JPH01201942A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01201942A JPH01201942A JP2602188A JP2602188A JPH01201942A JP H01201942 A JPH01201942 A JP H01201942A JP 2602188 A JP2602188 A JP 2602188A JP 2602188 A JP2602188 A JP 2602188A JP H01201942 A JPH01201942 A JP H01201942A
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子の電極面に端子、冷却部材が圧接さ
れてなる半導体装置に関し、特に端子と冷却部材とを絶
縁する絶縁板に関するものである。
れてなる半導体装置に関し、特に端子と冷却部材とを絶
縁する絶縁板に関するものである。
一般に、大電力用のダイオード、サイリスタ等の半導体
素子を使用する半導体装置においては、半導体素子が動
作することによって発生する熱を放熱させる放熱手段を
備えたものが多い。第３図はこの種放熱手段を備えた半
導体装置の一部を冷却部材を断面して示す側面図で、同
図において、１は半導体素子、２はこの半導体素子１の
主電極面１ａと外部装置（図示せず）とを接続するため
の電流端子で、一方の側面が半導体素子１の主電極面１
ａに対接し、他方の側面が冷却片３に対接されている。
素子を使用する半導体装置においては、半導体素子が動
作することによって発生する熱を放熱させる放熱手段を
備えたものが多い。第３図はこの種放熱手段を備えた半
導体装置の一部を冷却部材を断面して示す側面図で、同
図において、１は半導体素子、２はこの半導体素子１の
主電極面１ａと外部装置（図示せず）とを接続するため
の電流端子で、一方の側面が半導体素子１の主電極面１
ａに対接し、他方の側面が冷却片３に対接されている。
この冷却片３は銅等の熱伝導性の良い金属によって形成
され、内部には一側部から他側部に向かって開口された
冷却水（図示せず）の流路４が形成されておシ、両側部
の開口部分には黄銅等の金属からなるホースニップル５
が接続されている。なお、前記電流端子２および冷却片
３は半導体素子１の表、裏面側にそれぞれ配置されてい
る。６は半導体素子１の表、裏面側に配置されたそれぞ
れの冷却片３のホースニップル５，５を接続させるため
の配管ホースで、この配管ホース６はゴム等の絶縁物に
よって形成されている。
され、内部には一側部から他側部に向かって開口された
冷却水（図示せず）の流路４が形成されておシ、両側部
の開口部分には黄銅等の金属からなるホースニップル５
が接続されている。なお、前記電流端子２および冷却片
３は半導体素子１の表、裏面側にそれぞれ配置されてい
る。６は半導体素子１の表、裏面側に配置されたそれぞ
れの冷却片３のホースニップル５，５を接続させるため
の配管ホースで、この配管ホース６はゴム等の絶縁物に
よって形成されている。
７は前記冷却片３，３と電流端子２，２を半導体素子１
の両生電極面１ｍ 、 １ｍに順次圧接させる加圧構造
部材（図示せず）を電気的に絶縁するための絶縁座で、
絶縁材によって形成されている。すなわち、この種半導
体装置においては、半導体素子１に電流端子２、冷却片
３および絶縁座Ｉを順次接触させ、この状態で加圧構造
部材（図示せず）により図中矢印Ｆ方向に絶縁座７を押
圧させることによって、半導体素子１が電流端子２、冷
却片３および絶縁座７によって挾持されることになう、
半導体素子１ばその熱が電流端子２を介して冷却片３に
伝導され冷却されることになる。
の両生電極面１ｍ 、 １ｍに順次圧接させる加圧構造
部材（図示せず）を電気的に絶縁するための絶縁座で、
絶縁材によって形成されている。すなわち、この種半導
体装置においては、半導体素子１に電流端子２、冷却片
３および絶縁座Ｉを順次接触させ、この状態で加圧構造
部材（図示せず）により図中矢印Ｆ方向に絶縁座７を押
圧させることによって、半導体素子１が電流端子２、冷
却片３および絶縁座７によって挾持されることになう、
半導体素子１ばその熱が電流端子２を介して冷却片３に
伝導され冷却されることになる。
このように構成された半導体装置においては、各冷却片
３の流路４が帯電するため、半導体素子１０両主電極面
１ａ 、１ａにかかる電圧がそのまま配管ホース６およ
び内部の冷却水にも印加されることになる。この際、冷
却水の比抵抗が小さいと多くの漏洩電流が冷却水を介し
て各冷却片３に流れ、感電のおそれがあるばかシか、特
に直流電圧が印加される場合には、その電位差と前記漏
洩電流によってホースニップル５が電流腐食により溶解
、損耗することがあシ、短期間で配管ホース６の接続が
不可能になり、水漏れ等が発生し短絡事故が発生するこ
