JPH01128437A - 電力用半導体素子 - Google Patents
電力用半導体素子Info
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- JPH01128437A JPH01128437A JP63243736A JP24373688A JPH01128437A JP H01128437 A JPH01128437 A JP H01128437A JP 63243736 A JP63243736 A JP 63243736A JP 24373688 A JP24373688 A JP 24373688A JP H01128437 A JPH01128437 A JP H01128437A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は請求項１の前段に記載された電力用半導体素子
に関する。
に関する。
大径の円板を有する高電力用のディスク形の半導体素子
においては、個々の素子を互いに押圧する事により電気
的接続が生ずる。押圧接続として述べられているこの接
続祉半導体素子を一体にするものではなく、一般には素
子を冷却するものである。軸方向に生ずる長さの熱変化
を吸収する為にばね素子が必要であシ、従って非常に高
価な接続装置となる。前記圧縮接続、即ち電気的接続を
圧縮によって得る事は、互いに押圧される構成部品が非
常に異なる膨張係数を有し、従って放射方向と軸方向の
長さの変化が温度変化中に生ずるからである。若し、接
続が半だ付けによってなされると、永久的な電気的接続
は、温度の変化と熱負荷作用に伴う機械的応力の変化の
為保証されない。熱による相対的な動きに適応し得ない
が素子の耐疲労性を増加する為に１例えばドイツ公開特
許第２，９３７ρ４９号に圧縮接続の欠点が半だ付けさ
れた複合ばね接点によって阻止される事が提案された。
においては、個々の素子を互いに押圧する事により電気
的接続が生ずる。押圧接続として述べられているこの接
続祉半導体素子を一体にするものではなく、一般には素
子を冷却するものである。軸方向に生ずる長さの熱変化
を吸収する為にばね素子が必要であシ、従って非常に高
価な接続装置となる。前記圧縮接続、即ち電気的接続を
圧縮によって得る事は、互いに押圧される構成部品が非
常に異なる膨張係数を有し、従って放射方向と軸方向の
長さの変化が温度変化中に生ずるからである。若し、接
続が半だ付けによってなされると、永久的な電気的接続
は、温度の変化と熱負荷作用に伴う機械的応力の変化の
為保証されない。熱による相対的な動きに適応し得ない
が素子の耐疲労性を増加する為に１例えばドイツ公開特
許第２，９３７ρ４９号に圧縮接続の欠点が半だ付けさ
れた複合ばね接点によって阻止される事が提案された。
複合ばね接点は多くの個々のばね素子よりなる構成部品
を意味する。これ等は３つの作用面を有するばねである
。従って個々の素子が半導体結晶に半だ付けされ喪後は
機械的応力は生じない。然し乍ら、この目的の為半導体
ウェハと複合のばね接点との間を半だ付けすることは非
常に困難な半だ付は処理が必要であシ、この事は構成部
品のコストを増加する。
を意味する。これ等は３つの作用面を有するばねである
。従って個々の素子が半導体結晶に半だ付けされ喪後は
機械的応力は生じない。然し乍ら、この目的の為半導体
ウェハと複合のばね接点との間を半だ付けすることは非
常に困難な半だ付は処理が必要であシ、この事は構成部
品のコストを増加する。
本発明の目的は、困難な半だ付は処理を阻は乍ら、半だ
付けされた複合のばね接点の場合と同一な良い特性が得
られるような手段で高電力用の半導体素子を改良する事
である。
付けされた複合のばね接点の場合と同一な良い特性が得
られるような手段で高電力用の半導体素子を改良する事
である。
本発明によると、この目的は請求項１の特徴によシ前段
の特徴と関連して達成される。本発明によって得られる
利点は特に、電力用半導体素子の複合はね接点はｔａ流
を流したシ、熱を伝えたシする為だけでなく、機械的な
締めつけの為に、それ自身電流的結合と熱的結合力を生
ずる為に用いられる。特に好ましい実施例では、若し締
め付は装置（環状のねじ）が環状の絶縁物と、接点ブロ
ックとして構成されているベースプレート及ヒカパープ
