JPS6014507B2 - 加圧接触形半導体装置 - Google Patents
加圧接触形半導体装置Info
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- JPS6014507B2 JPS6014507B2 JP7057180A JP7057180A JPS6014507B2 JP S6014507 B2 JPS6014507 B2 JP S6014507B2 JP 7057180 A JP7057180 A JP 7057180A JP 7057180 A JP7057180 A JP 7057180A JP S6014507 B2 JPS6014507 B2 JP S6014507B2
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- Japan
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- plate
- pressure contact
- main electrode
- metal plate
- layer
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- H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
-
- H—ELECTRICITY
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は加圧接触形半導体装置の改良に関するもので
ある。
ある。
第１図は従来の加圧援触形半導体装置の一例の要部を示
す断面図である。
す断面図である。
図において、１は半導体基体であるシリコン（Ｓｉ）ウ
ェーハ、２はアルミニウム（Ａそ）蒸着膜からなりＳｊ
ゥェーハ１の第１の主面上に形成された第１の主電極、
３はＡそ蒸着腰からなりＳｉウェーハーの第２の主面上
に形成された第２の主電極、４はモリブデン（Ｍｏ）板
からなり第１の主電極２に加圧接触させられる第１の補
償板、５はＭｏ板からなり第２の主電極３にろう付けさ
れた第２の補償板、６は鋼柱からなり第１の補償板４に
加圧接触させられて導電路を構成する第１の主電極導電
体、７は銅柱からなり第２の補償板５に加圧接触させら
れて導電路を構成する第２の主電極導電体である。
ェーハ、２はアルミニウム（Ａそ）蒸着膜からなりＳｊ
ゥェーハ１の第１の主面上に形成された第１の主電極、
３はＡそ蒸着腰からなりＳｉウェーハーの第２の主面上
に形成された第２の主電極、４はモリブデン（Ｍｏ）板
からなり第１の主電極２に加圧接触させられる第１の補
償板、５はＭｏ板からなり第２の主電極３にろう付けさ
れた第２の補償板、６は鋼柱からなり第１の補償板４に
加圧接触させられて導電路を構成する第１の主電極導電
体、７は銅柱からなり第２の補償板５に加圧接触させら
れて導電路を構成する第２の主電極導電体である。
ところで、このように構成された加圧接触形半導体装置
では、Ｓｉゥヱーハ１が動作時毎に発生する熱によって
、各構成部品が膨張と収縮とを繰返す。
では、Ｓｉゥヱーハ１が動作時毎に発生する熱によって
、各構成部品が膨張と収縮とを繰返す。
この膨張時、収縮時における応力によって、Ｓｉウェー
ハ１の第２の主電極３が第２の補償板５にろう付けされ
ているので、Ｓｉゥェーハ１の第１の主電極２と第１の
補償板４とが互いにこすり合うような運動をする。第２
図はＳｉウェーハの第１の主電極と第１の補償板との接
触状態を示す要部拡大断面図である。
ハ１の第２の主電極３が第２の補償板５にろう付けされ
ているので、Ｓｉゥェーハ１の第１の主電極２と第１の
補償板４とが互いにこすり合うような運動をする。第２
図はＳｉウェーハの第１の主電極と第１の補償板との接
触状態を示す要部拡大断面図である。
第２図に示すように、Ｓｉウェーハ１の第１の主電極２
と第１の補償板４とが互いに接触するそれぞれの表面部
に凹凸や反りがあるので、第１の主電極２と第１の補償
板４とが均‐一に接触していない。このような接触状態
で、第１の主電極２と第１の補償板４とが互いにこすり
合う運動を続けているうちに、これらの接触面に、接触
抵抗の４・さし・部分と大きい部分とが生ずるようにな
る。この接触抵抗のＪ・さし、部分に、Ｓｉウェーハー
を流れる主電流がますます集中するようになり、極めて
高い電流密度の領域が形成される。そうすると、例えば
