JPH05211259A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH05211259A JPH05211259A JP22054292A JP22054292A JPH05211259A JP H05211259 A JPH05211259 A JP H05211259A JP 22054292 A JP22054292 A JP 22054292A JP 22054292 A JP22054292 A JP 22054292A JP H05211259 A JPH05211259 A JP H05211259A
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- plate
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- semiconductor device
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- H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
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- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
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- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/301—Electrical effects
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】一つの容器内に収容された複数の半導体素体の
上面の電極と端子導体の接続を導線のボンディングで行
うと上面からの放熱がほとんどなく、容量が制約される
と共にインダクタンスが高い問題を解決する。 【構成】容器の外部に一面が露出する端子体の内面にば
ね体を接触させ、半導体素体上面の電極に接触する接触
体とそのばね体とにより電流と放熱の通路を形成する
か、あるいは接触体とそれと導電板をはさんで結合され
る加圧体とばね体とにより放熱通路を形成し、導電板を
端子体に接続することにより電流の通路を形成する。あ
るいはまた、半導体素体を一つずつ個別容器に収容した
上で、外部容器の蓋板と個別容器の間に、低沸点液体を
利用するか、電極体を延長させて熱伝導を図る。これに
より、容器の両面からの冷却が可能になると共にインダ
クタンスが低くなる。
上面の電極と端子導体の接続を導線のボンディングで行
うと上面からの放熱がほとんどなく、容量が制約される
と共にインダクタンスが高い問題を解決する。 【構成】容器の外部に一面が露出する端子体の内面にば
ね体を接触させ、半導体素体上面の電極に接触する接触
体とそのばね体とにより電流と放熱の通路を形成する
か、あるいは接触体とそれと導電板をはさんで結合され
る加圧体とばね体とにより放熱通路を形成し、導電板を
端子体に接続することにより電流の通路を形成する。あ
るいはまた、半導体素体を一つずつ個別容器に収容した
上で、外部容器の蓋板と個別容器の間に、低沸点液体を
利用するか、電極体を延長させて熱伝導を図る。これに
より、容器の両面からの冷却が可能になると共にインダ
クタンスが低くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の半導体素体を一
つの容器中に収容し、その電極を容器外に引き出された
端子に接続する、例えば絶縁ゲート型バイポーラトラン
ジスタ (ＩＧＢＴ) モジュールのような半導体装置に関
する。
つの容器中に収容し、その電極を容器外に引き出された
端子に接続する、例えば絶縁ゲート型バイポーラトラン
ジスタ (ＩＧＢＴ) モジュールのような半導体装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】例えば複数個のＩＧＢＴのチップを一つ
の容器に収容して並列接続するモジュールでは、チップ
の下面にあるコレクタ電極は、導電性基板上にチップを
固着することにより相互に接続することができるが、チ
