JPS605563A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS605563A
JPS605563A JP11333483A JP11333483A JPS605563A JP S605563 A JPS605563 A JP S605563A JP 11333483 A JP11333483 A JP 11333483A JP 11333483 A JP11333483 A JP 11333483A JP S605563 A JPS605563 A JP S605563A
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JP
Japan
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electrode
electrode plate
plate
contact
semiconductor substrate
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Pending
Application number
JP11333483A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Mizuno
水野 鉄哉
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd filed Critical Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication of JPS605563A publication Critical patent/JPS605563A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/492Bases or plates or solder therefor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/71Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/72Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の鳥する技術分野〕 本発明は、例えば高速サイリスタなどのように、複雑な
形状のゲート電極を備えた半導体装置の組立栴造に関す
る。
〔従来技術とその問題点〕
第1図値高速ザイリスク素子の表面形状を表わす平面図
であシ、第2図は第1図のA−A拡大断面図を示しであ
る。第1図、第2図において、半導体基板1は主表面に
複雑な形状のゲート電極2とカソード電極3を備えてお
)、このような高速サイリスタ素子が正常な動作を維持
するだめに、ゲート電極2とカソード電極3とが永続的
に短絡することがないよう両電極はそれぞれ分離して配
置されるのが普通である。外部に接続されて主電流が流
れるのはカソード電極3であシ、ゲート電電極2は補助
サイリスタの電極である。4は外部に接続される第1段
のゲート電極である。このような半導体基板を有する半
導体素子を容器に封入した平型高速サイリスク装置の断
面図を第3図に示すが第1図、第2図と同一符号は同一
名称を表わしている。第3図に示すように、半導体基板
1はモリブデンまたはタングステンからなる支持板5に
固着されて半導体素子を構成し、半導体基板1のカソー
ド電極3の上には、平滑な面をもった導電性金属2例え
ばモリブデンなどから力る接触電極板6が当接される。
ゲート電極2とカソード電極3とが電気的に短絡を生じ
ない配置とする手段は第2図または第3図かられかるが
、例えばシリコン基板1の主表面が凹凸面をもつように
、薬品などを用いてエツチング加工によシ段差を形成、
シ、シリコン基板1の凹部にアルミ蒸着膜からなるグー
1極2とシリコン基板1の最外主表面に同じくアルミ蒸
着膜からなるカソード電極3を設けることによシ行われ
る。このようにしてシリコン基板1の主表面に設けた凹
凸面の高低差によシ、ケート電&2軸接触電極板6との
間に空間絶縁部が生じ、ゲート電極2は接触電極板6に
当接しているカソード電極3と電気的絶紀状態が保たれ
ているのである。
第3図の平型半導体装置の組立て手順を説明すると、先
づフランジ7を介してろう接された電極8と絶縁環9と
からなる容器に、はね部材10と絶縁部材11とともに
、これらを通したゲートリード線12を、先端がシリコ
ン基板1の第1段ゲート電極4に当接されるべき個所に
載置し、ケートリード線12の他端は絶縁環9を貫通す
る管13とともに端末でつぶして一体に封止する。次に
例えばテフロン製のスペースリング14を容器に装入す
るが、スペースリング14には、リード線12と交差す
る個所に切込みを入れてリード線12が邪魔にならない
ようにしである。しかる後、接触電極板6と、前もって
第2図のように上表■]が凹凸に加工されたシリコン基
板1と支持板5からなる半導体素子を第3図のごとく配
設し、最後に容器の蓋となるフランジ15を有する電極
16を半導体素子の上に置き、フランジ15と絶縁環9
