹脂リング３に装着して組付けら
れるが、このとき、図示のように、この樹脂リング２１
の側部２１ａの内側には突き出し部２１ｄが形成してあ
り、樹脂リング３に組付けられると外れない構造になっ
ている。
決め用樹脂リングで、図示のように浅いキャップ状に作
られ、図２に詳細の示すように、短い筒状をなす側部２
１ａと、大きな開口部２１ｃが形成されている円板部２
１ｂとを備えており、樹脂リング３に装着して組付けら
れるが、このとき、図示のように、この樹脂リング２１
の側部２１ａの内側には突き出し部２１ｄが形成してあ
り、樹脂リング３に組付けられると外れない構造になっ
ている。
【００１８】そして、この樹脂リング２１は、フランジ
１０と１１を溶接して固定することにより、金属ポスト
電極５が金属板６、及び肉薄電極板７を介して半導体基
体２の、図で上側の面に接触した状態で、最終的に組立
てられたとき、その開口部２１ｃに肉薄電極板７が嵌合
し、半導体基体２に対する肉薄電極板７の接触位置を規
定する働きをする。従って、この樹脂リング２１の肉薄
電極板７に嵌合する開口部２１ｂの径の寸法は、肉薄電
極板７を半導体基体２に正確に位置決めできるように選
定されている。
１０と１１を溶接して固定することにより、金属ポスト
電極５が金属板６、及び肉薄電極板７を介して半導体基
体２の、図で上側の面に接触した状態で、最終的に組立
てられたとき、その開口部２１ｃに肉薄電極板７が嵌合
し、半導体基体２に対する肉薄電極板７の接触位置を規
定する働きをする。従って、この樹脂リング２１の肉薄
電極板７に嵌合する開口部２１ｂの径の寸法は、肉薄電
極板７を半導体基体２に正確に位置決めできるように選
定されている。
【００１９】また、この肉薄電極板７は、図示のよう
に、その周辺部に、半導体基体２の接触面から垂直に立
ち上がるＬ字形の突き出し部７' を有する形状に作られ
ており、これにより金属板６に対して正しく位置決めさ
れている。
に、その周辺部に、半導体基体２の接触面から垂直に立
ち上がるＬ字形の突き出し部７' を有する形状に作られ
ており、これにより金属板６に対して正しく位置決めさ
れている。
【００２０】従って、組立時、肉薄電極板７のＬ字形の
突き出し部７' の外周面が、図示のように、樹脂リング
２１の開口部２１ｂに嵌合し、これにより正確に半導体
基体２に対して位置決めされるので、金属板６及び金属
ポスト電極５は、絶縁サポート１３と一緒に、何れも正
確に位置決めされる。
突き出し部７' の外周面が、図示のように、樹脂リング
２１の開口部２１ｂに嵌合し、これにより正確に半導体
基体２に対して位置決めされるので、金属板６及び金属
ポスト電極５は、絶縁サポート１３と一緒に、何れも正
確に位置決めされる。
【００２１】一方、金属ポスト電極４は樹脂リング３に
より位置決めされる。従って、この実施例によれば、樹
脂リング３、２１の組合せにより、半導体基体２の主表
面上の電極(図示してない)と肉薄電極板７は、組付けた
だけで自然に位置決めされ、正確な位置関係をとるた
め、仮に、組立時及びフランジ１０、１１の溶接時にず
れが生じたとしても、半導体基体２の主表面上の電極と
肉薄電極板７の接触面にずれが発生する虞れは全く無
く、常に正確な位置に組み込まれた状態を保つようにす
ることができる。
より位置決めされる。従って、この実施例によれば、樹
脂リング３、２１の組合せにより、半導体基体２の主表
面上の電極(図示してない)と肉薄電極板７は、組付けた
だけで自然に位置決めされ、正確な位置関係をとるた
め、仮に、組立時及びフランジ１０、１１の溶接時にず
れが生じたとしても、半導体基体２の主表面上の電極と
肉薄電極板７の接触面にずれが発生する虞れは全く無
く、常に正確な位置に組み込まれた状態を保つようにす
ることができる。
【００２２】ところで、これらの樹脂リング３、２１と
しては、絶縁材であることは当然のこととして、さらに
非弾性で熱的、化学的に安定な材質が要求される。従っ
て、４フッ化エチレン樹脂や、シリコ−ンゴム系樹脂な
どの材料によるものが好適である。
しては、絶縁材であることは当然のこととして、さらに
非弾性で熱的、化学的に安定な材質が要求される。従っ
て、４フッ化エチレン樹脂や、シリコ−ンゴム系樹脂な
どの材料によるものが好適である。
【００２３】次に、本発明の他の一実施例について、図
３により説明する。なお、この図３で、図２と同一符号
は同一物、相等物を示している。
３により説明する。なお、この図３で、図２と同一符号
