JPH07312420A - 圧接形半導体装置のゲート電極構造 - Google Patents
圧接形半導体装置のゲート電極構造Info
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- JPH07312420A JPH07312420A JP12831394A JP12831394A JPH07312420A JP H07312420 A JPH07312420 A JP H07312420A JP 12831394 A JP12831394 A JP 12831394A JP 12831394 A JP12831394 A JP 12831394A JP H07312420 A JPH07312420 A JP H07312420A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】圧接形半導体装置の圧接がされない状態にある
時に、半導体素子が機密容器内に動くことにより、半導
体素子表面を機密容器内の電極部材との摩擦により損傷
することを防止し、ゲート電流の引き抜き効果を向上さ
せることにある。 【構成】薄板導体により形成され断面形状を鉢状部材と
したゲート引出導体の底面リング部を前記リング状ゲー
ト電極部に溶着し、ゲート引出導体の上面リング部は圧
接形半導体装置の外囲器に溶着して、カソード電極とゲ
ート引出導体とが同心状に配置されたものである。
時に、半導体素子が機密容器内に動くことにより、半導
体素子表面を機密容器内の電極部材との摩擦により損傷
することを防止し、ゲート電流の引き抜き効果を向上さ
せることにある。 【構成】薄板導体により形成され断面形状を鉢状部材と
したゲート引出導体の底面リング部を前記リング状ゲー
ト電極部に溶着し、ゲート引出導体の上面リング部は圧
接形半導体装置の外囲器に溶着して、カソード電極とゲ
ート引出導体とが同心状に配置されたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＩサイリスタ、ＧＴ
Ｏサイリスタなどの大電力自己消弧形素子に適用する圧
接形半導体装置のゲート電極構造に関するものである。
Ｏサイリスタなどの大電力自己消弧形素子に適用する圧
接形半導体装置のゲート電極構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、大電力自己消弧形素子で平形構
造の圧接形半導体装置では、ゲート電極構造として、半
導体素子を形成するペレットの表面中央部にて、ゲート
接触部材を設け、ゲート電極に圧接することにより、ゲ
ートリード部材、ゲート導出パイプ等を経由してゲート
回路からのゲート電力を半導体素子に伝達していた。図
５は従来技術による圧接形半導体装置のゲート構造の本
願に係わる構成を示す断面図である。図５において、半
導体素子１は、半導体素子表面の一部分を島状に突出さ
せて設けた多数のカソード電極１Ｋと、該カソード電極
１Ｋ間を網の目状に互いにアルミ蒸着層等で電気的に接
続したゲート電極１Ｇ、（図面上はゲート電極が点在し
ているように図示しているが、図面の隠れた部分で互い
にアルミ蒸着層等で接続されている）および半導体素子
１の下部のアノード部に合金層１Ａを介してアノード温
度補償板22が接合され、それぞれの被接合面で圧接接触
面を形成している。この多数の島状接触面からなるカソ
ード電極１Ｋの上面には、同各カソード電極１Ｋへの機
械的応力を緩衝させるカソード緩衝板４とカソード温度
補償板５を介して、カソード主電極６が圧接されてい
る。カソード主電極６はカソードシールフランジ７を介
して、絶縁シール筒９にそれぞれ固着され、絶縁シール
筒９の反対側にはアノードシールフランジ受10が固着さ
れている。
造の圧接形半導体装置では、ゲート電極構造として、半
導体素子を形成するペレットの表面中央部にて、ゲート
接触部材を設け、ゲート電極に圧接することにより、ゲ
ートリード部材、ゲート導出パイプ等を経由してゲート
回路からのゲート電力を半導体素子に伝達していた。図
５は従来技術による圧接形半導体装置のゲート構造の本
願に係わる構成を示す断面図である。図５において、半
導体素子１は、半導体素子表面の一部分を島状に突出さ
せて設けた多数のカソード電極１Ｋと、該カソード電極