ップの上面にあるエミッタ電極は、容器外に引き出され
て端子となる導体に個々に接続しなければならない。従
来はこのような接続をアルミニウム導線のボンディング
で行い、電流容量に応じて一つのチップに複数の導線を
ボンディングしていた。
の容器に収容して並列接続するモジュールでは、チップ
の下面にあるコレクタ電極は、導電性基板上にチップを
固着することにより相互に接続することができるが、チ
ップの上面にあるエミッタ電極は、容器外に引き出され
て端子となる導体に個々に接続しなければならない。従
来はこのような接続をアルミニウム導線のボンディング
で行い、電流容量に応じて一つのチップに複数の導線を
ボンディングしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近、産業用あるいは
車両用として、従来よりさらに大容量で、かつコンパク
ト, 低インダクタンスのＩＧＢＴモジュールが必要とな
ってきた。しかしながら、従来のエミッタ側の接続を30
0 μｍ程度の直径のAl導線ボンディングによっているモ
ジュール構造では、コレクタ側からの熱の放散はできる
が、エミッタ側からの熱の放散はできないため、モジュ
ールが大容量になればなるほどモジュール内に集積する
ＩＧＢＴチップの数が沢山必要となり、モジュール自身
の大型化がさけられない状況である。また、必然的にモ
ジュール内でのボンディングされるAl導線の数が多くな
り、数十本から数百本にもなるため、それらの持つイン
ダクタンスが大きくなってしまい、周波数の高い分野へ
の適用が困難となってきている。
車両用として、従来よりさらに大容量で、かつコンパク
ト, 低インダクタンスのＩＧＢＴモジュールが必要とな
ってきた。しかしながら、従来のエミッタ側の接続を30
0 μｍ程度の直径のAl導線ボンディングによっているモ
ジュール構造では、コレクタ側からの熱の放散はできる
が、エミッタ側からの熱の放散はできないため、モジュ
ールが大容量になればなるほどモジュール内に集積する
ＩＧＢＴチップの数が沢山必要となり、モジュール自身
の大型化がさけられない状況である。また、必然的にモ
ジュール内でのボンディングされるAl導線の数が多くな
り、数十本から数百本にもなるため、それらの持つイン
ダクタンスが大きくなってしまい、周波数の高い分野へ
の適用が困難となってきている。
【０００４】本発明の目的は、ＩＧＢＴモジュールに限
らず、半導体素体上面からの熱放散を良好にすることに
よって大容量化するときにも半導体素体の数の増大を抑
えることができ、かつ上面電極への接続のために内部イ
ンダクタンスの大きくならない半導体装置を提供するこ
とにある。
らず、半導体素体上面からの熱放散を良好にすることに
よって大容量化するときにも半導体素体の数の増大を抑
えることができ、かつ上面電極への接続のために内部イ
ンダクタンスの大きくならない半導体装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置は、一つの容器内に複数個の
半導体素体が収容され、各素体の一面の電極に、その熱
膨脹係数が半導体材料の熱膨脹係数に近似した金属より
なる接触体が接触し、その接触体と容器外部に一面が露
出する一つの端子体との間にそれぞれ存在する電気良導
性のばね体により前記電極に対して加圧されるものとす
る。あるいは、本発明の半導体装置は、一つの容器内に
複数個の半導体素体が収容され、各素体の一面の電極
に、その熱膨脹係数が半導体素体の熱膨脹係数と近似し
ている金属よりなり、導電板を介して熱良導性の加圧体
と結合された接触体が接触し、その加圧体と容器外部に
一面が露出する一つの端子体との間にそれぞれ存在する
熱良導性のばね体により前記電極に対して加圧され、前
記導電板は各素体に共通で前記端子体に電気的に接続さ
れたものとする。そして、各半導体素体の他面の電極と
容器外部に一面が露出する他の端子体との間にその熱膨
脹係数が半導体材料の熱膨脹係数に近似した金属よりな
る支持板がそれぞれ介在することが有効である。また、
容器内の空間に熱良導性のゲル材が充填されたことも有
効である。さらに別の本発明の半導体装置は、それぞれ
一つの半導体素体が収容され、その素体の両面の電極に
それぞれ接触する電極体の一部を外面に露出させた個別
容器の複数個がさらに一つの外部容器内に収容され、各
個別容器の一方の電極体はその外部容器の底板に固着さ
