JPS59172749A - 半導体整流素子 - Google Patents
半導体整流素子Info
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- JPS59172749A JPS59172749A JP4706183A JP4706183A JPS59172749A JP S59172749 A JPS59172749 A JP S59172749A JP 4706183 A JP4706183 A JP 4706183A JP 4706183 A JP4706183 A JP 4706183A JP S59172749 A JPS59172749 A JP S59172749A
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- Japan
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- resin layer
- rectifying element
- layer
- silicon
- silicone resin
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- H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
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- H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
- H01L2924/10253—Silicon [Si]
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体整流素子にかかり、特に車輌用交流発
電機の三相全波整流装置に用いられる半導体整流素子（
以降整流素子と略称）の改良構造に関する。
電機の三相全波整流装置に用いられる半導体整流素子（
以降整流素子と略称）の改良構造に関する。
従来の三相全波整流装置に第１図に示される構造のもの
がちる。これは６個の整流素子（１）、 、（１）・・
・を、放熱部材（２）と配線条を装着した電械絶縁板（
３）とで構成される外囲器に内装させて第２図に示す整
流回路が構成されるものである。上記整流素子の構造を
第３図によって説明する。（４）はニッケルめっき銅板
でわん型に形成された放熱容器で、その内底にメサ型の
シリコンチップゴ５）が一方の主面に形成された電極、
たとえば陽極（６）ではんだ接合されている。また、他
方の電極、たとえば陰極（７）にはこのシリコンチップ
の主面に垂直なり−ド糾（８）がはんだ接合されておシ
、（９）、 （９）はいずれも上記はんだ接合のための
はんだ層であシ、叙上の如く組立された放熱部材（４）
には、接合被柾用のシリコーン樹脂Ｑ、０１ （Ｊ、Ｃ
０Ｒ）が充填封止され整流素子（１）が構成される。な
お、リード線（８）には上記シリコン樹脂による封止部
分の外側の一部に扁平折曲部（８ａ）を設け、リード線
の外側端に不所望に印加される応力によりはんだ接合に
生じやすい剥離を防止する。この扁平折曲部は一例とし
てリード線の径が１．５ｍπのとき、０．３ｍπ厚の板
状部として適した。
がちる。これは６個の整流素子（１）、 、（１）・・
・を、放熱部材（２）と配線条を装着した電械絶縁板（
３）とで構成される外囲器に内装させて第２図に示す整
流回路が構成されるものである。上記整流素子の構造を
第３図によって説明する。（４）はニッケルめっき銅板
でわん型に形成された放熱容器で、その内底にメサ型の
シリコンチップゴ５）が一方の主面に形成された電極、
たとえば陽極（６）ではんだ接合されている。また、他
方の電極、たとえば陰極（７）にはこのシリコンチップ
の主面に垂直なり−ド糾（８）がはんだ接合されておシ
、（９）、 （９）はいずれも上記はんだ接合のための
はんだ層であシ、叙上の如く組立された放熱部材（４）
には、接合被柾用のシリコーン樹脂Ｑ、０１ （Ｊ、Ｃ
０Ｒ）が充填封止され整流素子（１）が構成される。な
お、リード線（８）には上記シリコン樹脂による封止部
分の外側の一部に扁平折曲部（８ａ）を設け、リード線
の外側端に不所望に印加される応力によりはんだ接合に
生じやすい剥離を防止する。この扁平折曲部は一例とし
