JPH05218397A - 圧接型半導体素子 - Google Patents
圧接型半導体素子Info
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- JPH05218397A JPH05218397A JP1562192A JP1562192A JPH05218397A JP H05218397 A JPH05218397 A JP H05218397A JP 1562192 A JP1562192 A JP 1562192A JP 1562192 A JP1562192 A JP 1562192A JP H05218397 A JPH05218397 A JP H05218397A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 制御電極であるゲート電極を圧接するにあた
って、主電極であるカソード電極とアノード電極の圧接
とは独立的に行えるようにすることにより、機械的な特
性と電気的な特性に優れた圧接型半導体素子を得る。 【構成】 半導体基体の両主表面にそれぞれ主電極を有
し、一方の主電極であるゲート電極５は、制御電極であ
るゲート電極５に取り囲まれ分散配置され、また熱緩衝
板７を介して圧接により外部電極へ接続されるゲートタ
ーンオフサイリスタ等の圧接型半導体素子においては、
ゲート電極はカソードポストとアノードポストの圧接の
際にばね等の弾性体により外部電極に接続されるゲート
リング１０が半導体基体上の素子外周付近に設けられた
ゲート電極に圧接される。またゲートリング圧接位置と
対称の位置のアノード側の半導体基体の面も同時にばね
１２等の弾性体により圧接する構造にする。
って、主電極であるカソード電極とアノード電極の圧接
とは独立的に行えるようにすることにより、機械的な特
性と電気的な特性に優れた圧接型半導体素子を得る。 【構成】 半導体基体の両主表面にそれぞれ主電極を有
し、一方の主電極であるゲート電極５は、制御電極であ
るゲート電極５に取り囲まれ分散配置され、また熱緩衝
板７を介して圧接により外部電極へ接続されるゲートタ
ーンオフサイリスタ等の圧接型半導体素子においては、
ゲート電極はカソードポストとアノードポストの圧接の
際にばね等の弾性体により外部電極に接続されるゲート
リング１０が半導体基体上の素子外周付近に設けられた
ゲート電極に圧接される。またゲートリング圧接位置と
対称の位置のアノード側の半導体基体の面も同時にばね
１２等の弾性体により圧接する構造にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧接型半導体素子に係
り、特に圧接型半導体素子のゲート電極の圧接構造に関
するものである。
り、特に圧接型半導体素子のゲート電極の圧接構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の圧接型半導体素子である圧
接型ゲートターンオフサイリスタを示し、ろう付けや溶
接などにより接着されずに接触している部分は説明のた
めに切り離して図示してある。同図において１Ａは銅ポ
スト、２は一方の主電極である銅ポスト１Ａに圧接され
るアノード電極、３はＰＮＰＮ構造を有する半導体基体
であるシリコンウエハである。銅ポスト１Ａはアノード
電極２に加圧接触され、アノード電極２はシリコンと熱
膨張係数がほぼ等しい材料であるモリブデン，タングス
テン等からなり、シリコンウエハ３の一方の主表面にろ
う付けされている。４は高耐電圧を持たせるためにシリ
コンウエハ３の端面を保護する目的で設けられたシリコ
ンゴム等からなる絶縁物である。５は制御電極であるゲ
ート電極で、アルミニウム蒸着層またはスパッタ層から
なり、シリコンウエハ３の他方の主表面の外周部上に形
成されている。６は他方の主電極であるカソード電極
で、アルミニウム蒸着層またはスパッタ層からなり、シ
リコンウエハ３のゲート電極５が形成された主表面上
に、ゲート電極５に取り囲まれた他方の主電極である。
接型ゲートターンオフサイリスタを示し、ろう付けや溶
