JP3153638B2 - 圧接型半導体装置及びその製造方法並びに熱補償板 - Google Patents
圧接型半導体装置及びその製造方法並びに熱補償板Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主電極を圧接によっ
て半導体基体に電気接触させる圧接型半導体装置及びそ
の製造方法、並びに圧接型半導体装置の部品として用い
られる熱補償板に関する。
て半導体基体に電気接触させる圧接型半導体装置及びそ
の製造方法、並びに圧接型半導体装置の部品として用い
られる熱補償板に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧接型半導体装置は、半導体基板が外部
電極により挟み込まれた構造を有した半導体装置であ
る。図１５は、従来の代表的な圧接型半導体装置である
電力用ゲートターンオフサイリスタの縦断面を示す図で
ある。同図に示すように、この圧接型半導体装置１は、
半導体基板２、モリブデンで構成される円盤状の第１お
よび第２の熱補償板５、６、陽極銅ブロック１０Ａおよ
び陰極銅ブロック１０Ｋなどを備え、半導体基板２が熱
補償板５、６を介して陽極銅ブロック１０Ａ、１０Ｋに
より挟まれた構造を有している。
電極により挟み込まれた構造を有した半導体装置であ
る。図１５は、従来の代表的な圧接型半導体装置である
電力用ゲートターンオフサイリスタの縦断面を示す図で
ある。同図に示すように、この圧接型半導体装置１は、
半導体基板２、モリブデンで構成される円盤状の第１お
よび第２の熱補償板５、６、陽極銅ブロック１０Ａおよ
び陰極銅ブロック１０Ｋなどを備え、半導体基板２が熱
補償板５、６を介して陽極銅ブロック１０Ａ、１０Ｋに
より挟まれた構造を有している。
【０００３】半導体基板２は、少なくとも１つのｐｎ接
合が形成された円盤状のシリコン基板を有している。半
導体基板２の下方主面には、アルミニウム（Ａｌ）又は
ＡｌＳｉなどで構成されるロウ材層３Ｂが形成されてお
り、当該ロウ材層３Ｂにより半導体基板２が熱補償板５
の上方主面にろう付けされている。半導体基板２の上方
主面の中央部にはＡｌによるゲート電極層３Ｇおよび、
その周囲領域に同じくＡｌによる陰電極層３Ｋが形成さ
れている。熱補償板６の下方主面は陰電極層３Ｋの表面
に押圧により接触している。
合が形成された円盤状のシリコン基板を有している。半
導体基板２の下方主面には、アルミニウム（Ａｌ）又は
ＡｌＳｉなどで構成されるロウ材層３Ｂが形成されてお
り、当該ロウ材層３Ｂにより半導体基板２が熱補償板５
の上方主面にろう付けされている。半導体基板２の上方
主面の中央部にはＡｌによるゲート電極層３Ｇおよび、
その周囲領域に同じくＡｌによる陰電極層３Ｋが形成さ
れている。熱補償板６の下方主面は陰電極層３Ｋの表面
に押圧により接触している。
【０００４】半導体基板２の外周端縁には、当該外周端
縁に露出するｐｎ接合部を絶縁及び保護するポリイミド
ワニス２ａが塗布して設けられている。半導体基板２の
外周端縁には、当該端縁に沿った沿面放電を防止する目
的で、絶縁材であるシリコーンゴム４がポリイミドワニ
ス２ａの表面を覆うように更に塗布されている。
縁に露出するｐｎ接合部を絶縁及び保護するポリイミド
ワニス２ａが塗布して設けられている。半導体基板２の
外周端縁には、当該端縁に沿った沿面放電を防止する目
的で、絶縁材であるシリコーンゴム４がポリイミドワニ
ス２ａの表面を覆うように更に塗布されている。
【０００５】導電性の陽極銅ブロック１０Ａおよび陰極
銅ブロック１０Ｋは、それぞれ基部１１Ａ、１１Ｋと、
各基部１１Ａ、１１Ｋに一体的に形成された凸部１２
Ａ、１２Ｋとを有しており、各基部１１Ａ、１１Ｋの外
周には、それぞれ金属製のフランジ１３Ａ、１３Ｋが固
定されている。ケーシング７は、セラミックから成って
円筒状に形成されており、その内部に上記半導体基板２
の両主面を上下から挟むようにして、熱補償板５、６、
及び陽極銅ブロック１０Ａ、陰極銅ブロック１０Ｋの凸
部１２Ａ、１２Ｋを収納する。当該ケーシング７の下端
面にフランジ１３Ａがろう付けにより固定されると共
に、ケーシング７の上端面にはフランジ１３Ｋが同じく
ろう付けにより固定される。
銅ブロック１０Ｋは、それぞれ基部１１Ａ、１１Ｋと、
各基部１１Ａ、１１Ｋに一体的に形成された凸部１２
Ａ、１２Ｋとを有しており、各基部１１Ａ、１１Ｋの外
周には、それぞれ金属製のフランジ１３Ａ、１３Ｋが固
定されている。ケーシング７は、セラミックから成って
円筒状に形成されており、その内部に上記半導体基板２
の両主面を上下から挟むようにして、熱補償板５、６、
及び陽極銅ブロック１０Ａ、陰極銅ブロック１０Ｋの凸
部１２Ａ、１２Ｋを収納する。当該ケーシング７の下端
面にフランジ１３Ａがろう付けにより固定されると共
に、ケーシング７の上端面にはフランジ１３Ｋが同じく
ろう付けにより固定される。
【０００６】熱補償板６の中央には、貫通孔８が設けら
れ、これに対応して陰極銅ブロック１０Ｋにも穴９が設
けられており、この貫通孔８と穴９によって形成される
嵌挿穴にゲート電極支持体１４が摺動可能に嵌挿され
る。ゲート電極１５は、Ｌ字型の導線１６の一端に接続
されている。導線１６はゲート電極支持体１４の下端部
を貫通し、さらに絶縁管１７の内部を通って、ケーシン
グ７の外部に引き出され、ケーシング７を貫通して設け
られた外部ゲート電極１８に溶接によって接続されてい
る。ゲート電極支持体１４は絶縁部材で形成されてお
り、その上端には、バネ１９が当接して下方に付勢され
る。この結果、ゲート電極１５が、ゲート電極層３Ｇに
圧接され、両者が電気的に接続される。
れ、これに対応して陰極銅ブロック１０Ｋにも穴９が設
けられており、この貫通孔８と穴９によって形成される
嵌挿穴にゲート電極支持体１４が摺動可能に嵌挿され
る。ゲート電極１５は、Ｌ字型の導線１６の一端に接続
されている。導線１６はゲート電極支持体１４の下端部
を貫通し、さらに絶縁管１７の内部を通って、ケーシン
グ７の外部に引き出され、ケーシング７を貫通して設け
られた外部ゲート電極１８に溶接によって接続されてい
る。ゲート電極支持体１４は絶縁部材で形成されてお
り、その上端には、バネ１９が当接して下方に付勢され
る。この結果、ゲート電極１５が、ゲート電極層３Ｇに
圧接され、両者が電気的に接続される。
【０００７】このような構成の圧接型半導体装置１を所
定の機器内で使用するときには、この圧接型半導体装置
１を上記所定の機器の陽極部材２０Ａと陰極部材２０Ｋ
との間に挿入する。これらの陽極部材２０Ａと陰極部材
２０Ｋは、図示しない外部バネによって、それぞれ図の
矢印の方向に付勢され、陰極部材２０Ｋの下面が陰極銅
ブロック１０Ｋの上面に加圧接触すると共に、陽極部材
２０Ａの上面が陽極銅ブロック１０Ａの下面に加圧接触
した状態となる。これにより陰極部材２０Ｋが、陰極銅
ブロック１０Ｋ、熱補償板６を介して陰電極層３Ｋに電
気的に確実に接続される。また、外部ゲート電極１８
も、使用機器のゲート電極接続部材（図示せず）に接続
される。
定の機器内で使用するときには、この圧接型半導体装置
１を上記所定の機器の陽極部材２０Ａと陰極部材２０Ｋ
との間に挿入する。これらの陽極部材２０Ａと陰極部材
２０Ｋは、図示しない外部バネによって、それぞれ図の
矢印の方向に付勢され、陰極部材２０Ｋの下面が陰極銅
ブロック１０Ｋの上面に加圧接触すると共に、陽極部材
２０Ａの上面が陽極銅ブロック１０Ａの下面に加圧接触
した状態となる。これにより陰極部材２０Ｋが、陰極銅
ブロック１０Ｋ、熱補償板６を介して陰電極層３Ｋに電
気的に確実に接続される。また、外部ゲート電極１８
も、使用機器のゲート電極接続部材（図示せず）に接続
される。
【０００８】上記のような状態で、陽極部材２０Ａと陰
極部材２０Ｋに電圧が印加されると、電流が半導体装置
１の内部を通って、半導体基板２から熱が発生する。こ
の熱は、熱補償板５、６および、陽極銅ブロック１０
Ａ、陰極銅ブロック１０Ｋを通って、陽極部材２０Ａと
陰極部材２０Ｋとに放出される。電力用の半導体装置で
ある半導体装置１では、上述の電流は大きく、従って発
熱量も多い。このため、前記銅ブロック１０Ａ、１０Ｋ
を半導体基板２に直接接触させて、圧接あるいはろう付
けした状態のまま使用すると、銅ブロック１０Ａ、１０
Ｋと半導体基板２の熱膨張係数の相違により両者間に熱
応力が発生し、半導体基板２が破損してしまうことがあ
る。半導体基板２と比較的近い大きさの熱膨張係数を有
する熱補償板５、６は、半導体基板２がこの熱歪により
破損するのを防止すべく、熱歪を吸収する目的で設けら
れている。
極部材２０Ｋに電圧が印加されると、電流が半導体装置
１の内部を通って、半導体基板２から熱が発生する。こ
の熱は、熱補償板５、６および、陽極銅ブロック１０
Ａ、陰極銅ブロック１０Ｋを通って、陽極部材２０Ａと
陰極部材２０Ｋとに放出される。電力用の半導体装置で
ある半導体装置１では、上述の電流は大きく、従って発
熱量も多い。このため、前記銅ブロック１０Ａ、１０Ｋ
を半導体基板２に直接接触させて、圧接あるいはろう付
けした状態のまま使用すると、銅ブロック１０Ａ、１０
Ｋと半導体基板２の熱膨張係数の相違により両者間に熱
応力が発生し、半導体基板２が破損してしまうことがあ
る。半導体基板２と比較的近い大きさの熱膨張係数を有
する熱補償板５、６は、半導体基板２がこの熱歪により
破損するのを防止すべく、熱歪を吸収する目的で設けら
れている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の圧接
型半導体装置１では、上述のように半導体基板２と熱補
償板５の間がろう付けにより固定されている。このろう
付けは、約７００度Ｃの高温度下で行われる。その結
果、ろう付け完了後温度を室温に戻したときに、半導体
基板２と熱補償板５の間の熱膨張係数の差異に起因し
て、半導体基板２及び熱補償板５に反り変形を生じる。
型半導体装置１では、上述のように半導体基板２と熱補
償板５の間がろう付けにより固定されている。このろう
付けは、約７００度Ｃの高温度下で行われる。その結
果、ろう付け完了後温度を室温に戻したときに、半導体
基板２と熱補償板５の間の熱膨張係数の差異に起因し
て、半導体基板２及び熱補償板５に反り変形を生じる。
【００１０】図１６はこの変形の様子を示す模式図であ
る。反りの大きさｄは、例えば半導体基板２の厚さが１
mm、熱補償板５の厚さ及び直径がそれぞれ４mm、及び８
５mmであるとき、約１００μm 程度である。この反り変
形が生じると、半導体基板２と熱補償板６の間、及び熱
補償板５と陽極銅ブロック１０Ａの間等の圧接面におい
て、電気的接触が不良となることがある。その結果、電
流による発熱が更に過大となるために、電流容量が低下
するなどの電気的特性の劣化をもたらすという問題点が
あった。
る。反りの大きさｄは、例えば半導体基板２の厚さが１
mm、熱補償板５の厚さ及び直径がそれぞれ４mm、及び８
５mmであるとき、約１００μm 程度である。この反り変
形が生じると、半導体基板２と熱補償板６の間、及び熱
補償板５と陽極銅ブロック１０Ａの間等の圧接面におい
て、電気的接触が不良となることがある。その結果、電
流による発熱が更に過大となるために、電流容量が低下
するなどの電気的特性の劣化をもたらすという問題点が
あった。
【００１１】更にろう付けの際に、Ａｌ、又はＡｌＳｉ
等のロウ材が半導体基板２の内部に局部的に侵入したス
パイク２ｂが生じる他、ロウ材層３Ｂにおいて空洞部で
あるボイド２ｃが発生することがあるという問題点があ
った。スパイク２ｂは、ロウ材層３Ｂと陰電極層３Ｋの
間の耐電圧の劣化をもたらし、ボイド２ｃは半導体基板
２と熱補償板５の間の電気的接続を悪くする。
等のロウ材が半導体基板２の内部に局部的に侵入したス
パイク２ｂが生じる他、ロウ材層３Ｂにおいて空洞部で
あるボイド２ｃが発生することがあるという問題点があ
った。スパイク２ｂは、ロウ材層３Ｂと陰電極層３Ｋの
間の耐電圧の劣化をもたらし、ボイド２ｃは半導体基板
２と熱補償板５の間の電気的接続を悪くする。
【００１２】この発明は、上述の問題点を解消するため
に行われたものであり、半導体基板と熱補償板との間の
ろう付けに起因する電気的特性の劣化のない、圧接型半
導体装置及びその製造方法並びに熱補償板を提供するこ
とを目的とする。
に行われたものであり、半導体基板と熱補償板との間の
ろう付けに起因する電気的特性の劣化のない、圧接型半
導体装置及びその製造方法並びに熱補償板を提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる請求項
１に記載の圧接型半導体装置は、（ａ）半導体基板、を
備え、当該半導体基板が、（ａ−１）異なる導電形式の
間の接合部を少なくとも１個有し、第１及び第２の主面
を有する半導体基板本体と、（ａ−２）前記第１及び第
２の主面にそれぞれ設けられ、導電性を有する平板形状
の第１及び第２の電極層と、を備え、（ｂ）第１及び第
２の主面を有し、当該第１の主面が前記第１の電極層の
外側主面に接触し、その熱膨張係数の大きさが銅材より
も前記半導体基板に近く、導電性を有する第１の熱補償
板と、（ｃ）第１及び第２の主面を有し、当該第１の主
面が前記第２の電極層の外側主面に接触し、その熱膨張
係数の大きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導電
性を有する第２の熱補償板であって、その外周端縁が前
記半導体基板の外周端縁より外方に突出した形状を有す
るとともに、前記第１の主面に、当該主面より後退した
面を有する段部が、前記半導体基板の外周端縁に沿って
当該半導体基板の外周端縁の投影部を含む所定幅で形成
された第２の熱補償板と、（ｄ）前記段部および前記半
導体基板の外周端縁及びその近傍に充填され、前記半導
体基板の外周端縁及びその近傍を前記第２の熱補償板に
固定する接着用保持材と、を更に備え、当該接着用保持
材が、（ｄ−１）前記段部に充填される第１の部分と、
（ｄ−２）前記第１の部分と接着し、当該第１の部分以
外の部分である、第２の部分と、を備え、（ｅ）少なく
とも１つの主面を有し、当該主面が前記第１及び第２の
熱補償板の第２の主面にそれぞれ接触し、実質的に銅材
で構成され、導電性を有する第１及び第２の導電ブロッ
クと、（ｆ）収納手段であって、互いに対向する２つの
開口部を有して、前記半導体基体、前記第１及び第２の
熱補償板、並びに前記第１及び第２の導電ブロックを、
当該第１及び第２の導電ブロックの一部がそれぞれ前記
２つの開口部において露出するように収納し、実質的に
電気絶縁性を有する収納手段と、を更に備えるものであ
る。
１に記載の圧接型半導体装置は、（ａ）半導体基板、を
備え、当該半導体基板が、（ａ−１）異なる導電形式の
間の接合部を少なくとも１個有し、第１及び第２の主面
を有する半導体基板本体と、（ａ−２）前記第１及び第
２の主面にそれぞれ設けられ、導電性を有する平板形状
の第１及び第２の電極層と、を備え、（ｂ）第１及び第
２の主面を有し、当該第１の主面が前記第１の電極層の
外側主面に接触し、その熱膨張係数の大きさが銅材より
も前記半導体基板に近く、導電性を有する第１の熱補償
板と、（ｃ）第１及び第２の主面を有し、当該第１の主
面が前記第２の電極層の外側主面に接触し、その熱膨張