に設けたフランジ17とを容器の全周でへりアーク溶接
してこの平型半導装置の組立てが完了する。
しかしながら、上記のような構造をとっているために、
この平型半導体装置には次のような欠点が避けられない
その一つは、シリコン基板1の主表面上に形成される凹
部の深さ寸法を0.02f0.01 mに制御しなけれ
ばなら々いという加工上の困難さを伴うことである。第
4図は第1図〜第3図の符号にしたがうて、主表面が凹
凸加工されたシリコン基板1のゲート電極2とカソード
電極3および接触電極板6との関係を示した拡大断面図
であるが、例えばシリコン基板1の主表面の凹部の加工
深さが規定寸法よシ浅すぎた場合には、第4図に示すよ
うにゲート電極2にフォトマスクの精度の悪さなどに起
因して突起部18が生じた場合、この突起部18が接触
電極板6に接触【2てしまうことがあシ、その結果ゲー
ト電極2とカソード電極3との電気的な短絡を招く。ま
た第5図は第4図と同様な断面図を示したものであるが
、この場合は例えばシリコン基板1の主表面に設けた凹
部に、製造過程中に金属微粒子などの異物19が混入し
たために、この導電性をもった異物19を介し7て、ゲ
ート電極2と接触電極板6が接触することによシ、ゲー
ト・カソード両電極間が短絡することを表わしている。
欠点の第二は、第3図の平型サイリスクの構造では、半
導体素子が容器に収容された後に使用状態においてはじ
めて接触電極板6が加圧接触されるものであり、半導体
素子も接触電極板6も常時拘束されている訳ではないか
ら、このような平型サイリスクは、取扱い中に容器に封
入されている半導体素子や接触電極板6の回転などが原
因でカソード電極膜が削られて損傷するばかシでなく、
ゲート・カソード両電極間の短絡を招くおそれがあるこ
とである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、ゲート電極とカ
ソード電極が接触電極板を介して短絡を生ずることなく
、かつ半導体素子と接触電極板との位置ずれを防止した
半導体装置を提供することにある。 へ 〔発明の要点〕 本発明の半導体装置は、主表面に凹凸を設けることなく
ゲート、カソード両電極を配置した半導体基板に、貫通
孔または溝などの逃げ部を設けた接触tr電極板、カソ
ード電極に固着し、た導電拐オ・1からなるガイドに沿
って挿入することによpX接触電極板と半導体素子との
相対位置を整合させて固定したものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施に基づき説明する。
本発明の半導体装置とその組立て手順は第3図に示した
ものとほぼ同じであるから、本発明に直接係る部分のみ
について述べる。本発明の半導体装置が第3図と異る所
は、シリコン基板1.接触電極板6の形状と、接触電極
板6のシリコン基板1への固定vt造の諸点である。こ
の点を第1図〜第5図と同一符号、同一名称を用いて具
体的に述べると、第6図に部分拡大断面図で示したごと
く、シリコン基板1の主表面に凹凸加工を施すことなく
、カソード電極3と当接する接触電極板6のゲート電極
2と対向する個所に、ゲート電極2よシやや大きい同じ
輪郭形状を有する貫通孔20を設けである。第7図も第
6図と同様、部分拡大断面図であるが、この場合は第6
図の貫通孔20の代シに、接触電極板6に溝21を設け
ている。第6図と第7図かられかるように、このように
すれば、シリコン基板1の主表面に、四部を設けてゲー
ト電極2を配置する必要はなく、まだ接触電極板6とし
て用いられるモリブデンなど電気良導体の貫通孔20や
溝21などの逃く部深さ寸法は0.1〜0.5糊とする
ことができるから、従来の欠点とされたシリコン基板1
の主表面に設けた凹凸の高低差0.02±”01mに比
べてはるかに大きく、たとえゲート電極2に前述した第
4図の突起18や第5図の異物19の混入があったとし
ても、ゲート電極2の厚さ寸法0.02wnに対して十
分対応できる。
すなわち、ゲート電極2と接触電極板6が直接接触する
状態は起こらないから、ゲート電極2とカソード電極3
とが接触電極板6を介して短絡を生ずるという現象はな
くなる。
しかしながら、このことは半導体基板1と接触電極板6
とが常に正しい位置を保ち整合されている場合であって
、前述したように半導体基板1と接触電極板6との相対
位置が、それぞれの回転などによってずれた場合には、
回転によるカソード電極の暦耗粉などを生じて短絡を生
ずることがあり伊る。したがって半導体基板1と接触電
極板にとを固定し、この両者の、mb止めを設けなけれ
はならない。第8図と第9図は、このjJilf)止め
の役tIlシを果す接触電極板6を挿入するガイドを設
けた半導体基板1を示したものであシ、第8図は平面図
、第9図は第8図のA−A拡大断面図である。
第8図および第9図は第1〜第7図と同一符号。
同一名称で表わしであるがカソード電極30表面に例え
ばアルミニウムなどからなる接触電極板合わせピン22
を超音波接合などにょシ固着した状態を示す。第10図
はカソード電極3上に固着された合せピン22が対向す
る貫通孔をもった接触電極板6に設けられた孔に埋設す
るようにはめ込まれ半導体基板1に取伺けられた状態の
