JPH01258434A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01258434A JPH01258434A JP8510388A JP8510388A JPH01258434A JP H01258434 A JPH01258434 A JP H01258434A JP 8510388 A JP8510388 A JP 8510388A JP 8510388 A JP8510388 A JP 8510388A JP H01258434 A JPH01258434 A JP H01258434A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
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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】
〔産業上の利用分野〕
・本発明は半導体装置に係り、特に半導体素子と加圧電
極が加圧接触されるものにおいて、半導体素子と加圧電
極の機械的な面圧力分布をほぼ均一にするのに好適な構
造の半導体装置に関する。
極が加圧接触されるものにおいて、半導体素子と加圧電
極の機械的な面圧力分布をほぼ均一にするのに好適な構
造の半導体装置に関する。
加圧接触形半導体装置は、少なくとも所定のｐｎ接合を
有する半導体基体を具備する半導体素子の一対の主表面
に、電極および冷却体としての作用を兼ねる加圧電極を
加圧接触させた構造を有する。従来の加圧接触形半導体
装置を第６図に示す（特開昭６２−１０９３２７号公報
）。第６図において、半導体素子１は、少なくとも１つ
のｐｎ接合が内部に形成された円板状の半導体基体１１
と、これを機械的な破損から保護するために半導体基体
１１の一面に接着した円板状の支持電極板１２とから構
成されている。半導体基体１１はシリコン。
有する半導体基体を具備する半導体素子の一対の主表面
に、電極および冷却体としての作用を兼ねる加圧電極を
加圧接触させた構造を有する。従来の加圧接触形半導体
装置を第６図に示す（特開昭６２−１０９３２７号公報
）。第６図において、半導体素子１は、少なくとも１つ
のｐｎ接合が内部に形成された円板状の半導体基体１１
と、これを機械的な破損から保護するために半導体基体
１１の一面に接着した円板状の支持電極板１２とから構
成されている。半導体基体１１はシリコン。
ゲルマニウムが、支持電極板１２は半導体基体１１と熱
膨張係数の近いタングステン、モリブデン等が広く用い
られている。また、半導体基体］１の他面（上側面）の
所定箇所には例えばアルミニウムの電極膜（図示せず）
が低抵抗接触されている。
膨張係数の近いタングステン、モリブデン等が広く用い
られている。また、半導体基体］１の他面（上側面）の
所定箇所には例えばアルミニウムの電極膜（図示せず）
が低抵抗接触されている。
半導体素子１の支持電極板１２及び電極膜に対して一対
の加圧電極２，３が固着されることなく可滑動状態で圧
接されている。この加圧電極２゜３は電気的、熱的に抵
抗の小さな部材が好ましく、例えば銅等が広く用いられ
ている。支持電極板１２が省略されて、代りに、低抵抗
接触された金属膜に加圧電極２が圧接されることもある
。
の加圧電極２，３が固着されることなく可滑動状態で圧
接されている。この加圧電極２゜３は電気的、熱的に抵
抗の小さな部材が好ましく、例えば銅等が広く用いられ
ている。支持電極板１２が省略されて、代りに、低抵抗
接触された金属膜に加圧電極２が圧接されることもある
。
加圧電極３の半導体素子１と接する円形状の圧接面３１
の外径寸法は、半導体素子１の外径寸法より小でありま
た加圧電極３の圧接面とは反対側の円形状の加圧面３２
の外径寸法よりも小であることより、使用状態で加圧電
極３，４に外部から軸方向に圧接力が加えられると、加
圧電極３，４と半導体素子１との圧接面の面圧力分布が
不均一となり、特に加圧電極３の側面が自由表面となっ
ている圧接面の角部（第６図のＡ部）には第７図に示す
ように大きな面圧力が発生する。半導体素子１と加圧電
極２についても同様な問題が存在する。
の外径寸法は、半導体素子１の外径寸法より小でありま
た加圧電極３の圧接面とは反対側の円形状の加圧面３２
の外径寸法よりも小であることより、使用状態で加圧電
極３，４に外部から軸方向に圧接力が加えられると、加
圧電極３，４と半導体素子１との圧接面の面圧力分布が
不均一となり、特に加圧電極３の側面が自由表面となっ
ている圧接面の角部（第６図のＡ部）には第７図に示す