レートに係合して互いに押圧すると、その結果複合のば
ね接点は特別な圧縮力で半導体結晶に対して締めつけら
れる。この結果、締めつけ力は閉止された半導体のハウ
ジング内に生じ、締め付は力は締め付は装置（環状のね
じ）から上方の接点ブロック、上方の複合のばね接点、
半導体結晶、下方の複合ばね接点、下方の接点ブロック
及び環状の絶縁物を経て締め付は装置に至る。
の特徴と関連して達成される。本発明によって得られる
利点は特に、電力用半導体素子の複合はね接点はｔａ流
を流したシ、熱を伝えたシする為だけでなく、機械的な
締めつけの為に、それ自身電流的結合と熱的結合力を生
ずる為に用いられる。特に好ましい実施例では、若し締
め付は装置（環状のねじ）が環状の絶縁物と、接点ブロ
ックとして構成されているベースプレート及ヒカパープ
レートに係合して互いに押圧すると、その結果複合のば
ね接点は特別な圧縮力で半導体結晶に対して締めつけら
れる。この結果、締めつけ力は閉止された半導体のハウ
ジング内に生じ、締め付は力は締め付は装置（環状のね
じ）から上方の接点ブロック、上方の複合のばね接点、
半導体結晶、下方の複合ばね接点、下方の接点ブロック
及び環状の絶縁物を経て締め付は装置に至る。
本発明によると、半導体クエハに対する複合のばね接点
の締め付けは半だ付けと同様な良好な電気的及び熱的接
続を生じる事が判った。更に、複合のばね接点の多数の
接触点の為、通常の圧縮接続に比し半分の接続押圧力で
良かった。若し、選ばれた半導体素子の接続押圧力が約
２０ＫＮであると、複合のばね接点に対しては半分の接
続押圧力で良・いから製造中接続押圧力は２０℃でＩＩ
ＫＮとなる。適尚な接続押圧力は一５０℃で生じ、３０
ＫＮは１５０℃で生ずる。この値は圧縮接続において用
いられるべき圧縮接続力よりも尚３５チ低い値である。
の締め付けは半だ付けと同様な良好な電気的及び熱的接
続を生じる事が判った。更に、複合のばね接点の多数の
接触点の為、通常の圧縮接続に比し半分の接続押圧力で
良かった。若し、選ばれた半導体素子の接続押圧力が約
２０ＫＮであると、複合のばね接点に対しては半分の接
続押圧力で良・いから製造中接続押圧力は２０℃でＩＩ
ＫＮとなる。適尚な接続押圧力は一５０℃で生じ、３０
ＫＮは１５０℃で生ずる。この値は圧縮接続において用
いられるべき圧縮接続力よりも尚３５チ低い値である。
実際に、力における差はひづみ逃がし要素が加熱されそ
して膨張するがら、３ＫＮ以下であり、その結果長さに
おける小さな変化が複合のばね接点において生じる。
して膨張するがら、３ＫＮ以下であり、その結果長さに
おける小さな変化が複合のばね接点において生じる。
本発明の別の特徴によると、環状の絶縁物はＬ形の断面
をなし、その小さい突出部は放射方向内方にむき、大き
な突出部は軸方向にむいている。
をなし、その小さい突出部は放射方向内方にむき、大き
な突出部は軸方向にむいている。
更に、高さと共に異なった直径を有し、外方にむく接点
ブロックの直径は、Ｌ形絶縁物の小さい突出部によって
形成された内側の直径よシも僅かに小さく、半導体素子
の内方に面する接点ブロックに肩部を有し、Ｌ形絶縁物
或は締め付は装置の対向座に係合する。
ブロックの直径は、Ｌ形絶縁物の小さい突出部によって
形成された内側の直径よシも僅かに小さく、半導体素子
の内方に面する接点ブロックに肩部を有し、Ｌ形絶縁物
或は締め付は装置の対向座に係合する。
本発明の別の特徴によると、特に接点プＯｙりと絶縁物
並びに締めつけ装置との間の係合部、又環状の絶縁物と
締めつけ装置（環状のねじ）との間のねじ部とにおいて
半導体素子を耐ガスもれ構造としている。
並びに締めつけ装置との間の係合部、又環状の絶縁物と
締めつけ装置（環状のねじ）との間のねじ部とにおいて
半導体素子を耐ガスもれ構造としている。
以下本発明の実施例について述べる。
接点は半導体結晶１５、図示においてはサイリスタ、に
対し上下の複合のばね接点によシ両側で形成される。複
合のばね接点１６は多くのばね成分８を有する。下方の
複合のばね接点は中心に明けられた孔１３を有し、この
孔内に軸方向に弾圧されたプツシ為１２が挿入される。
対し上下の複合のばね接点によシ両側で形成される。複
合のばね接点１６は多くのばね成分８を有する。下方の