ともある。このため、この種半導体装置においては冷却
水に比抵抗の大きい純水を使用していた。ところが、こ
の純水の確保ならびに水質の管理に多大の労力を費すた
め、純水を使用せずに水冷できる半導体装量が発明され
た。
３の流路４が帯電するため、半導体素子１０両主電極面
１ａ 、１ａにかかる電圧がそのまま配管ホース６およ
び内部の冷却水にも印加されることになる。この際、冷
却水の比抵抗が小さいと多くの漏洩電流が冷却水を介し
て各冷却片３に流れ、感電のおそれがあるばかシか、特
に直流電圧が印加される場合には、その電位差と前記漏
洩電流によってホースニップル５が電流腐食により溶解
、損耗することがあシ、短期間で配管ホース６の接続が
不可能になり、水漏れ等が発生し短絡事故が発生するこ
ともある。このため、この種半導体装置においては冷却
水に比抵抗の大きい純水を使用していた。ところが、こ
の純水の確保ならびに水質の管理に多大の労力を費すた
め、純水を使用せずに水冷できる半導体装量が発明され
た。
第４図は純水を使用せずに半導体素子を水冷する構造の
半導体装置を冷却部材を断面して示す側面図で、この半
導体装置は電流端子２と冷却片３との間に絶縁板８が介
装されている。この絶縁板８はアルミナ、ベリリア、窒
化アルミニウム等の熱伝導性の良好な絶縁材によって形
成されておシ、一般に０．５ ｍ〜１５酊程度の厚みを
もって形成されている。この半導体装置の場合、半導体
素子１が発する熱は電流端子２、絶縁板８および冷却片
３を経て流路４を流れる冷却水に伝達吸収されることに
なシ、電流端子２に電圧が印加されても冷却片３は電気
的に絶縁されることになる。
半導体装置を冷却部材を断面して示す側面図で、この半
導体装置は電流端子２と冷却片３との間に絶縁板８が介
装されている。この絶縁板８はアルミナ、ベリリア、窒
化アルミニウム等の熱伝導性の良好な絶縁材によって形
成されておシ、一般に０．５ ｍ〜１５酊程度の厚みを
もって形成されている。この半導体装置の場合、半導体
素子１が発する熱は電流端子２、絶縁板８および冷却片
３を経て流路４を流れる冷却水に伝達吸収されることに
なシ、電流端子２に電圧が印加されても冷却片３は電気
的に絶縁されることになる。
しかるに、このように構成された半導体装置においては
、絶縁板８が電流端子２と同様に圧接されることによっ
て保持されているだけであるから、電流端子２および冷
却片３に密着されにくい。このため、電流端子２と絶縁
板８および絶縁板８と冷却片３との間に生じる接触熱抵
抗によって冷却性能が低下し、半導体素子１の定格特性
が十分に発揮されないという問題があった。
、絶縁板８が電流端子２と同様に圧接されることによっ
て保持されているだけであるから、電流端子２および冷
却片３に密着されにくい。このため、電流端子２と絶縁
板８および絶縁板８と冷却片３との間に生じる接触熱抵
抗によって冷却性能が低下し、半導体素子１の定格特性
が十分に発揮されないという問題があった。
本発明に係る半導体装置は絶縁板の少なくとも一方の圧
接面に、この絶縁板と対接する部材に半田によって密着
されるメタライズ層を形成したことを特徴とする半導体
装置。
接面に、この絶縁板と対接する部材に半田によって密着
されるメタライズ層を形成したことを特徴とする半導体
装置。
メタライズ層とこのメタライズ層に対接する部材とを半
田付けすることによって、絶縁板が密着され、接触熱抵
抗が小さくなる。
田付けすることによって、絶縁板が密着され、接触熱抵
抗が小さくなる。
以下、その構成等を図に示す実施例にょシ詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る半導体装置を要部を断面して示す
側面図、第２図は絶縁板を示し、同図（、）は平面図、
（ｂ）は（、）図中Ｉ−Ｉ線断面図である。これらの図
において前記従来例で説明したものと同一もしくは同等
部材については同一符号を付し、ここにおいて詳細な説
明は省略する。これらの図において、１１は絶縁板で、
この絶縁板１１はアルミナ、ベリリアあるいは窒化アル
ミニウム等の熱伝導性の良い電気絶縁材料によって形成
され、表、裏面にはモリブデン−マンガンからなるメタ
ライズ層１１ａが焼成されている。また、この絶縁板１
１は、メタライズ層１１ａと電流端子２．冷却片３とを
それぞれ半田付けすることによって電流端子２と冷却片
３との間に固着されている。すなわち、この絶縁板１１
を半田付けするには、メタライズ層１１ａが表、裏画面
に形成された絶縁板１１を電流端子２と冷却片３との間
に介装し、かつメタライズ層１１ａと電流端子２．冷却
片３との間に半田箔（図示せず）を挿入する。そして、
この半田を加熱溶融させた後、冷却させることによって
行なわれる。
側面図、第２図は絶縁板を示し、同図（、）は平面図、
（ｂ）は（、）図中Ｉ−Ｉ線断面図である。これらの図