ように大きな面圧力が発生する。半導体素子１と加圧電
極２についても同様な問題が存在する。
上述のように圧接面に不均一な力が作用すると。
電気的、熱的抵抗の不均一が生じるために電流集中を起
こしたり、また、圧接面角部の大きな面圧力により、脆
性材料からなっている半導体素子が破損するという想念
がある等、電気的及び機械的特性に悪影響がある。尚、
第６図において、４は加圧電極２と半導体素子１との外
周側に装着され両者の位置関係を保持するための絶縁リ
ング、５及び６は加圧電極２及び３の側周面に固着され
たフランジ、７は両端に金属リング７１．７２を固着し
た絶縁筒で、絶縁筒７の金属リング７１゜７２をフラン
ジ５，６に溶着して加圧電極２，３、フランジ５，６、
金属リング７１．７２及び絶縁筒７からなる半導体素子
１を気密に収納するパッケージが構成される。
こしたり、また、圧接面角部の大きな面圧力により、脆
性材料からなっている半導体素子が破損するという想念
がある等、電気的及び機械的特性に悪影響がある。尚、
第６図において、４は加圧電極２と半導体素子１との外
周側に装着され両者の位置関係を保持するための絶縁リ
ング、５及び６は加圧電極２及び３の側周面に固着され
たフランジ、７は両端に金属リング７１．７２を固着し
た絶縁筒で、絶縁筒７の金属リング７１゜７２をフラン
ジ５，６に溶着して加圧電極２，３、フランジ５，６、
金属リング７１．７２及び絶縁筒７からなる半導体素子
１を気密に収納するパッケージが構成される。
本発明の目的は上述した加電極と半導体素子との圧接面
の境界即ち圧接面角部に大きな面圧力が生じるという欠
点を解決して、圧接面の面圧力分布がほぼ均一となる構
造の半導体装置を提供することにある。
の境界即ち圧接面角部に大きな面圧力が生じるという欠
点を解決して、圧接面の面圧力分布がほぼ均一となる構
造の半導体装置を提供することにある。
上述の目的を奏する本発明半導体装置の特徴とするとこ
ろは、半導体素子の加圧する加圧電極の加圧面の径を半
導体素子の加圧される面の径より小さくした点にある。
ろは、半導体素子の加圧する加圧電極の加圧面の径を半
導体素子の加圧される面の径より小さくした点にある。
具体的には、加圧電極の半導体素子に対向する側の面の
径を反対側に位置する面の径より大きくするか、または
加圧電極と半導体素子との間に加圧電極の半導体素子側
とは反対側の面の径より大きい径を有する中間緩衝板を
介させることによって本発明の目的を達成するものであ
る。
径を反対側に位置する面の径より大きくするか、または
加圧電極と半導体素子との間に加圧電極の半導体素子側
とは反対側の面の径より大きい径を有する中間緩衝板を
介させることによって本発明の目的を達成するものであ
る。
かかる構成の半導体装置によれば、外部から軸方向に圧
接力が加えられると加圧電極と半導体素子の圧接面の面
圧分布が均一となり、電気的、熱的抵抗が均一になり、
それによって面圧力の大きいところで生じやすい局部的
な電流集中や半導体素子の機械的な破壊を未然に防ぐこ
とができる。
接力が加えられると加圧電極と半導体素子の圧接面の面
圧分布が均一となり、電気的、熱的抵抗が均一になり、
それによって面圧力の大きいところで生じやすい局部的
な電流集中や半導体素子の機械的な破壊を未然に防ぐこ
とができる。
以下、本発明半導体装置を一実施例として示した第１図
により説明する。第１図は第６図に示したものと同一物
、相当物には同一符号をつけている。
により説明する。第１図は第６図に示したものと同一物
、相当物には同一符号をつけている。
第１図に示す従来例と異なっているところは、加圧電極
２，３の半導体素子１に対向接触する側の圧接面２１．
３１の径が、半導体素子１側とは反対側に位置する加圧
面２２．３２の径より大きくなっていることにある。
２，３の半導体素子１に対向接触する側の圧接面２１．
３１の径が、半導体素子１側とは反対側に位置する加圧
面２２．３２の径より大きくなっていることにある。
加圧電極に外部かね軸方向に圧接力が加えられると、力
は加圧電極２，３のＢ部で半導体素子１に向って広がっ
て伝わり、これによって圧接面２１．３１と加圧電極２
，３の自由表面となっている側周面との角部では応力集
中を起こさず、第２図に示すように圧接面２１．３１の
全域において圧接力は平均化している。従って、半導体
素子１では圧接力の不均一化に伴う電気抵抗：熱抵抗の
差はなく、電流集中を起こしたり、特性に悪影響を受け
ることはない。また、応力集中による半導体素子１の破
損といった事故も解消されている。
は加圧電極２，３のＢ部で半導体素子１に向って広がっ
て伝わり、これによって圧接面２１．３１と加圧電極２