複合のばね接点は中心に明けられた孔１３を有し、この
孔内に軸方向に弾圧されたプツシ為１２が挿入される。
はね成分８は外方と同様軸方向に弾圧されたプツシ：Ｌ
７によって一体に保持される。
７によって一体に保持される。
下方の接点ブロック１７と上方の接点ブロック３２とは
複合のばね接点１６と材料的接続或は抑圧的接続の何れ
かで電流接続をしている。下方の接点ブロック１７は肩
部１８、内方の孔１７及び陽極接続と押圧的な熱接続の
為の少なくとも１個の外方のねじ孔９とを有する。上方
の接点ブロック３２は肩部２７を設けている。更に、溝
１４が少なくとも接点ブロックの一方、好ましくは下方
の接点ブロック１７に設けられている。
複合のばね接点１６と材料的接続或は抑圧的接続の何れ
かで電流接続をしている。下方の接点ブロック１７は肩
部１８、内方の孔１７及び陽極接続と押圧的な熱接続の
為の少なくとも１個の外方のねじ孔９とを有する。上方
の接点ブロック３２は肩部２７を設けている。更に、溝
１４が少なくとも接点ブロックの一方、好ましくは下方
の接点ブロック１７に設けられている。
下方と上方の複合のばね接点１６は例えばセラミックで
作られた環状の絶縁物２４でクランプされ、この絶縁物
は図示しないリプを設けて外方の沿面路を延ばし、又２
つの肩部１８と２７に対して環状のねじ３３を設けてい
る。この目的の為、絶縁物２４の環状の部分２はその下
方の部分に内方に延びる肩部とその上方に内方のねじ３
６とを有する。環状の部分２の断面はＬ形をなし、長い
周縁が軸方向に延び、短かい周縁は下方の部分で半径方
向内方に向いている。環状のねじ３３の外方のねじ部３
５は内方のねじ３６と係合する。環状のねじ３３の肩部
２８は上方の接点ブロック３２の肩部２２に対し対向座
を形成している。環状のねじ３３は少なくとも２つの外
方にむく孔３４を有し、この孔内に工具を挿入する。
作られた環状の絶縁物２４でクランプされ、この絶縁物
は図示しないリプを設けて外方の沿面路を延ばし、又２
つの肩部１８と２７に対して環状のねじ３３を設けてい
る。この目的の為、絶縁物２４の環状の部分２はその下
方の部分に内方に延びる肩部とその上方に内方のねじ３
６とを有する。環状の部分２の断面はＬ形をなし、長い
周縁が軸方向に延び、短かい周縁は下方の部分で半径方
向内方に向いている。環状のねじ３３の外方のねじ部３
５は内方のねじ３６と係合する。環状のねじ３３の肩部
２８は上方の接点ブロック３２の肩部２２に対し対向座
を形成している。環状のねじ３３は少なくとも２つの外
方にむく孔３４を有し、この孔内に工具を挿入する。
半導体結晶１５のｆ−トに電流接続をする為に、らせん
はね３０の形の小さな圧縮接点３１がある。
はね３０の形の小さな圧縮接点３１がある。
らせんばね３０は導電体２３に接続される。らせんばね
３０は下方の接点ブロック１７の内方の孔１７内に挿入
された小さな絶縁ポット１０によって絶縁され、溝１４
内に挿入されたリード線２３は絶縁スリーブ１９によっ
て絶縁される。リード線２３の端部２２は小さなチ１−
プ２１内に半田付けされる。絶縁物２４内に挿入された
小さなチューブ２１は、外方のデート接続の為詳細には
示してないが、電気的プラグ部２０と一体になっている
。上方の接点ｆａプツシ２に対してなされる陰極接続は
図示しない。
３０は下方の接点ブロック１７の内方の孔１７内に挿入
された小さな絶縁ポット１０によって絶縁され、溝１４
内に挿入されたリード線２３は絶縁スリーブ１９によっ
て絶縁される。リード線２３の端部２２は小さなチ１−
プ２１内に半田付けされる。絶縁物２４内に挿入された
小さなチューブ２１は、外方のデート接続の為詳細には
示してないが、電気的プラグ部２０と一体になっている
。上方の接点ｆａプツシ２に対してなされる陰極接続は
図示しない。
半導体素子の組み立てと接続は次のようにしてなされる
。
。
先づ、下方の接点ブロック１７が絶縁物２４の内側に挿
入される。圧力接点３ノが内方の孔１ノ内に挿入され、
リード線２３のリード端２２が小さなチーープ２１内に
挿入されて半田付けされる。
入される。圧力接点３ノが内方の孔１ノ内に挿入され、
リード線２３のリード端２２が小さなチーープ２１内に
挿入されて半田付けされる。
次いで圧力接点３ノに対する孔を有し、圧力接点３１を
中心に囲む下方の複合ばね接点１６が下方ノ接点ブロッ