接などにより接着されずに接触している部分は説明のた
めに切り離して図示してある。同図において１Ａは銅ポ
スト、２は一方の主電極である銅ポスト１Ａに圧接され
るアノード電極、３はＰＮＰＮ構造を有する半導体基体
であるシリコンウエハである。銅ポスト１Ａはアノード
電極２に加圧接触され、アノード電極２はシリコンと熱
膨張係数がほぼ等しい材料であるモリブデン，タングス
テン等からなり、シリコンウエハ３の一方の主表面にろ
う付けされている。４は高耐電圧を持たせるためにシリ
コンウエハ３の端面を保護する目的で設けられたシリコ
ンゴム等からなる絶縁物である。５は制御電極であるゲ
ート電極で、アルミニウム蒸着層またはスパッタ層から
なり、シリコンウエハ３の他方の主表面の外周部上に形
成されている。６は他方の主電極であるカソード電極
で、アルミニウム蒸着層またはスパッタ層からなり、シ
リコンウエハ３のゲート電極５が形成された主表面上
に、ゲート電極５に取り囲まれた他方の主電極である。
【０００３】７はシリコンと熱膨張係数がほぼ等しい材
料からなる熱緩衝板、８は熱緩衝板７に加圧接触させら
れる他方の主電極導体であるカソード側の銅ポスト、９
は円筒状の絶縁体、１０はアルミニウム等の材質からな
りゲート電極５に圧接される円筒状のゲートリング、１
１は金属等の材質からなる平板状の座金、１２は皿バ
ネ、１３は金属等の材質からなる平板状の座金、１４は
マイカまたはテフロン等の材質からなる中空平板状の絶
縁物、１５はゲートリング１０に溶接またはろう付けさ
れ、コバール等の材質からなるシール部１９を通して外
部へ接続されるゲートリードである。
料からなる熱緩衝板、８は熱緩衝板７に加圧接触させら
れる他方の主電極導体であるカソード側の銅ポスト、９
は円筒状の絶縁体、１０はアルミニウム等の材質からな
りゲート電極５に圧接される円筒状のゲートリング、１
１は金属等の材質からなる平板状の座金、１２は皿バ
ネ、１３は金属等の材質からなる平板状の座金、１４は
マイカまたはテフロン等の材質からなる中空平板状の絶
縁物、１５はゲートリング１０に溶接またはろう付けさ
れ、コバール等の材質からなるシール部１９を通して外
部へ接続されるゲートリードである。
【０００４】１６はセラミック等の材質からなる絶縁筒
体、１７は鉄・ニッケル合金等の材質からなり、銅ポス
ト８とリング状金属板１８に溶接またはろう付けされて
いるリング状金属板で、金属板１８も鉄・ニッケル合金
等の材質からなり絶縁筒体１６に溶接またはろう付けさ
れている。２０，２１は鉄・ニッケル合金等の材質から
なるリング状金属板で、金属板２０は絶縁筒体１６に溶
接またはろう付けされていて素子組立時に金属板２１に
溶接される。
体、１７は鉄・ニッケル合金等の材質からなり、銅ポス
ト８とリング状金属板１８に溶接またはろう付けされて
いるリング状金属板で、金属板１８も鉄・ニッケル合金
等の材質からなり絶縁筒体１６に溶接またはろう付けさ
れている。２０，２１は鉄・ニッケル合金等の材質から
なるリング状金属板で、金属板２０は絶縁筒体１６に溶
接またはろう付けされていて素子組立時に金属板２１に
溶接される。
【０００５】図５に示すゲートターンオフサイリスタ
（以下ＧＴＯと略記する）では、半導体基体であるシリ
コンウエハ３に熱緩衝板２をろう付けしてアノード電極
を形成し、Ａｌ蒸着またはスパッタによりカソード電極
６およびゲート電極５を形成し、エッジ部の露出面をパ
ッシベーションゴム４等で保護したペレットを、カソー
ド電極，アノード電極およびゲート電極を圧接できるよ
うにした密閉ケースに封入してある。図で、ゲートリン
グ１０が圧接される部分のアノード面側には支えがない
が、通常、熱緩衝板２の厚みはろう付け時の反りを緩和
する目的で十分に厚くしてあるため、特に問題はない。
また、ゲート電極はカソード電極を取り囲むように外周
部に形成されている。これは小容量のＧＴＯでよく用い
られているゲート電極を素子の中心部に形成するいわゆ
るセンターゲートに比べて、より均一で大きなゲート電
流引き出し能力があり、大容量ＧＴＯに適用した場合に