，３の自由表面となっている側周面との角部では応力集
中を起こさず、第２図に示すように圧接面２１．３１の
全域において圧接力は平均化している。従って、半導体
素子１では圧接力の不均一化に伴う電気抵抗：熱抵抗の
差はなく、電流集中を起こしたり、特性に悪影響を受け
ることはない。また、応力集中による半導体素子１の破
損といった事故も解消されている。
この実施例における加圧電極２，３は、半導体素子１側
に位置するヘッダー部２３．３３と、それからヘッダー
面に対して直角方向、に延びる柱状部２４．３４とから
構成されているが、ヘッダー部の径と柱状部の半径の差
はヘッダー部の厚さと等しいかそれより大きくなってい
る。
に位置するヘッダー部２３．３３と、それからヘッダー
面に対して直角方向、に延びる柱状部２４．３４とから
構成されているが、ヘッダー部の径と柱状部の半径の差
はヘッダー部の厚さと等しいかそれより大きくなってい
る。
第３図は、加圧電極３を円錐台形状にした他の実施例で
ある。この場合、側周面は圧接面３１に対し４５°また
はそれ以下となっている。
ある。この場合、側周面は圧接面３１に対し４５°また
はそれ以下となっている。
第４図は本発明の更に他の実施例を示している。
第１図に示したものと同一物・相当物には同一符号を付
けである。この実施例では加圧電極２，３の自由表面と
なっている側周面の半導体素子１との圧接面２１．３１
に近いところに、圧接面２１゜３１の輪郭に沿って面圧
緩和溝２５．３５が設けられている。この場合加圧電極
２，３の外側外径寸法（Ｉａ、 Ｑｃを面圧緩和溝２５
．３５部分の内径寸法Ｑｂ、ａｍと等しいかまたは小さ
くすることによって圧接面の面圧分布を均一にすること
ができ、本発明による効果が得られる。尚、この実施例
の半導体素子１は半導体基体のみから構成されている場
合を示したが、支持電極板を接着してもよい。
けである。この実施例では加圧電極２，３の自由表面と
なっている側周面の半導体素子１との圧接面２１．３１
に近いところに、圧接面２１゜３１の輪郭に沿って面圧
緩和溝２５．３５が設けられている。この場合加圧電極
２，３の外側外径寸法（Ｉａ、 Ｑｃを面圧緩和溝２５
．３５部分の内径寸法Ｑｂ、ａｍと等しいかまたは小さ
くすることによって圧接面の面圧分布を均一にすること
ができ、本発明による効果が得られる。尚、この実施例
の半導体素子１は半導体基体のみから構成されている場
合を示したが、支持電極板を接着してもよい。
第５図は更に異なる実施例で、第１図と相違する点は加
圧電極３と半導体素子１との間に加圧電極３の加圧面３
２より径の大きいタングステン又はモノブデンからなる
中間緩衝板８を介在させた点にある。
圧電極３と半導体素子１との間に加圧電極３の加圧面３
２より径の大きいタングステン又はモノブデンからなる
中間緩衝板８を介在させた点にある。
以上は、本発明を代表的な実施例により説明したが、本
発明はその技術思想の範囲内で種々の変形が可能である
。
発明はその技術思想の範囲内で種々の変形が可能である
。
本発明によれば、加圧接触形半導体装置の加圧電極の半
導体素子側の圧接面よりそれとは反対側の加圧面の径を
小さくすることにより、半導体素子と加圧電極の圧接面
の血圧力をほぼ均一とすることができ、これにより、圧
接面における電気的。
導体素子側の圧接面よりそれとは反対側の加圧面の径を
小さくすることにより、半導体素子と加圧電極の圧接面
の血圧力をほぼ均一とすることができ、これにより、圧
接面における電気的。
熱的抵抗が均一となるので、電気的特性が良くなり、さ
らに、大きい力が半導体素子に作用しなくなるので、も
ろい材料からなる半導体素子の破損という機械強度的な
問題も解消できるので、信頼性が高く、かつ長寿命化が
図れる半導体装置を得ることができる。
らに、大きい力が半導体素子に作用しなくなるので、も
ろい材料からなる半導体素子の破損という機械強度的な
問題も解消できるので、信頼性が高く、かつ長寿命化が
図れる半導体装置を得ることができる。
第１図は本発明半導体装置の一実施例を示す縦断面図、
第２図は第１図の実施例における加圧電極と半導体素子
との圧接部の面圧力分布図、第３図は加圧電極の異なる
実施例を示す縦断面図、第４図及び第５図は本発明の更
に他の実施例を示す縦断面図、第６図は従来の半導体装
置を示す縦断面図、第７図は従来装置の加圧電極と半導
体素子との圧接部の面圧力分布図である。 １ 半導体素子、２，３・・・加圧電極、２１．３１高
１図 第牛図 期５日
第２図は第１図の実施例における加圧電極と半導体素子
との圧接部の面圧力分布図、第３図は加圧電極の異なる
実施例を示す縦断面図、第４図及び第５図は本発明の更