ク１７上におかれる。然し乍ら、下方の複合ばね接点１
６は半田付けによって下方の接点ブロック１７に物質的
接続される。次いで導体２３が溝１４内に挿入される。
中心に囲む下方の複合ばね接点１６が下方ノ接点ブロッ
ク１７上におかれる。然し乍ら、下方の複合ばね接点１
６は半田付けによって下方の接点ブロック１７に物質的
接続される。次いで導体２３が溝１４内に挿入される。
その後半導体の結晶１５が下方の複合ばね接点１６上に
おかれ１例えばプラスチックで作られた図示しない絶縁
物によってかこまれる。次いで上方の複合ばね接点１６
と上方の接点ブロック３２がおかれる。これ等２つの構
成部品は実質的に接続された接点（半だ付け）により互
いに中心におかれる。環状のねじ３３が手動でねじ込ま
れ、その肩部２８は上方の接点ブロック３２の肩部２７
に肖接する。かくして上方の接点ブロック３２と組み込
まれた上方の複合接点１６とは中心におかれる。
おかれ１例えばプラスチックで作られた図示しない絶縁
物によってかこまれる。次いで上方の複合ばね接点１６
と上方の接点ブロック３２がおかれる。これ等２つの構
成部品は実質的に接続された接点（半だ付け）により互
いに中心におかれる。環状のねじ３３が手動でねじ込ま
れ、その肩部２８は上方の接点ブロック３２の肩部２７
に肖接する。かくして上方の接点ブロック３２と組み込
まれた上方の複合接点１６とは中心におかれる。
小さい力で組込まれた後半導体索子１は力表示器と共に
プレス下におかれる。半導体素子は絶縁物２４の端面４
上に支持され、圧力が上方の接点ブロック３２の端面２
９を経て伝えられる。接触力は、その値が定格押圧力よ
シも僅かに大きくなる迄締めつけられる環状のねじでゆ
っくシと増加する。設定押圧力と定格押圧力との間の差
の力である過剰の力はねじの遊びと撓み部分とを固める
。
プレス下におかれる。半導体素子は絶縁物２４の端面４
上に支持され、圧力が上方の接点ブロック３２の端面２
９を経て伝えられる。接触力は、その値が定格押圧力よ
シも僅かに大きくなる迄締めつけられる環状のねじでゆ
っくシと増加する。設定押圧力と定格押圧力との間の差
の力である過剰の力はねじの遊びと撓み部分とを固める
。
陽極と陰極との間の半導体結晶１５のフィールドの絶縁
強度を永久に維持する為に半導体素子１の内部の空間３
内の空気は清浄で且乾燥して残っていなければならない
。従って、ガスの漏れないシールが、接点ブロック１７
．３２と絶縁物２４或は環状のねじ３３との間及びねじ
３５と絶縁物２４との間になされる。このシールは肩部
１８゜２７．２８の座になされるのが最も良く、この目
的の為いくつかの手段が施される。熱による動きを吸収
する永久的に弾性のあるシール用コンパクンド５或は２
６が用いられる。例えばアンバースチールのような適宜
のスチールからなる環状のねじ３３をねじ込む前に、ね
じ３５．３６は後から供給されこの点をシールする接着
剤を有する。
強度を永久に維持する為に半導体素子１の内部の空間３
内の空気は清浄で且乾燥して残っていなければならない
。従って、ガスの漏れないシールが、接点ブロック１７
．３２と絶縁物２４或は環状のねじ３３との間及びねじ
３５と絶縁物２４との間になされる。このシールは肩部
１８゜２７．２８の座になされるのが最も良く、この目
的の為いくつかの手段が施される。熱による動きを吸収
する永久的に弾性のあるシール用コンパクンド５或は２
６が用いられる。例えばアンバースチールのような適宜
のスチールからなる環状のねじ３３をねじ込む前に、ね
じ３５．３６は後から供給されこの点をシールする接着
剤を有する。
絶縁物２４を締めつける他の構造も考えられる。
ガス廂れ防止は既に示されたような異なった手段でなさ
れる。例えば、薄いアルミニ為−ムの円板を挿入して肩
部１８、２７．２８を熱圧着する事が考えられる。
れる。例えば、薄いアルミニ為−ムの円板を挿入して肩
部１８、２７．２８を熱圧着する事が考えられる。
複合のばね接点１６は、多数の矢じシ形に打ち抜かれ九
金属片をらせん状にまいた後、半導体結晶に面する側の
連結部を取シ除くと多数のばね片が形成される。又複合
のばね接点１６は軸方向にまかれた多数の単一のワイヤ
よりなる。
金属片をらせん状にまいた後、半導体結晶に面する側の
連結部を取シ除くと多数のばね片が形成される。又複合