可制御電流向上が期待できるゲート構造である。
（以下ＧＴＯと略記する）では、半導体基体であるシリ
コンウエハ３に熱緩衝板２をろう付けしてアノード電極
を形成し、Ａｌ蒸着またはスパッタによりカソード電極
６およびゲート電極５を形成し、エッジ部の露出面をパ
ッシベーションゴム４等で保護したペレットを、カソー
ド電極，アノード電極およびゲート電極を圧接できるよ
うにした密閉ケースに封入してある。図で、ゲートリン
グ１０が圧接される部分のアノード面側には支えがない
が、通常、熱緩衝板２の厚みはろう付け時の反りを緩和
する目的で十分に厚くしてあるため、特に問題はない。
また、ゲート電極はカソード電極を取り囲むように外周
部に形成されている。これは小容量のＧＴＯでよく用い
られているゲート電極を素子の中心部に形成するいわゆ
るセンターゲートに比べて、より均一で大きなゲート電
流引き出し能力があり、大容量ＧＴＯに適用した場合に
可制御電流向上が期待できるゲート構造である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の構造
を、性能およびコスト面で大きな改善が期待できるアノ
ード電極に熱緩衝板をろう付けしないもの（いわゆるア
ロイフリーまたはアロイレス）に適用した場合、種々の
問題が生じる。
を、性能およびコスト面で大きな改善が期待できるアノ
ード電極に熱緩衝板をろう付けしないもの（いわゆるア
ロイフリーまたはアロイレス）に適用した場合、種々の
問題が生じる。
【０００７】図６はその１例であり、アノード電極２に
熱緩衝板をろう付けしないため、アノード電極２に圧接
される熱緩衝板は径が小さく薄いものでよく、低コスト
化が実現できる。しかしながら、この構造では、ゲート
圧接部付近にせん断応力が生じ、ウエハを破損してしま
う。
熱緩衝板をろう付けしないため、アノード電極２に圧接
される熱緩衝板は径が小さく薄いものでよく、低コスト
化が実現できる。しかしながら、この構造では、ゲート
圧接部付近にせん断応力が生じ、ウエハを破損してしま
う。
【０００８】図７は、これを改良するために熱緩衝板２
２の外径をゲートリング１０の外径以上にしたものであ
る。せん断応力が熱緩衝板２２に分担されるため、ある
程度は緩和されるが、熱緩衝板２２の厚みがある程度な
いと、ウエハ３にクラックなどが発生するおそれがあ
る。また、クラックは生じなくても、ウエハを凸状に歪
ませる力が働くため、カソードおよびアノード電極の圧
接も不均一になる。
２の外径をゲートリング１０の外径以上にしたものであ
る。せん断応力が熱緩衝板２２に分担されるため、ある
程度は緩和されるが、熱緩衝板２２の厚みがある程度な
いと、ウエハ３にクラックなどが発生するおそれがあ
る。また、クラックは生じなくても、ウエハを凸状に歪
ませる力が働くため、カソードおよびアノード電極の圧
接も不均一になる。
【０００９】図８は、これをさらに改良するために、ア
ノード銅ポスト１Ａの外径をゲートリング１０の外径以
上にしたものである。ここでは、ゲートリング１０によ
るせん断応力は十分に緩和されるものの、圧接力のより
強いアノード銅ポスト１Ａにより逆向きのせん断応力が
生じる。それで、熱緩衝板２２が薄かったり、銅ポスト
にかかる圧接力が過大であるとウエハ３にクラックが発
生するおそれがある。また、アノード側とカソード側で
圧接面の外径が異なるため、カソード電極６とアノード
電極２３の圧接も不均一になる。
ノード銅ポスト１Ａの外径をゲートリング１０の外径以
上にしたものである。ここでは、ゲートリング１０によ
るせん断応力は十分に緩和されるものの、圧接力のより
強いアノード銅ポスト１Ａにより逆向きのせん断応力が
生じる。それで、熱緩衝板２２が薄かったり、銅ポスト
にかかる圧接力が過大であるとウエハ３にクラックが発
生するおそれがある。また、アノード側とカソード側で
圧接面の外径が異なるため、カソード電極６とアノード
電極２３の圧接も不均一になる。
【００１０】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は制御電極であるゲート電極を圧接する