係数の大きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導電
性を有する第２の熱補償板であって、その外周端縁が前
記半導体基板の外周端縁より外方に突出した形状を有す
るとともに、前記第１の主面に、当該主面より後退した
面を有する段部が、前記半導体基板の外周端縁に沿って
当該半導体基板の外周端縁の投影部を含む所定幅で形成
された第２の熱補償板と、（ｄ）前記段部および前記半
導体基板の外周端縁及びその近傍に充填され、前記半導
体基板の外周端縁及びその近傍を前記第２の熱補償板に
固定する接着用保持材と、を更に備え、当該接着用保持
材が、（ｄ−１）前記段部に充填される第１の部分と、
（ｄ−２）前記第１の部分と接着し、当該第１の部分以
外の部分である、第２の部分と、を備え、（ｅ）少なく
とも１つの主面を有し、当該主面が前記第１及び第２の
熱補償板の第２の主面にそれぞれ接触し、実質的に銅材
で構成され、導電性を有する第１及び第２の導電ブロッ
クと、（ｆ）収納手段であって、互いに対向する２つの
開口部を有して、前記半導体基体、前記第１及び第２の
熱補償板、並びに前記第１及び第２の導電ブロックを、
当該第１及び第２の導電ブロックの一部がそれぞれ前記
２つの開口部において露出するように収納し、実質的に
電気絶縁性を有する収納手段と、を更に備えるものであ
る。
【００１４】この発明にかかる請求項２に記載の圧接型
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に前記段部の内
周よりも内側の前記第１の主面に、前記段部に沿って第
１の溝が設けられたものである。
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に前記段部の内
周よりも内側の前記第１の主面に、前記段部に沿って第
１の溝が設けられたものである。
【００１５】この発明にかかる請求項３に記載の圧接型
半導体装置は、請求項２に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に当該第１の溝
に前記第２の主面にまで貫通する孔が複数個設けられた
ものである。
半導体装置は、請求項２に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に当該第１の溝
に前記第２の主面にまで貫通する孔が複数個設けられた
ものである。
【００１６】この発明にかかる請求項４に記載の圧接型
半導体装置は、請求項２に記載の圧接型半導体装置であ
って、（ｇ）前記第１の溝に配置され、当該第１の溝と
前記第２の電極層の外側主面とに密接する弾性体のリン
グ、を更に備えるものである。
半導体装置は、請求項２に記載の圧接型半導体装置であ
って、（ｇ）前記第１の溝に配置され、当該第１の溝と
前記第２の電極層の外側主面とに密接する弾性体のリン
グ、を更に備えるものである。
【００１７】この発明にかかる請求項５に記載の圧接型
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に前記段部の底
面に前記投影部に沿って第２の溝が設けられたものであ
る。
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に前記段部の底
面に前記投影部に沿って第２の溝が設けられたものであ
る。
【００１８】この発明にかかる請求項６に記載の圧接型
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に前記段部の内
周よりも内側の前記第１の主面に、前記第２の主面に貫
通する孔が設けられたものである。
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板において、更に前記段部の内
周よりも内側の前記第１の主面に、前記第２の主面に貫
通する孔が設けられたものである。
【００１９】この発明にかかる請求項７に記載の圧接型
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板が、（ｃ−５）表面を覆う薄
膜層であって、その内部におけるよりも軟質で導電性を
有する金属から成る薄膜層を更に備えるものである。
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記第２の熱補償板が、（ｃ−５）表面を覆う薄
膜層であって、その内部におけるよりも軟質で導電性を
有する金属から成る薄膜層を更に備えるものである。
【００２０】この発明にかかる請求項８に記載の圧接型
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記接着用保持材（ｄ）の代わりに、（ｈ）前記
段部、前記半導体基板の外周端縁及びその近傍、並びに
前記第１の熱補償板の外周に充填され、前記半導体基板
の外周端縁及びその近傍と、前記第１の熱補償板と、前
記第２の熱補償板との間を固定する接着用保持材、で置
き換え、当該接着用保持材が、（ｈ−１）前記段部に充
填される第１の部分と、（ｈ−２）前記第１の部分と接
着し、当該第１の部分以外の部分である、第２の部分
と、を備えるものである。
半導体装置は、請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、前記接着用保持材（ｄ）の代わりに、（ｈ）前記
段部、前記半導体基板の外周端縁及びその近傍、並びに
前記第１の熱補償板の外周に充填され、前記半導体基板
の外周端縁及びその近傍と、前記第１の熱補償板と、前
記第２の熱補償板との間を固定する接着用保持材、で置
き換え、当該接着用保持材が、（ｈ−１）前記段部に充
填される第１の部分と、（ｈ−２）前記第１の部分と接
着し、当該第１の部分以外の部分である、第２の部分
と、を備えるものである。
【００２１】この発明にかかる請求項９に記載の熱補償
板は、請求項１に記載の圧接型半導体装置に前記第２の
熱補償板として用いられる熱補償板であって、（ａ）第
１及び第２の主面を有し、その熱膨張係数の大きさが銅
材よりも半導体に近く、導電性を有する熱補償板本体で
あって、前記第１の主面に、当該主面より後退した底面
を有する段部が、第１の所定の環状に所定幅で形成さ
れ、前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前
記段部に沿って第１の溝が設けられ、当該第１の溝に前
記第２の主面にまで貫通する第１の孔が複数個設けら
れ、更に前記段部の底面に沿って、かつ前記段部の外周
から所定以上の距離をもって、第２の所定の環状に第２
の溝が設けられ、更に前記段部の内周よりも内側の前記
第１の主面に、前記第２の主面に貫通する第２の孔が設
けられた熱補償板本体と、（ｂ）前記熱補償板本体の表
面を覆い、当該熱補償板本体におけるよりも軟質の金属
から成る薄膜層と、を備えるものである。
板は、請求項１に記載の圧接型半導体装置に前記第２の
熱補償板として用いられる熱補償板であって、（ａ）第
１及び第２の主面を有し、その熱膨張係数の大きさが銅
材よりも半導体に近く、導電性を有する熱補償板本体で
あって、前記第１の主面に、当該主面より後退した底面
を有する段部が、第１の所定の環状に所定幅で形成さ
れ、前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前
記段部に沿って第１の溝が設けられ、当該第１の溝に前
記第２の主面にまで貫通する第１の孔が複数個設けら
れ、更に前記段部の底面に沿って、かつ前記段部の外周
から所定以上の距離をもって、第２の所定の環状に第２
の溝が設けられ、更に前記段部の内周よりも内側の前記
第１の主面に、前記第２の主面に貫通する第２の孔が設
けられた熱補償板本体と、（ｂ）前記熱補償板本体の表
面を覆い、当該熱補償板本体におけるよりも軟質の金属
から成る薄膜層と、を備えるものである。
【００２２】この発明にかかる請求項１０に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、（ａ）下記の要素（ａ−
１）及び（ａ−２）、すなわち、（ａ−１）異なる導電
形式の間の接合部を少なくとも１個有し、第１及び第２
の主面を有する半導体基板本体と、（ａ−２）前記第１
及び第２の主面にそれぞれ設けられ、導電性を有する平
板形状の第１及び第２の電極層と、を備える半導体基板
を準備する工程と、（ｂ）互いに対向する２つの開口部
を有し、実質的に電気絶縁性を有する収納手段を準備す
る工程と、（ｃ）少なくとも１つの主面を有し、実質的
に銅材で構成され、導電性を有する第１及び第２の導電
ブロックを準備する工程と、（ｄ）第１及び第２の主面
を有し、その熱膨張係数の大きさが銅材よりも前記半導
体基板に近く、導電性を有する第１の熱補償板を準備す
る工程と、（ｅ）第１及び第２の主面を有し、その熱膨
張係数の大きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導
電性を有する第２の熱補償板であって、前記半導体基板
が当該第１の主面上の所定の位置に載置されたときに、
当該第２の熱補償板の外周端縁が前記半導体基板の外周
端縁より外方に突出する形状を有するとともに、前記第
１の主面に、当該主面より後退した面を有する段部が、
前記半導体基板が当該第１の主面上の前記所定の位置に
載置されたときに当該半導体基板の外周端縁の投影部を
含む所定幅をもって、前記半導体基板の外周端縁に沿っ
て形成された第２の熱補償板を準備する工程と、（ｆ）
前記段部に接着用保持材を塗布し硬化させる工程と、
（ｇ）前記第２の熱補償板の前記第１の主面が前記第２
の電極層の外側主面に接触するように、前記所定の位置
に前記半導体基板を前記第２の熱補償板の第１の主面の
上に載置する工程と、（ｈ）前記工程（ｆ）で硬化した
前記接着用保持材、並びに前記半導体基板の外周端縁及
びその近傍に接着用保持材を塗布しかつ減圧下で硬化さ
せることにより、前記半導体基板の外周端縁及びその近
傍を前記第２の熱補償板に固定する工程と、（ｉ）前記
第１の熱補償板の第１の主面を、前記第１の電極層の外
側主面に接触させ、前記第１及び第２の導電ブロックの
前記主面を、前記第１及び第２の熱補償板の第２の主面
にそれぞれ接触させた状態で、前記第１の熱補償板、前
記半導体基板を固定した前記第２の熱補償板、並びに前
記第１及び第２の導電ブロックを前記収納手段に、当該
第１及び第２の導電ブロックの一部がそれぞれ前記２つ
の開口部において露出するように収納する工程と、を備
えるものである。
型半導体装置の製造方法は、（ａ）下記の要素（ａ−
１）及び（ａ−２）、すなわち、（ａ−１）異なる導電
形式の間の接合部を少なくとも１個有し、第１及び第２
の主面を有する半導体基板本体と、（ａ−２）前記第１
及び第２の主面にそれぞれ設けられ、導電性を有する平
板形状の第１及び第２の電極層と、を備える半導体基板
を準備する工程と、（ｂ）互いに対向する２つの開口部
を有し、実質的に電気絶縁性を有する収納手段を準備す
る工程と、（ｃ）少なくとも１つの主面を有し、実質的
に銅材で構成され、導電性を有する第１及び第２の導電
ブロックを準備する工程と、（ｄ）第１及び第２の主面
を有し、その熱膨張係数の大きさが銅材よりも前記半導
体基板に近く、導電性を有する第１の熱補償板を準備す
る工程と、（ｅ）第１及び第２の主面を有し、その熱膨
張係数の大きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導
電性を有する第２の熱補償板であって、前記半導体基板
が当該第１の主面上の所定の位置に載置されたときに、
当該第２の熱補償板の外周端縁が前記半導体基板の外周
端縁より外方に突出する形状を有するとともに、前記第
１の主面に、当該主面より後退した面を有する段部が、
前記半導体基板が当該第１の主面上の前記所定の位置に
載置されたときに当該半導体基板の外周端縁の投影部を
含む所定幅をもって、前記半導体基板の外周端縁に沿っ
て形成された第２の熱補償板を準備する工程と、（ｆ）
前記段部に接着用保持材を塗布し硬化させる工程と、
（ｇ）前記第２の熱補償板の前記第１の主面が前記第２
の電極層の外側主面に接触するように、前記所定の位置
に前記半導体基板を前記第２の熱補償板の第１の主面の
上に載置する工程と、（ｈ）前記工程（ｆ）で硬化した
前記接着用保持材、並びに前記半導体基板の外周端縁及
びその近傍に接着用保持材を塗布しかつ減圧下で硬化さ
せることにより、前記半導体基板の外周端縁及びその近
傍を前記第２の熱補償板に固定する工程と、（ｉ）前記
第１の熱補償板の第１の主面を、前記第１の電極層の外
側主面に接触させ、前記第１及び第２の導電ブロックの
前記主面を、前記第１及び第２の熱補償板の第２の主面
にそれぞれ接触させた状態で、前記第１の熱補償板、前
記半導体基板を固定した前記第２の熱補償板、並びに前
記第１及び第２の導電ブロックを前記収納手段に、当該
第１及び第２の導電ブロックの一部がそれぞれ前記２つ
の開口部において露出するように収納する工程と、を備
えるものである。
【００２３】この発明にかかる請求項１１に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−１）前記前記第２の熱補償板において、更
に前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前記
段部に沿って第１の溝が設けられた第２の熱補償板を準
備する工程、で置き換えるものである。
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−１）前記前記第２の熱補償板において、更
に前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前記
段部に沿って第１の溝が設けられた第２の熱補償板を準
備する工程、で置き換えるものである。
【００２４】この発明にかかる請求項１２に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−２）前記第２の熱補償板において、更に当
該第１の溝に前記第２の主面にまで貫通する孔が複数個
設けられた第２の熱補償板を準備する工程、で置き換え
るものである。
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−２）前記第２の熱補償板において、更に当
該第１の溝に前記第２の主面にまで貫通する孔が複数個
設けられた第２の熱補償板を準備する工程、で置き換え
るものである。
【００２５】この発明にかかる請求項１３に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１１に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、（ｊ）弾性体のリング
であって、前記第１の溝に配設し得て、配設したとき前
記リングがその全周にわたって、前記第２の熱補償板の
第１の主面よりも突出するような断面形状を有する弾性
体のリングを準備する工程と、（ｋ）前記工程（ｇ）に
先だって、前記弾性体のリングを前記第１の溝に配設す
る工程と、を更に備えるものである。