のばね接点１６は軸方向にまかれた多数の単一のワイヤ
よりなる。
図面は本発明半導体素子の断面図である。
１５・・・半導体結晶、１６・・・複合のばね接点。
Claims (9)
- （１）導電性のベースプレート、導電性のカバープレー
ト及び環状の絶縁物よりなるハウジングを有し、ベース
プレート、半導体の結晶とカバープレート間の電気的接
触は夫々複合のばね接点でなされるものであって、複合
のばね接点１６は半導体結晶１５に対して機械的に締め
つけられ、複合のばね接点は熱負荷の作用中軸方向と放
射方向の両方の弾性を生ずる電力用半導体素子。 - （２）締めつけ装置は環状の絶縁物２４に係合し、接点
ブロック１７、３２として構成されているベースプレー
トとカバープレートとを互いに押圧し、その結果複合の
ばね接点１６は半導体結晶１５に対し特別の圧縮力で締
めつけられる請求項１記載の電力用半導体素子。 - （３）環状の絶縁物はＬ形の断面を有し、小さい突出部
は放射方向内側にむき、大きい突出部は軸方向にむいて
いる請求項２記載の電力用半導体素子。 - （４）各接点ブロック１７、３２は高さと共に異なる直
径を有し、外方にむく接点ブロック側の直径は、Ｌ形の
絶縁物２４の小さい突出部によって形成された内側の直
径よりも僅かに小さく、肩部１８、２７が半導体素子側
にむく接点ブロック１７、３２に設けられ、Ｌ形の絶縁
物２４と締めつけ装置の対向座に係合している請求項３
記載の電力用半導体素子。 - （５）締めつけ装置は環状のねじ３３として構成され、
環状の絶縁物２４のねじ部に係合する請求項１乃至４の
何れか１項記載の電力用半導体素子。 - （６）永久に弾性のあるシール用コンパウンド５、２６
が接点ブロック１７と絶縁物２４との間又は締めつけ装
置との間に挿入される請求項１乃至５の何れか１項記載
の電力用半導体素子。 - （７）１時間遅れで供給される接着剤が絶縁物２４と環
状のねじ３３との間のねじ部３５、３６に挿入される請
求項５記載の電力用半導体素子。 - （８）複合のばね接点１６は各々は角度をもっている多
数のばね脚よりなる請求項１乃至７の何れか１項記載の
電力用半導体素子。 - （９）複合のばね接点１６は軸方向にまかれた多数の単
一のワイヤよりなる請求項１乃至７の何れか１項記載の
電力用半導体素子。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3732584 | 1987-09-28 | ||
| DE3732584.1 | 1987-09-28 | ||
| DE19883826820 DE3826820A1 (de) | 1987-09-28 | 1988-08-06 | Leistungshalbleiterelement |
| DE3826820.5 | 1988-08-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01128437A true JPH01128437A (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=25860213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63243736A Pending JPH01128437A (ja) | 1987-09-28 | 1988-09-28 | 電力用半導体素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0309894A3 (ja) |
| JP (1) | JPH01128437A (ja) |
| CN (1) | CN1032471A (ja) |
| DE (1) | DE3826820A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
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| DE102005055713B4 (de) * | 2005-11-23 | 2011-11-17 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | Leistungshalbleitermodul mit Anschlusselementen |