にあたって、主電極であるカソード電極とアノード電極
の圧接とは独立的に行えるようにすることにより、機械
的な特性と電気的な特性に優れた圧接型半導体素子を提
供することである。
ので、その目的は制御電極であるゲート電極を圧接する
にあたって、主電極であるカソード電極とアノード電極
の圧接とは独立的に行えるようにすることにより、機械
的な特性と電気的な特性に優れた圧接型半導体素子を提
供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体基体の両主表面にそれぞれ主電極
が設けられ、一方の主電極は制御電極に取り囲まれ、前
記両主電極は熱緩衝板を介して圧接により外部電極に接
続されるとともに、前記半導体基体上の素子外周付近に
設けられ前記制御電極を外部電極に接続する金属リング
が前記半導体基体の主表面上に設けられてなる半導体素
子において、前記金属リングを介して前記制御電極に圧
接力を印加する第１の圧接部材と、該第１の圧接部材に
よる圧接応力を支承して前記制御電極を前記半導体基体
に圧接させる第２の圧接部材を設けて圧接型半導体素子
を構成する。
成するために、半導体基体の両主表面にそれぞれ主電極
が設けられ、一方の主電極は制御電極に取り囲まれ、前
記両主電極は熱緩衝板を介して圧接により外部電極に接
続されるとともに、前記半導体基体上の素子外周付近に
設けられ前記制御電極を外部電極に接続する金属リング
が前記半導体基体の主表面上に設けられてなる半導体素
子において、前記金属リングを介して前記制御電極に圧
接力を印加する第１の圧接部材と、該第１の圧接部材に
よる圧接応力を支承して前記制御電極を前記半導体基体
に圧接させる第２の圧接部材を設けて圧接型半導体素子
を構成する。
【００１２】
【作用】主電極部とは独立的に制御電極が第１の圧接部
材と第２の圧接部材によって圧接される。第１の圧接部
材と第２の圧接部材の各圧接応力は支承しあって、制御
電極と熱緩衝板に有効に作用し、せん断応力が無くな
る。
材と第２の圧接部材によって圧接される。第１の圧接部
材と第２の圧接部材の各圧接応力は支承しあって、制御
電極と熱緩衝板に有効に作用し、せん断応力が無くな
る。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図４を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１４】図１は本発明の実施例による圧接型半導体
素子である圧接型ゲートターンオフサイリスタを示すも
ので、図１〜図４において図５〜図８のものと同一部材
または相当部分には同一符号が付されている。
素子である圧接型ゲートターンオフサイリスタを示すも
ので、図１〜図４において図５〜図８のものと同一部材
または相当部分には同一符号が付されている。
【００１５】本実施例においては、銅ポスト１Ａとアノ
ード電極２３との間に熱緩衝板２２が介設されており、
カソード側の銅ポスト８の外周面に円筒状の絶縁体９を
介してゲートリング１０，座金１１，皿ばね１２，座金
１３および絶縁リング１４を嵌挿して第１のゲート圧接
部３０Ａを形成するとともに、アノード側の銅ポスト１
の外周面に円筒体２４を介して同じく座金１１，皿バネ
１２，座金１３およびゲートリング１０と同形状の円筒
体２５を嵌挿して第２のゲート電極圧接部３０Ｂが形成
されている。
ード電極２３との間に熱緩衝板２２が介設されており、
カソード側の銅ポスト８の外周面に円筒状の絶縁体９を
介してゲートリング１０，座金１１，皿ばね１２，座金
１３および絶縁リング１４を嵌挿して第１のゲート圧接
部３０Ａを形成するとともに、アノード側の銅ポスト１
の外周面に円筒体２４を介して同じく座金１１，皿バネ
１２，座金１３およびゲートリング１０と同形状の円筒
体２５を嵌挿して第２のゲート電極圧接部３０Ｂが形成
されている。
【００１６】ここで、ゲートリング１０の圧接によるせ
ん断応力を相殺するために、シリコンウエハ３のアノー
ド側の面の対応する部位を円筒体２５により同じ力で圧