型半導体装置の製造方法は、請求項１１に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、（ｊ）弾性体のリング
であって、前記第１の溝に配設し得て、配設したとき前
記リングがその全周にわたって、前記第２の熱補償板の
第１の主面よりも突出するような断面形状を有する弾性
体のリングを準備する工程と、（ｋ）前記工程（ｇ）に
先だって、前記弾性体のリングを前記第１の溝に配設す
る工程と、を更に備えるものである。
【００２６】この発明にかかる請求項１４に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−３）前記第２の熱補償板の底面に、前記半
導体基板の外周の輪郭に沿う第２の溝が設けられた第２
の熱補償板を準備する工程、で置き換えるものである。
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−３）前記第２の熱補償板の底面に、前記半
導体基板の外周の輪郭に沿う第２の溝が設けられた第２
の熱補償板を準備する工程、で置き換えるものである。
【００２７】この発明にかかる請求項１５に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−４）前記前記第２の熱補償板において、更
に前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前記
第２の主面に貫通する孔が設けられた、第２の熱補償板
を準備する工程、で置き換えるものである。
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−４）前記前記第２の熱補償板において、更
に前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前記
第２の主面に貫通する孔が設けられた、第２の熱補償板
を準備する工程、で置き換えるものである。
【００２８】この発明にかかる請求項１６に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−５）前記第２の熱補償板において、その表
面を覆う薄膜層であって、当該薄膜層の内部におけるよ
りも軟質で導電性を有する金属から成る薄膜層を更に備
える第２の熱補償板を準備する工程、で置き換えるもの
である。
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｅ）の代わ
りに、（ｅ−５）前記第２の熱補償板において、その表
面を覆う薄膜層であって、当該薄膜層の内部におけるよ
りも軟質で導電性を有する金属から成る薄膜層を更に備
える第２の熱補償板を準備する工程、で置き換えるもの
である。
【００２９】この発明にかかる請求項１７に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｈ）及び
（ｉ）の代わりに、（ｊ）前記第１の熱補償板の前記第
１の主面が前記第１の電極層の外側主面に接触するよう
に、前記第１の熱補償板を前記半導体基板の上に載置す
る工程と、（ｋ）前記工程（ｆ）で硬化した前記接着用
保持材、前記半導体基板の外周端縁及びその近傍、並び
に前記第１の熱補償板の外周に接着用保持材を塗布しか
つ減圧下で硬化させることにより、前記半導体基板の外
周端縁及びその近傍と、前記第１の熱補償板と、前記第
２の熱補償板との間を固定する工程と、（ｌ）前記第１
及び第２の導電ブロックの前記主面を、前記第１及び第
２の熱補償板の第２の主面にそれぞれ接触させた状態
で、前記第１の熱補償板と前記半導体基板を固定した前
記第２の熱補償板、並びに前記第１及び第２の導電ブロ
ックを前記収納手段に、当該第１及び第２の導電ブロッ
クの一部がそれぞれ前記２つの開口部において露出する
ように収納する工程と、で置き換えるものである。
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｈ）及び
（ｉ）の代わりに、（ｊ）前記第１の熱補償板の前記第
１の主面が前記第１の電極層の外側主面に接触するよう
に、前記第１の熱補償板を前記半導体基板の上に載置す
る工程と、（ｋ）前記工程（ｆ）で硬化した前記接着用
保持材、前記半導体基板の外周端縁及びその近傍、並び
に前記第１の熱補償板の外周に接着用保持材を塗布しか
つ減圧下で硬化させることにより、前記半導体基板の外
周端縁及びその近傍と、前記第１の熱補償板と、前記第
２の熱補償板との間を固定する工程と、（ｌ）前記第１
及び第２の導電ブロックの前記主面を、前記第１及び第
２の熱補償板の第２の主面にそれぞれ接触させた状態
で、前記第１の熱補償板と前記半導体基板を固定した前
記第２の熱補償板、並びに前記第１及び第２の導電ブロ
ックを前記収納手段に、当該第１及び第２の導電ブロッ
クの一部がそれぞれ前記２つの開口部において露出する
ように収納する工程と、で置き換えるものである。
【００３０】この発明にかかる請求項１８に記載の圧接
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｆ）を、
（ｆ−１）所定の形状をもって硬化した接着用保持材で
あって、前記段部に充填し得て、そのとき、前記接着用
保持材の表面と、これに対向する前記段部の表面との間
に略間隙がない環状接着用保持材を、前記段部に充填す
る工程、で置き換えるものである。
型半導体装置の製造方法は、請求項１０に記載の圧接型
半導体装置の製造方法であって、前記工程（ｆ）を、
（ｆ−１）所定の形状をもって硬化した接着用保持材で
あって、前記段部に充填し得て、そのとき、前記接着用
保持材の表面と、これに対向する前記段部の表面との間
に略間隙がない環状接着用保持材を、前記段部に充填す
る工程、で置き換えるものである。
【００３１】なお、この発明において、「段部」とは、
主面より後退した面を有する形状のものを意味してお
り、溝、段差を含む概念である。
主面より後退した面を有する形状のものを意味してお
り、溝、段差を含む概念である。
【００３２】
【作用】この発明における圧接型半導体装置では、半導
体基板が２つの熱補償板のいずれにもろう付けされない
ので、ろう付けに起因する、熱歪、スパイク、ボイドの
発生がない。また、半導体基板の外周端縁近傍が接着用
保持材により第２の熱補償板に固定されるので、熱歪を
伴うことなく半導体基板の位置ずれが防止される。しか
も、第２の熱補償板は段部を有しており、接着用保持材
はこの段部に入り込んで半導体基板の主面を接着するの
で、半導体基板は確実にかつ相当の接着強度をもって第
２の熱補償板に固定される。更に、接着用保持材は、段
部に充填される部分と、その他の部分の、２つの部分を
有しており、半導体基板が第２の熱補償板の上に載置さ
れない状態で、段部への接着用保持材が充填されるの
で、接着用保持材は気泡をほとんど内蔵しない。このた
め、半導体基板は更に確実にかつ相当の接着強度をもっ
て、第２の熱補償板に固定される（請求項１〜請求項１
８）。
体基板が２つの熱補償板のいずれにもろう付けされない
ので、ろう付けに起因する、熱歪、スパイク、ボイドの
発生がない。また、半導体基板の外周端縁近傍が接着用
保持材により第２の熱補償板に固定されるので、熱歪を
伴うことなく半導体基板の位置ずれが防止される。しか
も、第２の熱補償板は段部を有しており、接着用保持材
はこの段部に入り込んで半導体基板の主面を接着するの
で、半導体基板は確実にかつ相当の接着強度をもって第
２の熱補償板に固定される。更に、接着用保持材は、段
部に充填される部分と、その他の部分の、２つの部分を
有しており、半導体基板が第２の熱補償板の上に載置さ
れない状態で、段部への接着用保持材が充填されるの
で、接着用保持材は気泡をほとんど内蔵しない。このた
め、半導体基板は更に確実にかつ相当の接着強度をもっ
て、第２の熱補償板に固定される（請求項１〜請求項１
８）。
【００３３】この発明における圧接型半導体装置では、
第２の熱補償板に段部の内周よりも内側に、前記段部に
沿って第１の溝が設けられているので、半導体基板と第
２の熱補償板の間に浸透した接着用保持材がこの溝で止
まり、それより中央領域に浸透することが防止されるの
で、半導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が確
実に行われる（請求項２〜請求項４、請求項１１〜請求
項１３）。
第２の熱補償板に段部の内周よりも内側に、前記段部に
沿って第１の溝が設けられているので、半導体基板と第
２の熱補償板の間に浸透した接着用保持材がこの溝で止
まり、それより中央領域に浸透することが防止されるの
で、半導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が確
実に行われる（請求項２〜請求項４、請求項１１〜請求
項１３）。
【００３４】この発明における圧接型半導体装置では、
第２の熱補償板の第１の溝に、第２の主面にまで貫通す
る孔が複数個設けられており、半導体基板を第２の熱補
償板に接着用保持材により固定させるときに減圧下に置
かれるので、半導体基板と第２の熱補償板の間に侵入し
た空気及びガスが、前記孔を通じて排除される。このた
め、半導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が保
証される（請求項３、請求項１２）。
第２の熱補償板の第１の溝に、第２の主面にまで貫通す
る孔が複数個設けられており、半導体基板を第２の熱補
償板に接着用保持材により固定させるときに減圧下に置
かれるので、半導体基板と第２の熱補償板の間に侵入し
た空気及びガスが、前記孔を通じて排除される。このた
め、半導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が保
証される（請求項３、請求項１２）。
【００３５】この発明における圧接型半導体装置では、
第２の熱補償板の第１の溝に弾性体のリングが配設され
るので、半導体基板と第２の熱補償板の間に浸透した接
着用保持材がこのリングで阻止され、それより中央領域
に浸透することがより確実に防止される。このため、半
導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触がより確実
に行われる（請求項４、請求項１３）。
第２の熱補償板の第１の溝に弾性体のリングが配設され
るので、半導体基板と第２の熱補償板の間に浸透した接
着用保持材がこのリングで阻止され、それより中央領域
に浸透することがより確実に防止される。このため、半
導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触がより確実
に行われる（請求項４、請求項１３）。
【００３６】この発明における圧接型半導体装置では、
第２の熱補償板に、前記段部の底面に半導体基板の外周
輪郭に沿って第２の溝が設けられるので、半導体基板を
第２の熱補償板に固定するときの位置決めが容易かつ確
実に行われる（請求項５、請求項１４）。
第２の熱補償板に、前記段部の底面に半導体基板の外周
輪郭に沿って第２の溝が設けられるので、半導体基板を
第２の熱補償板に固定するときの位置決めが容易かつ確
実に行われる（請求項５、請求項１４）。
【００３７】この発明における圧接型半導体装置では、
第２の熱補償板の前記段部の内周よりも内側の前記第１
の主面に、第２の主面に貫通する孔が設けらており、半
導体基板を第２の熱補償板に接着用保持材により固定さ
せるときに減圧下に置かれるので、半導体基板と第２の
熱補償板の間に侵入した空気及びガスが、前記孔を通じ
て排除される。このため、半導体基板と第２の熱補償板
の間の電気的接触が保証される（請求項６、請求項１
５）。
第２の熱補償板の前記段部の内周よりも内側の前記第１
の主面に、第２の主面に貫通する孔が設けらており、半
導体基板を第２の熱補償板に接着用保持材により固定さ
せるときに減圧下に置かれるので、半導体基板と第２の
熱補償板の間に侵入した空気及びガスが、前記孔を通じ
て排除される。このため、半導体基板と第２の熱補償板
の間の電気的接触が保証される（請求項６、請求項１
５）。
【００３８】この発明における圧接型半導体装置では、
前記第２の熱補償板が、その表面を覆う薄膜層であっ
て、その内部におけるよりも軟質の金属から成る薄膜層
を有しているので、第２の熱補償板と半導体基板の間の
電気的接触が良好に保たれる（請求項７、請求項１
６）。
前記第２の熱補償板が、その表面を覆う薄膜層であっ
て、その内部におけるよりも軟質の金属から成る薄膜層
を有しているので、第２の熱補償板と半導体基板の間の
電気的接触が良好に保たれる（請求項７、請求項１
６）。
【００３９】この発明における圧接型半導体装置では、
接着用保持材によって半導体基板とともに第１の熱補償
板をも第２の熱補償板に固定されるので、第１の熱補償
板と半導体基板の間の位置ずれも防止される（請求項
８、請求項１７）。
接着用保持材によって半導体基板とともに第１の熱補償
板をも第２の熱補償板に固定されるので、第１の熱補償
板と半導体基板の間の位置ずれも防止される（請求項
８、請求項１７）。
【００４０】この発明における熱補償板は、この発明に
おける圧接型半導体装置を構成し得るものである（請求
項９）。
おける圧接型半導体装置を構成し得るものである（請求
項９）。
【００４１】この発明における圧接型半導体装置の製造
方法では、第２の熱補償板の段部に予め硬化された成形
品としての接着用保持材が充填されるので、段部に接着
用保持材を充填する工程が簡略に遂行し得る（請求項１
８）。
方法では、第２の熱補償板の段部に予め硬化された成形
品としての接着用保持材が充填されるので、段部に接着
用保持材を充填する工程が簡略に遂行し得る（請求項１
８）。
【００４２】
【実施例】［実施例１．］ ＜半導体装置１００の構成＞図１はこの発明の第１の実
施例における圧接型半導体装置１００の正面断面図であ
る。この半導体装置１００は電力用ゲートターンオフサ
イリスタである。図２は図１の一部を拡大して示す部分
詳細図である。図３は圧接型半導体装置１００の一部を
なす熱補償板３１の全体斜視図である。これらの図をも
とに以下において半導体装置１００の構成について説明
する。
施例における圧接型半導体装置１００の正面断面図であ
る。この半導体装置１００は電力用ゲートターンオフサ
イリスタである。図２は図１の一部を拡大して示す部分
詳細図である。図３は圧接型半導体装置１００の一部を
なす熱補償板３１の全体斜視図である。これらの図をも
とに以下において半導体装置１００の構成について説明
する。
【００４３】半導体基板２は、少なくとも１つのｐｎ接
合が形成された円盤状のシリコン基板を有している。半
導体基板２の下方主面には、半導体基板２の外周端縁近
傍を除く全面にわたって陽電極層３Ａが設けられてい
る。半導体基板２の上方主面の中央部にはゲート電極層
３Ｇが形成されており、その周囲領域には陰電極層３Ｋ
が形成されている。これらの電極層はいずれもＡｌを蒸
着することにより形成されている。
合が形成された円盤状のシリコン基板を有している。半
導体基板２の下方主面には、半導体基板２の外周端縁近
傍を除く全面にわたって陽電極層３Ａが設けられてい
