JPH07202096A

JPH07202096A - ガラスダイオードの封止構造

Info

Publication number: JPH07202096A
Application number: JP43594A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tsuruta; 浩鶴田; Masayuki Morita; 正行森田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-01-07
Filing date: 1994-01-07
Publication date: 1995-08-04

Abstract

(57)【要約】【目的】ダイオードにあって金属性異物の封入に起因
し、或いは複数の半導体チップの挿入に起因する信頼性
の低下を防止できるようにする。【構成】半導体チップ２を一対のデュメット電極３，
４で介挿した状態で管状のガラス１内に封止するガラス
ダイオードであって、デュメット電極３の半導体チップ
２に対向する領域を除く部分に、周縁に向かって高さが
大きくなる傾斜部３ａを設け、金属性異物によるショー
トが生じ易くすると共に、複数の半導体チップの挿入を
検出し易くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラスダイオードの封止
技術、特に、デュメット電極間をショートする恐れのあ
る金属性の異物を検出することのできる封止構造を確立
するために用いて効果のある技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車にあってはエンジンの回
転制御に電子制御が用いられる車種が増えており、ＣＰ
Ｕのほかトランジスタ、ダイオード等の各種の半導体装
置が用いられている。このような用途の半導体装置は、
安全性を直接左右することになるため、高い信頼性が要
求される。

【０００３】半導体装置の１種であるダイオードにも種
々のタイプがあるが、その１つにスイッチングダイオー
ドがある。その構造例には、例えば、株式会社誠文堂新
光社発行「エレクトロニクスを支える半導体の仲間た
ち」泉弘志著、１９頁に記載のようなガラスダイオード
がある。このガラスダイオードは、リードが接続された
金属性の一対のデュメット電極間に半導体チップを介在
させ、この半導体チップ及びデュメット電極の周囲をガ
ラス材で覆うように封止した形状を有している。

【０００４】ところで、本発明者はガラスダイオードの
封止に際し、デュメット電極間に混入した金属性異物に
よるショート発生、及び複数個の半導体チップの挿入に
伴う問題について検討した。以下は本発明者によって検
討された技術であり、その概要は次の通りである。

【０００５】すなわち、ガラスダイオードの組み立てに
際しては、中空のガラス筒の一端にリードを接続したデ
ュメット電極（鉄を基材とし表面に銅メッキ等を施した
部品）を通し、これらを立設した状態で半導体チップを
ガラス筒内に挿入し、更に他方のデュメット電極を挿入
した後、加熱炉内でガラス筒を溶融してモールドを行う
工程が用いられている。

【０００６】この場合、半導体チップが搭載される下側
のデュメット電極の表面は平坦になっており、また上側
のデュメット電極のチップ側の表面も平坦になってお
り、半導体チップの上下面が一対のデュメット電極の平
坦面で圧接される状態で固定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれ
ば、ガラスダイオードにおいてはデュメット電極間に複
数個の半導体チップが挿入できるだけの空間を有してお
り、複数個の半導体チップが挿入される場合があり、製
品歩留り及び信頼性を低下させるという問題がある。す
なわち、デュメット電極間に介在する半導体チップは１
個のみでなければならないが、何らかの理由で複数個が
搭載されてしまう場合がある。

【０００８】この場合、同一極性の状態で並列配置にな
れば問題はないが、相互に逆極性で並列接続された場合
には通電の方向性が無くなりダイオードとしての用をな
さない。また、極性が対向する形で直列接続された場
合、或いは横倒しのまま封止された場合も製品不良にな
る。このような場合、封止後のスクリーニング法による
試験によって、チップ同士のショート品は容易に検出さ
れ、除去することができる。しかし、ショートしていな
い製品については、除去できないため、本来、不良品と
して除去されるべきものが市場に流通し、或いは顧客に
渡り、後日に不良の判定がなされる。

【０００９】また、デュメット電極の剥がれや製造装置
からの持ち込みに起因する金属性異物がデュメット電極
間の空間に入り込み、これが振動などによって空間内を
移動することにより半導体チップの導電部とデュメット
電極に触れ、半導体チップ部分をバイパスして導通状態
（半導体チップの端縁の保護用絶縁膜の設けられていな
い導通部分とデュメット電極の表面との接触）になり、
製品不良を生じるという問題がある。

【００１０】そこで、本発明の目的は、金属性異物の封
入に起因し、或いは複数の半導体チップの挿入に起因す
る信頼性の低下を防止することのできる技術を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。

【００１２】すなわち、半導体チップを一対のデュメッ
ト電極で介挿した状態で管状のガラス内に封止するガラ
スダイオードであって、前記デュメット電極の少なくと
も一方の前記半導体チップに対向する領域を除く部分
に、傾斜部を設けるようにしている。