１Ｋ間を網の目状に互いにアルミ蒸着層等で電気的に接
続したゲート電極１Ｇ、（図面上はゲート電極が点在し
ているように図示しているが、図面の隠れた部分で互い
にアルミ蒸着層等で接続されている）および半導体素子
１の下部のアノード部に合金層１Ａを介してアノード温
度補償板22が接合され、それぞれの被接合面で圧接接触
面を形成している。この多数の島状接触面からなるカソ
ード電極１Ｋの上面には、同各カソード電極１Ｋへの機
械的応力を緩衝させるカソード緩衝板４とカソード温度
補償板５を介して、カソード主電極６が圧接されてい
る。カソード主電極６はカソードシールフランジ７を介
して、絶縁シール筒９にそれぞれ固着され、絶縁シール
筒９の反対側にはアノードシールフランジ受10が固着さ
れている。
【０００３】一方、絶縁シール筒９の側面に固着された
ゲート導出パイプ13には、絶縁シール筒９の外側の端部
で接合されたゲートリード部材14を介し、ゲート接触部
材15に電気的に接続され、皿バネ17、絶縁ザガネ16、皿
バネ17、平ザガネ18により、ゲート部をカソード主電極
から電気的に絶縁するとともに、ゲート電極１Ｇに圧接
することにより、圧接形半導体装置の外部からゲート駆
動電力を導入できる構造としている。このゲート部の圧
接は、所要ゲート電流実効値に見合うゲート接触部材15
のゲート電極１Ｇへの接触面積を確保し、カソード主電
極６とアノード主電極23が所定の圧接力で圧接された
後、カソード緩衝板４とカソード温度補償板５およびカ
ソード主電極６などが熱膨張により伸縮することを考慮
の上、皿バネ17の必要撓み量と圧接力を確保している。
ゲート導出パイプ13には、絶縁シール筒９の外側の端部
で接合されたゲートリード部材14を介し、ゲート接触部
材15に電気的に接続され、皿バネ17、絶縁ザガネ16、皿
バネ17、平ザガネ18により、ゲート部をカソード主電極
から電気的に絶縁するとともに、ゲート電極１Ｇに圧接
することにより、圧接形半導体装置の外部からゲート駆
動電力を導入できる構造としている。このゲート部の圧
接は、所要ゲート電流実効値に見合うゲート接触部材15
のゲート電極１Ｇへの接触面積を確保し、カソード主電
極６とアノード主電極23が所定の圧接力で圧接された
後、カソード緩衝板４とカソード温度補償板５およびカ
ソード主電極６などが熱膨張により伸縮することを考慮
の上、皿バネ17の必要撓み量と圧接力を確保している。
【０００４】なお、ゲート絶縁リング19はゲート接触部
材15とカソード緩衝板４、カソード温度補償板５、カソ
ード主電極６のそれぞれから電気的な絶縁を行う目的で
設けられている。また、絶縁コーテイング材20は絶縁リ
ング21と、半導体素子１に固着させたアノード温度補償
板22との空間を埋める半導体素子１の表面保護材であ
る。アノード側主電極23はアノード温度補償板22と圧接
された主電流の通路を形成するとともに、アノードシー
ルフランジ24と固着され、鍔先にてアノードシールフラ
ンジ受10と溶接され圧接形半導体装置の気密封じを形成
している。
材15とカソード緩衝板４、カソード温度補償板５、カソ
ード主電極６のそれぞれから電気的な絶縁を行う目的で
設けられている。また、絶縁コーテイング材20は絶縁リ
ング21と、半導体素子１に固着させたアノード温度補償
板22との空間を埋める半導体素子１の表面保護材であ
る。アノード側主電極23はアノード温度補償板22と圧接
された主電流の通路を形成するとともに、アノードシー
ルフランジ24と固着され、鍔先にてアノードシールフラ
ンジ受10と溶接され圧接形半導体装置の気密封じを形成
している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、以上の説明か
ら明らかなように、従来装置では半導体装置を外部から
加圧圧接しない限り、半導体素子１は常に固定されない
状態にある。（機構的には半導体素子１の中心部はゲー
ト接触部材15、絶縁ザガネ16、皿バネ17、平ザガネ18な
どにより圧接される構造になっているが、カソードシー
ルフランジ７やアノードシールフランジ24の剛正がない
ため、十分な固定力は得られない）。そのため、半導体
素子１の輸送時や半導体素子１の適用装置への実装以前
