JP3292898B2 - 圧接型半導体装置 - Google Patents

圧接型半導体装置

Info

Publication number
JP3292898B2
JP3292898B2 JP27842693A JP27842693A JP3292898B2 JP 3292898 B2 JP3292898 B2 JP 3292898B2 JP 27842693 A JP27842693 A JP 27842693A JP 27842693 A JP27842693 A JP 27842693A JP 3292898 B2 JP3292898 B2 JP 3292898B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
insulating ring
semiconductor substrate
contact type
type semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP27842693A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07130776A (ja
Inventor
仁 上條
克明 斉藤
義男 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP27842693A priority Critical patent/JP3292898B2/ja
Publication of JPH07130776A publication Critical patent/JPH07130776A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3292898B2 publication Critical patent/JP3292898B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Die Bonding (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【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、特に電力用の光駆動型サイリスタ、ゲート
ターンオフサイリスタ(GTOサイリスタ)、サイリス
タ、あるいはトランジスタなどに好適な圧接型半導体装
置に関する。
【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装置に金属ポスト電極等を加
圧接触させて組み立て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、特開昭63−128650に記載の平型大容
量サイリスタを例に、図3の断面図により説明する。図
中1は外部陰極電極、2は外部陽極電極、3は半導体素
子、31は半導体素子3の半導体基体、32は半導体素
子3の陰極電極、33は半導体素子3のゲート電極、3
4は半導体素子3の陽極電極、4は絶縁体筒、5は外部
陽極電極2と絶縁体筒4に鑞付けされた金属薄板、6は
絶縁体筒4の前記の金属薄板5の鑞付けされた主面と反
対側の主面に鑞付けされた金属薄板、7は外部陰極電極
に鑞付けされた金属薄板、8はゲート電極33と外部ゲ
ート電極9に接続されたゲートリード、10は陰極電極
32と外部電極1の内面との熱疲労を防止する金属板、
12は半導体基体31の端面を保護する樹脂、そして、
11は半導体素子3の固定用のゴムであり、図4の平面
図に示すように、ゴム片11aとゴム片11bの2つで
構成されている。。半導体基体31と陽極電極34はア
ルミニウム等により合金接着されている。そして従来は
陽極電極34を固定用ゴム11で抑えることで、陽極電
極34に合金された半導体基体31を位置決め固定及び
回転防止を行っていた。しかし、半導体基体が電極と合
金状態でなく、圧接力のみで接触するものについては、
配慮されていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の圧接型
半導体装置では、半導体基体が陽極電極が合金状態で接
着している場合は陽極電極を固定することで回転を防止
出来たが、半導体基体が電極と圧接力のみで接触してい
る場合には半導体基体を固定しなければならず、陽極電
極だけを固定したのでは、半導体基体は位置決め固定で
きず、回転してしまうという問題があった。
【0005】また半導体基体の端面を固定用のゴム等で
固定することは、半導体基体端面が樹脂等で保護されて
いても半導体基体端面に圧力をかけることになるため、
半導体装置が特に高耐圧化した場合には、端面表面への
影響が大きく、耐電圧不良を起し、品質の低下を招く畏
れが有るという問題もあった。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、半導体基体の位置決め固定・回転防止が容
易で、かつ充分な信頼性の向上を図った圧接型半導体装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【0008】
【課題を解決するための手段】 本発明の圧接型半導体装
置は、少なくとも一つ以上のPN接合を有する半導体基
体を含む半導体素子と、前記半導体素子の二つの主面に
対向する少なくとも二つ以上の外部電極と、前記半導体
基体の端面を保護する保護部材と、該保護部材を支持す
る絶縁性リングと、前記外部電極を支持し、かつ前記半
導体素子を密封する絶縁体筒とを有する圧接型半導体装
置において、前記保護部材の外周面に少なくとも一つの
凸部が形成され、該凸部に嵌合する凹部が前記絶縁性リ
ングの内周面に形成されたことを特徴とする。
【0009】本発明の圧接型半導体装置は、少なくとも
一つ以上のPN接合を有する半導体基体を含む半導体素
子と、前記半導体素子の二つの主面に対向する少なくと