る。半導体基板２の上方主面の中央部にはゲート電極層
３Ｇが形成されており、その周囲領域には陰電極層３Ｋ
が形成されている。これらの電極層はいずれもＡｌを蒸
着することにより形成されている。
【００４４】円盤形状をなす半導体基板２、及び熱補償
板３１、６は、その円の中心が互いに一致するような位
置に配置されている。熱補償板６の下面は陰電極層３Ｋ
の表面に押圧により接触しており、同様に熱補償板３１
の上面は陽電極層３Ａの表面に押圧により接触してい
る。図１５に示した従来の半導体装置１と異なり、熱補
償板３１と半導体基板２の間はろう付けされていない。
表皮部分を除く本体部がモリブデンで構成される円盤状
の熱補償板３１及び６は、陽極銅ブロック１０Ａ及び陰
極銅ブロック１０Ｋに比べてはるかに半導体基板２に近
い大きさの熱膨張係数を有しており、半導体基板２が発
熱に伴う熱歪により破損するのを防止すべく、熱歪を吸
収する目的で設けられている。
板３１、６は、その円の中心が互いに一致するような位
置に配置されている。熱補償板６の下面は陰電極層３Ｋ
の表面に押圧により接触しており、同様に熱補償板３１
の上面は陽電極層３Ａの表面に押圧により接触してい
る。図１５に示した従来の半導体装置１と異なり、熱補
償板３１と半導体基板２の間はろう付けされていない。
表皮部分を除く本体部がモリブデンで構成される円盤状
の熱補償板３１及び６は、陽極銅ブロック１０Ａ及び陰
極銅ブロック１０Ｋに比べてはるかに半導体基板２に近
い大きさの熱膨張係数を有しており、半導体基板２が発
熱に伴う熱歪により破損するのを防止すべく、熱歪を吸
収する目的で設けられている。
【００４５】熱補償板３１は、その直径が半導体基板２
の直径よりは大きく、セラミックで形成された円筒形状
のケーシング７の内径よりは若干小さくなるように形成
されている。熱補償板３１の上方主面には、その外周と
同心円状の段差３１ａが設けられている。段差３１ａ
は、半導体基板２が熱補償板３１の上方主面上の所定の
位置に配置された状態において、半導体基板２の外周端
縁の近傍が熱補償板３１との間に間隙を有するように形
成されている。この間隙の大きさ、すなわち段差３１ａ
の深さは、例えば０．２〜０．３mmである。
の直径よりは大きく、セラミックで形成された円筒形状
のケーシング７の内径よりは若干小さくなるように形成
されている。熱補償板３１の上方主面には、その外周と
同心円状の段差３１ａが設けられている。段差３１ａ
は、半導体基板２が熱補償板３１の上方主面上の所定の
位置に配置された状態において、半導体基板２の外周端
縁の近傍が熱補償板３１との間に間隙を有するように形
成されている。この間隙の大きさ、すなわち段差３１ａ
の深さは、例えば０．２〜０．３mmである。
【００４６】段差３１ａには、熱補償板３１の外周と同
心円状に、半導体基板２の直径と同一の直径を有するＶ
字溝３１ｅが設けられている。Ｖ字溝３１ｅは、後述す
るように半導体装置１００の組立工程において、半導体
基板２を熱補償板３１の上方主面上の所定の位置に載置
する際に、位置決めを行うための目印として利用され
る。
心円状に、半導体基板２の直径と同一の直径を有するＶ
字溝３１ｅが設けられている。Ｖ字溝３１ｅは、後述す
るように半導体装置１００の組立工程において、半導体
基板２を熱補償板３１の上方主面上の所定の位置に載置
する際に、位置決めを行うための目印として利用され
る。
【００４７】半導体基板２は、その外周端縁にポリイミ
ドワニス２ａを有している。塗布されているポリイミド
ワニス２ａは絶縁材であって、当該外周端縁に露出する
ｐｎ接合部を絶縁及び保護している。また、半導体基板
２の外周端縁及びその近傍には、ポリイミドワニス２ａ
の表面を覆うように、電気絶縁性、接着性、及び耐熱性
に優れる接着用保護材、例えばシリコーンゴム３２が充
填されている。シリコーンゴム３２は、半導体基板２の
外周端縁に沿った沿面放電を防止するとともに、半導体
基板２を熱補償板３１に固定する目的で設けられてい
る。このため、シリコーンゴム３２は半導体基板２の外
周端縁を所定の厚さないしそれ以上の厚さをもって覆う
ように、かつ熱補償板３１の段差３１ａに跨って設けら
れる。特に、シリコーンゴム３２は、段差３１ａとこれ
に対向する半導体基板２の下方表面、すなわち陽電極層
３Ａ及びポリイミドワニス２ａを含めた半導体基板２の
下方主面側の表面の間に侵入してこれらの間を互いに接
着する。これらにより、上述の沿面放電が防止されると
ともに、半導体基板２の外周端縁及びその近傍が段差３
１ａに接着され、半導体基板２が熱補償板３１に固定さ
れる。
ドワニス２ａを有している。塗布されているポリイミド
ワニス２ａは絶縁材であって、当該外周端縁に露出する
ｐｎ接合部を絶縁及び保護している。また、半導体基板
２の外周端縁及びその近傍には、ポリイミドワニス２ａ
の表面を覆うように、電気絶縁性、接着性、及び耐熱性
に優れる接着用保護材、例えばシリコーンゴム３２が充
填されている。シリコーンゴム３２は、半導体基板２の
外周端縁に沿った沿面放電を防止するとともに、半導体
基板２を熱補償板３１に固定する目的で設けられてい
る。このため、シリコーンゴム３２は半導体基板２の外
周端縁を所定の厚さないしそれ以上の厚さをもって覆う
ように、かつ熱補償板３１の段差３１ａに跨って設けら
れる。特に、シリコーンゴム３２は、段差３１ａとこれ
に対向する半導体基板２の下方表面、すなわち陽電極層
３Ａ及びポリイミドワニス２ａを含めた半導体基板２の
下方主面側の表面の間に侵入してこれらの間を互いに接
着する。これらにより、上述の沿面放電が防止されると
ともに、半導体基板２の外周端縁及びその近傍が段差３
１ａに接着され、半導体基板２が熱補償板３１に固定さ
れる。
【００４８】熱補償板３１には、段差３１ａの内周端縁
よりも幾分内側に位置した上方主面上に、熱補償板３１
の外周と同心円状に、もう一つのＶ字溝３１ｂが設けら
れている。Ｖ字溝３１ｂには熱補償板３１の主面に垂直
な貫通孔３１ｃが複数個設けられている。貫通孔３１ｃ
は好ましくは径方向に対称な位置に対をなして設けら
れ、この対は１ないし複数である。図３には１対の貫通
孔３１ｃを設けた例が図示されている。貫通孔３１ｃの
内径はＶ字溝３１ｂの幅よりは小さく、例えば０．８〜
１．５mmである。熱補償板３１の中心の位置にも、熱補
償板３１の主面に垂直な別の貫通孔３１ｄが設けられて
いる。貫通孔３１ｄの直径は貫通孔３１ｃと同様で、例
えば０．８〜１．５mmである。Ｖ字溝３１ｂの直径は、
好ましくは熱補償板６の直径よりは大きく設定される。
なぜなら、このように設定すると、半導体基板２の両主
面が熱補償板６と熱補償板３１で圧接されたときに半導
体基板２に生じる、曲げのモーメントを低減することが
でき、半導体基板２への損傷の危険を回避できるからで
ある。
よりも幾分内側に位置した上方主面上に、熱補償板３１
の外周と同心円状に、もう一つのＶ字溝３１ｂが設けら
れている。Ｖ字溝３１ｂには熱補償板３１の主面に垂直
な貫通孔３１ｃが複数個設けられている。貫通孔３１ｃ
は好ましくは径方向に対称な位置に対をなして設けら
れ、この対は１ないし複数である。図３には１対の貫通
孔３１ｃを設けた例が図示されている。貫通孔３１ｃの
内径はＶ字溝３１ｂの幅よりは小さく、例えば０．８〜
１．５mmである。熱補償板３１の中心の位置にも、熱補
償板３１の主面に垂直な別の貫通孔３１ｄが設けられて
いる。貫通孔３１ｄの直径は貫通孔３１ｃと同様で、例
えば０．８〜１．５mmである。Ｖ字溝３１ｂの直径は、
好ましくは熱補償板６の直径よりは大きく設定される。
なぜなら、このように設定すると、半導体基板２の両主
面が熱補償板６と熱補償板３１で圧接されたときに半導
体基板２に生じる、曲げのモーメントを低減することが
でき、半導体基板２への損傷の危険を回避できるからで
ある。
【００４９】モリブデンから成る熱補償板３１の本体部
の表面は、金属蒸着または鍍金等の方法により形成され
たＡｌ、銀、ニッケル、又は金等から成る薄膜層３１ｇ
によってその全面にわたって覆われている。薄膜層３１
ｇは熱補償板３１と陽電極層３Ａ、及び熱補償板３１と
陽極銅ブロック１０Ａの間の電気的及び熱的な接触を良
好に保つ。熱補償板６も同様の薄膜層を有する。
の表面は、金属蒸着または鍍金等の方法により形成され
たＡｌ、銀、ニッケル、又は金等から成る薄膜層３１ｇ
によってその全面にわたって覆われている。薄膜層３１
ｇは熱補償板３１と陽電極層３Ａ、及び熱補償板３１と
陽極銅ブロック１０Ａの間の電気的及び熱的な接触を良
好に保つ。熱補償板６も同様の薄膜層を有する。
【００５０】シリコーンゴム３２は、後述するように２
段階に分けて設けられる。すなわち、熱補償板３１の上
に半導体基板２を載置するより以前において、シリコー
ンゴム３２の第１の部分であるシリコーンゴム３２ａが
設けられ、次いで半導体基板２を熱補償板３１の上に載
置した状態で、シリコーンゴム３２の第２の部分である
シリコーンゴム３２ｂが設けられる。Ｖ字溝３１ｂには
Ｏ−リング３３が配設されている。Ｏ−リング３３は、
例えばシリコーンゴムで形成されている。Ｖ字溝３１
ｂ、及びＯ−リング３３は、後述するように、第２のシ
リコーンゴム３２ｂを塗布する工程において、この第２
のシリコーンゴム３２ｂが半導体基板２と熱補償板３１
の間に浸透するのを防止する目的で設けられている。
段階に分けて設けられる。すなわち、熱補償板３１の上
に半導体基板２を載置するより以前において、シリコー
ンゴム３２の第１の部分であるシリコーンゴム３２ａが
設けられ、次いで半導体基板２を熱補償板３１の上に載
置した状態で、シリコーンゴム３２の第２の部分である
シリコーンゴム３２ｂが設けられる。Ｖ字溝３１ｂには
Ｏ−リング３３が配設されている。Ｏ−リング３３は、
例えばシリコーンゴムで形成されている。Ｖ字溝３１
ｂ、及びＯ−リング３３は、後述するように、第２のシ
リコーンゴム３２ｂを塗布する工程において、この第２
のシリコーンゴム３２ｂが半導体基板２と熱補償板３１
の間に浸透するのを防止する目的で設けられている。
【００５１】導電性の陽極銅ブロック１０Ａおよび陰極
銅ブロック１０Ｋは、それぞれ基部１１Ａ、１１Ｋと、
各基部１１Ａ、１１Ｋに一体的に形成された凸部１２
Ａ、１２Ｋとを有しており、各基部１１Ａ、１１Ｋの外
周には、それぞれ金属製のフランジ１３Ａ、１３Ｋが固
定されている。ケーシング７は、セラミックから成って
円筒状に形成されており、その内部に上記半導体基板２
の両主面を上下から挟むようにして、熱補償板５、６、
及び陽極銅ブロック１０Ａ、陰極銅ブロック１０Ｋの凸
部１２Ａ、１２Ｋを収納する。当該ケーシング７の下端
面にフランジ１３Ａがろう付けにより固定されると共
に、ケーシング７の上端面にはフランジ１３Ｋが同じく
ろう付けにより固定される。すなわち圧接型半導体装置
１００は、半導体基板２が熱補償板６及び３１を介し
て、陰極銅ブロック１０Ｋ及び陽極銅ブロック１０Ａに
より、加圧挟持された構造を有している。ケーシング
７、フランジ１３Ａ、１３Ｋ等で規定される内部空間に
は、窒素ガス等の不活性ガスが充填されている。不活性
ガスは、当該空間に収納される半導体基板２、熱補償板
６、３１などの酸化、あるいは劣化を防止するためのも
のである。
銅ブロック１０Ｋは、それぞれ基部１１Ａ、１１Ｋと、
各基部１１Ａ、１１Ｋに一体的に形成された凸部１２
Ａ、１２Ｋとを有しており、各基部１１Ａ、１１Ｋの外
周には、それぞれ金属製のフランジ１３Ａ、１３Ｋが固
定されている。ケーシング７は、セラミックから成って
円筒状に形成されており、その内部に上記半導体基板２
の両主面を上下から挟むようにして、熱補償板５、６、
及び陽極銅ブロック１０Ａ、陰極銅ブロック１０Ｋの凸
部１２Ａ、１２Ｋを収納する。当該ケーシング７の下端
面にフランジ１３Ａがろう付けにより固定されると共
に、ケーシング７の上端面にはフランジ１３Ｋが同じく
ろう付けにより固定される。すなわち圧接型半導体装置
１００は、半導体基板２が熱補償板６及び３１を介し
て、陰極銅ブロック１０Ｋ及び陽極銅ブロック１０Ａに
より、加圧挟持された構造を有している。ケーシング
７、フランジ１３Ａ、１３Ｋ等で規定される内部空間に
は、窒素ガス等の不活性ガスが充填されている。不活性
ガスは、当該空間に収納される半導体基板２、熱補償板
６、３１などの酸化、あるいは劣化を防止するためのも
のである。
【００５２】熱補償板６の中央には、貫通孔８が設けら
れ、これに対応して陰極銅ブロック１０Ｋにも穴９が設
けられており、この貫通孔８と穴９によって形成される
嵌挿穴にゲート電極支持体１４が摺動可能に嵌挿され
る。ゲート電極１５は、Ｌ字型の導線１６の一端に接続
されている。導線１６はゲート電極支持体１４の下端部
を貫通し、さらに絶縁管１７の内部を通って、ケーシン
グ７の外部に引き出され、ケーシング７を貫通して設け
られた外部ゲート電極１８に溶接によって接続されてい
る。ゲート電極支持体１４は絶縁部材で形成されてお
り、その上端には、バネ１９が当接して下方に付勢され
る。この結果、ゲート電極１５が、ゲート電極層３Ｇに
圧接され、両者が電気的に接続される。陰極銅ブロック
１０Ｋの下端面には、上述の絶縁管１７に被覆された導
線１６を収納する溝１０Ｋｂが、半径方向に設けられて
いる。
れ、これに対応して陰極銅ブロック１０Ｋにも穴９が設
けられており、この貫通孔８と穴９によって形成される
嵌挿穴にゲート電極支持体１４が摺動可能に嵌挿され
る。ゲート電極１５は、Ｌ字型の導線１６の一端に接続
されている。導線１６はゲート電極支持体１４の下端部
を貫通し、さらに絶縁管１７の内部を通って、ケーシン
グ７の外部に引き出され、ケーシング７を貫通して設け
られた外部ゲート電極１８に溶接によって接続されてい
る。ゲート電極支持体１４は絶縁部材で形成されてお
り、その上端には、バネ１９が当接して下方に付勢され
る。この結果、ゲート電極１５が、ゲート電極層３Ｇに
圧接され、両者が電気的に接続される。陰極銅ブロック
１０Ｋの下端面には、上述の絶縁管１７に被覆された導
線１６を収納する溝１０Ｋｂが、半径方向に設けられて
いる。
【００５３】このような構成の圧接型半導体装置１００
を所定の機器内で使用するときには、この半導体装置１
００を上記所定の機器の陽極部材２０Ａと陰極部材２０
Ｋとの間に挿入する。これらの陽極部材２０Ａと陰極部
材２０Ｋは、図示しない外部バネによって、それぞれ図
の矢印の方向に付勢され、陰極部材２０Ｋの下面が陰極
銅ブロック１０Ｋの上面に加圧接触すると共に、陽極部
材２０Ａの上面が陽極銅ブロック１０Ａの下面に加圧接
触した状態となる。これにより陰極部材２０Ｋが、陰極
銅ブロック１０Ｋ、熱補償板６を介して陰電極層３Ｋに
電気的に確実に接続され、同様に陽極部材２０Ａが、陽
極銅ブロック１０Ａ、熱補償板３１を介して陽電極層３
Ａに電気的に確実に接続される。また、外部ゲート電極
１８も、使用機器のゲート電極接続部材（図示せず）に
接続される。
を所定の機器内で使用するときには、この半導体装置１
００を上記所定の機器の陽極部材２０Ａと陰極部材２０
Ｋとの間に挿入する。これらの陽極部材２０Ａと陰極部
材２０Ｋは、図示しない外部バネによって、それぞれ図
の矢印の方向に付勢され、陰極部材２０Ｋの下面が陰極
銅ブロック１０Ｋの上面に加圧接触すると共に、陽極部
材２０Ａの上面が陽極銅ブロック１０Ａの下面に加圧接