拡大断面図で示したものである。なおこの接触Ti、極
板合わせピンは、本実施例では3個用いて中心から真心
の位置に設けることができ、接触電極板6の孔加□工と
廻シ止めを効果的に行うことを考慮して実状に応じて決
めればよい。b−<シて本発明の半導体装置においては
、半導体基板1と接触電極板6とが正しく整合された以
後、回転などによって両者の位置がずれるという心配は
全くないことがわかる。
〔発明の効果〕
以上説明したごとく、本発明によれば、シリコン基板の
主表面に、極めて手数がかがシ、しかも深さの制御が困
難な凹部を設けて、ゲート電極を配置する必要がなくな
シ、ゲート、カソード両電極間の短絡が発生することな
く、長期間にわたって半導体装置を安定に運転すること
ができる。このよう々効果が得られるのは、ゲート電極
と対向する位置で、接触電極板にゲート、カソード両電
極間の短絡防止のだめの逃げ部を設けてあシ、ゲート電
析と接触電極板の位置関係が正しく整合しているからで
あるが、この相対位置関係が々んらかの理由で維持でき
なくなった場合は、再び短路の問題が生ずる。この原因
となる最も起とシやすい現象は、封入組立後の取扱い中
の接触電極板と半導体素子の回転であるが、これに対し
、て本発明の装置では、カソード電極の上に接触電極板
2組合せて効果のある廻シ止め部品を固着して、接触電
極板と半導体基板がそれぞれ単独に回転することをなく
している。mb止めの目的だけならば必ずしもカソード
電極上だけに限ることなく、半導体基板の主表面をさら
に広く利用することもできるが、本発明で特にカソード
電極上に廻シ止めを設けたのは、接触電極板と半導体基
板との固定個所を比較的大きな間隔をもたせて設けるこ
とができ、大きな回転力に対しても強固な廻シ止めの効
果を発揮させるようにしたためである。またカソード電
極のアルミニウムと同材質のビンを用いて超音波接合法
などによシ容易に固着することができ、有効電極面積を
減らすことなく、本来の半導体装置の電気的性能を害す
るものではない。さらに別の利点として廻シ止め部品が
上述の回転防止だけで々く、接触電極板の取付ガイドの
役割をも果している。
以上述べたように、接触電極板と半導体素子は短絡を生
ずることのない一定の相対位置関係を正確に保ち続ける
ことができるので、この半導体装置は常に安定な運転状
態が得られるρである。
【図面の簡単な説明】
第1図は高速サイリスク素子の電極配置を示す平面図、
第2図は同じく拡大部分断面図、第3甲は従来の平型半
導体装置の断面図、第4図、第5図は電極の短絡状態を
丞す拡大部分断面図、第6図、 v、7図は本発明の電
極構造を示す拡大部分断面図、第8図はカソード電極上
に設けたビンを示す平面図、第9図は同じく拡大部分断
n図、第10図は本発明の接触電極板と半導体基板との
固定状態を示す拡大部分断面図である。 1・・・・・・シリコン基板、2・・・・・・ゲート電
極、3・・・・・・カソード電極、6・・・・・・接融
電極板、20・・・・・賞通孔、21・・・・・・溝、
22・・・・・・接触iL極合わせビン。 T1[2] 才2図 ′74図 才5図 16図 オフ図 オ8図 才10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)半導体基板の主表面に、接触電極板と接続される第
    一の電極層と、前記接触電極板と接続されない第二の電
    極層を有するものにおいて、接触電極板は、前記第一の
    電極層と接融する接触面と、前記第二の電極層と対向す
    る個所に設けられ前記第二の電極層よシやや大きい輪郭
    を有する前記接触面からの逃げ部とを僑え、前記第一の
    電極層の上に固着されたピンに嵌合することによシ、前
    記半導体基板に対する相対位置が固定されたことを特徴
    とする半導体装置。
JP11333483A 1983-06-23 1983-06-23 半導体装置 Pending JPS605563A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11333483A JPS605563A (ja) 1983-06-23 1983-06-23 半導体装置

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JP11333483A JPS605563A (ja) 1983-06-23 1983-06-23 半導体装置

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JPS605563A true JPS605563A (ja) 1985-01-12

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ID=14609604

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JP11333483A Pending JPS605563A (ja) 1983-06-23 1983-06-23 半導体装置

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