JPS6233327Y2 - - Google Patents
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- JPS6233327Y2 JPS6233327Y2 JP9907982U JP9907982U JPS6233327Y2 JP S6233327 Y2 JPS6233327 Y2 JP S6233327Y2 JP 9907982 U JP9907982 U JP 9907982U JP 9907982 U JP9907982 U JP 9907982U JP S6233327 Y2 JPS6233327 Y2 JP S6233327Y2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
- H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はパワートランジスタ、パワーMOS
FET等の大電力半導体用装置に使用するステム
の改良に関する。
FET等の大電力半導体用装置に使用するステム
の改良に関する。
コレクタ電流或いはドレイン電流を10アンペア
以上流す大電力用のトランジスター、MOS FET
等の素子部で発生する熱はステム基板を介して外
部へ放熱される。
以上流す大電力用のトランジスター、MOS FET
等の素子部で発生する熱はステム基板を介して外
部へ放熱される。
このステム基板を電気的に絶縁された外部引出
し線は小電流タイプはFe材、Fe−Ni材或は
KOVAR材等で作られ、絶縁素材としてのガラス
に対し熱膨張係数がほぼ等しくなるように設計さ
れている。
し線は小電流タイプはFe材、Fe−Ni材或は
KOVAR材等で作られ、絶縁素材としてのガラス
に対し熱膨張係数がほぼ等しくなるように設計さ
れている。
しかし、大電流を流すと、Fe系、Fe−Ni系の
材料ではそれ自体の抵抗のためジユール熱により
発熱すると同時に電圧降下に依る損失が大きくな
り実用上問題となつてくる。
材料ではそれ自体の抵抗のためジユール熱により
発熱すると同時に電圧降下に依る損失が大きくな
り実用上問題となつてくる。
例えばリード線径をφ1.0mmとすると、Fe−
Ni，KOVAR，Fe，Cuで温度上昇40℃としたと
きの許容電流値はそれぞれ４A，５A，10A，22Aと
なり、これらの金属材料の中でCuが最もよいこ
とが分かる。他方、低周波応用では問題ないが数
百ＫHz以上の高周波応用では渦電流損失の影響が
問題となり、磁性体材料は極力用いない方が良
い。
Ni，KOVAR，Fe，Cuで温度上昇40℃としたと
きの許容電流値はそれぞれ４A，５A，10A，22Aと
なり、これらの金属材料の中でCuが最もよいこ
とが分かる。他方、低周波応用では問題ないが数
百ＫHz以上の高周波応用では渦電流損失の影響が
問題となり、磁性体材料は極力用いない方が良
い。
以上の点からCu芯を外部引出線とする構造が
抵抗損失、渦電流損失改善の点から優れていると
考えられる。
抵抗損失、渦電流損失改善の点から優れていると
考えられる。
しかし、Cu芯リードとガラス絶縁体とステム
基板を組立合せる構造に於て、ガラス自身の熱膨
長係数を殆んど等しくなるFe，Fe−Ni或いは
KOVAR等を直接ガラスに封着させ、次にCu芯を
ロー材でロー付する方法またはCu芯材に前記の
金属をクラツドしたリード線をガラスと封着する
方法等が提案されているが次の様な欠点を有する
ことが判明した。
基板を組立合せる構造に於て、ガラス自身の熱膨
長係数を殆んど等しくなるFe，Fe−Ni或いは
KOVAR等を直接ガラスに封着させ、次にCu芯を
ロー材でロー付する方法またはCu芯材に前記の
金属をクラツドしたリード線をガラスと封着する
方法等が提案されているが次の様な欠点を有する
ことが判明した。
(1) Cu芯径がφ1.0mm以上になると、Cu芯外周リ
ング（Fe−Ni，KOVAR）ではCu芯の急激な
温度変化、例えば半田デイツプ処理にてガラス
と外周リング材界面或いはガラスとステム基板
界面密着性、低下、またはガラス自体のクラツ
クが発生し、ステムの気密リークが生ずる。
ング（Fe−Ni，KOVAR）ではCu芯の急激な
温度変化、例えば半田デイツプ処理にてガラス
と外周リング材界面或いはガラスとステム基板
界面密着性、低下、またはガラス自体のクラツ
クが発生し、ステムの気密リークが生ずる。
(2) Cu芯の長さ方向への外周リング材の距離が
長い、特にクラツド材では高周波での渦電流損
失が大きくなる。
長い、特にクラツド材では高周波での渦電流損
失が大きくなる。
以上の如く、Cu芯を用いた従来構造では実用
上局所温度変化を伴う高周波用途へは適合しない
ことが分つた。
上局所温度変化を伴う高周波用途へは適合しない
ことが分つた。
本考案は上述の欠点を取り除き、良伝熱性の材
料から成り、貫通孔を有するステム基板と、該貫
通孔に挿通された良導電性の材料から成る外部引
出線とをガラスにより夫々気密に保持固定される
ステムに於て、前記ステム基板並びに前記外部引
出線をガラスの熱膨張係数にほぼ等しくした銅−
カーボン複合材料を用いることを特徴とする大電
力半導体用ステムを提供することにある。
料から成り、貫通孔を有するステム基板と、該貫
通孔に挿通された良導電性の材料から成る外部引
出線とをガラスにより夫々気密に保持固定される