てリード線の径が１．５ｍπのとき、０．３ｍπ厚の板
状部として適した。
背景技術の整流素子の構造は次に述べる欠点がある。
凍ず、熱疲労特性についてみると、封正に用いられるシ
リコーン樹脂は純度が良好に得られる利点があって多く
用いられるが、熱膨張率が大きく、整流素子の動作によ
って膨張、収縮を繰返し、リード線にシリコンチップの
主面に対し垂直の力を印加する。この力によってはんだ
層内のき裂を生じさせ、かつ、急速にき裂を進展させ熱
疲労による整流素子のダメージが大きい。この熱疲労は
特に熱疲労試験によって判定される。すなわち、この試
験は一例のｌ０＝３ＯＡを印加しＴ。を５ｏ″０＃１５
０℃で１サイクルとして供試し、破壊に到ったサイクル
数によって判定する。このデータは本発明の効果を述べ
る時点で比較して説述するが、短寿命とばらつきが大き
い点が大きな問題にされている。さらに、シリコーン樹
脂は通気性が大で雰囲気の酸素を容易にはんだ層にまで
通達させる。
リコーン樹脂は純度が良好に得られる利点があって多く
用いられるが、熱膨張率が大きく、整流素子の動作によ
って膨張、収縮を繰返し、リード線にシリコンチップの
主面に対し垂直の力を印加する。この力によってはんだ
層内のき裂を生じさせ、かつ、急速にき裂を進展させ熱
疲労による整流素子のダメージが大きい。この熱疲労は
特に熱疲労試験によって判定される。すなわち、この試
験は一例のｌ０＝３ＯＡを印加しＴ。を５ｏ″０＃１５
０℃で１サイクルとして供試し、破壊に到ったサイクル
数によって判定する。このデータは本発明の効果を述べ
る時点で比較して説述するが、短寿命とばらつきが大き
い点が大きな問題にされている。さらに、シリコーン樹
脂は通気性が大で雰囲気の酸素を容易にはんだ層にまで
通達させる。
これによシ、屑温した際はんだ層の酸化を促すので、熱
疲労が進行し、同時に熱疲労特性を劣化させる。
疲労が進行し、同時に熱疲労特性を劣化させる。
次に耐湿性についてみると、上述したシリコーン樹脂の
通気性が大きいことから雰囲気の水蒸気の通過を許し、
シリコンチップに到達することによシ、特に逆方向洩れ
電流の増大などの電気的特性を不良にする。
通気性が大きいことから雰囲気の水蒸気の通過を許し、
シリコンチップに到達することによシ、特に逆方向洩れ
電流の増大などの電気的特性を不良にする。
さらに、耐候性についてみると、シリコーン樹脂は金属
との接着力が弱いために、ガソリン浸漬、塩水噴霧、電
解試験等の環境試験においてシリコーン樹脂と放熱部材
との界面に剥門１１を生じ、この剥離はさらに進行し電
気的特性が不良になる。
との接着力が弱いために、ガソリン浸漬、塩水噴霧、電
解試験等の環境試験においてシリコーン樹脂と放熱部材
との界面に剥門１１を生じ、この剥離はさらに進行し電
気的特性が不良になる。
この発明は従来の整流素子の欠点の熱疲労特性、耐湿性
、耐候性等を向上させるだめの改良構造を提供する。
、耐候性等を向上させるだめの改良構造を提供する。
この発明は車輌に搭載される生導体整流装置に用いられ
る整流素子に関するので、最近の著しい傾向になってい
る使用電力の増大に伴ないて整流素子に対し、耐熱疲労
を向上させる要望、車輌の移動に伴ない高温、高湿に対
する耐性を向上させる要望、寸だ、車輛の移動に伴ガい
特に海浜地帯における塩水耐性を向上させる要望等が高
まっている。叙上の要望に応えるために整流素子の構造
、就中シリコンチップのメサ面を被覆し放熱部材に充填
される樹脂を、上記シリコンチップのメサ面を被覆する
ように放熱部材の底部に充填されたシリコーン樹脂層と
、このシリコーン樹脂層に積層して形成されたエポキシ
樹脂屑とで構成することを特徴とする。
る整流素子に関するので、最近の著しい傾向になってい
る使用電力の増大に伴ないて整流素子に対し、耐熱疲労
を向上させる要望、車輌の移動に伴ない高温、高湿に対
する耐性を向上させる要望、寸だ、車輛の移動に伴ガい
特に海浜地帯における塩水耐性を向上させる要望等が高
まっている。叙上の要望に応えるために整流素子の構造
、就中シリコンチップのメサ面を被覆し放熱部材に充填
される樹脂を、上記シリコンチップのメサ面を被覆する
ように放熱部材の底部に充填されたシリコーン樹脂層と
、このシリコーン樹脂層に積層して形成されたエポキシ
樹脂屑とで構成することを特徴とする。
次にこの発明にがかる１実施例の整流素子の構造を第４
図によって従来との相違点を詳述する。