【００１３】

【作用】上記した手段によれば、デュメット電極のチッ
プ搭載面のチップ搭載領域を除く部分に傾斜部を設け、
その傾斜面と他方のデュメット電極表面との間の間隙が
徐々に狭くなるような空間を形成することができる。こ
の結果、ダイオードを斜めにしたときに空間内に存在す
る金属性異物が、その直径に応じた隙間まで転がって停
止する。また、複数の半導体チップが挿入されたときに
は、チップ同士が接触してショート状態になり易くな
る。

【００１４】したがって、複数の半導体チップの挿入に
対しては初期不良が形成され易くなり、金属性異物が封
入された場合には半導体チップを電気的に短絡する状態
が形成され易くなり、在来のスクリーニング方法による
不良品除去効率を向上させることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１６】（実施例１）図１は本発明によるガラスダ
イオードの封止構造の第１実施例を示す断面図である。

【００１７】筒状のガラス１（ガラススリーブ）内に
は、半導体チップ２（片面にパンプ５が形成されてい
る）を介挿した状態で一対のデュメット電極３，４が封
入されている。デュメット電極３，４（共に素材には鉄
が用いられ、表面にはＣｕメッキ等が施されている）
は、共に半導体チップ２に面した表面が平坦に加工され
ている。そして、デュメット電極３とデュメット電極４
の間には、最大部分で半導体チップ２の厚み（高さ）分
の空間が形成されている。

【００１８】更に、デュメット電極３のチップ側の面
は、半導体チップ２の搭載領域を除いた部分（デュメッ
ト電極３の全表面積の約半分、角度では半径約１８０度
の領域）が斜めに突出した傾斜部３ａ（平面または円周
方向に曲面を有するように加工されている）を有してい
る（デュメット電極３と一体加工により作られる）。こ
の傾斜部の頂点３ｂは、デュメット電極４の表面に接触
しない程度の間隔が生じるような高さに設定されてい
る。また、デュメット電極３，４には、実装時に基板上
の配線パターンに接続するためのリード３ｃ，４ａが各
デュメット電極の中心点に接続されている。

【００１９】具体例を示せば、デュメット電極３，４の
直径が７００μｍである場合、半導体チップ２の搭載幅
は３６０μｍ、傾斜部３ａの設定幅は水平方向に３４０
μｍである。また、半導体チップ２の搭載面から頂点３
ｂまでの高さは１２０μｍ、デュメット電極４の表面と
頂点３ｂとの間の隙間は８０μｍ、バンプ５の厚みは５
０μｍ、及び半導体チップ２の高さは１５０μｍであ
る。このような各部の寸法における傾斜部３ａの角度
は、約１９度である。

【００２０】図１のようなダイオードにおいて、その組
み立て手順を説明すると、ガラス１を立てた状態でその
中空部の下側にリード３ｃを下側にしてデュメット電極
３を挿入し、位置決めする。ついで、バンプ５が上にな
るようにして半導体チップ２をガラス１の中空部に挿入
し、デュメット電極３の表面に載置する。このとき、半
導体チップ２は傾斜部３ａを避けたチップ搭載領域に配
設される。仮に、半導体チップ２が傾斜部３ａに載った
場合でも、半導体チップ２は傾斜部３ａを滑り落ち、平
坦面の定位置に載置される。

【００２１】この後、リード４ａを上にしてデュメット
電極４をガラス１の中空部の上端に挿入し、デュメット
電極３とデュメット電極４で半導体チップ２を押圧した
状態で加熱炉に設置し、加熱することによりガラス１が
溶融し、各部材が固定される。

【００２２】傾斜部３ａが設けられていることによっ
て、デュメット電極３上に同時に２個の半導体チップ２
ａ，２ｂが挿入された場合でも、図２のように１個が傾
斜部３ａに乗り上げ、それぞれバンプ５ａ，５ｂを有す
る半導体チップ２ａと半導体チップ２ｂの高さが不揃い
になるため、異常発見が、電気的検査によっても組立装
置のセンサによっても容易に検出ができるようになる。

【００２３】また、デュメット電極３，４間の空間に金
属性異物が入っていた場合、図３に示すように、ダイオ
ードを横位置にして振動を与えると、金属性異物６は傾
斜部３ａとデュメット電極４の間の空隙に転がり落ち、
傾斜部３ａとデュメット電極４が電気的に接続される。
この結果、ダイオードの方向性は消滅し、単なるワイヤ
の機能になり、試験装置７の電流状態から不良を判定す
ることができる。

【００２４】なお、上記実施例においては、デュメット
電極３側に傾斜部３ａを設けたが、逆に、図４の（ａ）
のようにデュメット電極４側に傾斜部４ｂを設けてもよ
い。或いは、図４の（ｂ）に示すようにデュメット電極
３，４の夫々にすり鉢状（その範囲は１８０度）の傾斜
部３ｄ，４ｃを設けてもよい。

