JPH0513383B2 - - Google Patents

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JPH0513383B2
JPH0513383B2 JP60058951A JP5895185A JPH0513383B2 JP H0513383 B2 JPH0513383 B2 JP H0513383B2 JP 60058951 A JP60058951 A JP 60058951A JP 5895185 A JP5895185 A JP 5895185A JP H0513383 B2 JPH0513383 B2 JP H0513383B2
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    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体装置に係り、特に、自己消弧機
能を有するゲートターンオフサイリスタ（以下
GTOと略記）、トランジスタ等の半導体素子（以
下チツプと略記）を１パツケージ内に少なくとも
２個搭載し並列接続するモジユールに関するもの
である。
〔発明の背景〕
パツケージ内にチツプを２個搭載し並列接続す
るもの（特開昭59−110146号公報）では、従来、
チツプの特性を合せたり、チツプの制御端子を短
絡したり、パツケージ内でチツプを対称的に配置
したりしていたが、高速動作を行わせると特にタ
ーンオン時に、チツプを流れる電流に大きな不平
衡を生じた。この不平衡で電流集中を起すチツプ
が破壊することがあり、従つて、破壊を起させな
いようにするため、定格電流を下げざるを得ず並
列接続することによつて却つて効率が下つた。
従来、チツプはパツケージ内で並列接続され、
並列接続する配線のインピーダンスは、リアクタ
ンス分が10-9H、抵抗分が10-6Ω程度で無視でき
るものであつた。
従つて、内部配線はパツケージ内でのチツプ搭
載、パツケージより露出している外部端子の配列
に合せて適当にチツプと外部端子間を接続するも
ので、配置については特に重視されていなかつ
た。
近年、動作の高速化が要求されるようになり、
数マイクロ秒程度でオン、オフすることが要求さ
れるようになると、本発明者等の実験により、今
まで考慮されていなかつた配線インピーダンスが
重要な問題であることが分つた。
一例として、オン電圧特性の差を0.2V以内と
したGTOの２個のチツプを並列接続をターンオ
フすると、各チツプに流れるターンオン電流の不
平衡率、即ち、各チツプに流れる電流の差に対す
る各チツプに流れる電流の和の比率は０〜38％で
あつた。因みに、定常オン状態での電流不平衡率
は０〜５％、ターンオフ時の電流不平衡率は０〜
３％である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、電流不平衡をほとんど生じ
ず、チツプ崩壊又は並列接続効率を低下させるこ
とのない自己消弧機能を有する少なくとも２個の
チツプを同一パツケージ内に搭載した半導体装置
を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴とするところは、複数個の自己消
弧型半導体素子に接続される複数個の端子のうち
それぞれ１個の端子を共通の端子取付領域に搭載
し、この端子取付領域に対し各半導体素子を対称
配置することにある。
本発明は、従来の電流不平衡が、内部配線のイ
ンピーダンスに差があることによつて、定常ある
いは過渡的にインピーダンス成分、即ち、リアク
タンスと抵抗の逆起電力の差となつて現われるこ
とに由来するものと考え、インピーダンス成分の
差を理論上零となるように内部配線を加工し、電
流不平衡を測定してみたところ、ターンオン時、
定常オン状態そしてターンオフ時の電流の差が各
各５％以内となることを確認して得られたもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第１図はGTOチツプとダイオードチツプを逆
並列接続したもの１対を順並列接続するように１
個のパツケージに収納した本発明になるGTOモ
ジユールを示している。各符号における添字ａ，
ｂは２個のGTOチツプの一方そして他方に個別
に関係するものであることを示す。また第１図ａ
は平面図、ｃはａのＡ−Ａ切断線に沿う断面図で
ある。
パツケージ１は金属製冷却フイン２、絶縁性の
側ケース３、蓋ケース４から構成され、各々の間
は接着剤で固着されている。冷却フイン２上に絶
縁体５ａ，５ｂを介してアノード電極板６ａ，６
ｂが固着されている。絶縁体５ａ，５ｂは絶縁物
の間に銅の中間板を挟んで積層接着したものであ
る。アノード電極板６ａ，６ｂ上にGTOチツプ
7a，7bとダイオードチツプ８ａ，８ｂが整流方
向を逆にして固着されている。即ち、GTOチツ
プ７ａ，７ｂはアノード側、ダイオードチツプ８
ａ，８ｂは、カソード側がアノード電極板６ａ，
６ｂに各々固着されている。アノード電極板６
ａ，６ｂ上に図示していない絶縁物を介してカソ
ード電極板９ａ，９ｂとゲート電極板１０ａ，１
０ｂが固着されている。
GTOチツプ７ａ，７ｂはカソード側エミツタ
層が短冊状に分割して並べられ、カソード側ベー
ス層に取囲まれて上主表面に露出している。各々
にはカソード電極膜、ベース電極膜が蒸着され、
その余の部分は表面安定化用の絶縁膜で覆われて
いる。このカソード電極膜とベース電極膜の櫛歯
状の繊維パターンのカソード電極体１１ａ，１１
ｂ、ゲート電極体１２ａ，１２ｂがカソード電極
板９ａ，９ｂ、ゲート電極板１０ａ，１０ｂの間