図によって従来との相違点を詳述する。
なお、従来と変ら々い部分は図中に同じ符号を付けて示
し説明を省略する。
し説明を省略する。
図示の構造において、この整流素子（１１）は放熱部材
（４）に充填封止された樹脂層■が、放熱部材の底部に
取着されたシリコンチップ（５）のメサ面を被覆するた
め充填されたシリコーン樹脂層０翅と、これに積層して
シリコーン樹脂層の露出面を被覆し封止するエポキシ樹
脂層０４）との複合層で形成される。
（４）に充填封止された樹脂層■が、放熱部材の底部に
取着されたシリコンチップ（５）のメサ面を被覆するた
め充填されたシリコーン樹脂層０翅と、これに積層して
シリコーン樹脂層の露出面を被覆し封止するエポキシ樹
脂層０４）との複合層で形成される。
また、前記エポキシ樹脂層側はエポキシ樹脂に８１０２
ハウダを５０〜７０％（重量％）添加したもので、例え
ばＭＥ〜２６６（商品名、信越化学製）がよい。シリコ
ーン樹脂は東芝シリコーンＫＫＦを２００℃で１６時間
キュアして用い、上記エポキシ樹脂層は１５０℃で１６
時間キュアして固化させて好適である。なお、エポキシ
層の露出面の位置、形状は従来の単１層のシリコーン樹
脂層と同じで、放熱部材（４）の開端縁とリード線の扁
平折曲部（８ａ）下端とを結ぶ円錐形に形成してよい。
ハウダを５０〜７０％（重量％）添加したもので、例え
ばＭＥ〜２６６（商品名、信越化学製）がよい。シリコ
ーン樹脂は東芝シリコーンＫＫＦを２００℃で１６時間
キュアして用い、上記エポキシ樹脂層は１５０℃で１６
時間キュアして固化させて好適である。なお、エポキシ
層の露出面の位置、形状は従来の単１層のシリコーン樹
脂層と同じで、放熱部材（４）の開端縁とリード線の扁
平折曲部（８ａ）下端とを結ぶ円錐形に形成してよい。
この発明には次にあり゛る顕著な効果がある。
まず、耐熱疲労性についてエポキシ樹脂よりもシリコー
ン樹脂は膨張係数が約１桁低い。因みにエポキシ樹脂は
２．ＯＸＩＯ（２０〜１５’Ｏ℃の範囲）、４ シリコーン樹脂は２．７ Ｘ １０ である。整流素
子の動作によって温度上昇による膨張や、動作停止に伴
なう収縮を繰り返し、リード線の縦方向の応力が発生す
る。この発明によればシリコーン樹脂層を薄くシている
が、シリコンチップのメサ面は、良好な純度に形成でき
かつ不純物のイオンも通しにくい特性を有するシリコー
ン樹脂層で被覆されているので従来と同様に安定であり
、シリコン樹脂層に積層して表層になっているエポキシ
樹脂層は膨張係数が低くかつ遮蔽性能にすぐれ硬質であ
るなどからしてリード線に発生する上記応力を低減する
とともに、リード線に加わる外力に対してもリード線と
電１極とのはんだ接合を防護しうる利点がある。次にこ
の発明によればエポキシ樹脂層がガスの遮蔽性にすぐれ
ているため、雰囲気からはんだ層への酸素の通気が少な
くなり、はんだ層の酸化が抑えられ熱疲労特性が向上す
る。熱疲労試験の結果を次にあげる。ｌｏ−３ＯＡ、Ｔ
ｏ：５０℃＃１５０℃にて１サイクルとして破壊に至る
サイクル数にて従来と比較して次の第１表に示す。また
、第５図には上記サイクル数をワイプル確率紙にプロッ
トしてＦＩＯ，Ｆ５１）を求めている。
ン樹脂は膨張係数が約１桁低い。因みにエポキシ樹脂は
２．ＯＸＩＯ（２０〜１５’Ｏ℃の範囲）、４ シリコーン樹脂は２．７ Ｘ １０ である。整流素
子の動作によって温度上昇による膨張や、動作停止に伴
なう収縮を繰り返し、リード線の縦方向の応力が発生す
る。この発明によればシリコーン樹脂層を薄くシている
が、シリコンチップのメサ面は、良好な純度に形成でき
かつ不純物のイオンも通しにくい特性を有するシリコー
ン樹脂層で被覆されているので従来と同様に安定であり
、シリコン樹脂層に積層して表層になっているエポキシ
樹脂層は膨張係数が低くかつ遮蔽性能にすぐれ硬質であ
るなどからしてリード線に発生する上記応力を低減する
とともに、リード線に加わる外力に対してもリード線と
電１極とのはんだ接合を防護しうる利点がある。次にこ
の発明によればエポキシ樹脂層がガスの遮蔽性にすぐれ
ているため、雰囲気からはんだ層への酸素の通気が少な
くなり、はんだ層の酸化が抑えられ熱疲労特性が向上す
る。熱疲労試験の結果を次にあげる。ｌｏ−３ＯＡ、Ｔ
ｏ：５０℃＃１５０℃にて１サイクルとして破壊に至る
サイクル数にて従来と比較して次の第１表に示す。また
、第５図には上記サイクル数をワイプル確率紙にプロッ