２００〜３００ｋ９／塊程度の大きな圧髪力の下では、
この電流密度の高い領域に、第１の主電極２を横成する
Ａ夕と第１の補償板４を構成するＭｏとが容易に融合し
てＡ夕・Ｍｏ合金（図示イ）ができる。このようなＡそ
とＭｏとの合金化が進むと、主電流通電時の電圧降下の
値が初期値より変動したり、また、Ａ夕とＭｏとの合金
化が進んだ部分に、上述の膨張時、収縮時における応力
が集中して、Ｓｉウェーハーが破損したりすることがあ
る。発明者の経験によれば、主電流を５加持間通電する
と、主電流通電時の電圧降下の値が初期値より１０％以
上変動し、かつＳｊウェーハーの破損が生じた。この発
明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、少なくと
も一方の主面にＡそと容易に合金化しないロジウム（Ｒ
ｈ）層が形成され延性、展性を有し導電性のよい金属板
を上記Ｒｈ層が半導体基体の第１の主面上に形成されＡ
そ膜からなる第１の主電極に接するようにして上記第１
の主電極とＭｏ板からなる第１の補償板との間に挿入す
ることによって、主電流通電時の電圧降下の値が初期値
より変動することがなく、かつ半導体基体が破損しない
加圧接触形半導体装置を提供することを目的とする。
と第１の補償板４とが互いに接触するそれぞれの表面部
に凹凸や反りがあるので、第１の主電極２と第１の補償
板４とが均‐一に接触していない。このような接触状態
で、第１の主電極２と第１の補償板４とが互いにこすり
合う運動を続けているうちに、これらの接触面に、接触
抵抗の４・さし・部分と大きい部分とが生ずるようにな
る。この接触抵抗のＪ・さし、部分に、Ｓｉウェーハー
を流れる主電流がますます集中するようになり、極めて
高い電流密度の領域が形成される。そうすると、例えば
２００〜３００ｋ９／塊程度の大きな圧髪力の下では、
この電流密度の高い領域に、第１の主電極２を横成する
Ａ夕と第１の補償板４を構成するＭｏとが容易に融合し
てＡ夕・Ｍｏ合金（図示イ）ができる。このようなＡそ
とＭｏとの合金化が進むと、主電流通電時の電圧降下の
値が初期値より変動したり、また、Ａ夕とＭｏとの合金
化が進んだ部分に、上述の膨張時、収縮時における応力
が集中して、Ｓｉウェーハーが破損したりすることがあ
る。発明者の経験によれば、主電流を５加持間通電する
と、主電流通電時の電圧降下の値が初期値より１０％以
上変動し、かつＳｊウェーハーの破損が生じた。この発
明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、少なくと
も一方の主面にＡそと容易に合金化しないロジウム（Ｒ
ｈ）層が形成され延性、展性を有し導電性のよい金属板
を上記Ｒｈ層が半導体基体の第１の主面上に形成されＡ
そ膜からなる第１の主電極に接するようにして上記第１
の主電極とＭｏ板からなる第１の補償板との間に挿入す
ることによって、主電流通電時の電圧降下の値が初期値
より変動することがなく、かつ半導体基体が破損しない
加圧接触形半導体装置を提供することを目的とする。
第３図はこの発明の−実施例の要部を示す断面図である
。
。
図において、第１図に示した従来例と同一符号は同様の
ものである。
ものである。
８は延性、展性を有し導電性のよい銀（Ａｇ）、鋼（Ｃ
ｕ），Ａそなどからなる金属板、９は金属板８の全表面
上に電気メッキ法もしくは叢着法で形成され、硬度が大
きく、融点が高く、かつＡそと容易に合金化しないＲｈ
層である。
ｕ），Ａそなどからなる金属板、９は金属板８の全表面
上に電気メッキ法もしくは叢着法で形成され、硬度が大
きく、融点が高く、かつＡそと容易に合金化しないＲｈ
層である。
この実施例の構成は、Ｒｈ層９が全表面上に形成された
金属板８をＳｉウェーハ１の第１の主電極２と第１の補
償板４との間に挿入した以外は、第１図に示した従来例
の構成と同様である。
金属板８をＳｉウェーハ１の第１の主電極２と第１の補
償板４との間に挿入した以外は、第１図に示した従来例
の構成と同様である。
この実施例では、表面上にＲｈ層９が形成された金属板
８を第１の主電極２に加圧接触させ、この金属板８に第
１の補償板４を加圧接触させたときに、第１の主電極２
の表面部および第１の補償板４の表面部に凹凸や反りが
あっても、これらの凹凸や反りに応じて金属板８が容易
に塑性変形するので、Ｒｈ層９が第１の補償板４の表面
および第１の主電極２の表面と均一に接触する。
８を第１の主電極２に加圧接触させ、この金属板８に第