の加圧圧接前の状態では、半導体素子１の中心ゲート電
極１Ｇやカソード電極１Ｋの各部表面がゲート接触部材
15やカソード温度補償板５の各表面と互いに摩擦仕合う
ことにより、半導体素子１の中心ゲート電極１Ｇやカソ
ード電極１Ｋ表面を損傷させ、それら電極材料の磨耗層
等を発生させる結果、半導体素子１のゲート・カソード
間を電気的に短絡し、半導体素子１を破壊させる要因と
なっていた。
ら明らかなように、従来装置では半導体装置を外部から
加圧圧接しない限り、半導体素子１は常に固定されない
状態にある。（機構的には半導体素子１の中心部はゲー
ト接触部材15、絶縁ザガネ16、皿バネ17、平ザガネ18な
どにより圧接される構造になっているが、カソードシー
ルフランジ７やアノードシールフランジ24の剛正がない
ため、十分な固定力は得られない）。そのため、半導体
素子１の輸送時や半導体素子１の適用装置への実装以前
の加圧圧接前の状態では、半導体素子１の中心ゲート電
極１Ｇやカソード電極１Ｋの各部表面がゲート接触部材
15やカソード温度補償板５の各表面と互いに摩擦仕合う
ことにより、半導体素子１の中心ゲート電極１Ｇやカソ
ード電極１Ｋ表面を損傷させ、それら電極材料の磨耗層
等を発生させる結果、半導体素子１のゲート・カソード
間を電気的に短絡し、半導体素子１を破壊させる要因と
なっていた。
【０００６】また、中心ゲート電極１Ｇへのゲート電力
伝達のため、ゲートリード部材14をカソード主電極６の
一部に切り欠き部を設けて通す必要があり、カソード緩
衝板４、カソード温度補償板５等の板厚を増し半導体素
子１の該当部への応力集中を軽減するなどの考慮が必要
となる。同時に、カソード主電極６のゲート接触部材15
を設けたことによる一部の切り欠き部はカソード主電極
６側への放熱量を減少させ、半導体素子１の接合温度の
不均一化を招き、カソード緩衝板４、カソード温度補償
板５等の板厚を増すことに伴う半導体素子１の接合〜カ
ソード主電極６およびアノード主電極23間熱抵抗の増加
を引き起こしていた。本発明の目的は、大電力用自己消
弧形素子の圧接形半導体装置をゲート部の絶縁ザガネ1
6、皿バネ17、平ザガネ18等のゲート電極構造部材を用
いることなく、圧接が均一で放熱的にも有利な信頼性の
高い圧接形半導体装置のゲート電極構造を提供すること
にある。
伝達のため、ゲートリード部材14をカソード主電極６の
一部に切り欠き部を設けて通す必要があり、カソード緩
衝板４、カソード温度補償板５等の板厚を増し半導体素
子１の該当部への応力集中を軽減するなどの考慮が必要
となる。同時に、カソード主電極６のゲート接触部材15
を設けたことによる一部の切り欠き部はカソード主電極
６側への放熱量を減少させ、半導体素子１の接合温度の
不均一化を招き、カソード緩衝板４、カソード温度補償
板５等の板厚を増すことに伴う半導体素子１の接合〜カ
ソード主電極６およびアノード主電極23間熱抵抗の増加
を引き起こしていた。本発明の目的は、大電力用自己消
弧形素子の圧接形半導体装置をゲート部の絶縁ザガネ1
6、皿バネ17、平ザガネ18等のゲート電極構造部材を用
いることなく、圧接が均一で放熱的にも有利な信頼性の
高い圧接形半導体装置のゲート電極構造を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は （１）請求項１において、島状のカソード電極と、その
凹部に有するゲート電極を表面に形成した半導体素子
と、これらの上部にカソード温度補償板、またその上部
にカソード主電極を設け、半導体素子の下部にアノード
温度補償板、その下にアノード主電極を設け、外囲器、
フランジによってこれらをシールした平形圧接構造の自
己消弧形サイリスタにおいて、前記カソード温度補償板
とカソード主電極と一体形成し、ゲート電極と外囲器の
内部に設けられたゲート導出部材間には底面を開口した
鉢状部材を設け、この鉢状部材の上部はゲート導出部材
に、またその底部は半導体素子の外周部に設けられたリ
ング状のゲート電極にそれぞれ固着せしめ、リング状ゲ
ート電極及びカソード主電極が同心状に配設されたこと
にある。
するための手段は （１）請求項１において、島状のカソード電極と、その
凹部に有するゲート電極を表面に形成した半導体素子
と、これらの上部にカソード温度補償板、またその上部