【００２５】更に、図５に示すように、デュメット電極
３の中央部に半導体チップ２を配設し、この半導体チッ
プ２を取り囲むようにすり鉢状の傾斜部８（３６０度の
範囲）を設ける構成にしてもよい。更には、傾斜部３ａ
を連続した斜面ではなく、階段状にしてもよい。

【００２６】（実施例２）図６は本発明の第２実施例を
示す正面断面図である。なお、図６においては、図１と
同一であるものには同一引用数字を用いたので、以下に
おいては重複する説明を省略する。

【００２７】本実施例は、図１のデュメット電極３に代
えてチップ搭載面に凸部９ａを設けたデュメット電極９
を設けたところに特徴がある。この実施例では、複数の
半導体チップ２が挿入できる空間は形成されず、また、
半導体チップ２が移動できる空間も形成されない。

【００２８】したがって、半導体チップ２を常に定位置
に封入でき、安定した製造が可能になる。また、複数の
半導体チップの挿入に対しては、電気的に検出できない
場合でも、組立装置のセンサで容易に検出が可能であ
る。更に、金属性異物に対しては、デュメット電極間に
圧接された状態で固定され易くなり、不良検出の確率を
高めることができる。

【００２９】なお、図７に示すように、半導体チップ２
のサイズに応じて凸部９ａの領域を変更することができ
る。これにより、どのような仕様の半導体チップに対し
ても対応できるようになる。

【００３０】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。

【００３１】例えば、図６及び図７の実施例において
は、凸部９ａをデュメット電極３側に設けるものとした
が、逆に、デュメット電極４側に設けることもできる。
或いは、デュメット電極３，４の両方に分割した形で設
けてもよい。いずれも半導体チップ２を定位置にセット
できるようになると共に、金属性異物によるショート状
態を生じ易くすることが可能になる。

【００３２】更には、図８に示すように、傾斜部３ａの
傾斜面の傾斜方向を逆にしても、前記実施例と同等の効
果を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。

【００３４】すなわち、半導体チップを一対のデュメッ
ト電極で介挿した状態で管状のガラス内に封止するガラ
スダイオードであって、前記デュメット電極の少なくと
も一方の前記半導体チップに対向する領域を除く部分
に、傾斜部を設けるようにしたので、複数の半導体チッ
プの挿入に対しては初期不良が形成され易くなり、金属
性異物が封入された場合には半導体チップを電気的に短
絡する状態が形成され易くなり、在来のスクリーニング
方法による不良品除去効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガラスダイオードの封止構造の第１実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明において複数の半導体チップがデュメッ
ト電極間に挿入された場合の状態を示す説明図である。

【図３】本発明において金属性の異物がデュメット電極
間に介在した場合の状態を示す説明図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は図１の実施例の第１の変形例
を示す断面図である。

【図５】図１の実施例の第２の変形例を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の第２実施例を示す正面断面図である。

【図７】図６の実施例の変形例を示す正面断面図であ
る。

【図８】図１の実施例の第３の変形例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ガラス２半導体チップ２ａ半導体チップ２ｂ半導体チップ３デュメット電極３ａ傾斜部３ｂ頂点３ｃリード３ｄ傾斜部４デュメット電極４ａリード４ｂ傾斜部４ｃ傾斜部５バンプ５ａバンプ５ｂバンプ６金属性異物７試験装置８傾斜部９デュメット電極９ａ凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップを一対のデュメット電極で
介挿した状態で管状のガラス内に封止するガラスダイオ
ードであって、前記デュメット電極の少なくとも一方の
前記半導体チップに対向する領域を除く部分に、傾斜部
を設けることを特徴とするガラスダイオードの封止構
造。
【請求項２】前記傾斜部は、その外周縁が前記デュメ
ット電極の外周面に同一で、内周縁が前記半導体チップ
の外周面近傍であることを特徴とする請求項１記載のガ
ラスダイオードの封止構造。
【請求項３】前記傾斜部は、三角形の断面形状を有
し、デュメット電極に一体加工で形成されることを特徴
とする請求項１または２記載のガラスダイオードの封止
構造。
【請求項４】前記傾斜部は、その高さが外側に向かっ
て大きくなることを特徴とする請求項１，２または３記
載のガラスダイオードの封止構造。
【請求項５】半導体チップを一対のデュメット電極で
介挿した状態で管状のガラス内に封止するガラスダイオ
ードであって、前記半導体チップの搭載部を除く非搭載
領域に前記半導体チップが挿入されるような空間が生じ
ないようにすることを特徴とするガラスダイオードの封
止構造。
【請求項６】前記非搭載領域は、前記半導体チップと
ほぼ同じ高さを有する凸部であることを特徴とする請求
項５記載のガラスダイオードの封止構造。
【請求項７】前記非搭載領域は、前記一対のデュメッ
ト電極の少なくとも一方に設けることを特徴とする請求
項５または６記載のガラスダイオードの封止構造。