１の補償板４を加圧接触させたときに、第１の主電極２
の表面部および第１の補償板４の表面部に凹凸や反りが
あっても、これらの凹凸や反りに応じて金属板８が容易
に塑性変形するので、Ｒｈ層９が第１の補償板４の表面
および第１の主電極２の表面と均一に接触する。
しかも、Ｒｈ層９と第１の主電極２を構成するＡ夕とが
容易に合金化しないので、第１図に示した従来例のよう
に、主電流通電時の電圧降下の値が初期値より変動する
ようなことがなく、また、第１の補償板４、金属板８お
よびＳｉゥェーハ１の膨張時、収縮時における応力によ
って、Ｓｉウェーハーが破損するようなことがない。発
明者の実験によれば、外径が８５肋程度の大きなＳｉゥ
ェーハ１の第２の主電極３に第２の補償板５をろう付け
した場合には、Ｓｉウェーハーの反りが５０〜１０岬肌
程度の大きなものになるので、Ｓｉゥェーハ１の第１の
主電極２に金属板８を均一に加圧接触させ、この金属板
８に第１の補償板４を均一に加圧接触させるためには、
金属板８の厚さが少なくとも１００Ａの以上必要であっ
た。
容易に合金化しないので、第１図に示した従来例のよう
に、主電流通電時の電圧降下の値が初期値より変動する
ようなことがなく、また、第１の補償板４、金属板８お
よびＳｉゥェーハ１の膨張時、収縮時における応力によ
って、Ｓｉウェーハーが破損するようなことがない。発
明者の実験によれば、外径が８５肋程度の大きなＳｉゥ
ェーハ１の第２の主電極３に第２の補償板５をろう付け
した場合には、Ｓｉウェーハーの反りが５０〜１０岬肌
程度の大きなものになるので、Ｓｉゥェーハ１の第１の
主電極２に金属板８を均一に加圧接触させ、この金属板
８に第１の補償板４を均一に加圧接触させるためには、
金属板８の厚さが少なくとも１００Ａの以上必要であっ
た。
しかし、金属板８の厚さが３００仏の以上になると、金
属板８による主電流通電時の電圧降下の値が増大し、か
つ金属板８の熱膨張係数とＳｉウェーハーの熱膨張係数
との相違による影響が大きくなるので、金属板８の厚さ
としては、１００〜３０岬机程度が適切であることがわ
かった。また、金属板８がＡｇ板またはＣｕ板である場
合には、これらのＡｇ板またはＣｕ板の表面上に直接電
気メッキ法でＲｈ層９を形成すると、これらのＡｇ板ま
たはＣｕ板とＲｈ層９との密着がよくなく、剥離が生じ
た。これを防止するために、Ａｇ板またはＣｕ板の表面
上に、Ｃｕのフラッシュメッキ法でＣｕの下地層を形成
するか、またはニッケル（Ｎｉ）のメッキ法でＮｉの下
地層を形成し、これらの下地層の表面上に電気メッキ法
でＲｈ層９を形成し、更に温度５００℃程度の水素ガス
の雰囲気中での３０分間程度のシンター処理を施すこと
によって、より一層大きい密着強度を得ることができた
。なお、ＣｕまたはＮｉの下地層の厚さは０．１〜０．
５仏凧程度でよく、これらの下地層の表面上に形成され
るＲｈ層９の厚さは、０．０取れ以下であると、Ｒｈ層
９を形成した効果がなく、０．＆ｍ以上であると、Ｒｈ
層９にクラックやひび割れが生じやすくなるので、０．
０科肌〜０．＆の程度が適切であった。また、金属板８
がＡそ板である場合には、このＡそ板の表面上に直接Ｎ
ｉメッキ法でＮｉの下地層を形成することができないの
で、このＡ〆板の表面部に市販のジンケート処理液で亜
鉛置換層を形成し、この亜鉛置換層の表面上にＮｉメッ
キ法でＮｉの下地層を形成し、このＮｉの下地層の表面
上に電気メッキ法でＲｈ層９を形成することができた。
属板８による主電流通電時の電圧降下の値が増大し、か
つ金属板８の熱膨張係数とＳｉウェーハーの熱膨張係数
との相違による影響が大きくなるので、金属板８の厚さ
としては、１００〜３０岬机程度が適切であることがわ
かった。また、金属板８がＡｇ板またはＣｕ板である場
合には、これらのＡｇ板またはＣｕ板の表面上に直接電
気メッキ法でＲｈ層９を形成すると、これらのＡｇ板ま
たはＣｕ板とＲｈ層９との密着がよくなく、剥離が生じ
た。これを防止するために、Ａｇ板またはＣｕ板の表面
上に、Ｃｕのフラッシュメッキ法でＣｕの下地層を形成
するか、またはニッケル（Ｎｉ）のメッキ法でＮｉの下
地層を形成し、これらの下地層の表面上に電気メッキ法
でＲｈ層９を形成し、更に温度５００℃程度の水素ガス
の雰囲気中での３０分間程度のシンター処理を施すこと
によって、より一層大きい密着強度を得ることができた
。なお、ＣｕまたはＮｉの下地層の厚さは０．１〜０．
５仏凧程度でよく、これらの下地層の表面上に形成され
るＲｈ層９の厚さは、０．０取れ以下であると、Ｒｈ層
