JPS607494Y2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトランジスタ等の半導体装置のステム構造の改
良に関するものである。

一般に、パワートランジスタ等のキャップシール型半導
体装置は、従来より第１図及び第２図に示すものが知ら
れている。

この孫第１図及び第２図に於いて、１は放熱性の良い銅
のステム基板、２はステム基板１を貫通してガラス封止
されたリード線、３はステム基板１上に中間金属板４を
介してマウントした半導体ペレット（以下、単にペレッ
トと称す）、５はステム基板１上に鉄のリング６を介し
て気密に溶接した金属のキャップである。

前記リープ線２はステム基板１に穿設したりリード封止
穴７に嵌合ロー付は固着した鉄のアイレット８内にガラ
ス９で封止される。

このアイレット８はステム基板１の銅の熱膨張係数とガ
ラス９の熱膨張係数との間にある熱膨張係数を有し、こ
れの介在により前記両者の熱膨張差によるガラス９のク
ラック防止を図っている。

又、ペレット３が比較的大きい場合、これをステム基板
１上に直接にマウントすると、両者間の熱膨張差によっ
てペレット３が剥離したり、剥れたりするため、これを
防止する目的で両者間にモリブテンやタングステン等の
熱膨張係数がペレット３とステム基板１の間にある中間
金属板４を介在させている。

ソシて、この中間金属板４はペレットマウント基板とし
て用いられている。

尚、ペレット３が比較的小さくて、ステム基板１との熱
膨張差が問題なければ中間金属板４を用いずに、ペレッ
ト３をステム基板１上に直接マウントしている。

又、ステム基板１に封止された各リード線２と、マウン
トされたペレット３の各電極とはアルミニウムや金の細
線１０のボンディングで接続され、その後にキャップ５
がステム基板１に抵抗溶接で固定される。

このキャップ５の抵抗溶接の際、ステム基板１は低抵抗
かつ熱伝導性の良い鋼である抵抗溶接時にステム基板１
は発熱せず、従って、ステム基板１にキャップ５を直接
に溶接することはできない。

そこで、抵抗の大きい鉄の溶接用リング６を予めステム
基板１上に固定しておき、而して、この溶接用リング６
上にキャップ５を載せて、キャップ５を溶接用リング６
上に抵抗溶接していた。

この溶接用リング６はステム基板１上に予め形成したリ
ング状の溝１１上にロー付けで固定されている。

尚、第１図及び第２図の１２はステム基板１０両端部に
穿設した取付用穴で、この穴１２を介してステム基板１
は放熱翼がシャーシ等へ取付えられる。

ところで、上記細線１０のボンディングは自動と手動が
あり、特に自動で行う場合はリード線１２とペレット３
の位置関係が常に一定あることが望ましい。

そこで、このリード２とペレット３の位置関係を一定に
保つため、従来は中間金属板４やペレット３を位置決め
治具を使ってステム基板１上の定位置にマウントしたり
、又ステム基板１上に中間金属板の位置決め保持用の窪
みを設けたりして、ペレット３の位置決めを行っていた
。

ところが、治具を使ったり、ステム基板に窪みを加工し
たりでは位置決め精度が悪く、又、製造装置が高価・複
雑になる欠点があった。

本考案は上記従来の欠点に鑑み、これを改良・除去した
もので、キャップ溶接用リングの内側にペレット、或は
ペレットマウント用中間金属板の位置決め部を一体に成
形した半導体装置を提供する。

即ち、本考案は第３国力第５図に示すような溶接用リン
グ１３を用いるもので、第３図及び第４図に於ける第１
図及び第２図と同一符号のものは上記従来と同一内容を
示す。

この溶接用リング１３はステム基板１上に設けたリング
状の溝１１に嵌着してロー付けされるリング部１３ａと
、リング部１３ａ′の一部から内側に一体に突設した位
置決め部１３ｂとで形成される。

又、溶接用リング１３の位置決め部１３ｂは略中央部に
中間金属板４の形状大の位置決め穴１４と、側端お両コ
ーナ部にアイレット３を側面に当接する角落し面１５と
を有する。