れ、他方の電極体は共通の接続導体に接続され、外部容
器の蓋板は、熱良導体よりなり、各個別容器との間に熱
伝導手段を有するものとする。そして、その熱伝導手段
が外部容器内に封入された低沸点の不活性液体である
か、あるいは個別容器外面に露出し外部容器蓋板内面に
達する電極体であって蓋板が共通接続導体を兼ねること
が有効である。前記の低沸点不活性液体がフロロカーボ
ンであることが有効である。さらに、以上の各半導体装
置の端子体、もしくは外部容器底板あるいは蓋板にヒー
トパイプが結合されたことも有効である。
めに、本発明の半導体装置は、一つの容器内に複数個の
半導体素体が収容され、各素体の一面の電極に、その熱
膨脹係数が半導体材料の熱膨脹係数に近似した金属より
なる接触体が接触し、その接触体と容器外部に一面が露
出する一つの端子体との間にそれぞれ存在する電気良導
性のばね体により前記電極に対して加圧されるものとす
る。あるいは、本発明の半導体装置は、一つの容器内に
複数個の半導体素体が収容され、各素体の一面の電極
に、その熱膨脹係数が半導体素体の熱膨脹係数と近似し
ている金属よりなり、導電板を介して熱良導性の加圧体
と結合された接触体が接触し、その加圧体と容器外部に
一面が露出する一つの端子体との間にそれぞれ存在する
熱良導性のばね体により前記電極に対して加圧され、前
記導電板は各素体に共通で前記端子体に電気的に接続さ
れたものとする。そして、各半導体素体の他面の電極と
容器外部に一面が露出する他の端子体との間にその熱膨
脹係数が半導体材料の熱膨脹係数に近似した金属よりな
る支持板がそれぞれ介在することが有効である。また、
容器内の空間に熱良導性のゲル材が充填されたことも有
効である。さらに別の本発明の半導体装置は、それぞれ
一つの半導体素体が収容され、その素体の両面の電極に
それぞれ接触する電極体の一部を外面に露出させた個別
容器の複数個がさらに一つの外部容器内に収容され、各
個別容器の一方の電極体はその外部容器の底板に固着さ
れ、他方の電極体は共通の接続導体に接続され、外部容
器の蓋板は、熱良導体よりなり、各個別容器との間に熱
伝導手段を有するものとする。そして、その熱伝導手段
が外部容器内に封入された低沸点の不活性液体である
か、あるいは個別容器外面に露出し外部容器蓋板内面に
達する電極体であって蓋板が共通接続導体を兼ねること
が有効である。前記の低沸点不活性液体がフロロカーボ
ンであることが有効である。さらに、以上の各半導体装
置の端子体、もしくは外部容器底板あるいは蓋板にヒー
トパイプが結合されたことも有効である。
【０００６】
【作用】各半導体素体の一面の電極と容器外面に一面が
露出する端子体の間に金属よりなる接触体および電気良
導性で当然熱良導性であるばね体が介在するか、あるい
は金属よりなる接触体と、それと導電板を介して結合さ
れる熱良導性の加圧体および熱良導性のばね体とが介在
することにより、半導体素体に発生する熱は、接触体と
ばね体とを通じて、あるいは接触体と加圧体とばね体と
を通じて一面側からも端子体に伝導される。さらに、半
導体素体の他面の電極は接触する電極体が固着される底
板をもつ容器の蓋板と半導体素体の一面の電極に接触す
る電極体との間に低沸点の不活性液体あるいは電極体の
延長部のような熱伝導手段を備えることにより、半導体
素体に発生する熱は一面側からも蓋板に伝導される。従
って、外部への放熱が端子体あるいは容器蓋板の露出面
からも行われ、各半導体素体の電流容量を増大させるこ
とができる。そして、電流も金属よりなる接触体を通じ
て直接端子体に導くか、接触体から共通の導電板を通じ
て端子体に導くことができるか、あるいは電極体から共
通接続体を介して取出すため、各素体の電極との導線の
ボンディングによる接続が不要となり、インダクタンス
が小さくなる。
露出する端子体の間に金属よりなる接触体および電気良
導性で当然熱良導性であるばね体が介在するか、あるい
は金属よりなる接触体と、それと導電板を介して結合さ
れる熱良導性の加圧体および熱良導性のばね体とが介在
することにより、半導体素体に発生する熱は、接触体と
ばね体とを通じて、あるいは接触体と加圧体とばね体と
を通じて一面側からも端子体に伝導される。さらに、半
導体素体の他面の電極は接触する電極体が固着される底
板をもつ容器の蓋板と半導体素体の一面の電極に接触す