にカソード主電極を設け、半導体素子の下部にアノード
温度補償板、その下にアノード主電極を設け、外囲器、
フランジによってこれらをシールした平形圧接構造の自
己消弧形サイリスタにおいて、前記カソード温度補償板
とカソード主電極と一体形成し、ゲート電極と外囲器の
内部に設けられたゲート導出部材間には底面を開口した
鉢状部材を設け、この鉢状部材の上部はゲート導出部材
に、またその底部は半導体素子の外周部に設けられたリ
ング状のゲート電極にそれぞれ固着せしめ、リング状ゲ
ート電極及びカソード主電極が同心状に配設されたこと
にある。
【０００８】（２）請求項２において、島状のカソード
電極と、その凹部に有するゲート電極を表面に形成した
半導体素子と、これらの上部にカソード温度補償板、ま
たその上部にカソード主電極を設け、半導体素子の下部
にアノード温度補償板、その下にアノード主電極を設
け、外囲器、フランジによってこれらをシールした平形
圧接構造の自己消弧形サイリスタにおいて、前記カソー
ド温度補償板及びカソード主電極の外周で且つフランジ
内部に、リング状の絶縁ガイドを設け、ゲート電極と外
囲器の内部に設けられたゲート導出部材間には底面を開
口した鉢状部材を設け、この鉢状部材の上部はゲート導
出部材に、またその底部は半導体素子の外周部に設けら
れたリング状のゲート電極にそれぞれ固着せしめ、リン
グ状のゲート電極及びカソード主電極が同心状に配設さ
れたものである。
電極と、その凹部に有するゲート電極を表面に形成した
半導体素子と、これらの上部にカソード温度補償板、ま
たその上部にカソード主電極を設け、半導体素子の下部
にアノード温度補償板、その下にアノード主電極を設
け、外囲器、フランジによってこれらをシールした平形
圧接構造の自己消弧形サイリスタにおいて、前記カソー
ド温度補償板及びカソード主電極の外周で且つフランジ
内部に、リング状の絶縁ガイドを設け、ゲート電極と外
囲器の内部に設けられたゲート導出部材間には底面を開
口した鉢状部材を設け、この鉢状部材の上部はゲート導
出部材に、またその底部は半導体素子の外周部に設けら
れたリング状のゲート電極にそれぞれ固着せしめ、リン
グ状のゲート電極及びカソード主電極が同心状に配設さ
れたものである。
【０００９】（３）請求項３において、前記底面を開口
した鉢状部材は、底面を開口した蛇腹状部材とする場合
もある。
した鉢状部材は、底面を開口した蛇腹状部材とする場合
もある。
【００１０】
【作用】次にその作用を説明する。電気的に良導体材料
よりなり、機械的に可とう性のある薄板で形成された鉢
状のリングゲートフレーム電極をカソード主電極の外側
に設けたことにより、カソード主電極にゲートリード部
材等の貫通用の溝等を設ける必要がなく、カソード主電
極が電気的にも機械的にも均一に圧接されることによ
り、熱抵抗を低くすることができる。従って、絶縁ザガ
ネ、皿バネ、平ザガネ等のゲート電極構造部材が不要と
なり、ゲートとカソードの各電極が同心状となるのでゲ
ート〜カソード間が同軸構造となって、ゲート〜カソー
ド間インダクタンスが低減されるため、自己消弧形素子
のターンオフ時のゲート負バイアスを安定に供給でき、
簡易で特性良好な圧接形半導体装置のゲート電極構造を
得ることができる。
よりなり、機械的に可とう性のある薄板で形成された鉢
状のリングゲートフレーム電極をカソード主電極の外側
に設けたことにより、カソード主電極にゲートリード部
材等の貫通用の溝等を設ける必要がなく、カソード主電
極が電気的にも機械的にも均一に圧接されることによ
り、熱抵抗を低くすることができる。従って、絶縁ザガ
ネ、皿バネ、平ザガネ等のゲート電極構造部材が不要と
なり、ゲートとカソードの各電極が同心状となるのでゲ
ート〜カソード間が同軸構造となって、ゲート〜カソー
ド間インダクタンスが低減されるため、自己消弧形素子
のターンオフ時のゲート負バイアスを安定に供給でき、
簡易で特性良好な圧接形半導体装置のゲート電極構造を
得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明による圧接形半導体装置のゲー
ト電極構造の一実施例を図面により詳細に説明する。図
１は本発明の圧接形半導体装置のゲート電極構造一実施
例を示す断面図、図２は本発明の請求項２記載の実施例