触した状態となる。これにより陰極部材２０Ｋが、陰極
銅ブロック１０Ｋ、熱補償板６を介して陰電極層３Ｋに
電気的に確実に接続され、同様に陽極部材２０Ａが、陽
極銅ブロック１０Ａ、熱補償板３１を介して陽電極層３
Ａに電気的に確実に接続される。また、外部ゲート電極
１８も、使用機器のゲート電極接続部材（図示せず）に
接続される。
【００５４】この半導体装置１００では、半導体基板２
が２つの熱補償板６、３１のいずれにもろう付けされず
に、圧接により電気的接触が保たれる。このため、ろう
付けに起因する、熱歪、スパイク２ｂ、ボイド２ｃの発
生がない。また、半導体基板２の外周端縁近傍がシリコ
ーンゴム３２により熱補償板３１に固定されるので、熱
歪を伴うことなく半導体基板２の位置ずれが防止され
る。しかも、熱補償板３１は段差３１ａを有しており、
シリコーンゴム３２はこの段差３１ａに入り込んで半導
体基板２の下方表面を接着するので、半導体基板２は確
実にかつ相当の接着強度をもって熱補償板３１に固定さ
れる。
が２つの熱補償板６、３１のいずれにもろう付けされず
に、圧接により電気的接触が保たれる。このため、ろう
付けに起因する、熱歪、スパイク２ｂ、ボイド２ｃの発
生がない。また、半導体基板２の外周端縁近傍がシリコ
ーンゴム３２により熱補償板３１に固定されるので、熱
歪を伴うことなく半導体基板２の位置ずれが防止され
る。しかも、熱補償板３１は段差３１ａを有しており、
シリコーンゴム３２はこの段差３１ａに入り込んで半導
体基板２の下方表面を接着するので、半導体基板２は確
実にかつ相当の接着強度をもって熱補償板３１に固定さ
れる。
【００５５】半導体装置１００を使用しないとき、すな
わち上記所定の機器の陽極部材２０Ａ及び陰極部材２０
Ｋが接続されないときには、半導体基板２を固定した熱
補償板３１を挟持する圧力が弱いために、熱補償板３１
はケーシング７の中でその位置が変位し易い。しかしな
がら、熱補償板３１の外径は上述のようにケーシング７
の内径に比べて若干小さい程度に設定されているので、
この位置ずれの大きさは実用上問題にならない程度に抑
えられる。
わち上記所定の機器の陽極部材２０Ａ及び陰極部材２０
Ｋが接続されないときには、半導体基板２を固定した熱
補償板３１を挟持する圧力が弱いために、熱補償板３１
はケーシング７の中でその位置が変位し易い。しかしな
がら、熱補償板３１の外径は上述のようにケーシング７
の内径に比べて若干小さい程度に設定されているので、
この位置ずれの大きさは実用上問題にならない程度に抑
えられる。
【００５６】＜半導体装置１００の製造工程＞図４〜図
７は半導体装置１００の製造工程を示す工程図である。
まず、図４を参照しながら半導体装置１００の組立の手
順を説明する。 （１） まず、セラミックで形成される円筒部の所定の
位置に両端が開口した管状の外部ゲート電極１８を貫通
して設けたケーシング７の上端面に、金属製のフランジ
１３Ａの一部をなすフランジ１３Ａａが固着され、ケー
シング７の下端面に同じく金属製のフランジ１３Ｋの外
側上端面が固着され、当該フランジ１３Ｋの内側下端面
に陰極銅ブロック１０Ｋの基部１１Ｋの周囲が更に固着
されて成る部品を準備する。この部品において、外部ゲ
ート電極１８が陰極銅ブロック１０Ｋの上端面に設けら
れた溝１０Ｋｂに直面するように、陰極銅ブロック１０
Ｋとケーシング７との相対位置が設定されている。外部
ゲート電極１８の内径は、導線１６の直径よりも幾分大
きく設定される。なお、ケーシング７とフランジ１３Ａ
ａの間、ケーシング７とフランジ１３Ｋの間、ケーシン
グ７と外部ゲート電極１８の間、及び陰極銅ブロック１
０Ｋとフランジ１３Ｋの間は、それぞれ銀ロウづけにに
より固着される。 （２） 前記部品が有する陰極銅ブロック１０Ｋの中央
に形成された穴９にバネ１９を挿入する。 （３） 頭部にゲート電極１５が取り付けられたゲート
電極支持体１４を、陰極銅ブロック１０Ｋの穴９に嵌挿
する。この際に、ゲート電極１５に接続された導線１６
を絶縁管１７に通し、更に外部ゲート電極１８に挿入し
ておく。このゲート電極１５は、図５に示すようにゲー
ト電極支持体１４を軸方向に貫通する孔１４ａに、一端
にゲート電極１５を接続した導線１６の他端を挿入し、
当該ゲート電極支持体１４の下部に形成された切欠１４
ｂから引き出すことにより取り付けられる。 （４） 図４に戻って、熱補償板６を、その中央の貫通
孔８にゲート電極支持体１４の頭部を嵌挿するようにし
て、陰極銅ブロック１０Ｋの上に載置する。 （５） 次に、熱補償板３１に外周部が固着された半導
体基板２をその陰電極層３Ｋが形成された面を下にした
状態でケーシング７内に挿入し、上記熱補償板６の上面
に載置する。
７は半導体装置１００の製造工程を示す工程図である。
まず、図４を参照しながら半導体装置１００の組立の手
順を説明する。 （１） まず、セラミックで形成される円筒部の所定の
位置に両端が開口した管状の外部ゲート電極１８を貫通
して設けたケーシング７の上端面に、金属製のフランジ
１３Ａの一部をなすフランジ１３Ａａが固着され、ケー
シング７の下端面に同じく金属製のフランジ１３Ｋの外
側上端面が固着され、当該フランジ１３Ｋの内側下端面
に陰極銅ブロック１０Ｋの基部１１Ｋの周囲が更に固着
されて成る部品を準備する。この部品において、外部ゲ
ート電極１８が陰極銅ブロック１０Ｋの上端面に設けら
れた溝１０Ｋｂに直面するように、陰極銅ブロック１０
Ｋとケーシング７との相対位置が設定されている。外部
ゲート電極１８の内径は、導線１６の直径よりも幾分大
きく設定される。なお、ケーシング７とフランジ１３Ａ
ａの間、ケーシング７とフランジ１３Ｋの間、ケーシン
グ７と外部ゲート電極１８の間、及び陰極銅ブロック１
０Ｋとフランジ１３Ｋの間は、それぞれ銀ロウづけにに
より固着される。 （２） 前記部品が有する陰極銅ブロック１０Ｋの中央
に形成された穴９にバネ１９を挿入する。 （３） 頭部にゲート電極１５が取り付けられたゲート
電極支持体１４を、陰極銅ブロック１０Ｋの穴９に嵌挿
する。この際に、ゲート電極１５に接続された導線１６
を絶縁管１７に通し、更に外部ゲート電極１８に挿入し
ておく。このゲート電極１５は、図５に示すようにゲー
ト電極支持体１４を軸方向に貫通する孔１４ａに、一端
にゲート電極１５を接続した導線１６の他端を挿入し、
当該ゲート電極支持体１４の下部に形成された切欠１４
ｂから引き出すことにより取り付けられる。 （４） 図４に戻って、熱補償板６を、その中央の貫通
孔８にゲート電極支持体１４の頭部を嵌挿するようにし
て、陰極銅ブロック１０Ｋの上に載置する。 （５） 次に、熱補償板３１に外周部が固着された半導
体基板２をその陰電極層３Ｋが形成された面を下にした
状態でケーシング７内に挿入し、上記熱補償板６の上面
に載置する。
【００５７】上述のように半導体基板２はあらかじめ熱
補償板３１に固定されるが、その固定の方法を、図６及
び図７を参照しつつ以下に説明する。
補償板３１に固定されるが、その固定の方法を、図６及
び図７を参照しつつ以下に説明する。
【００５８】まず、熱補償板３１をその段差３１ａを有
する面を上にして、水平な台（図示しない）などの上に
載置する。熱補償板３１には、段差３１ａ、Ｖ字溝３１
ｂ、貫通孔３１ｃ、貫通孔３１ｄ、及びＶ字溝３１ｅが
設けられており、更に熱補償板３１は、その全表面にわ
たって薄膜層３１ｇを有している。
する面を上にして、水平な台（図示しない）などの上に
載置する。熱補償板３１には、段差３１ａ、Ｖ字溝３１
ｂ、貫通孔３１ｃ、貫通孔３１ｄ、及びＶ字溝３１ｅが
設けられており、更に熱補償板３１は、その全表面にわ
たって薄膜層３１ｇを有している。
【００５９】次に段差３１ａの部分に第１のシリコーン
ゴム３２ａを塗布する（図６（ａ））。シリコーンゴム
３２ａの塗布は、後述する第２のシリコーンゴム３２ｂ
の塗布と同様に、後述のノズル４２を備える接着用保持
部材供給装置を用いて実施される。好ましくは、シリコ
ーンゴム３２ａが最終的に硬化した状態において、その
厚さが段差３１ａの深さよりも僅かに小さくなるよう
に、すなわち、硬化した状態においてその上面が熱補償
板３１の上方主面から僅かに下方に位置するように、シ
リコーンゴム３２ａを塗布する厚さが設定される。塗布
が終了すると、真空槽（図示しない）の中に熱補償板３
１を挿入して、真空下で加熱してシリコーンゴム３２ａ
を硬化させる。真空下で加熱硬化を実施するのは、加熱
硬化の過程でシリコーンゴム３２ａから発生する泡を除
去する、いわゆる脱泡を効果的に行うためである。硬化
したシリコーンゴム３２ａは段差３１ａに接着された状
態となる。
ゴム３２ａを塗布する（図６（ａ））。シリコーンゴム
３２ａの塗布は、後述する第２のシリコーンゴム３２ｂ
の塗布と同様に、後述のノズル４２を備える接着用保持
部材供給装置を用いて実施される。好ましくは、シリコ
ーンゴム３２ａが最終的に硬化した状態において、その
厚さが段差３１ａの深さよりも僅かに小さくなるよう
に、すなわち、硬化した状態においてその上面が熱補償
板３１の上方主面から僅かに下方に位置するように、シ
リコーンゴム３２ａを塗布する厚さが設定される。塗布
が終了すると、真空槽（図示しない）の中に熱補償板３
１を挿入して、真空下で加熱してシリコーンゴム３２ａ
を硬化させる。真空下で加熱硬化を実施するのは、加熱
硬化の過程でシリコーンゴム３２ａから発生する泡を除
去する、いわゆる脱泡を効果的に行うためである。硬化
したシリコーンゴム３２ａは段差３１ａに接着された状
態となる。
【００６０】硬化が完了すると、Ｖ字溝３１ｂにＯ−リ
ング３３を挿入した後、半導体基板２の陽電極層３Ａが
下方になるようにして、半導体基板２を熱補償板３１の
中央部に載置する（図６（ｂ））。このとき、シリコー
ンゴム３２ａを透かしてＶ字溝３１ｅを目視により確認
しつつ、当該Ｖ字溝３１ｅの真上に半導体基板２の外周
端縁が位置するように半導体基板２を載置する。このよ
うに、Ｖ字溝３１ｅは熱補償板３１の上に載置する際の
半導体基板２の位置決めを容易かつ確実ならしめる目的
で設けられるものである。シリコーンゴム３２ａには、
段差３１ａの深さに相当する厚さにおいては、光線をあ
る程度透過する性質を有するものを選択して使用する。
ング３３を挿入した後、半導体基板２の陽電極層３Ａが
下方になるようにして、半導体基板２を熱補償板３１の
中央部に載置する（図６（ｂ））。このとき、シリコー
ンゴム３２ａを透かしてＶ字溝３１ｅを目視により確認
しつつ、当該Ｖ字溝３１ｅの真上に半導体基板２の外周
端縁が位置するように半導体基板２を載置する。このよ
うに、Ｖ字溝３１ｅは熱補償板３１の上に載置する際の
半導体基板２の位置決めを容易かつ確実ならしめる目的
で設けられるものである。シリコーンゴム３２ａには、
段差３１ａの深さに相当する厚さにおいては、光線をあ
る程度透過する性質を有するものを選択して使用する。
【００６１】次に、半導体基板２の上に位置ずれ防止用
の錘４１を載置する（図６（ｃ））。このとき、硬化し
たシリコーンゴム３２ａの上端面とこれに対向する半導
体基板２の下方表面の間には、僅かな間隙が存在する。
の錘４１を載置する（図６（ｃ））。このとき、硬化し
たシリコーンゴム３２ａの上端面とこれに対向する半導
体基板２の下方表面の間には、僅かな間隙が存在する。
【００６２】次に接着用保持部材供給装置（図示しな
い）に連結されたノズル４２の先端から第２のシリコー
ンゴム３２ｂを、第１のシリコーンゴム３２ａ、および
半導体基板２の外周端縁に沿って相当の厚みをもって充
填する（図７（ａ））。シリコーンゴム３２ｂは半導体
基板２の外周端縁及びその近傍を覆うように塗布され
る。
い）に連結されたノズル４２の先端から第２のシリコー
ンゴム３２ｂを、第１のシリコーンゴム３２ａ、および
半導体基板２の外周端縁に沿って相当の厚みをもって充
填する（図７（ａ））。シリコーンゴム３２ｂは半導体
基板２の外周端縁及びその近傍を覆うように塗布され
る。
【００６３】その後、錘４１を載せたままの状態で半導
体基板２及び熱補償板３１を真空槽へ挿入して、真空下
で加熱し、シリコーンゴム３２ｂを硬化させる（図７
（ｂ））。硬化したシリコーンゴム３２ｂは図７（ｂ）
に示すように、半導体基板２の外周端縁ないしその近傍
を覆うように形成される。第１のシリコーンゴム３２ａ
と第２のシリコーンゴム３２ｂとの接触面において、シ
リコーンゴム３２ａと３２ｂは相互に接着する。このた
め、半導体基板２の外周端縁及びその近傍全体がシリコ
ーンゴム３２ａ及び３２ｂによって段差３１ａに固着さ
れる。
体基板２及び熱補償板３１を真空槽へ挿入して、真空下
で加熱し、シリコーンゴム３２ｂを硬化させる（図７
（ｂ））。硬化したシリコーンゴム３２ｂは図７（ｂ）
に示すように、半導体基板２の外周端縁ないしその近傍
を覆うように形成される。第１のシリコーンゴム３２ａ
と第２のシリコーンゴム３２ｂとの接触面において、シ
リコーンゴム３２ａと３２ｂは相互に接着する。このた
め、半導体基板２の外周端縁及びその近傍全体がシリコ
ーンゴム３２ａ及び３２ｂによって段差３１ａに固着さ
れる。
【００６４】特に、塗布された第２のシリコーンゴム３
２ｂは、真空下で加熱を行うときに、硬化した第１のシ
リコーンゴム３２ａとこれに対向する半導体基板２の下
方表面の間に浸透する。先述のように、この硬化した第
１のシリコーンゴム３２ａとこれに対向する半導体基板
２の下方表面の間には僅かの間隙があると、この浸透が
効果的に行われる。浸透したシリコーンゴム３２ｂはそ
のまま硬化し、シリコーンゴム３２ａとともに半導体基
板２の外周端縁近傍における下方表面を段差３１ａに接
着する。このため、半導体基板２は熱補償板３１に、ず
れたり離脱したりするおそれがなく確実にかつ相応の強
度をもって固定される。
２ｂは、真空下で加熱を行うときに、硬化した第１のシ
リコーンゴム３２ａとこれに対向する半導体基板２の下
方表面の間に浸透する。先述のように、この硬化した第
１のシリコーンゴム３２ａとこれに対向する半導体基板
２の下方表面の間には僅かの間隙があると、この浸透が
効果的に行われる。浸透したシリコーンゴム３２ｂはそ
のまま硬化し、シリコーンゴム３２ａとともに半導体基
板２の外周端縁近傍における下方表面を段差３１ａに接
着する。このため、半導体基板２は熱補償板３１に、ず
れたり離脱したりするおそれがなく確実にかつ相応の強
度をもって固定される。
【００６５】シリコーンゴム３２の塗布及び硬化を上述
のように２度に分けて実施するのは、硬化したシリコー
ンゴム３２に気泡を残留させないためである。段差３１
ａに第１のシリコーンゴム３２ａを予め塗布して硬化さ
せておく工程を省いて、シリコーンゴム３２の一度の塗
布及び硬化によって半導体基板２の外周端縁近傍を段差
３１ａに接着させるときには、加熱の際に段差３１ａと
半導体基板２の間に浸透するシリコーンゴム３２に発生
する気泡が除去され難く、硬化した後にこの部分のシリ
コーンゴム３２の中に気泡が残留する。その結果、接着
強度は不十分となり、半導体装置１００の信頼性が劣化
する。熱補償板３１の上に半導体基板２を載置しない状
態で、第１のシリコーンゴム３２ａを段差３１ａに塗布
し硬化させると、段差３１ａの上には気泡のないシリコ
ーンゴム３２ａが予め形成される。このため、シリコー
ンゴム３２を上述のように２度に分けて塗布及び硬化さ