ステムに於て、前記ステム基板並びに前記外部引
出線をガラスの熱膨張係数にほぼ等しくした銅−
カーボン複合材料を用いることを特徴とする大電
力半導体用ステムを提供することにある。
以下図面を参照し本考案を説明する。
第１図は本考案の一実施例の断面図である。第
１図に於て、銅・カーボン複合材料１はその熱膨
張係数としてKOVARの５×10-6／℃とほぼ同程
度を使用する。
１図に於て、銅・カーボン複合材料１はその熱膨
張係数としてKOVARの５×10-6／℃とほぼ同程
度を使用する。
同様に外部引出線２も銅・カーボン複合材料を
用い、前記ステム基板１とガラス３を介してコン
プレツシヨンシールを行なう。
用い、前記ステム基板１とガラス３を介してコン
プレツシヨンシールを行なう。
次に鉄等から成る溶接リング４を銀ロー材５に
よりロー付する。以上でステムの製造工程は終了
する。
よりロー付する。以上でステムの製造工程は終了
する。
更に、上記ステム１に半導体ペレツト６を半田
材７を用いて接続し、前記半導体ペレツト６と外
部引出線２をアルミニウム、金等の導線８にて接
続し、鉄等から成るキヤツプ９を溶接して気密封
止を行なう。
材７を用いて接続し、前記半導体ペレツト６と外
部引出線２をアルミニウム、金等の導線８にて接
続し、鉄等から成るキヤツプ９を溶接して気密封
止を行なう。
この様な構造の電力用半導体素子の特徴は
(1) ステム基板、外部引出線は銅・カーボン複合
材料でガラスと熱膨張係数がほぼ等しいため、
局所加熱（半田デイツプ）に耐えシリコン半導
体素子をタングステン、モリブテン等を介さず
直付半田ができる。
材料でガラスと熱膨張係数がほぼ等しいため、
局所加熱（半田デイツプ）に耐えシリコン半導
体素子をタングステン、モリブテン等を介さず
直付半田ができる。
(2) 電流経路が磁性体でないため、高周波応用に
於ける渦電流損失を低減できる。
於ける渦電流損失を低減できる。
等の効果が期待できる。
第２図は本考案の別の実施例の断面図である。
渦電流損失に更に低減するため、キヤツプ１０を
銅系材料とし、気密封止は１１の所でコールドウ
エルド法により行なう。
渦電流損失に更に低減するため、キヤツプ１０を
銅系材料とし、気密封止は１１の所でコールドウ
エルド法により行なう。
第１図は本考案の一実施例の半導体装置断面
図、第２図は他の実施例の断面図である。 なお図において、１はステム基板、２は外部引
出線、３はガラス、６は半導体ペレツト、８は導
線、９，１０はキヤツプ、１１はコールドウエル
ド部である。
図、第２図は他の実施例の断面図である。 なお図において、１はステム基板、２は外部引
出線、３はガラス、６は半導体ペレツト、８は導
線、９，１０はキヤツプ、１１はコールドウエル
ド部である。
Claims (1)
- 良伝熱性の材料から成り、貫通孔を有するステ
ム基板と、該貫通孔に挿通された良導電性の材料
から成る外部引出線とをガラスにより夫々気密に
保持固定されるステムに於て、前記ステム基板並
びに前記外部引出線をガラスの熱膨張係数にほぼ
等しくした銅・カーボン複合材料を用いることを
特徴とする大電力半導体用ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9907982U JPS593550U (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 大電力半導体用ステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9907982U JPS593550U (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 大電力半導体用ステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593550U JPS593550U (ja) | 1984-01-11 |
| JPS6233327Y2 true JPS6233327Y2 (ja) | 1987-08-26 |
Family
ID=30234955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9907982U Granted JPS593550U (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 大電力半導体用ステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593550U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH063050B2 (ja) * | 1986-07-26 | 1994-01-12 | 株式会社マブチ | 組立型構造物に使用されるフロア・パネル |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP9907982U patent/JPS593550U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS593550U (ja) | 1984-01-11 |
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