る電極体との間に低沸点の不活性液体あるいは電極体の
延長部のような熱伝導手段を備えることにより、半導体
素体に発生する熱は一面側からも蓋板に伝導される。従
って、外部への放熱が端子体あるいは容器蓋板の露出面
からも行われ、各半導体素体の電流容量を増大させるこ
とができる。そして、電流も金属よりなる接触体を通じ
て直接端子体に導くか、接触体から共通の導電板を通じ
て端子体に導くことができるか、あるいは電極体から共
通接続体を介して取出すため、各素体の電極との導線の
ボンディングによる接続が不要となり、インダクタンス
が小さくなる。
【０００７】
【実施例】以下図を引用してＩＧＢＴモジュールにおけ
る本発明の実施例について述べる。図１に示した実施例
は放熱の役割をする部材が同時に電流通路となる構造で
ある。図においてシリコン (Si) からなるＩＧＢＴチッ
プ１の上面には図２の平面図にも示すようにゲート構造
の上部を避けてエミッタ集電電極11が設けられ、下面に
はコレクタ電極12が設けられている。チップ１の周縁に
は耐圧確保のための端面13が形成されている。コレクタ
電極12は、Siとほぼ熱膨脹係数の等しいモリブデン (M
o) からなる支持板２にろう付けまたは融着されてい
る。そして、このMo板２は一面が容器外面に露出してい
る銅からなるコレクタ端子板３に中間板20を介してねじ
41により取り付けられている。しかしねじじめの代わり
にろう付けしてもよい。一方、エミッタ集電電極11の上
面にもMo接触板５が接触している。このMo接触板５と容
器外面に露出するエミッタ端子板７の間にリング状ばね
６が介在する。このばねは２mm位の厚さのばね鋼よりな
り、電気および熱の伝導性が良好であり、Mo板５および
端子板７にねじ42により止められている。従ってチップ
１とエミッタ端子板７の間にエミッタ集電電極11, Mo接
触板５およびばね６からなる電流および熱の通路が構成
される。この構造では、Mo接触板５とエミッタ集電電極
11との間に加圧接触が生ずるが、Mo板５を例えばアルミ
ニウム (Al) からなる電極11に融着させてもよい。その
場合もばね６はチップ１とMo接触板５あるいはMo支持板
２との接続の信頼性を高めるのに役立つ。なお、図示し
ないがゲート電極は容器外面に出るゲート端子とAl導線
のボンディングで接続される。
る本発明の実施例について述べる。図１に示した実施例
は放熱の役割をする部材が同時に電流通路となる構造で
ある。図においてシリコン (Si) からなるＩＧＢＴチッ
プ１の上面には図２の平面図にも示すようにゲート構造
の上部を避けてエミッタ集電電極11が設けられ、下面に
はコレクタ電極12が設けられている。チップ１の周縁に
は耐圧確保のための端面13が形成されている。コレクタ
電極12は、Siとほぼ熱膨脹係数の等しいモリブデン (M
o) からなる支持板２にろう付けまたは融着されてい
る。そして、このMo板２は一面が容器外面に露出してい
る銅からなるコレクタ端子板３に中間板20を介してねじ
41により取り付けられている。しかしねじじめの代わり
にろう付けしてもよい。一方、エミッタ集電電極11の上
面にもMo接触板５が接触している。このMo接触板５と容
器外面に露出するエミッタ端子板７の間にリング状ばね
６が介在する。このばねは２mm位の厚さのばね鋼よりな
り、電気および熱の伝導性が良好であり、Mo板５および
端子板７にねじ42により止められている。従ってチップ
１とエミッタ端子板７の間にエミッタ集電電極11, Mo接
触板５およびばね６からなる電流および熱の通路が構成
される。この構造では、Mo接触板５とエミッタ集電電極
11との間に加圧接触が生ずるが、Mo板５を例えばアルミ
ニウム (Al) からなる電極11に融着させてもよい。その
場合もばね６はチップ１とMo接触板５あるいはMo支持板
２との接続の信頼性を高めるのに役立つ。なお、図示し
ないがゲート電極は容器外面に出るゲート端子とAl導線
のボンディングで接続される。
【０００８】図３は放熱の役割をする部材と電流通路と
なる部材とが別になる構造で、図１と共通の部分には同
一の符号が付されている。この場合はMo接触板５の上に
厚さ１mm程度のCu板８をはさんで絶縁体であるが熱伝導
率の高いAl2 Ｏ3 ( アルミナ)の板９がねじ43により結
合されており、そのAl2 Ｏ3 板９とエミッタ端子板７の