に他の実施例を示す縦断面図、第６図は従来の半導体装
置を示す縦断面図、第７図は従来装置の加圧電極と半導
体素子との圧接部の面圧力分布図である。 １ 半導体素子、２，３・・・加圧電極、２１．３１高
１図 第牛図 期５日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円板状を有する半導体素子の一方の主表面に加圧接
触される加圧電極の半導体素子側の円形状の圧接面が半
導体素子の一方の主表面より小さい半導体装置において
、加圧電極の圧接面の径が該加圧電極の反対側の円形状
の加圧面の径より大きいことを特徴とする半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記半導体素子が
、円板状を有し一対の主表面間に所定のｐｎ接合を有す
る半導体基体と、その他方の主表面に固着され半導体基
体に熱膨張係数が近似した材料よりなる支持電極板とか
ら構成されていることを特徴とする半導体装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記加圧電極の側
周面に周方向に延びる面圧緩和溝が設けられていること
を特徴とする半導体装置。 ４、円板状を有する半導体素子の一方の主表面に加圧接
触される加圧電極の半導体素子側の円形状の圧接面が半
導体素子の一方の主表面より小さい半導体装置において
、半導体素子の一方の主表面の加圧される面の径が加圧
電極の半導体素子側とは反対側の円形状加圧面の径より
大きいことを特徴とする半導体装置。 ５、円板状を有する半導体素子の一方の主表面に加圧接
触される加圧電極の半導体素子側の円形状の圧接面が半
導体素子の一方の主表面より小さい半導体装置において
、加圧電極と半導体素子との間に円形状の中間緩衝板を
介挿し、この中間緩衝板の半導体素子側の径が加圧電極
の中間緩衝板側とは反対側の円形状加圧面の径より大き
いことを特徴とする半導体装置。 ６、円板状を有する半導体素子の一対の主表面に加圧接
触される一対の加圧電極の半導体素子側の円形状の圧接
面が半導体素子の両主表面より小さい半導体装置におい
て、各加圧電極の圧接面の径が半導体素子側とは反対側
の円形状加圧面の径より大きいことを特徴とする半導体
装置。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記半導体素子が
、円板状を有し一対の主表面間に所定のｐｎ接合を有す
る半導体基体と、少なくともその一方の主表面に固着さ
れ半導体基体に熱膨張係数が近似した材料よりなる支持
電極板とから構成されていることを特徴とする半導体装
置。 ８、特許請求の範囲第６項において、前記一対の加圧電
極が、前記半導体素子に対向接触する円形状ヘッダー部
と、それからヘッダー面に対し垂直方向に延びその端部
部がヘッダーの前記半導体素子側の面の径より小さい径
をする円形状加圧面となる柱状部とからなることを特徴
とする半導体装置。 ９、特許請求の範囲第６項において、前記一対の加圧電
極の側周面に周方向に延びる面圧緩和溝が設けられてい
ることを特徴とする半導体装置。 １０、特許請求の範囲第６項において、前記一対の加圧
電極の圧接面の径相互及び加圧面の径相互がそれぞれ略
等しく、かつ前記一対の加圧電極は同心状に配置されて
いることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8510388A JPH01258434A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8510388A JPH01258434A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01258434A true JPH01258434A (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=13849278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8510388A Pending JPH01258434A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01258434A (ja) |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP8510388A patent/JPH01258434A/ja active Pending
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