JPH0357276A - 加圧接触型半導体装置 - Google Patents
加圧接触型半導体装置Info
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- JPH0357276A JPH0357276A JP19353289A JP19353289A JPH0357276A JP H0357276 A JPH0357276 A JP H0357276A JP 19353289 A JP19353289 A JP 19353289A JP 19353289 A JP19353289 A JP 19353289A JP H0357276 A JPH0357276 A JP H0357276A
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- semiconductor element
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- Pending
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
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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〕
この発明は、半導体素子と電極を加圧接触する半導体装
置に係り、半導体素子の圧縮応力を低減し均一な面圧分
布を得るのに好適な圧接型半導体装置を提供することに
関するものである．，〔従来の技術〕 サイリスタ，ダイオード，トランジスタ，ＧＴＯ（ゲー
トターンオフサイリスタ）等の半導体素子と電極とを加
圧接触とせる圧接型半導体装置は一般に電力用半導体装
置として知られている，，この従来の圧接型半導体装置
ｆｔＧＴｏを例として第２図を参照して説明する。
置に係り、半導体素子の圧縮応力を低減し均一な面圧分
布を得るのに好適な圧接型半導体装置を提供することに
関するものである．，〔従来の技術〕 サイリスタ，ダイオード，トランジスタ，ＧＴＯ（ゲー
トターンオフサイリスタ）等の半導体素子と電極とを加
圧接触とせる圧接型半導体装置は一般に電力用半導体装
置として知られている，，この従来の圧接型半導体装置
ｆｔＧＴｏを例として第２図を参照して説明する。
第２図にかいて、（１）はセラミックメタルシールで、
陰極側の電極となる銅ブロック（ＩＣ）とセラミック磁
器（ｌａ） ｔ−７ランジ（１ｂ）を用いて銀ロー付で
れている，，セラミツオ磁器にはゲートパイプ（１ｄ）
、他方の面には溶接リング（１ｅ）が銀ロー付とれてい
る。銅ブロック（ＩＣ）にはゲート回路を作る同心円状
の溝が加工してある。
陰極側の電極となる銅ブロック（ＩＣ）とセラミック磁
器（ｌａ） ｔ−７ランジ（１ｂ）を用いて銀ロー付で
れている，，セラミツオ磁器にはゲートパイプ（１ｄ）
、他方の面には溶接リング（１ｅ）が銀ロー付とれてい
る。銅ブロック（ＩＣ）にはゲート回路を作る同心円状
の溝が加工してある。
上記溝の中にバネ（２），絶縁環《８｝，絶縁板（γ）
（８） ，ゲート電極（９）がはめ合いで設置され、ゲ
ート電極のリード部にはゲートスリーブαＱが挿通され
て銅ブロックとゲートリードの絶縁が施されている。
（８） ，ゲート電極（９）がはめ合いで設置され、ゲ
ート電極のリード部にはゲートスリーブαＱが挿通され
て銅ブロックとゲートリードの絶縁が施されている。
さらに、陰極補償板（５１ （６）が設置されてから半
導体素子（４）を設置し電極αυをかぶせて組立される
。電極αυぱ銅ブロック（ｌｌｂ）と溶接リング（ｌｌ
ａ）が銀ローで接続されている。組立する際は、前記溶
接リング（Ｉｅ）と溶接リング（ｌｌａ）端面をアーク
溶接して陰極側の電極，半導体素子，陽極側の電極を接
続でせる。てらにゲートパイプより不活性ガスを封入し
て端面をアーク溶接して完全密封容器となっている。
導体素子（４）を設置し電極αυをかぶせて組立される
。電極αυぱ銅ブロック（ｌｌｂ）と溶接リング（ｌｌ
ａ）が銀ローで接続されている。組立する際は、前記溶
接リング（Ｉｅ）と溶接リング（ｌｌａ）端面をアーク
溶接して陰極側の電極，半導体素子，陽極側の電極を接
続でせる。てらにゲートパイプより不活性ガスを封入し
て端面をアーク溶接して完全密封容器となっている。
上記半導体素子（４）は第３図［Ａ＋及び第３図（Ｂｌ
の構造のように半導体素子を補強する熱補償板（例えば
ｗ，＋．ｂ円板ｅｔｃ ）をアルミニウム等を用いて口
−付でれていて、陰極電極は多数の突起状に分割されて
いる，，前記半導体素子と熱補償板をロー付するとＳｉ
と１．Ｕの場合は第４図のように熱膨張係数の違いでソ
リが生じる。このような半導体素子を加圧接触させる場
合（％にＯＴＯのような半導体素子）均一な圧接を心掛
けないと電気的な特性が十分に得られない。
の構造のように半導体素子を補強する熱補償板（例えば
ｗ，＋．ｂ円板ｅｔｃ ）をアルミニウム等を用いて口
−付でれていて、陰極電極は多数の突起状に分割されて
いる，，前記半導体素子と熱補償板をロー付するとＳｉ
