JPS61198642A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPS61198642A
JPS61198642A JP4037385A JP4037385A JPS61198642A JP S61198642 A JPS61198642 A JP S61198642A JP 4037385 A JP4037385 A JP 4037385A JP 4037385 A JP4037385 A JP 4037385A JP S61198642 A JPS61198642 A JP S61198642A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
semiconductor element
semiconductor device
cathode
guide groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP4037385A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Fukada
雅一 深田
Tsutomu Nakagawa
勉 中川
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP4037385A priority Critical patent/JPS61198642A/ja
Publication of JPS61198642A publication Critical patent/JPS61198642A/ja
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    • 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
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • 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
    • H01L2924/01082Lead [Pb]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thyristors (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Die Bonding (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ この発明は半導体iiw、特に、半導体素子と熱補償板
とを加圧接触させた構造を有する半導体装置において加
圧接触による半導体素子上の応力分布むらを低減するよ
うにした半導体’iAHに関する。
[従来の技術] 第5図は従来の加圧接触構造を有する半導体装置の一実
施例の組立因である。以下、第5図を参照して従来の半
導体装置の構成部品について説明する。7ランジ付きア
ノード側網ポスト電極1が半導体素子2のアノード面側
に設置される。半導体素子2のアノード面は半導体素子
2と同様の熱膨張係数を有するモリブデン板またはタン
グステン板を用いて機械的に補強される。半導体素子2
のカソード側にはたとえばモリブデンからなるカソード
側電極板3が設けられる。ざらに、制御電極配線6は制
御電極固定具5aを用いてその位置を固定され、かつ電
気的に絶縁される。制御電極配線6は、また、制御電極
固定具5aを介して座金5bおよび皿ばね5Cを用いて
半導体素子2の所定の領域に一定の圧力で圧接される。
ざらに、カソード側にはカソード側電極板3を介して半
導体素子2のカソード側表面に圧接されるカソード側胴
ポスト電極7が配置される。カソード銅鋼ポスト電極7
には、固定具5a、座金5bおよび皿ばね5Cを固定し
、かつ1lJIl]電極配線6を外部へ引出すための案
内溝8が設けられる。上述の構成部品は絶縁性のセラミ
ックパッケージ9内に収められ、制御電極配線6はセラ
ミックパッケージ9に設けられた制御電極配線引出用パ
イプ10を介して外部へ引出される。
ここで、アノード面およびカソード側に設けられるモリ
ブデン板またはタングステン板は半導体素子2と同様の
熱膨張係数を有し、半導体素子2の熱補償板として機能
し、半導体素子2が熱応力により破壊されるのを防止す
る。
また、銅ポスト電極1.7はともに半導体素子2で発生
する熱を放散する機能をも有する。
次に半導体装置の組立て・構成について説明する。カソ
ード側網ボスト電極7は7ランジを有し、このフランジ
部がセラミックパッケージ9に溶接される。次に、カソ
ード側胴ポスト電極7に設けられた中心穴の部分にばね