トしてＦＩＯ，Ｆ５１）を求めている。
第１表
次に耐湿性について、一般にエポキシ樹脂はシリコーン
樹脂よりも透水率が低い。叙上を確めるため純水煮沸試
験を施し、１時間にて発生する不良率は次表のように顕
著に向上している。
樹脂よりも透水率が低い。叙上を確めるため純水煮沸試
験を施し、１時間にて発生する不良率は次表のように顕
著に向上している。
（以（゛余白）
第 ２ 表
次に耐候性について、一般にエポキシ樹脂はシリコーン
樹脂に比し金属との接着性がすぐれている。これによシ
、この発明では放熱部材の開端にこれに沿う溝が設けら
れておシ、接着形状面でも平面よシも優れている点と相
俟ってきわめて優れた成績を示す。叙上の耐候性の試験
方法としてはガソリンに浸漬する方法、オイルに浸漬す
る方法、塩水噴霧等の方法が知られているが、電解試験
は最もきびしい評価ができる。これは整流素子に逆方向
に直流電圧７．５ボルトを印加したまま食塩水に浸漬し
１０秒後に引き上げ３０分間空気中に放置することを１
サイクルとし、電気的特性の特にＩＲと、外観の特に封
止部の剥れとを検査するものである。
樹脂に比し金属との接着性がすぐれている。これによシ
、この発明では放熱部材の開端にこれに沿う溝が設けら
れておシ、接着形状面でも平面よシも優れている点と相
俟ってきわめて優れた成績を示す。叙上の耐候性の試験
方法としてはガソリンに浸漬する方法、オイルに浸漬す
る方法、塩水噴霧等の方法が知られているが、電解試験
は最もきびしい評価ができる。これは整流素子に逆方向
に直流電圧７．５ボルトを印加したまま食塩水に浸漬し
１０秒後に引き上げ３０分間空気中に放置することを１
サイクルとし、電気的特性の特にＩＲと、外観の特に封
止部の剥れとを検査するものである。
駐流素子の放熱部材は銅板に２〜８ミクロン厚のニッケ
ルめっきを施しわん型に成形加工を施しであるが、従来
その開端でシリコン樹脂層が剥離し急速に進行するのが
視認できた。しかし本発明によるものには次の第３表に
示すようにｉｏプサイルに至るも全く不良品の発生が認
められなかった。
ルめっきを施しわん型に成形加工を施しであるが、従来
その開端でシリコン樹脂層が剥離し急速に進行するのが
視認できた。しかし本発明によるものには次の第３表に
示すようにｉｏプサイルに至るも全く不良品の発生が認
められなかった。
第１図（、）は従来の半導体整流装置の平面図、第１図
（ｂ）は図（ａ）のＸＸ線に氾う断面図、第２図は３相
整流回路図、第３図（ａ）は従来の整流素子の斜視図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）の整流素子の断面図、第４
図（ａ）はこの発明の１実施例の整流素子の斜視図、第
４図（ｂ）は第４図（ａ）に示す整流素子の断面図、第
５図は耐熱疲労性の１つの試験結果を示す糾図である。 ４ 放熱部材 ５ シリコンチップ ６．７ シリコンチップの電極８
リ − ド線９ はんだ層 Ｕ 整流素子 ν 樹脂層 １３ シリコン樹脂層 １４ エポキシ樹脂層 代理人 弁理士 弁上−男 第 １ 区 （Ｌ） 第 ２ 凶 第３図 （ｄ） （ｂン 第 ４ 区 （σ） （ｂ） 第５図 ′す′イフル、ベメξ −
（ｂ）は図（ａ）のＸＸ線に氾う断面図、第２図は３相
整流回路図、第３図（ａ）は従来の整流素子の斜視図、
第３図（ｂ）は第３図（ａ）の整流素子の断面図、第４
図（ａ）はこの発明の１実施例の整流素子の斜視図、第
４図（ｂ）は第４図（ａ）に示す整流素子の断面図、第
５図は耐熱疲労性の１つの試験結果を示す糾図である。 ４ 放熱部材 ５ シリコンチップ ６．７ シリコンチップの電極８
リ − ド線９ はんだ層 Ｕ 整流素子 ν 樹脂層 １３ シリコン樹脂層 １４ エポキシ樹脂層 代理人 弁理士 弁上−男 第 １ 区 （Ｌ） 第 ２ 凶 第３図 （ｄ） （ｂン 第 ４ 区 （σ） （ｂ） 第５図 ′す′イフル、ベメξ −
Claims (1)
- 金属でわん型に形成された放熱容器の底にメサ型のシリ
コンチップをその１主面のＭ１極ではんだ接合させ他主
面の電極をとの主面に垂直なリード線の１端にはんだ接
合させるとともに放熱容器内を樹脂封止した半導体整流
素子において、放熱容器の底部に充填されてシリコンチ
ップのメサ面を被覆するシリコーン樹脂層と、前記シリ
コーン権脂層に積層して被着されたエポキシ樹脂層との
複合層で樹脂封止されていることを特徴とする半導体整