を示す断面図、図３は本願による鉢状リングゲートフレ
ーム電極の断面図、図４は本発明の請求項３記載の一実
施例を示す断面図である。図１において、１はアロイフ
リー形の半導体素子であり、アルミ蒸着層等で形成され
る多数の島状カソード電極１Ｋとアルミ蒸着装置等で電
気的に接続してそれら島状カソード電極１Ｋ間を取り囲
むようにて設けた網の目状のゲート電極１Ｇと同様に、
アルミ蒸着層等で形成されるアノード電極１Ａがそれぞ
れ設けてある。従って、図５に示す従来の半導体素子と
はアノード温度補償板等を合金一体形としない点で異な
っている。この合金一体形としない目的は半導体素子１
とアノード温度補償板22の熱膨張係数の僅かな差異によ
り、合金時に両張り合わせ体が反り返り、それぞれの接
触面の圧接が不均一となり電気的な導通面積、熱的放熱
面積が減少することを防止することにある。
ト電極構造の一実施例を図面により詳細に説明する。図
１は本発明の圧接形半導体装置のゲート電極構造一実施
例を示す断面図、図２は本発明の請求項２記載の実施例
を示す断面図、図３は本願による鉢状リングゲートフレ
ーム電極の断面図、図４は本発明の請求項３記載の一実
施例を示す断面図である。図１において、１はアロイフ
リー形の半導体素子であり、アルミ蒸着層等で形成され
る多数の島状カソード電極１Ｋとアルミ蒸着装置等で電
気的に接続してそれら島状カソード電極１Ｋ間を取り囲
むようにて設けた網の目状のゲート電極１Ｇと同様に、
アルミ蒸着層等で形成されるアノード電極１Ａがそれぞ
れ設けてある。従って、図５に示す従来の半導体素子と
はアノード温度補償板等を合金一体形としない点で異な
っている。この合金一体形としない目的は半導体素子１
とアノード温度補償板22の熱膨張係数の僅かな差異によ
り、合金時に両張り合わせ体が反り返り、それぞれの接
触面の圧接が不均一となり電気的な導通面積、熱的放熱
面積が減少することを防止することにある。
【００１２】ここで、半導体素子１は絶縁コーテイング
材20によりその外周部の表面を保護され、各カソード電
極１Ｋとアノード電極１Ａはそれぞれカソード温度補償
板５とアノード温度補償板22の各一面と圧接接触される
電極であり、カソード温度補償板５とアノード温度補償
板22はそれぞれカソード主電極６やアノード主電極23に
口一付けされ一体化されている。
材20によりその外周部の表面を保護され、各カソード電
極１Ｋとアノード電極１Ａはそれぞれカソード温度補償
板５とアノード温度補償板22の各一面と圧接接触される
電極であり、カソード温度補償板５とアノード温度補償
板22はそれぞれカソード主電極６やアノード主電極23に
口一付けされ一体化されている。
【００１３】この半導体素子１のゲート電極１Ｇ表面に
は、本願の要部である図３の鉢状リングゲートフレーム
電極２の底部２Ｂ部が溶着してあり、同上部２Ｔ部を薄
板のリング形状で一部を舌状としたリングゲート受３に
溶着する。この絶縁シール筒９の内側切り欠き部に被着
されたリングゲート受３の舌部は、ゲート導出パイプ1
3、ゲートリング部材14に取着され、ゲート導出パイプ1
3とゲートリード部材14の反リングゲート受３の舌部は
互いに溶接され気密封じされる。
は、本願の要部である図３の鉢状リングゲートフレーム
電極２の底部２Ｂ部が溶着してあり、同上部２Ｔ部を薄
板のリング形状で一部を舌状としたリングゲート受３に
溶着する。この絶縁シール筒９の内側切り欠き部に被着
されたリングゲート受３の舌部は、ゲート導出パイプ1
3、ゲートリング部材14に取着され、ゲート導出パイプ1
3とゲートリード部材14の反リングゲート受３の舌部は
互いに溶接され気密封じされる。
【００１４】また、従来の場合、半導体素子１の気密封
じはゲートリード部材14、ゲート接触部材15、絶縁ザガ
ネ16、皿バネ17や平ザガネ18などの実装の都合から、一
般にアノードシールフランジ受10とアノードシールフラ
ンジ24とにより外囲器周囲の最終気密封じが行われるの
に対して、本願では鉢状リングゲートフレーム電極２と
リングゲート受３の溶着後に外囲器周囲の最終溶接を行
う構造である点が異なるが、カソードシールフランジ
７、カソードシールフランジ受８、アノードシールフラ
ンジ受10はほぼ従来と同様に構成される。