と１．Ｕの場合は第４図のように熱膨張係数の違いでソ
リが生じる。このような半導体素子を加圧接触させる場
合（％にＯＴＯのような半導体素子）均一な圧接を心掛
けないと電気的な特性が十分に得られない。
この種の圧接型半導体装置の応力分布を有限要素法で計
算すると＠５図のようになシ、面圧分布（圧縮応力）の
高い個所は陽極側のブロックと半導体素子が接触する部
分に集中する。
算すると＠５図のようになシ、面圧分布（圧縮応力）の
高い個所は陽極側のブロックと半導体素子が接触する部
分に集中する。
ＧＴ○、大電力用トランジスタ等のように陰極側のセグ
メントが多数有るような半導体素子は圧縮応力が高くな
ると、応力集中部で破壊するものが発生する。又接触部
の圧接状態が均一にならなく個々のセグメントの電気的
特性が低下するものが発生する，． 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の圧接型半導体装置は以上のように構成テれている
ので、機械的強度信頼性の点について配慮がされてから
す、強度酊で課題があった。
メントが多数有るような半導体素子は圧縮応力が高くな
ると、応力集中部で破壊するものが発生する。又接触部
の圧接状態が均一にならなく個々のセグメントの電気的
特性が低下するものが発生する，． 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の圧接型半導体装置は以上のように構成テれている
ので、機械的強度信頼性の点について配慮がされてから
す、強度酊で課題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、圧接電極端部の面圧を緩和し、半導体素子と
ポスト電極の接触を均一にする圧接型半導体装置を得る
ことを目的とする。
たもので、圧接電極端部の面圧を緩和し、半導体素子と
ポスト電極の接触を均一にする圧接型半導体装置を得る
ことを目的とする。
この発明に係る圧接型半導体装置は、半導体素子と接触
する陰極側電極外径ようも、陽極電極外径を大きくして
、且つ陰極側電極よシも、陽極電極の硬度を大にして、
でらに外径を大きくして半導体素子全面を圧接したもの
である。
する陰極側電極外径ようも、陽極電極外径を大きくして
、且つ陰極側電極よシも、陽極電極の硬度を大にして、
でらに外径を大きくして半導体素子全面を圧接したもの
である。
この発明にかけるポスト電極は、陰極側ようも陽極側外
径が大きいので、且つ、硬度が高いので加圧接触した場
合、端面のダレが外周にズレるので面圧が均一に保たれ
、接触状態が改善される。
径が大きいので、且つ、硬度が高いので加圧接触した場
合、端面のダレが外周にズレるので面圧が均一に保たれ
、接触状態が改善される。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図においてαυは電極であり、内側のポスト径は半
導体素子と同じ外径寸法又はそれ以上で出来上ってｋリ
、且つ硬度を高くする為にクロム銅又は銅−タングステ
ン、又はテルル銅等で構成され、陰極側の銅ブロックよ
りも硬度が約１． ５倍程度高く取られている。上記銅
ブロックと溶接リングが銀ロー付されて電極が構或トれ
ている。
導体素子と同じ外径寸法又はそれ以上で出来上ってｋリ
、且つ硬度を高くする為にクロム銅又は銅−タングステ
ン、又はテルル銅等で構成され、陰極側の銅ブロックよ
りも硬度が約１． ５倍程度高く取られている。上記銅
ブロックと溶接リングが銀ロー付されて電極が構或トれ
ている。
第１図において（１）はセラミックメタルシールでポス
ト電極となる銅ブロックをフランジで銀ロー付されてい
る。銅ブロックには、ゲート電極を取ル出す為にバネ（
２），絶縁環（８），絶縁板（γ）（８）にょうゲート
電極（９）が取ｂ出されている。上記のようにゲート電
極取υ出し部品が組立とれた後陰極補償板＜５１ ＋ａ
）ｔ−位置決めし半導体素子（４）が設置されて電極ａ
υを設置する。以上のように構成でれた後に溶接リング
端面をアーク溶接し，パッケージ内部に不活性ガスを封
入してゲートパイプ端面をアーク溶接して半導体装置と
なっている。
ト電極となる銅ブロックをフランジで銀ロー付されてい
る。銅ブロックには、ゲート電極を取ル出す為にバネ（
２），絶縁環（８），絶縁板（γ）（８）にょうゲート
電極（９）が取ｂ出されている。上記のようにゲート電
極取υ出し部品が組立とれた後陰極補償板＜５１ ＋ａ
）ｔ−位置決めし半導体素子（４）が設置されて電極ａ
υを設置する。以上のように構成でれた後に溶接リング
端面をアーク溶接し，パッケージ内部に不活性ガスを封
入してゲートパイプ端面をアーク溶接して半導体装置と
なっている。
上記半導体装置を加圧接触した場合、面圧分布の高いポ
スト電極端部は、さらに外側による為、半導体素子の各
セブメシト部の接触は良くなり面圧分布が均一になる。
スト電極端部は、さらに外側による為、半導体素子の各
セブメシト部の接触は良くなり面圧分布が均一になる。
よって機械的強度の信頼性の向上と共に電気的特性の向
上も図れるのである。
上も図れるのである。