９を形成した効果がなく、０．＆ｍ以上であると、Ｒｈ
層９にクラックやひび割れが生じやすくなるので、０．
０科肌〜０．＆の程度が適切であった。また、金属板８
がＡそ板である場合には、このＡそ板の表面上に直接Ｎ
ｉメッキ法でＮｉの下地層を形成することができないの
で、このＡ〆板の表面部に市販のジンケート処理液で亜
鉛置換層を形成し、この亜鉛置換層の表面上にＮｉメッ
キ法でＮｉの下地層を形成し、このＮｉの下地層の表面
上に電気メッキ法でＲｈ層９を形成することができた。
このようにして形成されたＲｈ層９および金属板８を用
いたこの実施例では、主電流を５００餌時間通電しても
、主電流通電時の電圧降下の値の変動や、Ｓｉウヱーハ
１の第１の主電極２を構成するＡそとＲｈ層９との融着
がみられず、Ｒｈ層９の顕著な効果が確認された。
いたこの実施例では、主電流を５００餌時間通電しても
、主電流通電時の電圧降下の値の変動や、Ｓｉウヱーハ
１の第１の主電極２を構成するＡそとＲｈ層９との融着
がみられず、Ｒｈ層９の顕著な効果が確認された。
なお、この実施例では、金属板８の表面上の全面にＲｈ
層９を形成したが、必ずしもＲｈ層９を金属板８の表面
上の全面に形成する必要がなく、金属板８のＳｊウェー
ハ１の第１の主電極２に加圧接触させられる側の表面に
のみ形成するようにしても、この実施例と同様の効果が
ある。
層９を形成したが、必ずしもＲｈ層９を金属板８の表面
上の全面に形成する必要がなく、金属板８のＳｊウェー
ハ１の第１の主電極２に加圧接触させられる側の表面に
のみ形成するようにしても、この実施例と同様の効果が
ある。
以上、説明したように、この発明の加圧接触形半導体装
置では、少なくとも一方の主面にＡ夕と容易に合金化し
ないＲｈ層が形成され延性、展性を有し導電性のよい金
属板を上記Ｒｈ層が半導体基体の第１の主面上に形成さ
れＡそ膜からなる第１の主電極に接するようにして上記
第１の主電極とＭｏ板からなる第１の補償板との間に挿
入したので「上記第１の主電極の表面部および上記第１
の補償板の表面部に凹凸や反りがあっても、これらの凹
凸や反りに応じて上記金属板が容易に塑性変形するから
、上記Ｒｈ層が上記第１の補償板の表面および上記第１
の主電極の表面と均一に接触する。
置では、少なくとも一方の主面にＡ夕と容易に合金化し
ないＲｈ層が形成され延性、展性を有し導電性のよい金
属板を上記Ｒｈ層が半導体基体の第１の主面上に形成さ
れＡそ膜からなる第１の主電極に接するようにして上記
第１の主電極とＭｏ板からなる第１の補償板との間に挿
入したので「上記第１の主電極の表面部および上記第１
の補償板の表面部に凹凸や反りがあっても、これらの凹
凸や反りに応じて上記金属板が容易に塑性変形するから
、上記Ｒｈ層が上記第１の補償板の表面および上記第１
の主電極の表面と均一に接触する。
しかも、上記Ｒｈ層と上記第１の主電極を構成するＡ〆
とが容易に合金化しないので、従来例のように、主電流
通電時の電圧降下の値が初期値より変動するようなこと
がなく、また、上記第１の補償板、上記金属板および上
記半導体基体の膨張時、収縮時における応力によって、
上記半導体基体が破損するようなことがない。
とが容易に合金化しないので、従来例のように、主電流
通電時の電圧降下の値が初期値より変動するようなこと
がなく、また、上記第１の補償板、上記金属板および上
記半導体基体の膨張時、収縮時における応力によって、
上記半導体基体が破損するようなことがない。
第１図は従来の加圧接触形半導体装置の一例の要部を示
す断面図、第２図は上記従来例のＳｉウェーハの第１の
主電極と第１の補償板との接触状態を示す要部拡大断面
図、第３図はこの発明の一実施例の要部を示す断面図で
ある。 図において、１はＳｉゥヱーハ（半導体基体）、２は第
１の主電極、３は第２の主電極、４は第１の補償板、５
は第２の補償板、６は第１の主電極導電体、７は第２の
主電極導電体、８は金属板、９はＲｈ層である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一もしくは相当部分を
示す。第２図第１図 第３図
す断面図、第２図は上記従来例のＳｉウェーハの第１の
主電極と第１の補償板との接触状態を示す要部拡大断面
図、第３図はこの発明の一実施例の要部を示す断面図で
ある。 図において、１はＳｉゥヱーハ（半導体基体）、２は第
１の主電極、３は第２の主電極、４は第１の補償板、５
は第２の補償板、６は第１の主電極導電体、７は第２の