じはゲートリード部材14、ゲート接触部材15、絶縁ザガ
ネ16、皿バネ17や平ザガネ18などの実装の都合から、一
般にアノードシールフランジ受10とアノードシールフラ
ンジ24とにより外囲器周囲の最終気密封じが行われるの
に対して、本願では鉢状リングゲートフレーム電極２と
リングゲート受３の溶着後に外囲器周囲の最終溶接を行
う構造である点が異なるが、カソードシールフランジ
７、カソードシールフランジ受８、アノードシールフラ
ンジ受10はほぼ従来と同様に構成される。
【００１５】次に、図２により本願の構成を説明する。
本図の場合、半導体素子１はアノード温度補償板22を合
金一体形とした図５の従来構造と同様で、絶縁コーテイ
ング材20、絶縁リング21等を使用した例である。しか
し、カソード側は図１と類似の構成で、カソード温度補
償板５とカソード主電極６が互いに圧接接触する構成で
あり、この場合は絶縁ガイド11によりカソード温度補償
板５がカソード主電極６との芯ずれや動きを抑制する役
目を果たしている点が異なり、その他の点では図１と全
く同一の構成である。
本図の場合、半導体素子１はアノード温度補償板22を合
金一体形とした図５の従来構造と同様で、絶縁コーテイ
ング材20、絶縁リング21等を使用した例である。しか
し、カソード側は図１と類似の構成で、カソード温度補
償板５とカソード主電極６が互いに圧接接触する構成で
あり、この場合は絶縁ガイド11によりカソード温度補償
板５がカソード主電極６との芯ずれや動きを抑制する役
目を果たしている点が異なり、その他の点では図１と全
く同一の構成である。
【００１６】次に、図４については、同図から明白なよ
うに図３に対して蛇腹状の２Ｍ部を有するだけで、基本
的には、図３と同様な構成である。図３の場合は鉢状リ
ングゲートフレーム電極２がリングゲート受３に溶着さ
れる際、カソード温度補償板５やアノード温度補償板22
との平行ずれにより、半導体素子１を圧接した時鉢状リ
ングゲートフレーム電極２に無理な力が加わり変形する
ことがあるため、予め蛇腹状の２Ｍ部を設け、鉢状リン
グゲートフレーム電極２自体の変形やゲート電極１Ｇへ
の溶着部に余計な応力を加えないよう考慮したものであ
る。
うに図３に対して蛇腹状の２Ｍ部を有するだけで、基本
的には、図３と同様な構成である。図３の場合は鉢状リ
ングゲートフレーム電極２がリングゲート受３に溶着さ
れる際、カソード温度補償板５やアノード温度補償板22
との平行ずれにより、半導体素子１を圧接した時鉢状リ
ングゲートフレーム電極２に無理な力が加わり変形する
ことがあるため、予め蛇腹状の２Ｍ部を設け、鉢状リン
グゲートフレーム電極２自体の変形やゲート電極１Ｇへ
の溶着部に余計な応力を加えないよう考慮したものであ
る。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上のような構成であるか
ら、半導体素子１が圧接されない時でも鉢状リングゲー
トフレーム電極２により半導体素子１が固定されるの
で、カソード温度補償板５やアノード温度補償板22との
摩擦は起こらず、ゲート電極１Ｇやカソード電極１Ｋの
アルミ蒸着部等を損傷させることはない。カソード主電
極６にはゲートリード部材14やゲート接触部材15の貫通
溝を設けることもないので熱的に不均一性を招くことな
く、機械的な応力集中も生じにくい構造が得られ、しか
も絶縁ザガネ16、皿バネ17、平ザガネ18およびゲート絶
縁リング19の各部品が不要となるなどの効果を奏する。
また、実用に際して、ターンオフ動作時、ゲート引き抜
き電流が半導体素子１の中心部のゲート表面積の小さな
部分より外周部のゲート表面積の広い部分へと導かれる
ため、ゲート引き抜き電流の局部集中が発生しずらく、
カソードに対してゲートが同心状なので、ゲート電流の
通路となるループのインダクタンスが小さくゲート負バ
イアスが過度的に浅くなりにくいため、半導体素子１の
最大限の高速性と可制御耐量を得ることができ、安全動
作域の広い半導体素子を提供することができる。
ら、半導体素子１が圧接されない時でも鉢状リングゲー
トフレーム電極２により半導体素子１が固定されるの
で、カソード温度補償板５やアノード温度補償板22との
摩擦は起こらず、ゲート電極１Ｇやカソード電極１Ｋの
アルミ蒸着部等を損傷させることはない。カソード主電