また、上記実施例はＧＴＯについて説明したがこれらの
効果はサイリスタ，ダイオード，ドランジスタ等であっ
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
効果はサイリスタ，ダイオード，ドランジスタ等であっ
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のようにこの発明によれば、陽極側のポスト電極硬
度を増し、且つ陰極ポスト電極外径よりも大きく取る構
造としたので、半導体素子と、陰・陽極ブロックの而圧
が均一になり、接触状態が改善され機械的強度信頼性が
向上し、さらに電気的特性の向上も図ることが出来る。
度を増し、且つ陰極ポスト電極外径よりも大きく取る構
造としたので、半導体素子と、陰・陽極ブロックの而圧
が均一になり、接触状態が改善され機械的強度信頼性が
向上し、さらに電気的特性の向上も図ることが出来る。
第１図はこの発明の一実施例による圧接型半導体装置の
断面図、第２図は従来構造の圧接型半導体装置の断面図
、第３図（ＡＩは半導体素子の平面図第３図（８１はそ
の断面図、第４図は半導体素子と熱補償板をロー付した
場合のソリの一例を示すグラフ、第５図は有限要素法で
計算した軸方向の圧縮応力を示すグラフである、， 図中、（１）はセラミックメタルシール、（２）はバネ
、（８）は絶縁環、（４）は半導体素子、（６１（６）
は陰極補償板、（γ）（８）は絶縁板、（９）はゲート
電極、叫はゲートスリーブ、αＤは電極である。 なふ・、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
断面図、第２図は従来構造の圧接型半導体装置の断面図
、第３図（ＡＩは半導体素子の平面図第３図（８１はそ
の断面図、第４図は半導体素子と熱補償板をロー付した
場合のソリの一例を示すグラフ、第５図は有限要素法で
計算した軸方向の圧縮応力を示すグラフである、， 図中、（１）はセラミックメタルシール、（２）はバネ
、（８）は絶縁環、（４）は半導体素子、（６１（６）
は陰極補償板、（γ）（８）は絶縁板、（９）はゲート
電極、叫はゲートスリーブ、αＤは電極である。 なふ・、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）少なくとも、一対のＰ−Ｎ接合を有する半導体素
子と、この半導体素子を保護する為に熱膨張係数の近い
熱補償板を半導体素子のアノード、カソード側に配置し
、カソード側にはゲート電極を取り出す環状溝を有する
電極を配備し、一方アノード側には半導体素子と接触す
る側のポスト電極をカソード側ポスト電極外径よりも大
きく、且つ半導体素子外径よりも大きく硬度が高い材料
で形成された電極で圧接したことを特徴とする加圧接触
型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19353289A JPH0357276A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 加圧接触型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19353289A JPH0357276A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 加圧接触型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0357276A true JPH0357276A (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=16309642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19353289A Pending JPH0357276A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 加圧接触型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0357276A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100426522C (zh) * | 2006-10-20 | 2008-10-15 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 阴电极分叉式半导体器件 |
-
1989
- 1989-07-25 JP JP19353289A patent/JPH0357276A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100426522C (zh) * | 2006-10-20 | 2008-10-15 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 阴电极分叉式半导体器件 |
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