は同一物、相等物を示している。
【００２４】図３において、２２は、樹脂リング３とは
別の、位置決め用樹脂リングで、この実施例の特徴は、
図２の実施例における半導体基体２の端部保護用樹脂１
５を無くし、この樹脂リング２２により半導体基体２の
端部保護と、肉薄電極板７の位置合わせを兼ねるように
したもので、このため、図２の実施例における樹脂リン
グ２１とは異なり、樹脂リング３の内側に嵌め込まれる
ように作られている。
別の、位置決め用樹脂リングで、この実施例の特徴は、
図２の実施例における半導体基体２の端部保護用樹脂１
５を無くし、この樹脂リング２２により半導体基体２の
端部保護と、肉薄電極板７の位置合わせを兼ねるように
したもので、このため、図２の実施例における樹脂リン
グ２１とは異なり、樹脂リング３の内側に嵌め込まれる
ように作られている。
【００２５】従って、この実施例によれば、端部保護用
樹脂を設ける必要が無く、製造工程を減らすことができ
る。
樹脂を設ける必要が無く、製造工程を減らすことができ
る。
【００２６】図４は、本発明を中間リングゲ−ト方式の
ＧＴＯサイリスタに適用した場合の一実施例を示したも
ので、図４中、図１の実施例及び図５の従来例と同一符
号は同一物、相等物を示している。
ＧＴＯサイリスタに適用した場合の一実施例を示したも
ので、図４中、図１の実施例及び図５の従来例と同一符
号は同一物、相等物を示している。
【００２７】この実施例の特徴は、適用対象が中間リン
グゲ−ト方式のＧＴＯサイリスタであるため、その肉薄
電極板７及びそれに接する金属板６が、ゲ−ト環１６を
境にして同心円状に、肉薄電極板７ａ、７ｂと金属板６
ａ、６ｂとにそれぞれ２分割されている構造なので、肉
薄電極板７ａの位置決め用として樹脂リング２１を備え
ているのに加えて、半導体基体２の主表面上に肉薄電極
板７ｂの位置決め用として、更に樹脂突き出し部３０と
樹脂キャップ３１を設けた点にある。なお、ゲート環１
６は絶縁サポ−ト１７により金属ポスト電極５に保持さ
れ、バネ系１２により半導体基体２のゲートに加圧接触
されるようになっている。
グゲ−ト方式のＧＴＯサイリスタであるため、その肉薄
電極板７及びそれに接する金属板６が、ゲ−ト環１６を
境にして同心円状に、肉薄電極板７ａ、７ｂと金属板６
ａ、６ｂとにそれぞれ２分割されている構造なので、肉
薄電極板７ａの位置決め用として樹脂リング２１を備え
ているのに加えて、半導体基体２の主表面上に肉薄電極
板７ｂの位置決め用として、更に樹脂突き出し部３０と
樹脂キャップ３１を設けた点にある。なお、ゲート環１
６は絶縁サポ−ト１７により金属ポスト電極５に保持さ
れ、バネ系１２により半導体基体２のゲートに加圧接触
されるようになっている。
【００２８】肉薄電極板７ｂの位置決め用樹脂突き出し
部３０は、シリコ−ンゴム系の樹脂で作られ、半導体基
体２の主表面上の中央部に位置決めし、接着してある。
そして、この突き出し部３０に肉薄電極板７ｂとの位置
決め用の樹脂キャップ３１を組み込み、肉薄電極板７ｂ
との位置決めを行うようにしたものである。
部３０は、シリコ−ンゴム系の樹脂で作られ、半導体基
体２の主表面上の中央部に位置決めし、接着してある。
そして、この突き出し部３０に肉薄電極板７ｂとの位置
決め用の樹脂キャップ３１を組み込み、肉薄電極板７ｂ
との位置決めを行うようにしたものである。
【００２９】従って、この実施例によっても、中心軸の
ずれが防止され、圧接組立精度が充分に高く保たれるの
で、容易に高信頼性を得ることができる。
ずれが防止され、圧接組立精度が充分に高く保たれるの
で、容易に高信頼性を得ることができる。
【００３０】なお、以上の実施例では、本発明をセンタ
−ゲ−ト構造及び、中間ゲ−ト構造のＧＴＯサイリスタ
に適用した場合について記述してきたが、本発明は、こ
れに限る必要は無く、サイリスタやトランジスタ等の半
導体装置に対しても本発明は適用できる。
−ゲ−ト構造及び、中間ゲ−ト構造のＧＴＯサイリスタ
に適用した場合について記述してきたが、本発明は、こ
れに限る必要は無く、サイリスタやトランジスタ等の半
導体装置に対しても本発明は適用できる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、半導体基体と肉薄電極
板及び金属ポスト電極とが、単に組付けるだけで正確に
位置決めされるので、加圧接触時の位置ずれによる電気
的特性並びに機械的強度に対する悪影響が除かれ、常に