流素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4706183A JPS59172749A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 半導体整流素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4706183A JPS59172749A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 半導体整流素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59172749A true JPS59172749A (ja) | 1984-09-29 |
| JPH0121628B2 JPH0121628B2 (ja) | 1989-04-21 |
Family
ID=12764634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4706183A Granted JPS59172749A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 半導体整流素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59172749A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04146655A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-20 | Hitachi Ltd | 半導体整流素子及びそれを使った全波整流装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS534867U (ja) * | 1976-06-30 | 1978-01-17 | ||
| JPS534866U (ja) * | 1976-06-30 | 1978-01-17 | ||
| JPS57115247U (ja) * | 1981-01-10 | 1982-07-16 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE415113B (sv) * | 1973-08-06 | 1980-09-08 | Monsanto Co | Forfarande for framstellning av en stabil vattenhaltig dispersion for limning av papper |
| JPS534867B2 (ja) * | 1974-04-17 | 1978-02-21 |
-
1983
- 1983-03-23 JP JP4706183A patent/JPS59172749A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS534867U (ja) * | 1976-06-30 | 1978-01-17 | ||
| JPS534866U (ja) * | 1976-06-30 | 1978-01-17 | ||
| JPS57115247U (ja) * | 1981-01-10 | 1982-07-16 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04146655A (ja) * | 1990-10-08 | 1992-05-20 | Hitachi Ltd | 半導体整流素子及びそれを使った全波整流装置 |
| US5302856A (en) * | 1990-10-08 | 1994-04-12 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor rectifying device and full-wave rectifier fabricated using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0121628B2 (ja) | 1989-04-21 |
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