又、位置決め部１３ｂはリング部１３ａに対し、溝１１
の深さ分だけ上方に段差を付けて折曲され、而して、リ
ング部１３ａを溝１１に嵌着すると、位置決め部１３ｂ
はステム基板１上に密着腰この時、位置決め穴１４に露
出するステム基板１の面が中間金属板４のマウント面と
なる。

次に本考案による構成の組立要領を説明する。

例えば、リード線２をガラス９で封止したアイレット８
をステム基板１に嵌挿し、更に、溶接用リング１３のリ
ング部１３ａをステム基板１上の溝１１にかしめて嵌め
る。

その際、位置決め部１３ａ（７）コーナーの角落し面１
５をアイレット８の側面に接当させることにより、位置
決め部１３ｂのステム基板１上での位置決めがなされる
。

後はステム基板１にアイレット９をロー付けすると共に
、リング部１３ａを溝１１にロー付けし、更に、位置決
め穴１４に中間金属板４を嵌め込み、中間金属板４を位
置決め穴１４で位置決めした状態でステム基板１上にロ
ー付けで固定腰更にこの中間金属板４上にペレット３を
マウントする。

そして、ペレット３とリード線２を細線で接続してから
、溶接用リング１３のリング部１３ａ上にキャップ５を
溶接する。

尚、溶接用リング１３の位置決め穴１４の一部に切欠き
１４′を設け、この切欠部１４′に中間金属板４をステ
ム基板１に接着するロー材の余剰分を逃すようにしても
よい。

或いか中間金属板４をステム基板１にロー付けするロー
材とこの切欠部１４′に配置しておいて溶融したロー材
を中間金属板４の下側に供給するようにしてもよい。

□又、上記とは別の組立として、組立前のアイレット８
と溶接用リング１３の全表面に無電解ニッケルメッキを
施してから、アイレット８をステム基板１のリード封止
穴７に嵌挿し、このアイレット８に固形のガラスタブレ
ット嵌め、更にガラスタブレットにリード線２を挿入し
ておき、他方、溶接用リング１３のリング１３ｂをステ
ム基板１の溝１１に嵌めて位置決めしておく。

而して、前記ガラスタブレットを溶融する温度の約１０
００℃まで全体を加熱すると、ガラスタブレットが溶け
てリード線２をガラス封止すると共に、アイレット８と
溶接用リング１３のメッキも溶けて、夫々がリード封止
穴７と溝１１に固着される。

後は上記組立と同じである。

尚、溶接用リング１３の位置決め部１３ｂは上記形状に
限らず、例えば更にアイレット８をも一体化した形状も
可能である。

又、本考案はステム基板１上にペレット３を直付する場
合も可能で、この時は溶接用リング１３の位置決め部１
３ｂはペレット３を直接に位置決めする。

更に、上記実施例は溶接用リング１３のリング部１３ａ
を溝１１に嵌合する場合について説明したが、この溝１
１はなくてもよく、したがって溶接用リング１３も平板
状のものでもよい。

以上説明したように、本考案はステム基板上にキャップ
溶接用リングを介してキャップを固定した半導体装置に
於いて、前記キャップ溶接用リングの内側に半導体ペレ
ット或はペレットマウント用中間金属板の位置決めを一
体の形成したから、特別なペレット位置決め治具や、ス
テム基板上の窪み付は加工等が不要になり、又、銅のス
テム基板に不可欠な溶接用リングを利用するだけのため
、製造装置のコスト低減が図れ、製造が容易となる。

又、溶接用リングのプレス加工だけでよいから、精度の
高いペレット位置決めができ、特に自動組立時に有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体装置の一部断平面図、第２図は第
１図Ａ−Ａ線の断面図、第３図は本考案に係る半導体装
置の実施例を示す一部断面平面図、第４図は第３図Ｂ−
Ｂ線の断面図、第５図は本考案による溶接用リングの一
例を示す斜視図である。 １・・・・・・ステム基板、３・・曲ペレット、４・曲
・中間金属板、５・・・・・・キャップ、１３・・曲溶
接用リング、１３ｂ・・・・・・位置決め部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ステム基板上にキャップ溶接用リングを介してキャップ
   を固定した半導体装置に於いて、前記キャップ溶接用リ
   ングの内側に半導体ペレット、或はペレットマウント用
   中間金属板の位置決めを一体に形成することを特徴とす
   る半導体装置。