| DE102006034964B3 (de) * | 2006-07-28 | 2007-09-06 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | Anordnung mit einem Leistungshalbleiterbauelement und mit einer Kontakteinrichtung |
| CN102082132B (zh) * | 2010-11-03 | 2015-11-11 | 北京航天万方科技有限公司 | 一种大功率半导体模块 |
| CN103579165B (zh) * | 2013-11-04 | 2016-08-31 | 国家电网公司 | 一种全压接式功率器件 |
| CN104362141B (zh) * | 2014-11-26 | 2017-06-23 | 国家电网公司 | 一种大功率压接型igbt模块 |
| CN105895452B (zh) * | 2016-05-27 | 2017-11-10 | 浙江英洛华新能源科技有限公司 | 密封型高压直流继电器 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2855493A1 (de) * | 1978-12-22 | 1980-07-03 | Bbc Brown Boveri & Cie | Leistungs-halbleiterbauelement |
| DE2942401C2 (de) * | 1979-10-19 | 1984-09-06 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Halbleiterbauelement mit mehreren Halbleiterkörpern |
| DE3308720A1 (de) * | 1983-03-11 | 1984-09-13 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Halbleiterbauelement mit scheibenfoermigem gehaeuse |
| JPS60150670A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-08 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPS61134067A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置 |
| JPS61208873A (ja) * | 1985-03-13 | 1986-09-17 | Res Dev Corp Of Japan | 圧接構造型両面ゲ−ト静電誘導サイリスタ |
| US4829364A (en) * | 1985-11-29 | 1989-05-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
-
1988
- 1988-08-06 DE DE19883826820 patent/DE3826820A1/de not_active Withdrawn
- 1988-09-22 EP EP19880115524 patent/EP0309894A3/de not_active Withdrawn
- 1988-09-27 CN CN88109038A patent/CN1032471A/zh active Pending
- 1988-09-28 JP JP63243736A patent/JPH01128437A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0309894A2 (de) | 1989-04-05 |
| EP0309894A3 (de) | 1990-09-26 |
| DE3826820A1 (de) | 1989-04-06 |
| CN1032471A (zh) | 1989-04-19 |
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