5Cおよび平座金5bを組み込む。その俵、制御電極配
線6を制御電極固定具5aに組み込み、セラミックパッ
ケージ9の制御電極配線引出用バイブ10へ通すととも
に案内溝8へ配設する。次に、カソード側電極板3をカ
ソード側網ボスト電極7の上に置き、゛さらにそのカソ
ード面がカソード側胴ポスト電極7と接するように半導
体素子2を配置し、最後に7ランジ付きアノード側網ポ
スト電極1を半導体素子2上に配置する。最後に、7ラ
ンジ付きアノード側網ポスト電極1のフランジ部をセラ
ミックパッケージ9に溶接して1つの半導体装置が構成
される。
[発明が解決しようとする同層点] 従来の半導体装置は上述のように構成され、半導体素子
2のカソード面にモリブデン板またはタングステン板か
らなるカソード側電極板3を介してカソード側網ボスト
電極7の?1lIIl電極引出用案内溝8が圧接される
第6図は上述の構造における半導体素子のカソード面に
おける応力分布を示す図である。第6図から見られるよ
うに、案内溝8が半導体素子2のカソード面に圧接され
るので、カソード側網ボスト電極7の案内lI8から遠
い周辺部においては、適正圧接力の3ないし4倍以上の
応力が半導体素子2へ与えられる。一方、案内溝8の部
分では、モリブデン板またはタングステン板からなるカ
ソード側電極板3の弾性変形によるわずかな圧接力しか
作用せず、同一半導体素子上で圧接力の著しい分布むら
が発生する。ここで、制御電極固定具5aは座金5fi
J5よび皿ばね5Cを介して半導体素子2へ接している
だけであり、それほど大きな圧接力を半導体素子2へ与
えない。
半導体素子において、圧接力の大きい部分は圧接力の小
さな部分よりもターンオフ時間が長くなることが知られ
ている。したがって、上述の圧接力の分布むらは同一半
導体素子上でターンオフ時間のばらつきを発生させ、そ
の結果、電流集中による素子破壊をもたらすという原因
となっていた。
上述の問題点の対策として従来は、カソード側電極板3
の厚みを増すことによって圧接力の分布むらを緩和して
いた。しかし、カソード側電極板を構成するモリブデン
またはタングステンの電気抵抗率は銅の約3倍と大きく
、またその熱伝導率も銅の約2ないし3倍であるので、
厚いモリブデン板またはタングステン板を用いれば、半
導体装置の重要な特性であるオン電圧および過渡熱イン
ピーダンスを悪化させるという欠点があった。
また、従来の半導体装置はその構造上、半導体素子2の
直径が同一である場合においても、半導体素子2の厚み
の違い、制御電極または内部ライトガイドの引出方式の
違いによる制御電極または内部ライトガイド引出用案内
溝の形状の違いに応じてそれぞれ異なったカンード側銅
ボスト電極7付セラミックパッケージ9を用意しなけれ
ばならないという欠点もあった。なぜなら、通常、カソ
ード銅ポスト電極7とセラミックパッケージ9とは一体
物として用意されるからである。
さらに、上述の構造においては、制御電極配線6を案内
溝8に配設するまでに手間がかかるという欠点もあった
それゆえ、この発明の目的は上述のような欠点を除去し
、素子のカソード面への圧接力の分布むらを緩和して構
造的な応力集中に起因する素子破壊を低減し、かつカソ
ード電極用モリブデンまたはタングステン板の厚みを薄
くすることを可能にしてオン電圧および過渡熱インピー
ダンス等の素子特性を改善し、かつさらに同一径の半導
体素子に対しセラミックパッケージを共通化できる等の
利点を有する半導体装置を提供することである。
[問題点を解決するための手段] この発明においては、第1電極板、典型的にはカソード
電極板に圧接される電極配線引出用案内溝が設けられて
いる7ランジ付き第1電極側鋼ポスト電極を、セラミッ
クパッケージに固定された7ランジ付き第1電極側銅電
極ベース部と、厚みおよび電極配線引出方式の異なる個
々の半導体素子に応じた制御電極配線引出用案内溝を有
する第1111極側銅ポストブロツクとの分割構造とす
る。
さらに、カソード側副ポストブロックに設けられる案内
溝は銅電極ベース部に圧接され、半導体素子には第1N
極板を介して第1電極側鋼ポストブロツクの案内溝のな
い平面が圧接されるように組合わせる方式とする。
[作用] 上述の構成とすることにより、第1電極側鋼ポスト電極
の第1電極側電極板を介して半導体素子と接する表面に
は案内溝がないので、半導体素子の第1電極面には圧接
力の分布むらが生じない。
したがって、従来の半導体装置において生じていた圧接
力の分布むらに起因する素子破壊が低減され、さらに薄
い第1電極板を使用することができるので、オン電圧お
よび過渡熱インピーダンス等の素子特性が改善される。
またさらに、半導体素子の制御電極配線引出方式に応じ