せると、気泡のないシリコーンゴム３２で半導体基板２
が熱補償板３１に確実に接着される。
のように２度に分けて実施するのは、硬化したシリコー
ンゴム３２に気泡を残留させないためである。段差３１
ａに第１のシリコーンゴム３２ａを予め塗布して硬化さ
せておく工程を省いて、シリコーンゴム３２の一度の塗
布及び硬化によって半導体基板２の外周端縁近傍を段差
３１ａに接着させるときには、加熱の際に段差３１ａと
半導体基板２の間に浸透するシリコーンゴム３２に発生
する気泡が除去され難く、硬化した後にこの部分のシリ
コーンゴム３２の中に気泡が残留する。その結果、接着
強度は不十分となり、半導体装置１００の信頼性が劣化
する。熱補償板３１の上に半導体基板２を載置しない状
態で、第１のシリコーンゴム３２ａを段差３１ａに塗布
し硬化させると、段差３１ａの上には気泡のないシリコ
ーンゴム３２ａが予め形成される。このため、シリコー
ンゴム３２を上述のように２度に分けて塗布及び硬化さ
せると、気泡のないシリコーンゴム３２で半導体基板２
が熱補償板３１に確実に接着される。
【００６６】上述の加熱の過程で、第１のシリコーンゴ
ム３２ａと半導体基板２の下方表面の間に浸透したシリ
コーンゴム３２ｂが、更に段差３１ａの内周を超えて、
熱補償板３１の上端面と陽電極層３Ａの間を、熱補償板
３１の上方主面の中央部へと向かって、浸透することが
ある。もし、この浸透を許したままシリコーンゴム３２
ｂを硬化させるならば、陽電極層３Ａと熱補償板３１の
上方主面の間の電気的な接続が不良となり、電気的特性
が劣化するほか、半導体基板２に局所的な応力集中を生
じることにより半導体基板２の破損をもたらすこともあ
る。Ｖ字溝３１ｂ及びＯ−リング３３は、この浸透を防
止する目的で設けられている。すなわち、段差３１ａの
内周を超えて中央部へと浸透したシリコーンゴム３２ｂ
は、陽電極層３ＡとＶ字溝３１ｂとに密接してその間隙
を閉塞するＯ−リング３３に阻止されて、当該Ｏ−リン
グ３３で囲まれる中央領域へは浸透し得ない。言い替え
ると、少なくとも半導体基板２の下端面が熱補償板３１
の上方主面に対向する領域の大半を占める中央領域にお
いては、シリコーンゴム３２ｂの浸透は起こらない。こ
のため、この中央領域では電気的接触は保証され、かつ
応力集中もないので、半導体装置における電気的特性の
劣化及び破損が防止される。
ム３２ａと半導体基板２の下方表面の間に浸透したシリ
コーンゴム３２ｂが、更に段差３１ａの内周を超えて、
熱補償板３１の上端面と陽電極層３Ａの間を、熱補償板
３１の上方主面の中央部へと向かって、浸透することが
ある。もし、この浸透を許したままシリコーンゴム３２
ｂを硬化させるならば、陽電極層３Ａと熱補償板３１の
上方主面の間の電気的な接続が不良となり、電気的特性
が劣化するほか、半導体基板２に局所的な応力集中を生
じることにより半導体基板２の破損をもたらすこともあ
る。Ｖ字溝３１ｂ及びＯ−リング３３は、この浸透を防
止する目的で設けられている。すなわち、段差３１ａの
内周を超えて中央部へと浸透したシリコーンゴム３２ｂ
は、陽電極層３ＡとＶ字溝３１ｂとに密接してその間隙
を閉塞するＯ−リング３３に阻止されて、当該Ｏ−リン
グ３３で囲まれる中央領域へは浸透し得ない。言い替え
ると、少なくとも半導体基板２の下端面が熱補償板３１
の上方主面に対向する領域の大半を占める中央領域にお
いては、シリコーンゴム３２ｂの浸透は起こらない。こ
のため、この中央領域では電気的接触は保証され、かつ
応力集中もないので、半導体装置における電気的特性の
劣化及び破損が防止される。
【００６７】さらに、半導体基板２を熱補償板３１に載
置して固着する際に、陽電極層３Ａと熱補償板３１の隙
間に空気が封入されることがあり、更に、シリコーンゴ
ム３２ｂを加熱硬化する際に、シリコーンゴム３２ｂか
らガスが発生し、これが陽電極層３Ａと熱補償板３１の
間に侵入することがある。このような空気またはガスの
侵入を許したままで固着が行われると、陽電極層３Ａと
熱補償板３１の間の電気的接続が不良となる。このこと
を回避するために、熱補償板３１には、Ｖ字溝３１ｂに
連通する貫通孔３１ｃ、および熱補償板３１の中央部に
設けられた同様の貫通孔３１ｄが形成されている。真空
下での加熱の過程において、陽電極層３Ａと熱補償板３
１の間に侵入した上述の空気及びガスは、これらの貫通
孔を経由して排除される。
置して固着する際に、陽電極層３Ａと熱補償板３１の隙
間に空気が封入されることがあり、更に、シリコーンゴ
ム３２ｂを加熱硬化する際に、シリコーンゴム３２ｂか
らガスが発生し、これが陽電極層３Ａと熱補償板３１の
間に侵入することがある。このような空気またはガスの
侵入を許したままで固着が行われると、陽電極層３Ａと
熱補償板３１の間の電気的接続が不良となる。このこと
を回避するために、熱補償板３１には、Ｖ字溝３１ｂに
連通する貫通孔３１ｃ、および熱補償板３１の中央部に
設けられた同様の貫通孔３１ｄが形成されている。真空
下での加熱の過程において、陽電極層３Ａと熱補償板３
１の間に侵入した上述の空気及びガスは、これらの貫通
孔を経由して排除される。
【００６８】なお、このシリコーンゴム３２及びポリイ
ミドワニス２ａは、ともに硬化しても一定の弾性を有す
るため、半導体基体２の端部の保護材としても優れてい
る。 （６） つぎに図４へ戻って、その基部１１Ａの周囲
に、フランジ１３Ａの一部を成すフランジ１３Ａｂが固
着された陽極銅ブロック１０Ａを、基部１１Ａが上方を
向くようにしつつ、熱補償板３１の上方から、ケーシン
グ７内に挿入し、フランジ１３Ａｂとフランジ１３Ａａ
とを、その外周が一致するように重ね合わせる。 （７） フランジ１３Ａａとフランジ１３Ａｂの外周端
縁を互いに溶接により固着する。 （８） 外部ゲート電極１８の外部に開口した一端か
ら、窒素ガスまたは窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス
などの不活性ガスを注入して、ケーシング７等で囲まれ
た内部の空間の空気を、不活性ガスに置換する。外部ゲ
ート電極１８の内径は先述のように導線１６の直径より
も幾分大きく設定されているので、外部ゲート電極１８
とこれに挿入されている導線１６の間には間隙があり、
不活性ガスはこの間隙を通過して内部空間へ送られる。 （９） 前記内部の空間に不活性ガスを充填した状態
で、外部ゲート電極１８の外部に開口した一端を、外部
ゲート電極１８に挿入されている導線１６の端部に溶接
して固着する。これにより前記内部空間は外部の空間と
隔絶され、不活性ガスは内部空間に密封される。
ミドワニス２ａは、ともに硬化しても一定の弾性を有す
るため、半導体基体２の端部の保護材としても優れてい
る。 （６） つぎに図４へ戻って、その基部１１Ａの周囲
に、フランジ１３Ａの一部を成すフランジ１３Ａｂが固
着された陽極銅ブロック１０Ａを、基部１１Ａが上方を
向くようにしつつ、熱補償板３１の上方から、ケーシン
グ７内に挿入し、フランジ１３Ａｂとフランジ１３Ａａ
とを、その外周が一致するように重ね合わせる。 （７） フランジ１３Ａａとフランジ１３Ａｂの外周端
縁を互いに溶接により固着する。 （８） 外部ゲート電極１８の外部に開口した一端か
ら、窒素ガスまたは窒素ガスとヘリウムガスの混合ガス
などの不活性ガスを注入して、ケーシング７等で囲まれ
た内部の空間の空気を、不活性ガスに置換する。外部ゲ
ート電極１８の内径は先述のように導線１６の直径より
も幾分大きく設定されているので、外部ゲート電極１８
とこれに挿入されている導線１６の間には間隙があり、
不活性ガスはこの間隙を通過して内部空間へ送られる。 （９） 前記内部の空間に不活性ガスを充填した状態
で、外部ゲート電極１８の外部に開口した一端を、外部
ゲート電極１８に挿入されている導線１６の端部に溶接
して固着する。これにより前記内部空間は外部の空間と
隔絶され、不活性ガスは内部空間に密封される。
【００６９】以上の工程により、半導体装置１００が組
み立てられる。
み立てられる。
【００７０】［実施例２．］図８の断面図に示すよう
に、熱補償板３１には段差３１ａの代わりに環状溝３１
ｆを設けてもよい。環状溝３１ｆは、熱補償板３１の外
周に沿って当該外周と同心円状に形成された環状の溝で
ある。半導体基板２が熱補償板３１の上端面上に、互い
の円の中心が一致するような所定の位置に載置されたと
き、環状溝３１ｆの内周は半導体基板２の外周端縁より
円の中心側に位置し、環状溝３１ｆの外周は半導体基板
２の外周端縁より円の外側に位置するように、環状溝３
１ｆの内周、及び外周の位置が決められる。環状溝３１
ｆの深さは、例えば０．２〜０．３mmである。実施例１
と同様に、熱補償板３１は、環状溝３１ｆの内周よりも
幾分中心側にＶ字溝３１ｂを備えるほか、Ｖ字溝３１
ｂ、貫通孔３１ｃ、貫通孔３１ｄ、Ｖ字溝３１ｅ、及び
熱補償板３１の全表面にわたって薄膜層３１ｇも同様に
備えている。
に、熱補償板３１には段差３１ａの代わりに環状溝３１
ｆを設けてもよい。環状溝３１ｆは、熱補償板３１の外
周に沿って当該外周と同心円状に形成された環状の溝で
ある。半導体基板２が熱補償板３１の上端面上に、互い
の円の中心が一致するような所定の位置に載置されたと
き、環状溝３１ｆの内周は半導体基板２の外周端縁より
円の中心側に位置し、環状溝３１ｆの外周は半導体基板
２の外周端縁より円の外側に位置するように、環状溝３
１ｆの内周、及び外周の位置が決められる。環状溝３１
ｆの深さは、例えば０．２〜０．３mmである。実施例１
と同様に、熱補償板３１は、環状溝３１ｆの内周よりも
幾分中心側にＶ字溝３１ｂを備えるほか、Ｖ字溝３１
ｂ、貫通孔３１ｃ、貫通孔３１ｄ、Ｖ字溝３１ｅ、及び
熱補償板３１の全表面にわたって薄膜層３１ｇも同様に
備えている。
【００７１】この実施例の熱補償板３１を用いた半導体
装置では、熱補償板３１の上方主面上に載置された半導
体基板２は、シリコーンゴム３４により熱補償板３１に
接着固定される。この半導体装置の製造工程において、
シリコーンゴム３４は、実施例１におけると同様に２度
に分けて塗布及び硬化される。シリコーンゴム３４の、
初めに塗布される部分であるシリコーンゴム３４ａは、
環状溝３１ｆを埋めるように塗布される。このとき、好
ましくは、シリコーンゴム３４ａが最終的に硬化した状
態において、その上面が熱補償板３１の上方主面から僅
かに下方に位置するように、シリコーンゴム３４ａを塗
布する厚さが設定される。シリコーンゴム３４の第２に
塗布される部分であるシリコーンゴム３４ｂは、先に硬
化を終了したシリコーンゴム３４ａ、熱補償板３１の外
周近傍の上方主面、および半導体基板２の外周端縁に沿
って相当の厚みをもって塗布される。その他の製造工程
は実施例１におけると同様である。
装置では、熱補償板３１の上方主面上に載置された半導
体基板２は、シリコーンゴム３４により熱補償板３１に
接着固定される。この半導体装置の製造工程において、
シリコーンゴム３４は、実施例１におけると同様に２度
に分けて塗布及び硬化される。シリコーンゴム３４の、
初めに塗布される部分であるシリコーンゴム３４ａは、
環状溝３１ｆを埋めるように塗布される。このとき、好
ましくは、シリコーンゴム３４ａが最終的に硬化した状
態において、その上面が熱補償板３１の上方主面から僅
かに下方に位置するように、シリコーンゴム３４ａを塗
布する厚さが設定される。シリコーンゴム３４の第２に
塗布される部分であるシリコーンゴム３４ｂは、先に硬
化を終了したシリコーンゴム３４ａ、熱補償板３１の外
周近傍の上方主面、および半導体基板２の外周端縁に沿
って相当の厚みをもって塗布される。その他の製造工程
は実施例１におけると同様である。
【００７２】硬化したシリコーンゴム３４ｂは図８に示
すように、半導体基板２の外周端縁ないしその近傍を覆
うように形成される。特に、シリコーンゴム３２ｂは先
に硬化したシリコーンゴム３４ａとこれに対向する半導
体基板２の下方表面の間の僅かの間隙に浸透して硬化
し、シリコーンゴム３４ａとともに半導体基板２の外周
端縁近傍における下方表面を熱補償板３１の外周近傍の
上方主面及び環状溝３１ｆに接着する。このため、半導
体基板２は熱補償板３１に、ずれたり離脱したりするお
それがなく確実にかつ相応の強度をもって固定される。
また、環状溝３１ｆには気泡のないシリコーンゴム３４
ａが予め形成されるので、気泡のないシリコーンゴム３
４で半導体基板２が熱補償板３１に確実に接着される。
すように、半導体基板２の外周端縁ないしその近傍を覆
うように形成される。特に、シリコーンゴム３２ｂは先
に硬化したシリコーンゴム３４ａとこれに対向する半導
体基板２の下方表面の間の僅かの間隙に浸透して硬化
し、シリコーンゴム３４ａとともに半導体基板２の外周
端縁近傍における下方表面を熱補償板３１の外周近傍の
上方主面及び環状溝３１ｆに接着する。このため、半導
体基板２は熱補償板３１に、ずれたり離脱したりするお
それがなく確実にかつ相応の強度をもって固定される。
また、環状溝３１ｆには気泡のないシリコーンゴム３４
ａが予め形成されるので、気泡のないシリコーンゴム３
４で半導体基板２が熱補償板３１に確実に接着される。
【００７３】［実施例３．］実施例２の熱補償板３１を
用いた半導体装置において、シリコーンゴム３４ａを塗
布して硬化させる代わりに、図９の断面図に示すよう
に、予め成形及び硬化された環状のシリコーンゴム３５
ａを環状溝３１ｆに配設してもよい。シリコーンゴム３
５ａにおいて、その径方向の幅は環状溝３１ｆの幅に略
一致しており、より好ましくは、その外周半径は環状溝
３１ｆの外周半径よりは幾分小さく設定される。シリコ
ーンゴム３５ａの本体部の高さは環状溝３１ｆの深さよ
りも、例えば０．１〜０．２mm程度低く設定される。シ
リコーンゴム３５ａは、その本体部の上面に全周にわた
って突起を有している。この突起は、シリコーンゴム３
５ａが環状溝３１ｆに配設されたときに、所定の位置に
載置された半導体基板２の外周端縁よりも内側に位置す
るように、かつその上端面が半導体基板２の下方主面に
密接するように設けられる。シリコーンゴム３５ｂは、
シリコーンゴム３５ａ、熱補償板３１の外周近傍の上方
主面、および半導体基板２の外周端縁に沿って相当の厚
みをもって設けられている。
用いた半導体装置において、シリコーンゴム３４ａを塗
布して硬化させる代わりに、図９の断面図に示すよう
に、予め成形及び硬化された環状のシリコーンゴム３５
ａを環状溝３１ｆに配設してもよい。シリコーンゴム３
５ａにおいて、その径方向の幅は環状溝３１ｆの幅に略
一致しており、より好ましくは、その外周半径は環状溝
３１ｆの外周半径よりは幾分小さく設定される。シリコ
ーンゴム３５ａの本体部の高さは環状溝３１ｆの深さよ
りも、例えば０．１〜０．２mm程度低く設定される。シ
リコーンゴム３５ａは、その本体部の上面に全周にわた
って突起を有している。この突起は、シリコーンゴム３
５ａが環状溝３１ｆに配設されたときに、所定の位置に
載置された半導体基板２の外周端縁よりも内側に位置す
るように、かつその上端面が半導体基板２の下方主面に
密接するように設けられる。シリコーンゴム３５ｂは、
シリコーンゴム３５ａ、熱補償板３１の外周近傍の上方
主面、および半導体基板２の外周端縁に沿って相当の厚
みをもって設けられている。