間に熱伝導性のよい銀 (Ag) からなるばね61が２段に挿
入されている。Cu板８は図示しない部分で折り曲げて端
子板７とねじ止めあるいはろう付けで接続されている。
これにより、チップ１とエミッタ端子板７との間にエミ
ッタ集電電極11, Mo接触板５, Cu板８, Al2 Ｏ3 板９お
よび銀ばね61からなる熱放散の通路とMo接触板５および
Cu板８からなる電流の通路が構成される。なお、容器の
高さを減らすため、Al2 Ｏ3 板の一部およびばね61は端
子板７の凹部71に収容されているが、熱の一部はAl2 Ｏ
3 板９の側面からその凹部71の内面にも空隙を介して伝
搬する。
なる部材とが別になる構造で、図１と共通の部分には同
一の符号が付されている。この場合はMo接触板５の上に
厚さ１mm程度のCu板８をはさんで絶縁体であるが熱伝導
率の高いAl2 Ｏ3 ( アルミナ)の板９がねじ43により結
合されており、そのAl2 Ｏ3 板９とエミッタ端子板７の
間に熱伝導性のよい銀 (Ag) からなるばね61が２段に挿
入されている。Cu板８は図示しない部分で折り曲げて端
子板７とねじ止めあるいはろう付けで接続されている。
これにより、チップ１とエミッタ端子板７との間にエミ
ッタ集電電極11, Mo接触板５, Cu板８, Al2 Ｏ3 板９お
よび銀ばね61からなる熱放散の通路とMo接触板５および
Cu板８からなる電流の通路が構成される。なお、容器の
高さを減らすため、Al2 Ｏ3 板の一部およびばね61は端
子板７の凹部71に収容されているが、熱の一部はAl2 Ｏ
3 板９の側面からその凹部71の内面にも空隙を介して伝
搬する。
【０００９】図１, 図３に示したようにモジュールの両
面冷却を可能にするため、体積が従来の約1/2 と小さく
なったＩＧＢＴモジュールを造ることができる。さら
に、モジュールの内部空間に、例えばアルミナ入りのゲ
ル樹脂のような熱伝導性の高いゲルを充填すれば、さら
にエミッタ端子７の側への熱放散がよくなる。図４は図
１, 図３のようなＩＧＢＴモジュールの外観を示し、絶
縁性の側壁10に囲まれた容器の上面にエミッタ端子板７
が露出し、側面にゲート端子13が突出している。エミッ
タ端子板７には冷却体取付穴72が明けられている。
面冷却を可能にするため、体積が従来の約1/2 と小さく
なったＩＧＢＴモジュールを造ることができる。さら
に、モジュールの内部空間に、例えばアルミナ入りのゲ
ル樹脂のような熱伝導性の高いゲルを充填すれば、さら
にエミッタ端子７の側への熱放散がよくなる。図４は図
１, 図３のようなＩＧＢＴモジュールの外観を示し、絶
縁性の側壁10に囲まれた容器の上面にエミッタ端子板７
が露出し、側面にゲート端子13が突出している。エミッ
タ端子板７には冷却体取付穴72が明けられている。
【００１０】図５に示した実施例では、ＩＧＢＴモジュ
ール容器が絶縁体からなる側壁31と良導体からなる蓋板
32、底板33から構成され、その容器内の空間34にフロロ
カーボンを充填した構造である。そして、容器底板33の
上にそれぞれ１個のＩＧＢＴチップが封入された個別容
器30が固定されている。図６は個別容器30の内部を示
し、ＩＧＢＴチップ１は容器下面のコレクタ端子板３に
コレクタ電極によって固着され、エミッタ電極11の上に
MoもしくはCuなどからなる接触板51が接合されている。
この接触板51は絶縁材料からなる容器外壁35を貫通して
突出している。個別容器内部の空間36にもゲルを充填し
てもよい。そして、接触板51の頂面に図５に示すように
帯状接続導体81がろう付けされ、容器蓋板32から外部端
子へ引き出されている。したがってＩＧＢＴチップ１と
接続導体81の間に、エミッタ集電電極11、接触板51から
なる電流および熱の通路が構成される。このようにして
伝えられた熱は、まず接触板51と空間34のフロロカーボ
ン間で行われる熱交換、続いて沸騰、凝縮するフロロカ
ーボンと容器蓋板32との間で行われる熱交換によって放
熱される。なお、ここでは図示しないがＩＧＢＴチップ
１のゲート電極は容器外面に出るゲート端子とAl導線の
ボンディングで接続される。
ール容器が絶縁体からなる側壁31と良導体からなる蓋板
32、底板33から構成され、その容器内の空間34にフロロ
カーボンを充填した構造である。そして、容器底板33の
上にそれぞれ１個のＩＧＢＴチップが封入された個別容