主電極導電体、８は金属板、９はＲｈ層である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一もしくは相当部分を
示す。第２図第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の主面にアルミニウム膜からなる第１の主電極
が形成され第２の主面にアルミニウム膜からなる第２の
主電極が形成された半導体基体、延性および展性を有し
導電性のよい金属材料からなり少なくとも一方の主面上
にロジウム層が形成され上記ロジウム層が上記第１の主
電極に接するようにして加圧接触させられる金属板、モ
リブデン板からなり上記金属板に加圧接触させられる第
１の補償板、モリブデン板からなり上記第２の主電極の
ろう付けされた第２の補償板、上記第１の補償板に加圧
接触させられて導電路を構成する第１の主電極導電体、
および上記第２の補償板に加圧接触させられて導電路を
構成する第２の主電極導電体を備えた加圧接触形半導体
装置。 ２ 金属板にロジウム層の下地用ニツケル層が形成され
た金属板を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の加圧接触形半導体装置。 ３ 金属板にロジウム層の下地用銅層が形成された金属
板を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の加圧接触形半導体装置。 ４ 金属板に銀板を用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の加圧接触形
半導体装置。 ５ 金属板に銅板を用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の加圧接触形
半導体装置。 ６ 金属板にアルミニウム板を用いたことを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の加圧接触形半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7057180A JPS6014507B2 (ja) | 1980-05-26 | 1980-05-26 | 加圧接触形半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7057180A JPS6014507B2 (ja) | 1980-05-26 | 1980-05-26 | 加圧接触形半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56167352A JPS56167352A (en) | 1981-12-23 |
| JPS6014507B2 true JPS6014507B2 (ja) | 1985-04-13 |
Family
ID=13435365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7057180A Expired JPS6014507B2 (ja) | 1980-05-26 | 1980-05-26 | 加圧接触形半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6014507B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR8500047A (pt) * | 1984-01-09 | 1985-08-13 | Westinghouse Electric Corp | Dispositivo semicondutor de potencia aglutinado por compressao |
| EP1389802A1 (de) * | 2002-08-16 | 2004-02-18 | ABB Schweiz AG | Schutzschicht für Leistungshalbleitermodul-Kontaktplättchen |
-
1980
- 1980-05-26 JP JP7057180A patent/JPS6014507B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56167352A (en) | 1981-12-23 |
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