【００７４】この実施例において、半導体基板２を熱補
償板３１に固定する工程は、図１０及び図１１に示すよ
うに実施される。まず、熱補償板３１をその環状溝３１
ｆを有する面を上にして、水平な台（図示しない）など
の上に載置して、環状溝３１ｆに既に硬化した成型加工
品であるシリコーンゴム３５ａを配置する（図１０
（ａ））。
償板３１に固定する工程は、図１０及び図１１に示すよ
うに実施される。まず、熱補償板３１をその環状溝３１
ｆを有する面を上にして、水平な台（図示しない）など
の上に載置して、環状溝３１ｆに既に硬化した成型加工
品であるシリコーンゴム３５ａを配置する（図１０
（ａ））。
【００７５】つぎに、半導体基板２の陽電極層３Ａが下
方になるようにして、半導体基板２を熱補償板３１の中
央部に載置する（図１０（ｂ））。このとき、シリコー
ンゴム３５ａを透かしてＶ字溝３１ｅを目視により確認
しつつ、当該Ｖ字溝３１ｅの真上に半導体基板２の外周
端縁位置するように半導体基板２を載置する。
方になるようにして、半導体基板２を熱補償板３１の中
央部に載置する（図１０（ｂ））。このとき、シリコー
ンゴム３５ａを透かしてＶ字溝３１ｅを目視により確認
しつつ、当該Ｖ字溝３１ｅの真上に半導体基板２の外周
端縁位置するように半導体基板２を載置する。
【００７６】次に、半導体基板２の上に位置ずれ防止用
の錘４１を載置する（図１０（ｃ））。このとき、シリ
コーンゴム３５ａの本体部の上端面とこれに対向する半
導体基板２の下方表面の間には、僅かな間隙が存在し、
シリコーンゴム３５ａに設けられた突起の上端面は半導
体基板２の下方主面、例えば陽電極層３Ａまたはポリイ
ミドワニス２ａの表面に接触している。
の錘４１を載置する（図１０（ｃ））。このとき、シリ
コーンゴム３５ａの本体部の上端面とこれに対向する半
導体基板２の下方表面の間には、僅かな間隙が存在し、
シリコーンゴム３５ａに設けられた突起の上端面は半導
体基板２の下方主面、例えば陽電極層３Ａまたはポリイ
ミドワニス２ａの表面に接触している。
【００７７】次にノズル４２の先端からシリコーンゴム
３５ｂを、シリコーンゴム３５ａ、および半導体基板２
の外周端縁に沿って相当の厚みをもって充填する（図１
１（ａ））。シリコーンゴム３５ｂは半導体基板２の外
周端縁及びその近傍を覆うように塗布される。
３５ｂを、シリコーンゴム３５ａ、および半導体基板２
の外周端縁に沿って相当の厚みをもって充填する（図１
１（ａ））。シリコーンゴム３５ｂは半導体基板２の外
周端縁及びその近傍を覆うように塗布される。
【００７８】その後、錘４１を載せたままの状態で半導
体基板２及び熱補償板３１を真空槽へ挿入して、真空下
で加熱し、シリコーンゴム３５ｂを硬化させる（図１１
（ｂ））。シリコーンゴム３５ｂは、シリコーンゴム３
５ａと環状溝３１ｆの間にも有る程度浸透する。上述の
ようにシリコーンゴム３５ａの外径が環状溝３１ｆの外
径よりも小さく設定されていると、この浸透がより効果
的に行われる。また、上述のようにシリコーンゴム３５
ａの本体部とこれに対向する半導体基板２の下方表面の
間には僅かの間隙があるために、塗布されたシリコーン
ゴム３５ｂは、この間隙にも効果的に浸透する。ただ
し、シリコーンゴム３５ａが有する突起が、半導体基板
２の下方主面と接触しているために、この突起を超えて
更に熱補償板３１の中央領域へとシリコーンゴム３５ｂ
が浸透することはない。このため、この実施例ではＯ−
リング３３はなくてもよい。シリコーンゴム３５ａは加
熱によりこれらの部分に浸透したまま硬化する。硬化し
たシリコーンゴム３５ｂは図１１（ｂ）に示すように、
半導体基板２の外周端縁ないしその近傍を覆うように形
成される。このため、半導体基板２は熱補償板３１に、
ずれたり離脱したりするおそれがなく確実にかつ相応の
強度をもって固定される。また、環状溝３１ｆには気泡
のない成型加工品であるシリコーンゴム３５ａが予め配
置されるので、気泡のないシリコーンゴム３５で半導体
基板２が熱補償板３１に確実に接着される。しかも、成
型加工品を使用するので環状溝３１ｆにシリコーンゴム
を充填する工程が簡略に実施し得る。
体基板２及び熱補償板３１を真空槽へ挿入して、真空下
で加熱し、シリコーンゴム３５ｂを硬化させる（図１１
（ｂ））。シリコーンゴム３５ｂは、シリコーンゴム３
５ａと環状溝３１ｆの間にも有る程度浸透する。上述の
ようにシリコーンゴム３５ａの外径が環状溝３１ｆの外
径よりも小さく設定されていると、この浸透がより効果
的に行われる。また、上述のようにシリコーンゴム３５
ａの本体部とこれに対向する半導体基板２の下方表面の
間には僅かの間隙があるために、塗布されたシリコーン
ゴム３５ｂは、この間隙にも効果的に浸透する。ただ
し、シリコーンゴム３５ａが有する突起が、半導体基板
２の下方主面と接触しているために、この突起を超えて
更に熱補償板３１の中央領域へとシリコーンゴム３５ｂ
が浸透することはない。このため、この実施例ではＯ−
リング３３はなくてもよい。シリコーンゴム３５ａは加
熱によりこれらの部分に浸透したまま硬化する。硬化し
たシリコーンゴム３５ｂは図１１（ｂ）に示すように、
半導体基板２の外周端縁ないしその近傍を覆うように形
成される。このため、半導体基板２は熱補償板３１に、
ずれたり離脱したりするおそれがなく確実にかつ相応の
強度をもって固定される。また、環状溝３１ｆには気泡
のない成型加工品であるシリコーンゴム３５ａが予め配
置されるので、気泡のないシリコーンゴム３５で半導体
基板２が熱補償板３１に確実に接着される。しかも、成
型加工品を使用するので環状溝３１ｆにシリコーンゴム
を充填する工程が簡略に実施し得る。
【００７９】［実施例４．］この発明の圧接型半導体装
置は、図１２の断面図に示すように、半導体基板２の外
周端縁近傍に設けられるシリコーンゴム３６によって、
半導体基板２と熱補償板３１の間のみならず、同時に熱
補償板６をも固定した構造を有してもよい。
置は、図１２の断面図に示すように、半導体基板２の外
周端縁近傍に設けられるシリコーンゴム３６によって、
半導体基板２と熱補償板３１の間のみならず、同時に熱
補償板６をも固定した構造を有してもよい。
【００８０】この実施例において、半導体基板２を熱補
償板３１に固定する工程は、図１３及び図１４に示すよ
うな工程を備えている。すなわち、まず図６（ａ）及び
図６（ｂ）と同様の工程を実施し、これらの工程が終了
した後に、半導体基板２の上方主面上に熱補償板６を、
その中心が半導体基板２の中心に一致する所定の位置に
載置し、更にその上に錘４１を載置する（図１３
（ａ））。このとき、好ましくは既に硬化しているシリ
コーンゴム３６ａの上端面と、これに対向する陽電極層
３Ａの表面の間には、僅かな間隙が存在する。
償板３１に固定する工程は、図１３及び図１４に示すよ
うな工程を備えている。すなわち、まず図６（ａ）及び
図６（ｂ）と同様の工程を実施し、これらの工程が終了
した後に、半導体基板２の上方主面上に熱補償板６を、
その中心が半導体基板２の中心に一致する所定の位置に
載置し、更にその上に錘４１を載置する（図１３
（ａ））。このとき、好ましくは既に硬化しているシリ
コーンゴム３６ａの上端面と、これに対向する陽電極層
３Ａの表面の間には、僅かな間隙が存在する。
【００８１】次にノズル４２の先端からシリコーンゴム
３６ｂを、シリコーンゴム３６ａ、および半導体基板２
の外周端縁に沿って相当の厚みをもって充填する（図１
３（ｂ））。シリコーンゴム３６ｂは、半導体基板２の
外周端縁及びその近傍と、熱補償板６の外周側面の上端
近傍を除いた部分と、シリコーンゴム３６ａとに跨って
塗布される。
３６ｂを、シリコーンゴム３６ａ、および半導体基板２
の外周端縁に沿って相当の厚みをもって充填する（図１
３（ｂ））。シリコーンゴム３６ｂは、半導体基板２の
外周端縁及びその近傍と、熱補償板６の外周側面の上端
近傍を除いた部分と、シリコーンゴム３６ａとに跨って
塗布される。
【００８２】その後、錘４１を載せたままの状態で半導
体基板２及び熱補償板３１を真空槽へ挿入して、真空下
で加熱し、シリコーンゴム３６ｂを硬化させる（図１
４）。シリコーンゴム３６ｂは、シリコーンゴム３６ａ
の上端面とこれに対向する半導体基板２の外周端縁近傍
の下方表面の間に浸透する。シリコーンゴム３６ｂは加
熱によりこれらの部分に浸透したまま硬化する。硬化し
たシリコーンゴム３６ｂは図１４に示すように、熱補償
板６の外周側面の上端近傍を除いた部分から半導体基板
２の外周端縁ないしその近傍、及びシリコーンゴム３６
ａとに跨って、これらを覆うように形成される。このた
め、半導体基体２は、熱補償板６とともに熱補償板３１
に、ずれたり離脱したりするおそれがなく確実に相応の
強度をもって固定される。この実施例では、半導体基板
２と熱補償板３１の間だけでなく、熱補償板６をも含め
て相互に固定されるので、熱補償板６と半導体基板２の
間の相対位置が、半導体装置の使用等に伴ってずれるこ
とがない。
体基板２及び熱補償板３１を真空槽へ挿入して、真空下
で加熱し、シリコーンゴム３６ｂを硬化させる（図１
４）。シリコーンゴム３６ｂは、シリコーンゴム３６ａ
の上端面とこれに対向する半導体基板２の外周端縁近傍
の下方表面の間に浸透する。シリコーンゴム３６ｂは加
熱によりこれらの部分に浸透したまま硬化する。硬化し
たシリコーンゴム３６ｂは図１４に示すように、熱補償
板６の外周側面の上端近傍を除いた部分から半導体基板
２の外周端縁ないしその近傍、及びシリコーンゴム３６
ａとに跨って、これらを覆うように形成される。このた
め、半導体基体２は、熱補償板６とともに熱補償板３１
に、ずれたり離脱したりするおそれがなく確実に相応の
強度をもって固定される。この実施例では、半導体基板
２と熱補償板３１の間だけでなく、熱補償板６をも含め
て相互に固定されるので、熱補償板６と半導体基板２の
間の相対位置が、半導体装置の使用等に伴ってずれるこ
とがない。
【００８３】［その他の変形例］ （１）実施例１、２及び４の半導体装置において、Ｏ−
リング３３を設けなくても、Ｖ字溝３１ｂ及び貫通孔３
１ｃの働きにより、シリコーンゴムの中央領域への侵入
を防止する効果がある。Ｏ−リング３３はこの効果をよ
り高める働きをなすものである。 （２）熱補償板３１にＶ字溝３１ｂを複数個設けてもよ
い。Ｖ字溝３１ｂは個数が多いほど、シリコーンゴムの
浸透を防止する効果は高められる。しかし、本数が多い
ほど、陽電極層３Ａと熱補償板３１との電気的接触面積
が少なくなるので、不必要にＶ字溝３１ｂを多く設ける
のは好ましくない。 （３）Ｖ字溝３１ｂの断面形状は、例えば図２に示した
ような３角形状に限定されるものではなく必要に応じて
変形しうるものである。 （４）以上の実施例においては、センターゲートを設け
た圧接型サイリスタを例にして説明したが、この発明
は、サイリスタのみに限られず、圧接型のダイオード、
トランジスタ、及びその他の圧接型半導体装置全般に適
用できるものである。
リング３３を設けなくても、Ｖ字溝３１ｂ及び貫通孔３
１ｃの働きにより、シリコーンゴムの中央領域への侵入
を防止する効果がある。Ｏ−リング３３はこの効果をよ
り高める働きをなすものである。 （２）熱補償板３１にＶ字溝３１ｂを複数個設けてもよ
い。Ｖ字溝３１ｂは個数が多いほど、シリコーンゴムの
浸透を防止する効果は高められる。しかし、本数が多い
ほど、陽電極層３Ａと熱補償板３１との電気的接触面積
が少なくなるので、不必要にＶ字溝３１ｂを多く設ける
のは好ましくない。 （３）Ｖ字溝３１ｂの断面形状は、例えば図２に示した
ような３角形状に限定されるものではなく必要に応じて
変形しうるものである。 （４）以上の実施例においては、センターゲートを設け
た圧接型サイリスタを例にして説明したが、この発明
は、サイリスタのみに限られず、圧接型のダイオード、
トランジスタ、及びその他の圧接型半導体装置全般に適
用できるものである。
【００８４】
【発明の効果】この発明の圧接型半導体装置では、半導
体基板が２つの熱補償板のいずれにもろう付けされない
ので、ろう付けに起因する、熱歪、スパイク、ボイドの
発生がない。このためろう付けに起因する電気的特性の
劣化が防止される効果がある。また、半導体基板の外周
端縁近傍が接着用保持材により第２の熱補償板に固定さ
れるので、熱歪を伴うことなく、半導体基板の位置ずれ
が防止され、半導体基板の損傷を防ぐ効果がある。しか
も、第２の熱補償板は段部を有しており、接着用保持材
はこの段部に入り込んで半導体基板の主面を接着するの
で、半導体基板は確実にかつ相当の接着強度をもって第
２の熱補償板に固定される。更に、接着用保持材は、段
部に充填される部分と、その他の部分の、２つの部分を
有しており、半導体基板が第２の熱補償板の上に載置さ
れない状態で、段部への接着用保持材が充填されるの
で、接着用保持材は気泡をほとんど内蔵しない。このた
め、半導体基板は更に確実にかつ相当の接着強度をもっ
て、第２の熱補償板に固定される効果がある（請求項１
〜請求項１８）。
体基板が２つの熱補償板のいずれにもろう付けされない
ので、ろう付けに起因する、熱歪、スパイク、ボイドの
発生がない。このためろう付けに起因する電気的特性の
劣化が防止される効果がある。また、半導体基板の外周
端縁近傍が接着用保持材により第２の熱補償板に固定さ
れるので、熱歪を伴うことなく、半導体基板の位置ずれ
が防止され、半導体基板の損傷を防ぐ効果がある。しか
も、第２の熱補償板は段部を有しており、接着用保持材
はこの段部に入り込んで半導体基板の主面を接着するの
で、半導体基板は確実にかつ相当の接着強度をもって第
２の熱補償板に固定される。更に、接着用保持材は、段
部に充填される部分と、その他の部分の、２つの部分を
有しており、半導体基板が第２の熱補償板の上に載置さ
れない状態で、段部への接着用保持材が充填されるの
で、接着用保持材は気泡をほとんど内蔵しない。このた
め、半導体基板は更に確実にかつ相当の接着強度をもっ
て、第２の熱補償板に固定される効果がある（請求項１
〜請求項１８）。
【００８５】この発明の圧接型半導体装置では、第２の
熱補償板に段部の内周よりも内側に、前記段部に沿って
第１の溝が設けられているので、半導体基板と第２の熱
補償板の間に浸透した接着用保持材がこの溝で止まり、
それより中央領域に浸透することが防止されるので、半
導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が確実に行
われる効果がある（請求項２〜請求項４、請求項１１〜
請求項１３）。
熱補償板に段部の内周よりも内側に、前記段部に沿って
第１の溝が設けられているので、半導体基板と第２の熱
補償板の間に浸透した接着用保持材がこの溝で止まり、
それより中央領域に浸透することが防止されるので、半
導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が確実に行
われる効果がある（請求項２〜請求項４、請求項１１〜
請求項１３）。
【００８６】この発明の圧接型半導体装置では、第２の
熱補償板の第１の溝に、第２の主面にまで貫通する孔が
複数個設けられており、半導体基板を第２の熱補償板に
接着用保持材により固定させるときに減圧下に置かれる
ので、半導体基板と第２の熱補償板の間に侵入した空気
及びガスが、前記孔を通じて排除される。このため、半