器30が固定されている。図６は個別容器30の内部を示
し、ＩＧＢＴチップ１は容器下面のコレクタ端子板３に
コレクタ電極によって固着され、エミッタ電極11の上に
MoもしくはCuなどからなる接触板51が接合されている。
この接触板51は絶縁材料からなる容器外壁35を貫通して
突出している。個別容器内部の空間36にもゲルを充填し
てもよい。そして、接触板51の頂面に図５に示すように
帯状接続導体81がろう付けされ、容器蓋板32から外部端
子へ引き出されている。したがってＩＧＢＴチップ１と
接続導体81の間に、エミッタ集電電極11、接触板51から
なる電流および熱の通路が構成される。このようにして
伝えられた熱は、まず接触板51と空間34のフロロカーボ
ン間で行われる熱交換、続いて沸騰、凝縮するフロロカ
ーボンと容器蓋板32との間で行われる熱交換によって放
熱される。なお、ここでは図示しないがＩＧＢＴチップ
１のゲート電極は容器外面に出るゲート端子とAl導線の
ボンディングで接続される。
【００１１】図７に示す実施例は、ＩＧＢＴモジュール
容器からの放熱をヒートパイプを用いて行う構造であ
る。この場合は、各個別容器30から突出したエミッタ接
触板51が容器蓋板32とろう付けあるいは加圧接触で接続
され、熱は効率良くヒートパイプ37に伝わるようになっ
ている。図８は上記のようなＩＧＢＴモジュールを３相
インバータスタックとして構成した構造を示す。６個の
ＩＧＢＴモジュール21は二つの冷却体22の間に三つの中
間冷却体23を介して２個ずつはさまれている。各冷却体
22, 23にはヒートパイプを挿入するため、あるいは冷却
水を通すための穴24が明けられている。このように低イ
ンダクタンスモジュールが両面の端子板に電気的接続体
を兼ねる冷却体が接触するように組立てられているた
め、インバータスタック全体としても低インダクタンス
でかつコンパクトになる。なお、以上の実施例はＩＧＢ
Ｔモジュールについて述べたが、他の半導体素子を複数
個収容するモジュールにおいても同様に実施できること
はいうまでもない。
容器からの放熱をヒートパイプを用いて行う構造であ
る。この場合は、各個別容器30から突出したエミッタ接
触板51が容器蓋板32とろう付けあるいは加圧接触で接続
され、熱は効率良くヒートパイプ37に伝わるようになっ
ている。図８は上記のようなＩＧＢＴモジュールを３相
インバータスタックとして構成した構造を示す。６個の
ＩＧＢＴモジュール21は二つの冷却体22の間に三つの中
間冷却体23を介して２個ずつはさまれている。各冷却体
22, 23にはヒートパイプを挿入するため、あるいは冷却
水を通すための穴24が明けられている。このように低イ
ンダクタンスモジュールが両面の端子板に電気的接続体
を兼ねる冷却体が接触するように組立てられているた
め、インバータスタック全体としても低インダクタンス
でかつコンパクトになる。なお、以上の実施例はＩＧＢ
Ｔモジュールについて述べたが、他の半導体素子を複数
個収容するモジュールにおいても同様に実施できること
はいうまでもない。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、複数の半導体素体を一
つの容器に収容する半導体装置の一面が容器外部に露出
する端子板の内面に接触するばね体によりそれぞれ接触
体を各半導体素体の電極に対して加圧すると共に、その
ばね体を熱あるいは電流と熱の通路の一部とすることに
より、あるいは半導体素体を収容する小容器の電極体と
共通容器の蓋板との間に、低沸点液体の沸騰、凝縮を利
用するか、電極体自体を利用するなどによって熱伝導を
行わせることにより、従来の導線のボンディングで電気
的な接続を行っていた半導体装置と異なり、基体の両面
からの熱放散が可能となり、従来の約１／３の小さな体
積で大きな電流容量をもたせることが可能になった。ま
た容器内の接続に導線を用いないため、内部のインダク
タンスが低くなり、周波数の高い領域でも使用が可能に
なった。
つの容器に収容する半導体装置の一面が容器外部に露出
する端子板の内面に接触するばね体によりそれぞれ接触
体を各半導体素体の電極に対して加圧すると共に、その
ばね体を熱あるいは電流と熱の通路の一部とすることに
より、あるいは半導体素体を収容する小容器の電極体と
共通容器の蓋板との間に、低沸点液体の沸騰、凝縮を利
用するか、電極体自体を利用するなどによって熱伝導を