も二つ以上の外部電極と、前記半導体基体の端面を保護
する保護部材と、該保護部材を支持する絶縁性リング
と、前記外部電極を支持し、かつ前記半導体素子を密封
する絶縁体筒とを有する圧接型半導体装置において、前
記保護部材の外周面に少なくとも一つの凹部が形成さ
れ、該凹部に嵌合する凸部が前記絶縁性リングの内周面
に形成されたことを特徴とする。
【0010】本発明の圧接型半導体装置は、前記絶縁性
リングの外周面には少なくとも一つの凹部が形成され、
かつ前記絶縁体筒の内周面に前記絶縁性リングの外周面
に形成された凹部に対応する凹部が形成されると共に、
前記絶縁体筒に絶縁性リングを嵌挿した際に前記対応す
る凹部により形成される間隙部に支持部材を挿通するこ
とにより前記絶縁体筒に絶縁性リングを固定したことを
特徴とする。
【0011】本発明の圧接型半導体装置は、前記絶縁性
リングが4フッ化エチレン樹脂及びシリコンゴムの少な
くとも一方の部材で形成されていることを特徴とする。
【0012】すなわち本発明では、上記目的を達成する
ために、半導体基体の端面保護の保護部材で回転止めの
役目をさせ、その保護部材の回転を固定する絶縁リング
を設け、絶縁リングと絶縁体筒との間にも回転止めを設
けるように構成している。これにより半導体基体と電極
がろう材等で接着していない半導体装置でも、半導体基
体端面に力をかけずに精度良く半導体基体を位置決め固
定及び回転防止ができる。
【0013】
【作用】上記に使用可能な半導体基体の端面保護部材で
ある樹脂としては、一般にシリコンゴムが用いられる。
また、絶縁リングとしては4フッ化エチレン樹脂あるい
はシリコンゴムが用いられる。以下は樹脂にシリコンゴ
ム、絶縁リングに4フッ化エチレン樹脂を用いた例につ
いて説明する。
【0014】保護部材としてのシリコンゴムは通常の働
きの半導体基体の端面保護を行うが、他に半導体基体の
位置決め・回転止め及び固定用として、絶縁リングと共
に働く。 絶縁リングは保護部材(シリコンゴム)を介
して、半導体基体と外部電極とを位置決め固定し、さら
に半導体基体と絶縁体筒との回転止めの働きもする。以
上によって、半導体基体は精度良く位置決め固定される
上に、回転も防止できる。
【0015】
【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。
【0016】図1はダイオード素子で半導体基体が金属
板に合金されていないものに本発明を適用した場合の一
実施例を示し、図2は図1の実施例の縦断面図である。
尚、図3に示した従来例と同一番号のものは同一又は同
等の構成部分を示す。これらの図において半導体基体3
1の両側には陰極電極32と陽極電極35が蒸着等で付
いている。しかし陽極の金属版34は合金されていな
い。このため半導体基体31は、横方向及び回転方向に
は不安定な状態である。12は半導体基体31の端面保
護部材として機能する樹脂であり、外周に本例は4ヵ所
あるが少なくとも1ヵ所以上の凸部12aを設けてい
る。ここで、端面保護樹脂12は型成形にて作製するも
のである。
【0017】端面保護樹脂12を付けた半導体基体31
を固定する絶縁リング13は内周に前記凸部12aと嵌
合する凹部13aを有しており、これにより半導体基体
31が絶縁リング13に対して位置決め固定及び回転防
止の状態となる。
【0018】さらに、絶縁リング13の外側には凹部1
3bが設けてあり、絶縁体筒4の側面内側にも凹部4a
が設けてある。これらの凹部13bと凹部4aに挿通さ
れる支持部材14により絶縁体筒4に対して絶縁リング
13が回転防止状態となる。
【0019】以上により半導体基体31は、外部電極2
に対して絶縁体筒4、支持部材14、絶縁リング13、
端面保護樹脂12を介して回転防止がなされたことにな
る。絶縁リング13は外部電極2と図2の本発明の縦断
面図に示すように13Cの部分で嵌合構造となってお
り、これにより絶縁リング13が外部電極2に対し位置
決め固定されているが、回転防止はされていない。13
Cの部分に凹凸を持たせて、回転防止を設けることも可
能であるが、電極は金属であり、その加工性から考える
と高価なものになり、また金属面は加圧接触する部分で
あり平坦度を確保しなければならないこともあるため、
この部分に凹凸を持たせることは好ましくない。
【0020】なお、絶縁体筒4内側の凹部4aは位置決
めの働きはせず回転止めの働きをするだけのため寸法精
度はそれほど必要としない。何故なら回転防止のみの役
目であり、位置決めは要求していないからである。この
凹部4aの寸法精度を要求するのは絶縁体筒4の製造上
困難な事である。絶縁体筒4は耐熱性・気密性等の面か
らアルミナの焼結体などの材料が用いられ、この様な材
料では焼結時に材料収縮を起こしたり、焼結後に金属薄
板5及び6と気密接着するための熱処理により形状の変
化をおこすためである。特に大口径化に伴い絶縁体筒4
も大口径化し、変形量も大きくなり寸法精度も必然的に
大きくなってきている。従って、絶縁体筒凹部4aは回
転止めだけになるのである。回転止めの精度を上げ、回
転を確実に止める必要が有る場合には、支持部材14が
樹脂でできていることから、支持部材14の寸法をでき
あがった絶縁体筒4の寸法に合わせることで対応でき
る。
【0021】ところで絶縁リング13及び支持部材14
は絶縁材であることは当然のこととして、更に非弾性
で、熱的、化学的にも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、シリコンゴム樹脂などの材料
によるものが好適である。
【0022】次に本発明の他の一実施例について図5に
より説明する。なお、この図5で、図1における要素と
同一符号を付した要素は同一物、相当物を示している。
【0023】本実施例は、半導体基体31の端面保護樹
脂12の外周部分が上記実施例の凸部12aの代わりに
凹部12bを形成し、かつ絶縁リング13の凹部13a