極６にはゲートリード部材14やゲート接触部材15の貫通
溝を設けることもないので熱的に不均一性を招くことな
く、機械的な応力集中も生じにくい構造が得られ、しか
も絶縁ザガネ16、皿バネ17、平ザガネ18およびゲート絶
縁リング19の各部品が不要となるなどの効果を奏する。
また、実用に際して、ターンオフ動作時、ゲート引き抜
き電流が半導体素子１の中心部のゲート表面積の小さな
部分より外周部のゲート表面積の広い部分へと導かれる
ため、ゲート引き抜き電流の局部集中が発生しずらく、
カソードに対してゲートが同心状なので、ゲート電流の
通路となるループのインダクタンスが小さくゲート負バ
イアスが過度的に浅くなりにくいため、半導体素子１の
最大限の高速性と可制御耐量を得ることができ、安全動
作域の広い半導体素子を提供することができる。
【図１】本発明の請求項１記載の一実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明の請求項２記載の一実施例を示す断面図
である。
である。
【図３】本発明の鉢状リングゲートフレーム電極の一実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図４】本発明の請求項３記載の鉢状リングゲートフレ
ーム電極の一実施例を示す断面図である。
ーム電極の一実施例を示す断面図である。
【図５】従来の圧接形半導体装置のゲート電極構造の一
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
１ 半導体素子 １Ｇ ゲート電極 １Ｋ カソード電極 ２ 鉢状リングゲートフレーム電極 ３ リングゲート受 ４ カソード緩衝板 ５ カソード温度補償板 ６ カソード主電極 ７ カソードシールフランジ ８ カソードシールフランジ受 ９ 絶縁シール筒 10 アノードシールフランジ受 11 絶縁ガイド 12 ゲート導出部材 13 ゲート導出パイプ 14 ゲートリード部材 15 ゲート接触部材 16 絶縁ザガネ 17 皿バネ 18 平ザガネ 19 ゲート絶縁リング 20 絶縁コーテイング材 21 絶縁リング 22 アノード温度補償板 23 アノード主電極 24 アノードシールフランジ
Claims (3)
- 【請求項１】 島状のカソード電極と、その凹部に有す
るゲート電極を表面に形成した半導体素子と、これらの
上部にカソード温度補償板、またその上部にカソード主
電極を設け、半導体素子の下部にアノード温度補償板、
その下にアノード主電極を設け、外囲器、フランジによ
ってこれらをシールした平形圧接構造の自己消弧形サイ
リスタにおいて、前記カソード温度補償板とカソード主
電極と一体形成し、ゲート電極と外囲器の内部に設けら
れたゲート導出部材間には底面を開口した鉢状部材を設
け、この鉢状部材の上部はゲート導出部材に、またその
底部は半導体素子の外周部に設けられたリング状のゲー
ト電極にそれぞれ固着せしめ、リング状ゲート電極及び
カソード主電極が同心状に配設されたことを特徴とする
圧接形半導体装置のゲート電極構造。 - 【請求項２】 島状のカソード電極と、その凹部に有す
るゲート電極を表面に形成した半導体素子と、これらの
上部にカソード温度補償板、またその上部にカソード主
電極を設け、半導体素子の下部にアノード温度補償板、
その下にアノード主電極を設け、外囲器、フランジによ
ってこれらをシールした平形圧接構造の自己消弧形サイ
リスタにおいて、前記カソード温度補償板及びカソード
主電極の外周で且つフランジ内部に、リング状の絶縁ガ
イドを設け、ゲート電極と外囲器の内部に設けられたゲ
ート導出部材間には底面を開口した鉢状部材を設け、こ
の鉢状部材の上部はゲート導出部材に、またその底部は
半導体素子の外周部に設けられたリング状のゲート電極
にそれぞれ固着せしめ、リング状のゲート電極及びカソ
ード主電極が同心状に配設されたことを特徴とする圧接
形半導体装置のゲート電極構造。 - 【請求項３】 前記底面を開口した鉢状部材を、底面を
開口した蛇腹状部材とする請求項１あるいは請求項２記