行わせることにより、従来の導線のボンディングで電気
的な接続を行っていた半導体装置と異なり、基体の両面
からの熱放散が可能となり、従来の約１／３の小さな体
積で大きな電流容量をもたせることが可能になった。ま
た容器内の接続に導線を用いないため、内部のインダク
タンスが低くなり、周波数の高い領域でも使用が可能に
なった。
【図１】本発明の一実施例のＩＧＢＴモジュールの一部
断面図
断面図
【図２】ＩＧＢＴチップの平面図
【図３】本発明の異なる実施例のＩＧＢＴモジュールの
一部断面図
一部断面図
【図４】本発明の実施例のＩＧＢＴモジュールの外観斜
視図
視図
【図５】本発明の別の実施例のＩＧＢＴモジュールの断
面図
面図
【図６】図５に用いられるＩＧＢＴ個別容器の断面図
【図７】本発明のさらに別の実施例のＩＧＢＴモジュー
ルの断面図
ルの断面図
【図８】本発明の実施例のＩＧＢＴモジュールを用いた
インバータスタックの側面図
インバータスタックの側面図
１ ＩＧＢＴチップ １１ エミッタ集電電極 １２ コレクタ電極 ２ Mo支持板 ３ コレクタ端子板 ５ Mo接触板 ５１ 接触板 ６ ばね ６１ 銀ばね ７ エミッタ端子板 ８ 銅板 ８１ 接続導体 ９ Al2 Ｏ3 板 １０ 容器外壁 ３０ 個別容器 ３１ 容器側壁 ３２ 容器蓋板 ３３ 容器底板 ３５ 容器外壁
Claims (9)
- 【請求項１】一つの容器内に複数個の半導体素体が収容
され、各素体の一面の電極に、その熱膨脹係数が半導体
材料の熱膨脹係数に近似した金属よりなる接触体が接触
し、その接触体と容器外部に一面が露出する一つの端子
体との間にそれぞれ存在する電気良導性のばね体により
前記電極に対して加圧されることを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項２】一つの容器内に複数個の半導体素体が収容
され、各素体の一面の電極に、その熱膨脹係数が半導体
素体の熱膨脹係数と近似している金属よりなり、導電板
を介して熱良導性の加圧体と結合された接触体が接触
し、その加圧体と容器外部に一面が露出する一つの端子
体との間にそれぞれ存在する熱良導性のばね体により前
記電極に対して加圧され、前記導電板は各素体に共通で
前記端子体に電気的に接続されたことを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項３】各半導体素体の他面の電極と容器外部に一
面が露出する他の端子体との間にその熱膨脹係数が半導
体材料の熱膨脹係数に近似した金属よりなる支持板がそ
れぞれ介在する請求項１あるいは２記載の半導体装置。 - 【請求項４】容器内の空間に熱良導性のゲル材が充填さ
れた請求項１, ２あるいは３記載の半導体装置。 - 【請求項５】それぞれ一つの半導体素体が収容され、そ
の素体の両面の電極にそれぞれ接触する電極体の一部を
外面に露出させた個別容器の複数個がさらに一つの外部
容器内に収容され、各個別容器の一方の電極体はその外
部容器の底板に固着され、他方の電極体は共通の接続導
体に接続され、外部容器の蓋板は、熱良導体よりなり、
各個別容器との間に熱伝導手段を有することを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項６】熱伝導手段が外部容器内に封入された低沸
点の不活性液体である請求項５記載の半導体装置。 - 【請求項７】低沸点不活性液体がフロロカーボンである
請求項６記載の半導体装置。 - 【請求項８】熱伝導手段が個別容器外面に露出し外部容
器蓋板内面に達する電極体であって蓋板が共通接続導体
を兼ねる請求項５記載の半導体装置。 - 【請求項９】端子体もしくは外部容器底板あるいは蓋板
にヒートパイプが結合された請求項１ないし８のいずれ
かに記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22054292A JP2993286B2 (ja) | 1991-09-13 | 1992-08-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23350391 | 1991-09-13 | ||
| JP3-233503 | 1991-09-13 | ||