を接続するように設けられている。このカソード
電極体１１ａ，１１ｂ、ゲート電極体１２ａ，１
２ｂについては、特開昭57−78173号公報に詳細
に説明されている通りである。ダイオードチツプ
８ａ，８ｂのアノード側はカソード電極板９ａ，
９ｂと電極体１３ａ，１３ｂで接続されている。
蓋ケース４の外部のビス１４ａ，１４ｂにアノー
ド端子１５ａ，１５ｂが係合され、一部がアノー
ド電極板６ａまで伸びて固着されている。同様に
ビス１６ａ，１６ｂにカソード端子１７ａ，１７
ｂが係合し、一部はカソード電極板９ａ，９ｂに
固着されている。ビス１８にゲート端子１９ａ，
１９ｂが係合し、ゲート電極板１０ａ，１０ｂに
固着されている。
ビス２０にゲート用カソード端子２１ａ，２１
ｂが係合し、これは、パツケージ内でカソード端
子１７ａ，１７ｂと一体となつている。
パツケージ１の内部空間には、ほぼ絶縁体５
ａ，５ｂの位置まで、硬質レジン２２が注入硬化
されてから、その上に順次軟質レジン２３、硬質
レジン２４が注入硬化されている。尚第１図ａで
はレジンは省略されている。
アノード端子１５ａ，１５ｂ、カソード端子１
７ａ，１７ｂは図示していない外部ブス板を用い
それぞれビス１４ａと１４ｂ，１６ａと１６ｂ間
が接続され、その結果GTOチツプ７ａ，７ｂは
順並列接続される。
このGTOモジユールでは、GTOチツプ７ａ，
７ｂに関し、いいかえれば中心線の端子取付領域
５１に対して各端子、各端子からGTOチツプ７
ａ，７ｂまでの内部配線が両GTOチツプ７ａ，
７ｂの中間の中心線に対して対称に配置され、同
一寸法、同一材質の部材が用いられている。
従つて、線路上のインピーダンス成分は一致し
ている。アノード配線、カソード配線かビス１４
ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂのいずれかの側に接
続されても、ビス１４ａ，１４ｂ間、１６ａ，１
６ｂ間の外部ブス板として、厚さ、幅が充分に大
きいものを用いることによつて外部ブス板のイン
ピーダンス成分はGTOチツプ７ａ，７ｂに対す
るインピーダンス成分の差となつて現われず、ほ
とんど電流不平衡は生じない。
対称としたもので実測したところ、数マイクロ
秒程度の高速動作を行わせた場合、電流不平衡率
はターンオン時、オン状態時、ターンオフ時のい
ずれも０〜５％の範囲内にあつて、GTOチツプ
７ａ，７ｂを破壊せず、また、並列接続効率を低
下させずに、両GTOチツプ７ａ，７ｂを動作さ
せることができた。
第２図ａ〜ｄは、共通端子取付領域５１に関
し、２〜４、６個のGTOチツプ５０を対称配置
する時のレイアウトの大要を示したものである。
ダイオード、内部配線等も、これに付属して対称
的に配置することによつて、電流不平衡をほぼ解
消することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、電流不
平衡をほとんど生じず、チツプ破壊、並列接続効
率を低下させることのない半導体装置を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例になるGTOモジユ
ールを示しており、ａは平面図、ｂはａの蓋ケー
スを除去した断面図、ｃはａのＡ−Ａ切断線に沿
う断面図、第２図ａ〜ｄは本発明の他の実施例に
なるGTOチツプのレイアウトの大要を示す図で
ある。 １……パツケージ、２……冷却フイン、３……
側ケース、４……蓋ケース、５ａ，５ｂ……絶縁
体、６ａ，６ｂ……アノード電極板、７ａ，７ｂ
……GTOチツプ、８ａ，８ｂ……ダイオード、
９ａ，９ｂ……カソード電極板、１０ａ，１０ｂ
……ゲート電極板、１１ａ，１１ｂ……カソード
電極体、１２ａ，１２ｂ……ゲート電極体、１３
ａ，１３ｂ……電極体、１４ａ，１４ｂ，１６
ａ，１６ｂ，１８，２０……ビス、１５ａ，１５
ｂ……アノード端子、１７ａ，１７ｂ……カソー
ド端子、１９ａ，１９ｂ……ゲート端子、２１
ａ，２１ｂ……ゲート用カソード端子、２２〜２
４……レジン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 下記構成を具備することを特徴とする半導体
    装置。 (a) 金属性冷却フインと、冷却フインの一方の主
    面上に設けられた側ケース、側ケース上に設け
    られた蓋ケースとで形成されたパツケージ。 (b) パツケージ内の冷却フイン上に絶縁物を介し
    て搭載された複数個の自己消弧型半導体素子。 (c) 一端がパツケージ内にあつて複数個の自己消
    弧半導体素子に電気的に接続され、他端がパツ
    ケージ外に露出する複数個の端子を有する半導
    体装置において、各自己消弧型半導体素子に電
    気的に連なる複数個の端子のうち、それぞれ１
    個の端子がパツケージの共通の端子取付領域に
    搭載され、この端子取付領域に対し各自己消弧
    型半導体素子が対称配置されている。 ２ 特許請求の範囲第１項において、自己消弧型
    半導体素子は、GTOサイリスタ、トランジスタ
    から選ばれた素子であ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、全端子をパ
    ツケージの共通の端子取付領域に搭載したことを
    特徴とする半導体装置。
JP60058951A 1985-03-23 1985-03-23 半導体装置 Granted JPS61218151A (ja)

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