て銅ポストブロックのみを変更するだけで良いので、同
一の直径を有する半導体素子に対しセラミックパッケー
ジの共通化を図ることが可能となり製造コストを低減す
ることができる。
またさらに、上述の構成においては、第1電極側銅電極
ベース部上に配設された制御電極配線に案内溝を合わせ
るだけなので、半導体装置の組立てを容易に行なうこと
ができる。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例について図を参照して説明す
る。
第1図はこの発明の一実施例である半導体装置の図であ
る。第1図において、第5図に示される従来の半導体装
置と同一部分には同一の参照番号が付されている。この
発明の特徴として従来例と異なり、カソード側副ボスト
電極は、制a’la極配線引出用案内溝8が設けられた
銅ボストブロック4とフランジ付きの、セラミックパッ
ケージ9に固定されるカソード側銅電極ベース部11と
に分割される。7ランジ付きカソード1IJ4電極ベー
ス部11はその7ランジ部がセラミックパッケージ9に
溶接されて固定される。
次に第1図に示される半導体装置の組立構成について説
明する。まず、フランジ付きカソード側銅電極ベース部
11の7ランジがセラミックパッケージ9に溶接されて
固定される。通常、銅電極ベース部11とセラミックパ
ッケージ9とが一体物として組立工程へ与えられる。制
御電極配線6を制@電極固定具5aに組み込んだ債、セ
ラミックパッケージ9に設けられたIll m電極引出
用バイブ10へ通して配線6を外部へ引出す。次にセラ
ミックパッケージ9に溶接して固定されたカソード側銅
電極ベース部11の中心穴に、座金5b。
ばね、たとえば皿ばね5Cを組み込んだ侵、制御電極配
線6および制御電極固定具5aを組み込む。
次に、制御電極引出用案内溝8がカソード側銅電極ベー
ス部11と接するようにカソード側胴ポストブロック4
を配置する。ざらに、銅ボストブロック4の上にカソー
ド電極用のモリブデン板またはタングステン板3を配置
する。次にカソード側電極板3にそのカソード面が接す
るように半導体素子2を重ね、さらに半導体素子2上に
7ランジ付きアノード側胴ポスト電極1を配設する。最
優にフランジ付きアノード銅鋼ポスト電極1のフランジ
部とセラミックパッケージ9とを溶接する。
以上の工程により1つの半導体装置が形成される。
なお、上記実施例においては、センターゲート圧接方式
の半導体装置について説明したが、他の方式の半導体装
置、たとえば、第4図に示されるワイヤボンディングに
よるセンターゲート方式の半導体装置、第5図に示され
る中間リングゲート方式の半導体装置、および第6図に
示されるセンターリングゲート圧接方式の半導体装置等
においても、案内溝8の形状を変えるだけで上記実施例
と同様の効果が得られる。
また、上記実施例においてはカソード電極面に制御電極
が接するとしているが、アノード電極面に制御電極が接
する構造の半導体装置においても、カソードと7ノード
とを置換えるだけで上記実施例と同様の効果が得られる
また、上記実施例においては、制御電極を有し、制御電
極に与えられる電気信号に応答して動作する半導体装置
について説明したが、内部ライトガイドを有して、光信
号に応答して動作する光半導体装置においても上記実施
例と同様の効果を得ることができる。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、第1電極板に圧接さ
れる第1電極側銅ポスト電極の表面に溝部がないので、
半導体素子の第1電極面における圧接力の分布むらが低
減され素子特性が改善される。また、第1電極側鋼ポス
ト電極のみの交換で、同一の素子の直径を有する半導体
素子に対し共通のセラミックパッケージを使用すること
ができるので、半導体装置を安価に供給することが可能
となる。またさらに、カソード側胴ポスト電極の構造を
案内溝を有する部分と案内溝のない部分とに分割してい
るので、電極配線を組み込む工程は容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である半導体装置の組立図
である。第2図はこの発明の第2の実施例であるワイヤ
ボンディングによるセンターゲート方式の半導体装置に
おける制御電極配線引出しの方法を示す図である。第3
図はこの発明の第3の実施例である中間リングゲート方
式の半導体装置における制m電極配線引出しの方法を示
す図である。第4図はこの発明の第4の実施例であるセ
ンターリングゲート圧接方式の半導体装置における制m
電極配線の引出方法を示す図である。第5図は従来の半
導体装置の一例における組立図である。第6図は第5図
に示される半導体装置の半導体素子表面における圧接力