において前記従来例で説明したものと同一もしくは同等
部材については同一符号を付し、ここにおいて詳細な説
明は省略する。これらの図において、１１は絶縁板で、
この絶縁板１１はアルミナ、ベリリアあるいは窒化アル
ミニウム等の熱伝導性の良い電気絶縁材料によって形成
され、表、裏面にはモリブデン−マンガンからなるメタ
ライズ層１１ａが焼成されている。また、この絶縁板１
１は、メタライズ層１１ａと電流端子２．冷却片３とを
それぞれ半田付けすることによって電流端子２と冷却片
３との間に固着されている。すなわち、この絶縁板１１
を半田付けするには、メタライズ層１１ａが表、裏画面
に形成された絶縁板１１を電流端子２と冷却片３との間
に介装し、かつメタライズ層１１ａと電流端子２．冷却
片３との間に半田箔（図示せず）を挿入する。そして、
この半田を加熱溶融させた後、冷却させることによって
行なわれる。
１２は前記電流端子２、絶縁板１１および冷却片３を押
圧し、半導体素子１を挾持させるための加圧構造部材で
、この加圧構造部材１２は、金属弾性体からなシ冷却片
３と対接する押え板１２ａ。
圧し、半導体素子１を挾持させるための加圧構造部材で
、この加圧構造部材１２は、金属弾性体からなシ冷却片
３と対接する押え板１２ａ。
１２ａと、これら押え板１２ａ 、 １２ａを連結する
締付ボルト１２ｂと、ナツト１２ｅとから構成されてい
る。
締付ボルト１２ｂと、ナツト１２ｅとから構成されてい
る。
すなわち、前記加圧構造部材１２によシ半導体素子１お
よび他の各部材が一定の圧接力によって加圧保持される
ことになる。
よび他の各部材が一定の圧接力によって加圧保持される
ことになる。
このように構成された半導体装置を動作させると、半導
体素子１が発する熱はその両生電極面１ａ、１ａからそ
れぞれ電流端子２、絶縁板１１および冷却片３を経て流
路４を流れる冷却水に伝達吸収されることになる。
体素子１が発する熱はその両生電極面１ａ、１ａからそ
れぞれ電流端子２、絶縁板１１および冷却片３を経て流
路４を流れる冷却水に伝達吸収されることになる。
したがって、絶縁板１１にメタライズ層１１ａを形成し
、メタライズ層１１ａと対接する電流端子２および冷却
片３に絶縁板１１を半田付けすることによって、絶縁板
１１が電流端子２および冷却片３に密着されることにな
シ、接触熱抵抗を小さくすることができる。
、メタライズ層１１ａと対接する電流端子２および冷却
片３に絶縁板１１を半田付けすることによって、絶縁板
１１が電流端子２および冷却片３に密着されることにな
シ、接触熱抵抗を小さくすることができる。
なお、前記実施例においてはメタライズ層１１ａが絶縁
板１１の表、裏画面に形成された例を示したが、いずれ
か一方の面に形成し、その面と対接する部材と半田付け
しても接触熱抵抗を小さくすることができる。また、前
記実施例に示した半導体装置は半導体素子１を１個だけ
使用し、半導体素子１の表、裏面側に各々冷却片３が配
置されたものを示したが、本発明はこのような限定にと
られれることなく、半導体素子が複数個並設されたもの
や、冷却片が半導体素子の片面側のみに配置された半導
体装置であってもよく、さらに、風冷式あるいは自冷式
等の任意の冷却方式による半導体装置に適用しても同等
な効果が得られる。
板１１の表、裏画面に形成された例を示したが、いずれ
か一方の面に形成し、その面と対接する部材と半田付け
しても接触熱抵抗を小さくすることができる。また、前
記実施例に示した半導体装置は半導体素子１を１個だけ
使用し、半導体素子１の表、裏面側に各々冷却片３が配
置されたものを示したが、本発明はこのような限定にと
られれることなく、半導体素子が複数個並設されたもの
や、冷却片が半導体素子の片面側のみに配置された半導
体装置であってもよく、さらに、風冷式あるいは自冷式
等の任意の冷却方式による半導体装置に適用しても同等
な効果が得られる。
以上説明したように本発明によれば、絶縁板の少なくと
も一方の圧接面に、この絶縁板と対接する部材に半田に
よって密着されるメタライズ層を形成したため、メタラ
イズ層とこのメタライズ層に対接する部材とを半田付け
することによって、絶縁板が密着され、接触熱抵抗が小
さくなる。したがって、冷却性能が向上し、半導体素子
の定格特性を十分に発揮させることができる。
も一方の圧接面に、この絶縁板と対接する部材に半田に
よって密着されるメタライズ層を形成したため、メタラ
イズ層とこのメタライズ層に対接する部材とを半田付け
することによって、絶縁板が密着され、接触熱抵抗が小
さくなる。したがって、冷却性能が向上し、半導体素子
の定格特性を十分に発揮させることができる。
第１図は本発明に係る半導体装置を要部を断面して示す
側面図、第２図は絶縁板を示し、同図（、）は平面図、
（ｂ）は（、）図中Ｉ−Ｉ線断面図、第３図および第４
図は従来の半導体装置の一部を冷却部材を断面して示す