| JP22054292A JP2993286B2 (ja) | 1991-09-13 | 1992-08-20 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211259A true JPH05211259A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2993286B2 JP2993286B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=26523769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22054292A Expired - Fee Related JP2993286B2 (ja) | 1991-09-13 | 1992-08-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993286B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06177288A (ja) * | 1992-12-03 | 1994-06-24 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JP2003218306A (ja) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| CN101847623A (zh) * | 2009-03-23 | 2010-09-29 | 丰田自动车株式会社 | 功率模块 |
| CN104282636A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-14 | 国家电网公司 | 一种使用热管的压接式igbt封装结构 |
| CN108122897A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种igbt模块 |
| CN116666310A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 烟台台芯电子科技有限公司 | 一种igbt封装结构 |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP22054292A patent/JP2993286B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06177288A (ja) * | 1992-12-03 | 1994-06-24 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JP2003218306A (ja) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| CN101847623A (zh) * | 2009-03-23 | 2010-09-29 | 丰田自动车株式会社 | 功率模块 |
| CN104282636A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-14 | 国家电网公司 | 一种使用热管的压接式igbt封装结构 |
| CN108122897A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种igbt模块 |
| CN116666310A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-08-29 | 烟台台芯电子科技有限公司 | 一种igbt封装结构 |
| CN116666310B (zh) * | 2023-08-02 | 2023-10-27 | 烟台台芯电子科技有限公司 | 一种igbt封装结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2993286B2 (ja) | 1999-12-20 |
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|---|---|---|---|
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