の代わりに凸部13cを形成した点が特徴である。端面
保護樹脂12の外周部が凹状になっていると半導体基体
31の電気的使用面積は少なくなるが、半導体基体31
の端面での絶縁距離は前記実施例より確保できる。
【0024】図6は本発明の更に他の実施例について示
すもので、図6において図1における要素と同一符号を
付した要素は同一物、相当物を示している。
【0025】図6においては図1、図5の実施例で絶縁
リング13の外周に形成された凹部13bの代わりに凸
部13dを形成したことが特徴である。凹状になってい
る図1の実施例の方が、絶縁リング13の加工は容易で
はあるが、本実施例の方は図1の発明に対して支持部材
14を不要とすることが出来るなど、半導体装置の組込
部品点数は上記実施例より少なくすることが出来る。
【0026】図7は本発明の更に別の実施例について示
したものであり、図7において図1における要素と同一
符号を付した要素は同一物、相当物を示している。
【0027】図7においては絶縁体筒4の側面内周に絶
縁リング13の凹部13bに係合する凸状部4bを形成
したことが特徴である。本発明も図6に示した実施例と
同様に支持部材14を不要にすることができるなど、半
導体装置の組込部品点数は図1に示した実施例より少な
くすることができる。
【0028】図8は光駆動型サイリスタ素子で半導体基
体31が金属版34に合金されていないものに本発明を
適用した場合の一実施例で、図3に示した従来例と同一
番号の要素は同一又は同等の構成部分を示す。図2に示
したダイオード素子に加え、光駆動のためのライトガイ
ド21を有した構造となっている。ライトガイド21及
びライトガイド支持体20以外の構造は、図2に示した
ダイオードと同一である。
【0029】図8において半導体基体31の両側には陰
極電極32と陽極電極35が蒸着等で付いている。しか
し陽極の金属板34は陽極電極35とは合金されていな
い。このため、半導体基体31は、横方向にはこのまま
では不安定な状態である。半導体基体31の端面保護樹
脂12には、外周に少なくとも1ヵ所以上の凸部12a
が設けられている。ここで、端面保護樹脂12は型成形
にて作成するものである。端面保護樹脂12を付けた半
導体基体31を固定する絶縁リング13は内周に前記凸
部12aと嵌合する凹部13aを有しており、これによ
り半導体基体31が絶縁リング13に対して位置決め固
定及び回転防止の状態となる。
【0030】さらに、絶縁リング13の外側には凹部1
3bが設けられており、絶縁体筒4の側面内側にも凹部
4aが設けられている。これらの凹部13bと凹部4a
の支持部材14により絶縁体筒4に対して絶縁リング1
3が回転防止状態となる。
【0031】以上により半導体基体31は、外部電力2
及びライトガイド21に対して絶縁体筒4、支持部材1
4、絶縁リング13、端面保護樹脂12を介して回転防
止がなされたことになり、半導体基体31とライトガイ
ド21の接触部21aが横方向及び回転方向に対して安
定した状態となる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、半導体基体を組み込む
だけで、正確に位置決め固定と回転防止が行なわれるの
で、半導体基体の位置ずれ及び回転による電気的特性並
びに機械的強度に対する悪影響を除かれる。特に光駆動
型サイリスタにおいては、半導体基体にある光受光部の
ずれによる光点弧感度の低下を防止でき、またGTOサ
イリスタにおいては半導体基体の回転によって生じるゲ
ート・カソード電極間の短絡を防止できる。
【0033】また、本発明は半導体基体が電極とろう材
等で接着していない場合でも、半導体基体を正確に位置
決め固定かつ回転防止ができる。以上により常に信頼性
の高い光駆動型サイリスタ、GTOサイリスタ、サイリ
スタある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。
【0034】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による圧接型半導体装置の一実施例を示
す図である。
【図2】図1の実施例の縦断面図である
【図3】圧接型半導体装置の従来例を示す縦断面図であ
る。
【図4】図2の平面図である。
【図5】本発明による圧接型半導体装置の他の実施例を
示す図である。
【図6】本発明による圧接型半導体装置の更に他の実施
例を示す図である。
【図7】本発明による圧接型半導体装置の更に他の実施
例を示す図である。
【図8】本発明による圧接型半導体装置の更に他の実施
例を示す図である。
【符号の説明】
1 外部陰極電極 2 外部陽極電極 3 半導体素子 4 絶縁体筒 5 金属薄板 6 金属薄板 7 金属薄板 8 ゲートリード 9 外部ゲート電極 10 金属板 11 固定ゴム 12 端面保護樹脂 13 絶縁リング 14 支持部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−48079(JP,A) 特開 平1−108733(JP,A) 特開 昭62−219627(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/52,21/58 H01L 29/74

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一つ以上のPN接合を有する
    半導体基体を含む半導体素子と、前記半導体素子の二つ
    の主面に対向する少なくとも二つ以上の外部電極と、前
    記半導体基体の端面を保護する保護部材と、該保護部材
    を支持する絶縁性リングと、前記外部電極を支持し、か
    つ前記半導体素子を密封する絶縁体筒とを有する圧接型
    半導体装置において、 前記保護部材の外周面に少なくとも一つの凸部が形成さ
    れ、該凸部に嵌合する凹部が前記絶縁性リングの内周面