側面図である。 １・・・・半導体素子、１ａ・・・・主電極面、２・・
・・電流端子、３・・・・冷却片、１１・・・・絶縁板
、１１ａ・・−・メタライズ層。
側面図、第２図は絶縁板を示し、同図（、）は平面図、
（ｂ）は（、）図中Ｉ−Ｉ線断面図、第３図および第４
図は従来の半導体装置の一部を冷却部材を断面して示す
側面図である。 １・・・・半導体素子、１ａ・・・・主電極面、２・・
・・電流端子、３・・・・冷却片、１１・・・・絶縁板
、１１ａ・・−・メタライズ層。
Claims (1)
- 半導体素子の電極面に端子、絶縁板および冷却部材が
順次圧接されてなる半導体装置において、前記絶縁板の
少なくとも一方の圧接面に、この絶縁板と対接する部材
に半田によつて密着されるメタライズ層を形成したこと
を特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2602188A JPH01201942A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2602188A JPH01201942A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201942A true JPH01201942A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12182048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2602188A Pending JPH01201942A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201942A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308245A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Denso Corp | 冷媒冷却型両面冷却半導体装置 |
| EP1148547A3 (en) * | 2000-04-19 | 2005-06-15 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| DE102004014911B4 (de) * | 2003-03-26 | 2011-06-16 | Denso Corporation, Kariya-City | Zweiseitig kühlendes Halbleitermodul |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP2602188A patent/JPH01201942A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1148547A3 (en) * | 2000-04-19 | 2005-06-15 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US7106592B2 (en) | 2000-04-19 | 2006-09-12 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US7248478B2 (en) | 2000-04-19 | 2007-07-24 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| US7250674B2 (en) | 2000-04-19 | 2007-07-31 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| EP1742265A3 (en) * | 2000-04-19 | 2011-02-16 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| EP2234154A3 (en) * | 2000-04-19 | 2011-02-16 | Denso Corporation | Coolant cooled type semiconductor device |
| JP2001308245A (ja) * | 2000-04-25 | 2001-11-02 | Denso Corp | 冷媒冷却型両面冷却半導体装置 |
| DE102004014911B4 (de) * | 2003-03-26 | 2011-06-16 | Denso Corporation, Kariya-City | Zweiseitig kühlendes Halbleitermodul |
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