の分布を示す図である。 図において、1は7ランジ付きアノード側胴ポスト電極
、2は半導体素子、3はカソード側電極板、4はカソー
ド側網ボストブロック、5aは制御電極固定具、5bは
座金、5Cはばね、6は制御ll!極配線、7はカソー
ド銅鋼ポスト電極、8は制御電極配線引出用案内溝、9
はセラミックパッケージ、10は制御電極配線引出用バ
イブ、11はフランジ付きカソード側銅電極ベース部。 なお、図中、同符号は同一または相当部を示す。 代  理  人     大  岩  増  雄第り図 第2図 第3図 2: 千傳体素子     4:カソードイ0・1@ボ
スト7’ D +776:制町電@配祿 8:室内溝 第4図 2 :  午す側体′素−子         4 :
 力・ツートイ菅−Inオでストア”0.776: 酌
目吋零へ劇c基虻  8二 室内↓第 5圓 5、:座4      5c“−パ゛ネ第 6 図 3: 力゛ノード1@−1電本シt(9:セラミックパ
=t’r−じ手続補正書(自発) 1、事件の表示   特願昭60−40373号2、発
明の名称 半導体装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所    東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名
 称  (601)三菱電機株式会社住 所    東
京都千代田区丸の内二丁目2番3号5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1) 明細書第5頁第19行の[′itA極7の案内
溝8から遠い周辺部」を「電極7の周辺部」に訂正する
。 (2) 明細書第9頁第4行の「生じない」を「生じに
くい」に訂正する。 (3) 明細書第11頁第19行の「第4図」を「第2
図」に訂正する。 (4) 明細書筒12頁I11行の「第5図」を「第3
図」に訂正する。 (5) 明細書第12頁第2行の「第6図」を1第4図
」に訂正する。 (6) 明細書第12頁第4行の「案内溝8」を[カソ
ード側御ポストブロック4]に訂正する。 以上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いに異なる表面上に形成される第1電極ならび
    に第2電極および第3電極を有する半導体素子に対し、
    前記第1および第2電極表面上にそれぞれ熱補償板を配
    して半導体素子本体を構成し、前記熱補償板上にさらに
    それぞれ電極となる導電性支持体を配置して前記半導体
    素子本体および前記導電性支持体を外周絶縁物内に配設
    するとともに、前記第3電極の配線を前記第1電極側の
    前記導電性支持体に設けられた案内溝を介して外部に取
    出す構成の半導体装置であって、 前記第1電極側の導電性支持体は、 前記案内溝が形成された一方表面と前記案内溝が形成さ
    れない他方表面とを有する第1の部材と、前記外周絶縁
    物に固定される第2の部材とからなる分割構造を有し、 前記一方表面は前記第2の部材に、前記他方表面は前記
    半導体素子本体にそれぞれ圧接されることを特徴とする
    半導体装置。
  2. (2)前記半導体装置は前記配線を介して前記第3電極
    に与えられる電気信号に応答してオン・オフする、特許
    請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  3. (3)前記半導体装置は、前記配線を介して前記第3電
    極に与えられる光信号に応答してオン・オフする、特許
    請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  4. (4)前記第1電極はカソード電極である、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半導体装置
JP4037385A 1985-02-27 1985-02-27 半導体装置 Pending JPS61198642A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01102933A (ja) * 1987-10-16 1989-04-20 Toshiba Corp 圧接平型半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01102933A (ja) * 1987-10-16 1989-04-20 Toshiba Corp 圧接平型半導体装置

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