載の圧接形半導体装置のゲート電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12831394A JPH07312420A (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 圧接形半導体装置のゲート電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12831394A JPH07312420A (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 圧接形半導体装置のゲート電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312420A true JPH07312420A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14981691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12831394A Pending JPH07312420A (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 圧接形半導体装置のゲート電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07312420A (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 |
| CN103579143A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-02-12 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 基于内冷却散热的平板型功率器件封装结构 |
| WO2015154908A1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-10-15 | Abb Technology Ag | Turn-off power semiconductor device with improved centering and fixing of a gate ring, and method for manufacturing the same |
-
1994
- 1994-05-18 JP JP12831394A patent/JPH07312420A/ja active Pending
Cited By (5)
| 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 |
| CN103579143A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-02-12 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 基于内冷却散热的平板型功率器件封装结构 |
| WO2015154908A1 (en) * | 2014-04-10 | 2015-10-15 | Abb Technology Ag | Turn-off power semiconductor device with improved centering and fixing of a gate ring, and method for manufacturing the same |
| CN106537578A (zh) * | 2014-04-10 | 2017-03-22 | Abb 瑞士股份有限公司 | 具有栅环的改进定中心和固定的关断功率半导体装置及其制造方法 |
| US10249747B2 (en) | 2014-04-10 | 2019-04-02 | Abb Schweiz Ag | Turn-off power semiconductor device with improved centering and fixing of a gate ring, and method for manufacturing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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