信頼性の高いＧＴＯサイリスタやサイリスタ、或いはト
ランジスタなどの圧接型半導体装置を容易に得ることが
できる。
板及び金属ポスト電極とが、単に組付けるだけで正確に
位置決めされるので、加圧接触時の位置ずれによる電気
的特性並びに機械的強度に対する悪影響が除かれ、常に
信頼性の高いＧＴＯサイリスタやサイリスタ、或いはト
ランジスタなどの圧接型半導体装置を容易に得ることが
できる。
【図１】本発明による圧接型半導体装置の一実施例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】本発明による圧接型半導体装置の一実施例を部
分的に拡大して示した縦断面図である。
分的に拡大して示した縦断面図である。
【図３】本発明による圧接型半導体装置の他の一実施例
を部分的に拡大して示した縦断面図である。
を部分的に拡大して示した縦断面図である。
【図４】本発明による圧接型半導体装置の更に別の一実
施例を示す縦断面図である。
施例を示す縦断面図である。
【図５】圧接型半導体装置の従来例を示す縦断面図であ
る。
る。
１ 金属板 ２ 半導体基体 ３ 樹脂リング ４、５ 金属ポスト電極 ６ 金属板 ７ 肉薄電極板 ９ セラミックシ−ル ８、１０、１１ フランジ
Claims (2)
- 【請求項１】 一対の金属ポスト電極を備え、その一方
の金属ポスト電極に熱応力吸収用の金属板を介して一方
の面が接触された半導体基体と、この半導体基体の他方
の面に、肉薄電極板と熱応力吸収用の金属板とを順次介
在させた状態で他方の金属ポスト電極を圧接して組立て
た圧接型半導体装置において、 上記一方の金属ポスト電極側に絶縁性部材を設け、 上記肉薄電極板は、その周辺部に、上記半導体基体の接
触面からほぼ垂直に立ち上がる突き出し部分を有し、該
突き出し部分と上記絶縁性部材とが嵌合した状態で組立
てられている ことを特徴とする圧接型半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１の発明において、 上記絶縁性部材が、４フッ化エチレン樹脂及びシリコー
ンゴムの少なくとも一方の材料で構成されていることを
特徴とする圧接型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077096A JP2598573B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 圧接型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3077096A JP2598573B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 圧接型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288858A JPH04288858A (ja) | 1992-10-13 |
| JP2598573B2 true JP2598573B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=13624254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3077096A Expired - Lifetime JP2598573B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 圧接型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598573B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375063U (ja) * | 1976-11-24 | 1978-06-22 |
-
1991
- 1991-03-18 JP JP3077096A patent/JP2598573B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04288858A (ja) | 1992-10-13 |
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Legal Events
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