接するようにしたものであるから、円筒体２４と２５は
絶縁体９やゲートリング１０と形状が同じである方が好
ましいが、材質は同じである必要はないばかりでなく、
絶縁物や金属に限定する必要はない。
ん断応力を相殺するために、シリコンウエハ３のアノー
ド側の面の対応する部位を円筒体２５により同じ力で圧
接するようにしたものであるから、円筒体２４と２５は
絶縁体９やゲートリング１０と形状が同じである方が好
ましいが、材質は同じである必要はないばかりでなく、
絶縁物や金属に限定する必要はない。
【００１７】図１の圧接型ゲートターンオフサイリスタ
は、アノード電極２３に熱緩衝板２２をろう付けしない
いわゆるアロイフリー構造（またはアロイレス構造）の
ＧＴＯで、ゲート電極５をカソード電極６の外周部に位
置して設けたものである。従って、第１のゲート電極圧
接部３０Ａと第２のゲート電極圧接部３０Ｂに圧接応力
が印加されると、ゲート電極は双方から圧接され機械的
な歪応力は相殺される。
は、アノード電極２３に熱緩衝板２２をろう付けしない
いわゆるアロイフリー構造（またはアロイレス構造）の
ＧＴＯで、ゲート電極５をカソード電極６の外周部に位
置して設けたものである。従って、第１のゲート電極圧
接部３０Ａと第２のゲート電極圧接部３０Ｂに圧接応力
が印加されると、ゲート電極は双方から圧接され機械的
な歪応力は相殺される。
【００１８】それ故に、ゲート圧接により、素子にクラ
ックや割れなどの破損が生じることがないとともに、例
えばシリコンウエハ３を凸状にするような応力が発生す
ることなく、ゲート圧接によるアノード電極２３とカソ
ード電極６の圧接に影響を及ぼさない。また、ゲート圧
接により生じる応力を緩和するために、アノードとカソ
ードの圧接構造を変える必要がなく、例えばアノードと
カソードで対になる電極の熱緩衝板と銅ポストの外径を
それぞれ同じにするなど、ゲート圧接に関係なく、均一
なアノードとカソードの圧接構造を採用することができ
る。
ックや割れなどの破損が生じることがないとともに、例
えばシリコンウエハ３を凸状にするような応力が発生す
ることなく、ゲート圧接によるアノード電極２３とカソ
ード電極６の圧接に影響を及ぼさない。また、ゲート圧
接により生じる応力を緩和するために、アノードとカソ
ードの圧接構造を変える必要がなく、例えばアノードと
カソードで対になる電極の熱緩衝板と銅ポストの外径を
それぞれ同じにするなど、ゲート圧接に関係なく、均一
なアノードとカソードの圧接構造を採用することができ
る。
【００１９】図２は本発明の他の実施例による圧接型ゲ
ートターンオフサイリスタを示すもので、本実施例にお
いては、ゲート電極５，シリコンウエハ３およびアノー
ド電極２３に関して配設されたゲートリング１０および
円筒体２５と、支軸２８により枢支されそれぞれ先端部
がゲートリング１０の端部に当接する回動片２６ａと、
先端部が円筒体２５の端部に当接する回動片２６ｂおよ
びこれらの回動片２６ａと２６ｂの基端部間に設けられ
た圧縮ばね２９によって第３のゲート電極圧接部３０Ｃ
が構成されている。
ートターンオフサイリスタを示すもので、本実施例にお
いては、ゲート電極５，シリコンウエハ３およびアノー
ド電極２３に関して配設されたゲートリング１０および
円筒体２５と、支軸２８により枢支されそれぞれ先端部
がゲートリング１０の端部に当接する回動片２６ａと、
先端部が円筒体２５の端部に当接する回動片２６ｂおよ
びこれらの回動片２６ａと２６ｂの基端部間に設けられ
た圧縮ばね２９によって第３のゲート電極圧接部３０Ｃ
が構成されている。
【００２０】図２の圧接型ゲートターンオフサイリスタ
は、図１のものの考えをさらに進めて、カソード電極６
とアノード電極２３の圧接から完全にゲート電極５の圧
接を独立させたものであって、ゲートリング１０と円筒
体２５を均一に圧接できるとともに、図１のものと同様
な作用，効果が得られる。
は、図１のものの考えをさらに進めて、カソード電極６
とアノード電極２３の圧接から完全にゲート電極５の圧
接を独立させたものであって、ゲートリング１０と円筒
体２５を均一に圧接できるとともに、図１のものと同様
な作用，効果が得られる。
【００２１】図３と図４は本発明をより簡便に実施した
実施例による圧接型ゲートターンオフサイリスタを示す
ものである。図３の実施例においては、ゲートリング１
０を介してゲート電極５に圧接力を直接に印加する圧接
機構として第１のゲート電極圧接部３０Ａを用い、第１
のゲート電極圧接部３０Ａによる圧接応力を支承するた
めに銅ポスト１の外周面に、金属または絶縁物よりなる
円筒体２７を嵌挿したものである。また、図４の実施例
においては、第１のゲート電極圧接部３０Ａを用いると
ともに、アノード電極に加圧接触させられる一方の主電
極導体である銅ポスト１Ｂを用いたもので、この銅ポス
ト１Ｂにはカソード電極６に圧接応力を及ぼすカソード
圧接部１ａカソード面側ゲートリング１０に対向する部
位に形成されゲート電極５に圧接応力を及ぼすゲート圧
接部１ｂおよびカソード圧接部１ａとゲート圧接部１ｂ
を仕切る溝部１ｃが設けられている。
実施例による圧接型ゲートターンオフサイリスタを示す
ものである。図３の実施例においては、ゲートリング１
０を介してゲート電極５に圧接力を直接に印加する圧接
機構として第１のゲート電極圧接部３０Ａを用い、第１
のゲート電極圧接部３０Ａによる圧接応力を支承するた
めに銅ポスト１の外周面に、金属または絶縁物よりなる
円筒体２７を嵌挿したものである。また、図４の実施例
においては、第１のゲート電極圧接部３０Ａを用いると
ともに、アノード電極に加圧接触させられる一方の主電
極導体である銅ポスト１Ｂを用いたもので、この銅ポス
ト１Ｂにはカソード電極６に圧接応力を及ぼすカソード
圧接部１ａカソード面側ゲートリング１０に対向する部
位に形成されゲート電極５に圧接応力を及ぼすゲート圧
接部１ｂおよびカソード圧接部１ａとゲート圧接部１ｂ
を仕切る溝部１ｃが設けられている。
【００２２】図３と図４の実施例によれば、ゲートのせ
ん断応力は完全には相殺されないし、アノードポストに
よる圧接力による影響を生じるが、図８の従来のものよ
りはゲートリングに対応するアノード側圧接部品がアノ
ードポストから簡易的に分離されているので、かなり改
善されている。
ん断応力は完全には相殺されないし、アノードポストに
よる圧接力による影響を生じるが、図８の従来のものよ
りはゲートリングに対応するアノード側圧接部品がアノ
ードポストから簡易的に分離されているので、かなり改
善されている。
【００２３】図１〜図４の圧接型半導体素子において、
カソード電極側とアノード電極側で対になって圧接され
る電極，熱緩衝板および銅ポストの圧接部外径はそれぞ
れ等しくしてある。
カソード電極側とアノード電極側で対になって圧接され
る電極，熱緩衝板および銅ポストの圧接部外径はそれぞ
れ等しくしてある。
【００２４】本発明の各実施例による圧接型半導体素子
は、ゲートターンオフサイリスタと同様に圧接により外
部電極に接続される半導体素子であるダイオード，サイ
リスタ，静電誘導サイリスタ，ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形
バイポーラトランジスタ）および絶縁ゲート付きサイリ
スタにも適用できる。
は、ゲートターンオフサイリスタと同様に圧接により外
部電極に接続される半導体素子であるダイオード，サイ
リスタ，静電誘導サイリスタ，ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形
バイポーラトランジスタ）および絶縁ゲート付きサイリ
スタにも適用できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、上述の如くであって、半導体
基体上の素子外周付近に設けられ前記制御電極を外部電
極に接続する金属リングが前記半導体基体の主表面上に
設けられてなる半導体素子において、前記金属リングを
介して前記制御電極に圧接力を印加する第１の圧接部材
と、該第１の圧接部材による圧接応力を支承して前記制
御電極を前記半導体基体に圧接させる第２の圧接部材を
設けたものであるから、主電極部の圧接とは独立的に制
御電極部を圧接することができるので、半導体基体の破
損を防止できるとともに素子の電圧，電流特性が向上
し、機械的特性と電気的特性に優れた圧接型半導体を得
ることができる。
基体上の素子外周付近に設けられ前記制御電極を外部電
極に接続する金属リングが前記半導体基体の主表面上に
設けられてなる半導体素子において、前記金属リングを
介して前記制御電極に圧接力を印加する第１の圧接部材
と、該第１の圧接部材による圧接応力を支承して前記制
御電極を前記半導体基体に圧接させる第２の圧接部材を
設けたものであるから、主電極部の圧接とは独立的に制
御電極部を圧接することができるので、半導体基体の破
損を防止できるとともに素子の電圧，電流特性が向上
し、機械的特性と電気的特性に優れた圧接型半導体を得
ることができる。
【図１】本発明の実施例による圧接型半導体素子の正断
面図。
面図。
【図２】本発明の他の実施例による圧接型半導体素子の
正断面図。
正断面図。
【図３】本発明のさらに他の実施例による圧接型半導体
素子の正断面図。
素子の正断面図。
【図４】本発明のさらに他の実施例による圧接型半導体
素子の正断面図。
素子の正断面図。
【図５】従来の圧接型半導体素子の正断面図。
【図６】従来の圧接型半導体素子の正断面図。
【図７】従来の圧接型半導体素子の正断面図。
【図８】従来の圧接型半導体素子の正断面図。
１Ａ，１Ｂ，８…銅ポスト、１ａ…カソード圧接部、１
ｂ…ゲート圧接部、１ｃ…溝部、３…シリコンウエハ、
５…ゲート電極、６…カソード電極、７，２２…熱緩衝
板、９…絶縁体、１０…ゲートリング、１１，１３…座
金、１２…皿バネ、１４…絶縁物、２３…アノード電
極、２４，２５…円筒体、２６ａ，２６ｂ…回動片、２
７…円筒体、２８…支軸、２９…圧縮ばね、３０Ａ…第
１のゲート電極圧接部、３０Ｂ…第２のゲート電極圧接
部。
ｂ…ゲート圧接部、１ｃ…溝部、３…シリコンウエハ、
５…ゲート電極、６…カソード電極、７，２２…熱緩衝
板、９…絶縁体、１０…ゲートリング、１１，１３…座
金、１２…皿バネ、１４…絶縁物、２３…アノード電
極、２４，２５…円筒体、２６ａ，２６ｂ…回動片、２
７…円筒体、２８…支軸、２９…圧縮ばね、３０Ａ…第
１のゲート電極圧接部、３０Ｂ…第２のゲート電極圧接
部。
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基体の両主表面にそれぞれ主電極
が設けられ、一方の主電極は制御電極に取り囲まれ、前
記両主電極は熱緩衝板を介して圧接により外部電極に接
続されるとともに、前記半導体基体上の素子外周付近に
設けられ前記制御電極を外部電極に接続する金属リング
が前記半導体基体の主表面上に設けられてなる半導体素
子において、前記金属リングを介して前記制御電極に圧
接力を印加する第１の圧接部材と、該第１の圧接部材に
よる圧接応力を支承して前記制御電極を前記半導体基体
に圧接させる第２の圧接部材を設けて構成したことを特
徴とする圧接型半導体素子。 - 【請求項２】 請求項１において、前記両主電極がカソ
ード電極とアノード電極であり、前記制御電極がゲート
電極であって、一方の主電極であるカソード電極はゲー
ト電極に取り囲まれ主表面上に分散配置され、両主電極
はシリコンと熱膨張係数がほぼ等しい材料であるモリブ
デンもしくはタングステン等のシリコンにろう付けされ
ていない熱緩衝板を介して圧接により外部電極へ接続さ
れ、ゲート電極はカソードポストとアノードポストの圧
接の際に弾性体により外部電極に接続されるゲートリン
グが半導体基体上の素子外周付近に設けられたゲート電
極に第１の圧接部材により圧接されるとともに、ゲート
リング圧接位置と対称の位置のアノード側の半導体基体
の面も弾性体を含む第２の圧接部材により圧接すること
を特徴とする圧接型半導体素子。 - 【請求項３】 請求項２において、前記第１の圧接部材
と第２の圧接部材を、枢支軸により支承された一対の回
動片とこれらの回動片に係合するばね体により構成し、
カソードポストとアノードポストとは独立して前記ゲー
ト電極を圧接することを特徴とする圧接型半導体素子。 - 【請求項４】 請求項２において、半導体基体のアノー
ド側主表面のゲートリング圧接位置と対称の部位はアノ
ードポストと接着されない円筒体により支持することを
特徴とする圧接型半導体素子。 - 【請求項５】 請求項２において、前記アノードポスト
に、アノード電極を介して半導体基体にカソード電極を
圧接させるカソード圧接部と、該カソード圧接部と溝部
を介して並設されゲート電極を上記半導体基体に圧接さ
せるゲート圧接部を設けて構成したことを特徴とする圧
接型半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1562192A JPH05218397A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 圧接型半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1562192A JPH05218397A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 圧接型半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218397A true JPH05218397A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=11893784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1562192A Pending JPH05218397A (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 圧接型半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218397A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016394A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif semi-conducteur a contact par pression |
| JP2017517875A (ja) * | 2014-04-10 | 2017-06-29 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | ゲートリングのセンタリングおよび固定が改善されたターンオフ電力半導体およびその製造方法 |
| WO2020152797A1 (ja) * | 2019-01-23 | 2020-07-30 | 三菱電機株式会社 | 圧接型半導体装置 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP1562192A patent/JPH05218397A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000016394A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif semi-conducteur a contact par pression |
| JP2017517875A (ja) * | 2014-04-10 | 2017-06-29 | アーベーベー・シュバイツ・アーゲー | ゲートリングのセンタリングおよび固定が改善されたターンオフ電力半導体およびその製造方法 |
| WO2020152797A1 (ja) * | 2019-01-23 | 2020-07-30 | 三菱電機株式会社 | 圧接型半導体装置 |
| JPWO2020152797A1 (ja) * | 2019-01-23 | 2021-09-09 | 三菱電機株式会社 | 圧接型半導体装置 |
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