    に形成されたことを特徴とする圧接型半導体装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも一つ以上のPN接合を有する
    半導体基体を含む半導体素子と、前記半導体素子の二つ
    の主面に対向する少なくとも二つ以上の外部電極と、前
    記半導体基体の端面を保護する保護部材と、該保護部材
    を支持する絶縁性リングと、前記外部電極を支持し、か
    つ前記半導体素子を密封する絶縁体筒とを有する圧接型
    半導体装置において、 前記保護部材の外周面に少なくとも一つの凹部が形成さ
    れ、該凹部に嵌合する凸部が前記絶縁性リングの内周面
    に形成されたことを特徴とする圧接型半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記絶縁性リングの外周面には少なくと
    も一つの凹部が形成され、かつ前記絶縁体筒の内周面に
    前記絶縁性リングの外周面に形成された凹部に対応する
    凹部が形成されると共に、前記絶縁体筒に絶縁性リング
    を嵌挿した際に前記対応する凹部により形成される間隙
    部に支持部材を挿通することにより前記絶縁体筒に絶縁
    性リングを固定したことを特徴とする請求項または
    のいずれかに記載の圧接型半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記絶縁性リングが4フッ化エチレン樹
    脂及びシリコンゴムの少なくとも一方の部材で形成され
    ていることを特徴とする請求項乃至のいずれかに記
    載の圧接型半導体装置。
JP27842693A 1993-11-08 1993-11-08 圧接型半導体装置 Expired - Fee Related JP3292898B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27842693A JP3292898B2 (ja) 1993-11-08 1993-11-08 圧接型半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27842693A JP3292898B2 (ja) 1993-11-08 1993-11-08 圧接型半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07130776A JPH07130776A (ja) 1995-05-19
JP3292898B2 true JP3292898B2 (ja) 2002-06-17

Family

ID=17597184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27842693A Expired - Fee Related JP3292898B2 (ja) 1993-11-08 1993-11-08 圧接型半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3292898B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5665452B2 (ja) * 2010-09-22 2015-02-04 三菱電機株式会社 圧接型gtoサイリスタ
CN107924882B (zh) * 2015-05-19 2020-07-28 Abb电网瑞士股份公司 半导体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07130776A (ja) 1995-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4158738B2 (ja) 半導体モジュール実装構造、カード状半導体モジュール及びカード状半導体モジュール密着用受熱部材
US4587550A (en) Press-packed semiconductor device with lateral fixing member
JP3094768B2 (ja) 半導体装置
JP3292898B2 (ja) 圧接型半導体装置
JPH0590452A (ja) 樹脂封止型半導体装置
JPH01117049A (ja) 集積回路素子冷却装置
JP3266281B2 (ja) 逆導通サイリスタ装置、圧接型半導体装置及び半導体基板
US5796123A (en) Semiconductor component mounted by brazing
JP2598573B2 (ja) 圧接型半導体装置
JPH09162207A (ja) 圧接型半導体装置
JP3522975B2 (ja) 半導体装置
JPH0738082A (ja) 圧接型半導体装置
JPH08330337A (ja) 平型半導体装置
US20210233831A1 (en) Power Semiconductor Module
JPH065685B2 (ja) 加圧接触形半導体装置
EP0224141A2 (en) Improved semiconductor power devices
JPH0382059A (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP3005331B2 (ja) 半導体装置
JP3161190B2 (ja) 平型半導体装置
JPH10135446A (ja) 圧接型半導体装置
JPH0697352A (ja) 樹脂封止型半導体装置
JPH06252280A (ja) 平形半導体装置
JPS6127901B2 (ja)
JP2580905Y2 (ja) 半導体装置
JP2501657B2 (ja) 圧接型半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees