JPH0693468B2 - 圧接平型半導体装置 - Google Patents

圧接平型半導体装置

Info

Publication number
JPH0693468B2
JPH0693468B2 JP19855888A JP19855888A JPH0693468B2 JP H0693468 B2 JPH0693468 B2 JP H0693468B2 JP 19855888 A JP19855888 A JP 19855888A JP 19855888 A JP19855888 A JP 19855888A JP H0693468 B2 JPH0693468 B2 JP H0693468B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode electrode
pellet
electrode post
post
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19855888A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0246742A (ja
Inventor
伸次郎 小島
義成 植竹
政美 岩崎
秀雄 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP19855888A priority Critical patent/JPH0693468B2/ja
Priority to US07/384,801 priority patent/US4958215A/en
Priority to EP19890114223 priority patent/EP0354454B1/en
Priority to DE1989621681 priority patent/DE68921681T2/de
Priority to KR1019890011191A priority patent/KR920006855B1/ko
Publication of JPH0246742A publication Critical patent/JPH0246742A/ja
Publication of JPH0693468B2 publication Critical patent/JPH0693468B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
    • H01L23/051—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body another lead being formed by a cover plate parallel to the base plate, e.g. sandwich type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01042—Molybdenum [Mo]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01043—Technetium [Tc]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01057—Lanthanum [La]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1301—Thyristor

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、センターゲート型サイリスタ等の圧接平型半
導体装置に関するもので、特にシリコンペレットとモリ
ブデン板又はタングステン板とを合金接合しないで、特
性の改善と生産性向上が得られる構造の圧接平型半導体
装置に使用される。
（従来の技術） 圧接平型半導体装置は、車両制御、製鉄所の制御或いは
溶接機制御等の産業用大電力の制御に多く使用されてい
る。このうちセンターゲート型サイリスタに属するGTO
（Gate Turn−off Thyristor）を従来例としてその構造
等について説明する。
第４図は従来の合金接合型のGTOの断面図であるが、構
成部品を見易くするため便宜上加圧方向に沿って各部品
を切り離した状態で示している。外囲器は底部構体１と
頂部構体２とから成る。
銅製カソード電極ポスト１とセラミックの絶縁物筒体1a
の底面とは輪形金属板（ドリングと呼ばれる）1bを介し
て銀ローを使用し接合され、セラミック筒体1aの頂面に
は溶接輪形金属板（ウェルドリングと呼ばれる）1cが、
又セラミック筒体1aの側面にはゲート電極取出し用のゲ
ートパイプ1dが、それぞれ銀ロー付けされる。底部構体
１は、符号１及び1aないし1dで示す部材より構成され
る。頂部構体２は、銅製アノード電極ポスト２と、これ
に銀ロー付けされたウェルドリング2aより成る。この外
囲器内に後述の符号３ないし20で示す部材を封入する。
封止はウェルドリング1cとウェルドリング2aとを溶接に
より接合し、ゲートリード９のリードワイヤをゲートパ
イプ1d内に通し、内部にN2ガスを満たした状態で溶接し
最終封止とする。
GTO素子のSi・ペレット16のアノード電極ポスト側の主
面（図面では上面）には図示していないアノード電極、
又カソード電極ポスト側の主面（図面では下面）にはカ
ソード電極とゲート電極とが形成されている。Si・ペレ
ット16の上面のアノード電極とＷ・ディスク（タングス
テン板）18とは、あらかじめAl−Siシート17のロー材を
使用し、合金接合しておく。このSi・ペレットとＷ・デ
ィスクの接合体は、SiとＷとの熱膨脹係数の違いにより
反りが生じ、圧接に対し障害をきたす。このためアノー
ド電極ポスト２とＷ・ディスク18との間に軟金属のAg
（銀）・シート19を挟み、又カソード電極ポスト１とSi
・ペレット16のカソード電極及びゲート電極との間にAg
・キャップ13及び11をそれぞれ挟み込んで良好な圧接状
態即ちより均一な圧接がされるようにしている。なお、
Mo・フォイル（モリブデン箔）14は、Ag・キャップ13が
Si・ペレット16のアルミカソード電極につっつかないよ
う、その間に挿入され、又カソード電極ポスト１にはゲ
ートリード９を取り出すための切欠部21が設けられてい
るので、やや厚いMo・ディスク12を介して、Agキャップ
13の全面をできるだけ均一に加圧できるようにしてい
る。シリコーンゴム15及び20は、主としてSi・ペレット
16のアノード電極側とカソード電極側とを電気絶縁する
ために用いられる。Si・ペレット16の中央部のゲート電
極とカソード電極ポスト１との間に、マイカ４、テフロ
ン・リング５及びテフロン・チューブ10によりカソード
電極ポスト１等と電気絶縁した鋼板（1.5t）６、皿バネ
（２枚）７、Mo板（0.3t）８、ゲートリード９及び銀・
キャップ11が設けられ、これら部材によりカソード電極
ポスト１は、鋼板３を介してAg・キャップ11をSi・ペレ
ット16のゲート電極に圧接する。上記構成のGTOは、図
示していない外部加圧手段によって、アノード電極ポス
トとカソード電極ポストとに、対向方向の圧力が加えら
れ圧接状態で使用される。
上述のGTOについて、従来技術の欠点を以下列記する。
（ａ）Si・ペレット16をＷ・ディスク18にAl−Siシート
17を用い合金接合（アロイ接合）をするので、接合体に
は反りが生ずる。圧接時に、より均一に圧接されるため
に、この反りを吸収できるように、高価な軽金属である
銀を使用したAg・キャップ11、13及びAg・シート19を挟
み込まなければならない。
（ｂ）Si・ペレット16とＷ・ディスク18とを合金接合す
るので、合金接合しない場合に比べ工程増となる。
（ｃ）Si・ペレット16とＷ・ディスク18との接合体に反
りが出るので、前述の通りAg・キャップ13を用いる必要
があるが、Si・ペレット16のカソード電極であるアルミ
電極とAg・キャップ13とがくっつかないために、間にMo
・フォイル14を入れている。
（ｄ） アノード電極ポスト２とカソード電極ポスト１
との間に挟み込む部品数が多く、しかも高価である（第
４図において、Mo・ディスク12ないしAg・シート19ま
で）。
（ｅ）Si・ペレットのアノード側とカソード側とを電気
絶縁するための絶縁用シリコーンゴム15及び20の形状が
複雑で且つ部品数が多い。
（発明が解決しようとする課題） 上述のように従来技術では、Si・ペレットをＷ・ディス
ク又はMo・ディスクにAl−Siシートを用いて合金接合し
た後、合金接合により生ずる接合体の反りを吸収するた
めに、Ag、Mo等の高価な金属部品をアノード電極ポスト
とカソード電極ポストとの間に挟み込んでいた。又挟み
込む部品数が多いのに対応して電気絶縁に使用するシリ
コーンゴムの形状が複雑となり且つその数も多い。
本発明の目的は、圧接平型半導体装置において、Si・ペ
レットの反りに起因する前記課題を解決し、より均一な
圧接が得られ、従来より生産性が向上でき、低価格で且
つ長寿命の圧接平型半導体装置を提供することである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、側面にゲート電極取出部を設けた中空の絶縁
物筒体を挟んで、互いに対向するアノード電極ポストと
カソード電極ポストとを有する外囲器内に、制御電極を
持つシリコン整流素子ペレット（Si・ペレットと略記す
る）を封止する圧接平型半導体装置において、 アノード電極ポストとSi・ペレット上のアノード電極と
の間にモリブデン（Mo）又はタングステン（Ｗ）から成
る金属板を、又Si・ペレット上のカソード電極とカソー
ド電極ポストとの間に、ペレットに近い側から軟質銅薄
板、硬質銅板を挟み込み、それぞれ主面を互いに合金化
等で固着することなく単に接触配置し、アノード電極ポ
スト及びカソード電極ポストにより、それぞれを圧接し
て成ることを特徴とする圧接平型半導体装置である。
（作用） 本発明の装置では、Si・ペレットをMo又はＷ・ディスク
に合金接合しないので、Si・ペレットの反りは従来技術
に比し大幅に減少し、均一な圧接状態が得られる。これ
によりアノード電極ポストとSi・ペレット間には、ペレ
ットの反りを吸収するAg・シートを省略し、従来より薄
いMo又はＷ・ディスクを挟み込むだけでよい。又Si・ペ
レットのカソード電極とカソード電極ポストとの間に
は、従来のMo・フォイルとAg・キャップに代えて、軟ら
かい展延性に富むアニール処理した銅（Cu）・キャップ
と、又従来のMo・ディスクに代えて、カソード電極ポス
トのゲートリード取出用切欠部に対向するカソード電極
面をも均一に圧接できるよう、十分な厚さで剛性があり
且つアニールしない安価な硬質銅板を使用する。又Si・
ペレットをMo又はＷ・ディスクに合金接合をしないの
で、Si・ペレットのアノード電極とカソード電極間の耐
圧を得るためのベベル加工、絶縁用シリコーンゴムの塗
布作業等が容易で簡単化される。
これらにより、従来にもまさる均一な圧接状態が得ら
れ、低価格で長寿命の圧接平型半導体装置を提供でき
る。
（実施例） 本発明の実施例として、GTOを取り上げ以下説明する。
第１図及び第２図は、本発明のGTOの模式的断面図であ
り、第１図は構成部品を見易くするため便宜上加圧方向
に沿って各部品を切り離した状態を、又第２図は接触圧
接された状態を、それぞれ示す。第４図と同じ符号は、
同じ部分を表わすが、寸法等は、同一とは限らない。
セラミック絶縁物筒体1aを側面にあるゲート電極取出部
22は、筒体1aの側面に銀ロー付けされた取出用ゲートパ
イプ1d部分である。
従来の第４図に示すGTOと、特に相異する点は、アノー
ド電極ポスト２とSi・ペレット16との間に、従来のAg・
シート19及びAl−Si・シート17によりペレットと合金接
合されたＷ・ディスク18の代わりに、合金接合されない
Mo・ディスク（1t×φ48）118を挟み、又Si・ペレット1
6のカソード電極とカソード電極ポスト１との間に、従
来のMo・フォイル14、Ag・キャップ13及びMo・ディスク
12の代わりに、軟質銅薄板（Cu・キャップ、0.1t×φ4
8）113及び硬質銅板（3t×φ48）112を挟み込み、又Si
・ペレット16のアノード電極側とカソード電極側とを絶
縁するための従来のシリコーンゴム15及び16に代え、シ
リコーンゴム115を使用したことである。
次にこれら各構成部品について更に詳述する。
Mo・ディスク118は、Si・ペレット16のアノード電極面
とアノード電極ポスト２とが圧接時に均一に接触するた
め挟み込む金属板で、Moに代えてＷが使用される場合も
ある。このためMo・ディスクは、面粗さを２ないし３μ
ｍ以下に押さえ、平面度も20μｍ以下に押さえるため両
面を研磨仕上げしておき、平行度も10μｍ以下に押さえ
てある。
Si・ペレット16には、一方の主面にAlから成るアノード
電極、他方の主面の中央部にAlゲート電極及びこのゲー
ト電極を囲んでペレット外周に向けて多数の島状に分割
されたメサ型Alカソード電極が配設される。又ペレット
外側壁にはアノード側とカソード側の耐圧を保つため二
重正ベベル構造の溝部が設けられる。
シリコーンゴム115は、アノード側とカソード側の沿面
耐圧を保つために前記溝部を包み込んで形成される。こ
れは液状シリコーン樹脂を型に流し込み、200℃でキュ
アすることにより形成される。
Cu・キャップ（軟質銅板）113はSi・ペレット16の前記
島状の分割配設された多数のメサ型Alカソード電極と、
Cu・ディスク112との間の接触を均一にするため500℃×
１時間のアニールをして軟化させた0.1mm厚の銅板であ
り、外周を折り曲げキャップ状にしたもので、中央部に
はゲートリード用穴があいている。特に表面粗さは0.2
μｍ程度とし、板厚のバラツキを５μｍ以下にしてお
く。
Cu・ディスク（硬質銅板）112は、Cu・キャップ113とカ
ソード電極ポストとの間に挟み込まれ、ゲートリード９
を挿通するため中央部に穴を開けたドーナツ状銅板であ
る。他方カソード電極ポストのペレット側の一部にはゲ
ートリード９を取り出すための切欠部21が設けられてい
る。このため切欠部21と対向するCu・キャップ113の部
分は直接加圧されない。Cu・ディスク112は、この直接
加圧されないCu・キャップ部分が出来るだけ均一に圧接
されるように、アニールをせず、剛性を持たせるため3m
m程度の厚さとしている。面粗さは、圧延した銅板を用
いることにより容易に0.2ないし0.3μｍが得られる。
以上のように、Si・ペレット16のアノード電極ポスト側
には、硬質の剛性に富んだ、しかもSiに熱膨脹係数が近
いMo・ディスク118を用い、定盤に相当するようなこの
平面板118を介してSi・ペレット16のアノード電極をア
ノード電極ポスト２に重ね、一方Si・ペレット16のカソ
ード電極側には、軟質の展延性に富んだアニールを施し
た軟質銅薄板113及び適度の剛性のある硬質銅板112を介
してカソード電極にカソード電極ポスト１を重ねること
により、圧接時にSi・ペレット16のアノード電極及びカ
ソード電極は、均一に圧接されるようになる。
次に、アノード電極ポストとSi・ペレット（単にアノー
ド側と呼ぶ）及びSi・ペレットとカソード電極ポスト
（単にカソード側と呼ぶ）の間に挟み込む電極材料の組
合わせを選ぶにあたって行なった試行について説明す
る。即ちアノード側及びカソード側に挟み込む電極材料
の種類とその組合わせにより、或いは実際に圧接される
圧接力を２トン（φ60のSi・ペレットの時）、４トン、
６トン及び８トンと変えたことにより、Si・ペレットが
割れるか割れないかを調べた。又温度サイクルテスト
（TCT、Temperature Cycle Test）によりSi・ペレット
が割れるか割れないか、Si・ペレットのAl電極に、くっ
つく材料かくっつかない材料か等を判定し、更に熱抵抗
値の比較をした。
これらの試行とその結果の一例を第１表に示す。同表の
左側の列は、アノード側に挟む金属板（Mo・ディスク11
8に相当するもの）の板厚と材質を示し、即ちAl（0.5
t）、Cu（0.5t）、Mo（1.0t）及びFe（1.0t）の４種類
の金属板を表わす。又同表の上側の行は、カソード側に
挟む金属板１枚の場合と、Cu・ディスク（3t）と、Mo
（0.05t）、Ag（0.1t）、アニールCu（0.1t）及びアニ
ールCu（0.5t）のフォイルとを組合わせた２枚の場合と
のそれぞれについて合計８種類の金属板又は金属板の組
合わせを表わす。圧接力は６トン、TCTの条件は200℃１
時間→25℃１時間→−50℃１時間→25℃１時間を５サイ
クル実施する。同表の欄内において、×印は、Si・ペレ
ットが割れたもの、△印は、Si・ペレットは割れない
が、Si・ペレットのAl電極にくっついたもの、〇印は、
Si・ペレットが割れず、Si・ペレットのAl電極にくっつ
かなかったもの（使用可）、＊印は、熱抵抗値が大きい
ものを示す。又空欄は、当該組合わせで実施しなかった
ものである。この結果から、アノード側は、Mo（1t）、
カソード側は、Cu・ディスク（3t）とMo（0.05t）、ア
ニールCu（0.1t）及びアニールCu（0.05t）フォイルの
いずれか１つとの組合わせが望ましいことがわかる。
次に第１図の実施例に示す実際の製品のGTOについて、
温度疲労試験（TFT、Temperature Fatigue Test）を（2
5℃→125℃→、△Tc＝100℃）の条件で実施したとこ
ろ、50キロサイクルでもゲート電極とカソード電極間の
短絡（破損）やアノード電極とカソード電極間の耐圧劣
化等が発生していないことが確認された。
従来の第４図に示すGTOについて、同一条件でTFTを実施
すると、30キロサイクルまでは破損率はほぼ０％で、そ
れ以上TFTを続けると第３図の実線ａで示すように破損
率が増加することが従来のデータから確められている。
本発明のGTOは前記の通りTFTの50キロサイクルまで破損
率はほぼ０％であるので、更にTFTを続けるとサイクル
数と破損率［％］との関係は破線ｂとなることが予測さ
れる。従って本発明の合金接合をしないGTOは、従来の
合金接合型のGTOに対し約1.6倍以上長寿命化が出来たと
いえる。
上記の実施例について得られた本発明の効果を以下列記
する。
（ａ） Si・ペレットをＷ・ディスク又はMo・ディスク
に合金接合しないため、Si・ペレットの反りが、例えば
従来約50μｍのものが約15μｍと大幅に減少し、合金接
合されたものに比しその剛性も減るため、加圧時のSi・
ペレットの平面精度を上げることができ、より均一な圧
接が実現できる。
（ｂ） 合金接合をしないため、Si・ペレットのアノー
ド電極とカソード電極間の耐圧を得るために設ける二重
正ベベル構造の溝部の加工及びその処理、特に溝切り後
のエッチング作業及びシリコーンゴムのコーティング作
業が容易になる。
（ｃ） 合金接合しないのでSi・ペレットの反りが減
り、アノード電極ポストとカソード電極ポスト間に挟み
込む部品数が少なくなり、且つ低価格にできる。
（ｄ） 前項（ｃ）の部品数が少ないことにより、組立
てが容易になる。
（ｅ） Si・ペレットの反りが大幅に減少し、電極材料
を適当に選んだことにより、第３図に示すTFTの結果か
らも分るように、製品の寿命が約1.6倍に延びた。
なお本実施例においてはMo・ディスクを使用したが、Ｗ
・ディスクを用いても、ほぼ同等の作用、効果が得られ
る。又Cu・ディスクには防錆のためNiメッキを施しても
差支えない。又Cu・ディスクの代わりにCu・ディスク相
当の剛性を有するMo・ディスク又はＷ・ディスクを用い
てもよい。
本発明は、実施例で述べたGTOに対しては、特にその効
果が発揮されるが、Si・ペレットとMo・ディスク又はＷ
・ディスクとを合金接合しないその他の圧接平型半導体
装置にも適用できることは勿論である。
［発明の効果］ これまで詳述したように、本発明により、圧接平型半導
体装置のSi・ペレットの反りに起因する諸課題は解決さ
れ、より均一な圧接が得られ、従来より生産性が向上で
き、低価格で且つ長寿命の圧接平型半導体装置を提供す
ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例のGTOの構成部品を分離した状
態の断面図、第２図は第１図のGTOの圧接された状態の
断面図、第３図は本発明及び従来のそれぞれのGTOにつ
いてTFTのサイクル数と破損率との相関を示す図、第４
図は従来のGTOの構成部品を分離した状態の断面図であ
る。 １……カソード電極ポスト、1a……絶縁物筒体、２……
アノード電極ポスト、3,6……鋼板、４……マイカ、５
……テフロン・リング、７……弾性体、９……ゲートリ
ード、11……Ag・キャップ、16……半導体整流素子ペレ
ット（Si・ペレット）、22……ゲート電極取出部、112
……硬質銅板（Cu・ディスク）、113……軟質銅薄板（C
u・キャップ）、115……シリコーンゴム、118……Mo又
はＷ・金属板（Mo・ディスク）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 秀雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝多摩川工場内 (56)参考文献 特開 昭53−124975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−97933（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−198642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291122（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】側面にゲート電極取出部を設けた中空の絶
    縁物筒体と、該絶縁物筒体を挟んで互いに対向するアノ
    ード電極ポスト及びカソード電極ポストとを有する外囲
    器内に、アノード電極ポストよりカソード電極ポストに
    向けて、アノード電極ポスト、モリブデン又はタングス
    テンから成る金属板、アノード電極がアノード電極ポス
    ト側及びカソード電極がカソード電極ポスト側となる半
    導体整流素子ペレット、軟質銅薄板、硬質銅板及びカソ
    ード電極ポストを上記順序にそれぞれの主面を互いに固
    着することなく接触配置し、且つ前記半導体整流子ペレ
    ット中央部のゲート電極とカソード電極ポストとの間
    に、該カソード電極ポストと電気絶縁をしたゲートリー
    ド及び弾性体を配置し、アノード電極ポスト及びカソー
    ド電極ポストによりそれぞれを圧接して成ることを特徴
    とする圧接平型半導体装置。
JP19855888A 1988-08-09 1988-08-09 圧接平型半導体装置 Expired - Lifetime JPH0693468B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19855888A JPH0693468B2 (ja) 1988-08-09 1988-08-09 圧接平型半導体装置
US07/384,801 US4958215A (en) 1988-08-09 1989-07-25 Press-contact flat type semiconductor device
EP19890114223 EP0354454B1 (en) 1988-08-09 1989-08-01 Press-contact flat type semiconductor device
DE1989621681 DE68921681T2 (de) 1988-08-09 1989-08-01 Flache Halbleiteranordnung vom Druckkontakt-Typ.
KR1019890011191A KR920006855B1 (ko) 1988-08-09 1989-08-05 압접평형 반도체장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19855888A JPH0693468B2 (ja) 1988-08-09 1988-08-09 圧接平型半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0246742A JPH0246742A (ja) 1990-02-16
JPH0693468B2 true JPH0693468B2 (ja) 1994-11-16

Family

ID=16393179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19855888A Expired - Lifetime JPH0693468B2 (ja) 1988-08-09 1988-08-09 圧接平型半導体装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4958215A (ja)
EP (1) EP0354454B1 (ja)
JP (1) JPH0693468B2 (ja)
KR (1) KR920006855B1 (ja)
DE (1) DE68921681T2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3258200B2 (ja) * 1995-05-31 2002-02-18 株式会社東芝 圧接型半導体装置
JPH0760893B2 (ja) * 1989-11-06 1995-06-28 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3137375B2 (ja) * 1990-09-20 2001-02-19 株式会社東芝 圧接型半導体装置
DE4035846A1 (de) * 1990-11-10 1991-06-06 Kuntze Angelgeraete Dam Angelrolle mit spule zur aufnahme der angelschnur
JP3588503B2 (ja) * 1995-06-20 2004-11-10 株式会社東芝 圧接型半導体装置
JP5051828B2 (ja) 2007-03-19 2012-10-17 日本碍子株式会社 蓄熱式バーナ
JP2016062983A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 株式会社東芝 半導体装置
CN107533983B (zh) * 2015-05-26 2020-06-05 三菱电机株式会社 压接型半导体装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3581160A (en) * 1968-12-23 1971-05-25 Gen Electric Semiconductor rectifier assembly having high explosion rating
DE2704914C2 (de) * 1977-02-05 1982-03-25 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Anordnung zum Kontaktieren eingehäuster Leistungs-Halbleiterbauelemente
JPS5929142B2 (ja) * 1977-04-06 1984-07-18 三菱電機株式会社 半導体装置
US4402004A (en) * 1978-01-07 1983-08-30 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha High current press pack semiconductor device having a mesa structure
JPS54107264A (en) * 1978-02-10 1979-08-22 Toshiba Corp Semiconductor device
CH630490A5 (de) * 1978-06-30 1982-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie Gehaeuse fuer ein halbleiter-hochleistungsbauelement.
DE2838997A1 (de) * 1978-09-07 1980-03-20 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur herstellung eines dichten gehaeuses fuer einen scheibenfoermigen, mindestens einen pn-uebergang aufweisenden halbleiterkoerper
DE2940571A1 (de) * 1979-10-06 1981-04-16 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Modul aus wenigstens zwei halbleiterbauelementen
JPS57100737A (en) * 1980-12-16 1982-06-23 Toshiba Corp Semiconductor device
DE3486256T2 (de) * 1983-09-29 1994-05-11 Toshiba Kawasaki Kk Halbleiteranordnung in Druckpackung.
JPS60194565A (ja) * 1984-03-15 1985-10-03 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
GB2162366B (en) * 1984-07-24 1987-09-30 Westinghouse Brake & Signal Semiconductor device contact arrangements
JP2594278B2 (ja) * 1986-07-30 1997-03-26 ビービーシー ブラウン ボヴェリ アクチェンゲゼルシャフト 加圧接続型ｇｔｏサイリスタ

Also Published As

Publication number Publication date
EP0354454A2 (en) 1990-02-14
DE68921681D1 (de) 1995-04-20
DE68921681T2 (de) 1995-07-27
EP0354454B1 (en) 1995-03-15
JPH0246742A (ja) 1990-02-16
KR900004027A (ko) 1990-03-27
EP0354454A3 (en) 1990-12-27
KR920006855B1 (ko) 1992-08-20
US4958215A (en) 1990-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0012770B1 (en) Fluid cooled semiconductor device
JP2739970B2 (ja) 圧接型半導体装置
US3238425A (en) Encapsuled semiconductor device and method of its manufacture
JPH098279A (ja) 圧接型半導体装置
US3736474A (en) Solderless semiconductor devices
JPS5929143B2 (ja) 電力用半導体装置
US2907935A (en) Junction-type semiconductor device
JPH0693468B2 (ja) 圧接平型半導体装置
US3280387A (en) Encapsuled semiconductor with alloy-bonded carrier plates and pressure maintained connectors
JPH07307354A (ja) 半導体製造治具とそれを用いた半導体装置の製造方法
US3280383A (en) Electronic semiconductor device
JP2000049330A (ja) 圧接型半導体装置及びそのリング状ゲート端子並びに電力応用装置
JP3973832B2 (ja) 圧接型半導体装置
US3377523A (en) Semiconductor device cooled from one side
JP3353570B2 (ja) 平型半導体素子
JPH065685B2 (ja) 加圧接触形半導体装置
JP3671771B2 (ja) 平型半導体装置のパッケージ
US5063436A (en) Pressure-contacted semiconductor component
JPH08316256A (ja) 圧接型半導体装置
JPH11233755A (ja) 半導体装置
JPH1065100A (ja) ゲートターンオフサイリスタスタック
JPH05218397A (ja) 圧接型半導体素子
JPH04321255A (ja) 半導体外囲器の気密封止方法
JP2002093976A (ja) 加圧接触型半導体装置
JPS62290163A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071116

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116

Year of fee payment: 14

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081116

Year of fee payment: 14