導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が保証され
る効果がある（請求項３、請求項１２）。
熱補償板の第１の溝に、第２の主面にまで貫通する孔が
複数個設けられており、半導体基板を第２の熱補償板に
接着用保持材により固定させるときに減圧下に置かれる
ので、半導体基板と第２の熱補償板の間に侵入した空気
及びガスが、前記孔を通じて排除される。このため、半
導体基板と第２の熱補償板の間の電気的接触が保証され
る効果がある（請求項３、請求項１２）。
【００８７】この発明の圧接型半導体装置では、第２の
熱補償板の第１の溝に弾性体のリングが配設されるの
で、半導体基板と第２の熱補償板の間に浸透した接着用
保持材がこのリングで阻止され、それより中央領域に浸
透することがより確実に防止される。このため、半導体
基板と第２の熱補償板の間の電気的接触がより確実に行
われる効果がある（請求項４、請求項１３）。
熱補償板の第１の溝に弾性体のリングが配設されるの
で、半導体基板と第２の熱補償板の間に浸透した接着用
保持材がこのリングで阻止され、それより中央領域に浸
透することがより確実に防止される。このため、半導体
基板と第２の熱補償板の間の電気的接触がより確実に行
われる効果がある（請求項４、請求項１３）。
【００８８】この発明の圧接型半導体装置では、第２の
熱補償板に、前記段部の底面に半導体基板の外周輪郭に
沿って第２の溝が設けられるので、半導体基板を第２の
熱補償板に固定するときの位置決めが容易かつ確実に行
われる効果がある（請求項５、請求項１４）。
熱補償板に、前記段部の底面に半導体基板の外周輪郭に
沿って第２の溝が設けられるので、半導体基板を第２の
熱補償板に固定するときの位置決めが容易かつ確実に行
われる効果がある（請求項５、請求項１４）。
【００８９】この発明の圧接型半導体装置では、第２の
熱補償板の前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面
に、第２の主面に貫通する孔が設けらており、半導体基
板を第２の熱補償板に接着用保持材により固定させると
きに減圧下に置かれるので、半導体基板と第２の熱補償
板の間に侵入した空気及びガスが、前記孔を通じて排除
される。このため、半導体基板と第２の熱補償板の間の
電気的接触が保証される効果がある（請求項６、請求項
１５）。
熱補償板の前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面
に、第２の主面に貫通する孔が設けらており、半導体基
板を第２の熱補償板に接着用保持材により固定させると
きに減圧下に置かれるので、半導体基板と第２の熱補償
板の間に侵入した空気及びガスが、前記孔を通じて排除
される。このため、半導体基板と第２の熱補償板の間の
電気的接触が保証される効果がある（請求項６、請求項
１５）。
【００９０】この発明の圧接型半導体装置では、前記第
２の熱補償板が、その表面を覆う薄膜層であって、その
内部におけるよりも軟質の金属から成る薄膜層を有して
いるので、第２の熱補償板と半導体基板の間の電気的接
触が良好に保たれる効果がある（請求項７、請求項１
６）。
２の熱補償板が、その表面を覆う薄膜層であって、その
内部におけるよりも軟質の金属から成る薄膜層を有して
いるので、第２の熱補償板と半導体基板の間の電気的接
触が良好に保たれる効果がある（請求項７、請求項１
６）。
【００９１】この発明の圧接型半導体装置では、接着用
保持材によって半導体基板とともに第１の熱補償板をも
第２の熱補償板に固定されるので、第１の熱補償板と半
導体基板の間の位置ずれも防止され、半導体基板の損傷
がより一層効果的に防止される（請求項８、請求項１
７）。
保持材によって半導体基板とともに第１の熱補償板をも
第２の熱補償板に固定されるので、第１の熱補償板と半
導体基板の間の位置ずれも防止され、半導体基板の損傷
がより一層効果的に防止される（請求項８、請求項１
７）。
【００９２】この発明の熱補償板によって、この発明の
圧接型半導体装置を構成し得る（請求項９）。
圧接型半導体装置を構成し得る（請求項９）。
【００９３】この発明の圧接型半導体装置の製造方法で
は、第２の熱補償板の段部に予め硬化された成形品とし
ての接着用保持材が充填されるので、段部に接着用保持
材を充填する工程が簡略に遂行し得る効果がある（請求
項１８）。
は、第２の熱補償板の段部に予め硬化された成形品とし
ての接着用保持材が充填されるので、段部に接着用保持
材を充填する工程が簡略に遂行し得る効果がある（請求
項１８）。
【図１】この発明の第１の実施例における圧接型半導体
装置の正面断面図である。
装置の正面断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す部分詳細図である。
【図３】第１の実施例における熱補償板の全体斜視図で
ある。
ある。
【図４】第１の実施例の半導体装置の製造工程を示す工
程図である。
程図である。
【図５】第１の実施例の半導体装置の製造工程を示す工
程図である。
程図である。
【図６】第１の実施例の半導体装置の製造工程を示す工
程図である。
程図である。
【図７】第１の実施例の半導体装置の製造工程を示す工
程図である。
程図である。
【図８】第２の実施例における半導体装置の主要部の正
面断面図である。
面断面図である。
【図９】第３の実施例における半導体装置の主要部の正
面断面図である。
面断面図である。
【図１０】第３の実施例の半導体装置の製造工程を示す
工程図である。
工程図である。
【図１１】第３の実施例の半導体装置の製造工程を示す
工程図である。
工程図である。
【図１２】第４の実施例における半導体装置の主要部の
正面断面図である。
正面断面図である。
【図１３】第４の実施例の半導体装置の製造工程を示す
工程図である。
工程図である。
【図１４】第４の実施例の半導体装置の製造工程を示す
工程図である。
工程図である。
【図１５】従来の圧接型半導体装置の正面断面図であ
る。
る。
【図１６】従来の圧接型半導体装置の主要部を模式的に
示す正面断面図である。
示す正面断面図である。
２ 半導体基板 ３Ｋ 陰電極層（第１の電極層） ３Ａ 陽電極層（第２の電極層） ６ 熱補償板（第１の熱補償板） ７ ケーシング １０Ｋ 陰極銅ブロック（第１の導電ブロック） １０Ａ 陽極銅ブロック（第２の導電ブロック） １３Ａ、１３Ｋ フランジ ３１ 熱補償板（第２の熱補償板） ３１ａ 段差（段部） ３１ｂ Ｖ字溝（第１の溝） ３１ｃ 貫通孔（孔） ３１ｄ 貫通孔（孔） ３１ｅ Ｖ字溝（第２の溝） ３１ｆ 環状溝（段部） ３１ｇ 薄膜層 ３２、３４、３５、３６ シリコーンゴム（接着用保持
材） ３３ Ｏ−リング（リング） ３２ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａ 第１のシリコーンゴ
ム（接着用保持材） ３２ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂ 第２のシリコーンゴ
ム（接着用保持材） １００ 圧接型半導体装置
材） ３３ Ｏ−リング（リング） ３２ａ、３４ａ、３５ａ、３６ａ 第１のシリコーンゴ
ム（接着用保持材） ３２ｂ、３４ｂ、３５ｂ、３６ｂ 第２のシリコーンゴ
ム（接着用保持材） １００ 圧接型半導体装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−304179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−128537（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−70031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−108976（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−50439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−13576（ＪＰ，Ａ) 実公 昭50−6300（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/52 H01L 29/74
Claims (18)
- 【請求項１】 圧接型半導体装置であって、 （ａ）半導体基板、 を備え、 当該半導体基板が、 （ａ−１）異なる導電形式の間の接合部を少なくとも１
個有し、第１及び第２の主面を有する半導体基板本体
と、 （ａ−２）前記第１及び第２の主面にそれぞれ設けら
れ、導電性を有する平板形状の第１及び第２の電極層
と、 を備え、 （ｂ）第１及び第２の主面を有し、当該第１の主面が前
記第１の電極層の外側主面に接触し、その熱膨張係数の
大きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導電性を有
する第１の熱補償板と、 （ｃ）第１及び第２の主面を有し、当該第１の主面が前
記第２の電極層の外側主面に接触し、その熱膨張係数の
大きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導電性を有
する第２の熱補償板であって、その外周端縁が前記半導
体基板の外周端縁より外方に突出した形状を有するとと
もに、前記第１の主面に、当該主面より後退した面を有
する段部が、前記半導体基板の外周端縁に沿って当該半
導体基板の外周端縁の投影部を含む所定幅で形成された
第２の熱補償板と、 （ｄ）前記段部および前記半導体基板の外周端縁及びそ
の近傍に充填され、前記半導体基板の外周端縁及びその
近傍を前記第２の熱補償板に固定する接着用保持材と、 を更に備え、 当該接着用保持材が、 （ｄ−１）前記段部に充填される第１の部分と、 （ｄ−２）前記第１の部分と接着し、当該第１の部分以
外の部分である、第２の部分と、 を備え、 （ｅ）少なくとも１つの主面を有し、当該主面が前記第
１及び第２の熱補償板の第２の主面にそれぞれ接触し、
実質的に銅材で構成され、導電性を有する第１及び第２
の導電ブロックと、 （ｆ）収納手段であって、互いに対向する２つの開口部
を有して、前記半導体基体、前記第１及び第２の熱補償
板、並びに前記第１及び第２の導電ブロックを、当該第
１及び第２の導電ブロックの一部がそれぞれ前記２つの
開口部において露出するように収納し、実質的に電気絶
縁性を有する収納手段と、 を更に備える圧接型半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、 前記第２の熱補償板において、更に前記段部の内周より
も内側の前記第１の主面に、前記段部に沿って第１の溝
が設けられた、圧接型半導体装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の圧接型半導体装置であ
って、 前記第２の熱補償板において、更に当該第１の溝に前記
第２の主面にまで貫通する孔が複数個設けられた、圧接
型半導体装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の圧接型半導体装置であ
って、 （ｇ）前記第１の溝に配置され、当該第１の溝と前記第
２の電極層の外側主面とに密接する弾性体のリング、 を更に備える圧接型半導体装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、 前記第２の熱補償板において、更に前記段部の底面に前
記投影部に沿って第２の溝が設けられた、圧接型半導体
装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、 前記第２の熱補償板において、更に前記段部の内周より
も内側の前記第１の主面に、前記第２の主面に貫通する
孔が設けられた、圧接型半導体装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、 前記第２の熱補償板が、 （ｃ−５）表面を覆う薄膜層であって、その内部におけ
るよりも軟質で導電性を有する金属から成る薄膜層、 を更に備える圧接型半導体装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載の圧接型半導体装置であ
って、 前記接着用保持材（ｄ）の代わりに、 （ｈ）前記段部、前記半導体基板の外周端縁及びその近
傍、並びに前記第１の熱補償板の外周に充填され、前記
半導体基板の外周端縁及びその近傍と、前記第１の熱補
償板と、前記第２の熱補償板との間を固定する接着用保
持材、 で置き換え、 当該接着用保持材が、 （ｈ−１）前記段部に充填される第１の部分と、 （ｈ−２）前記第１の部分と接着し、当該第１の部分以
外の部分である、第２の部分と、 を備える圧接型半導体装置。 - 【請求項９】 請求項１に記載の圧接型半導体装置に前
記第２の熱補償板として用いられる熱補償板であって、 （ａ）第１及び第２の主面を有し、その熱膨張係数の大
きさが銅材よりも半導体に近く、導電性を有する熱補償
板本体であって、前記第１の主面に、当該主面より後退
した底面を有する段部が、第１の所定の環状に所定幅で
形成され、前記段部の内周よりも内側の前記第１の主面
に、前記段部に沿って第１の溝が設けられ、当該第１の
溝に前記第２の主面にまで貫通する第１の孔が複数個設
けられ、更に前記段部の底面に沿って、かつ前記段部の
外周から所定以上の距離をもって、第２の所定の環状に
第２の溝が設けられ、更に前記段部の内周よりも内側の
前記第１の主面に、前記第２の主面に貫通する第２の孔
が設けられた熱補償板本体と、 （ｂ）前記熱補償板本体の表面を覆い、当該熱補償板本
体におけるよりも軟質の金属から成る薄膜層と、 を備える熱補償板。 - 【請求項１０】 圧接型半導体装置の製造方法であっ
て、 （ａ）下記の要素（ａ−１）及び（ａ−２）、すなわ
ち、 （ａ−１）異なる導電形式の間の接合部を少なくとも１
個有し、第１及び第２の主面を有する半導体基板本体
と、 （ａ−２）前記第１及び第２の主面にそれぞれ設けら
れ、導電性を有する平板形状の第１及び第２の電極層
と、 を備える半導体基板を準備する工程と、 （ｂ）互いに対向する２つの開口部を有し、実質的に電
気絶縁性を有する収納手段を準備する工程と、 （ｃ）少なくとも１つの主面を有し、実質的に銅材で構
成され、導電性を有する第１及び第２の導電ブロックを
準備する工程と、 （ｄ）第１及び第２の主面を有し、その熱膨張係数の大
きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導電性を有す
る第１の熱補償板を準備する工程と、 （ｅ）第１及び第２の主面を有し、その熱膨張係数の大
きさが銅材よりも前記半導体基板に近く、導電性を有す
る第２の熱補償板であって、前記半導体基板が当該第１
の主面上の所定の位置に載置されたときに、当該第２の
熱補償板の外周端縁が前記半導体基板の外周端縁より外
方に突出する形状を有するとともに、前記第１の主面
に、当該主面より後退した面を有する段部が、前記半導
体基板が当該第１の主面上の前記所定の位置に載置され
たときに当該半導体基板の外周端縁の投影部を含む所定
幅をもって、前記半導体基板の外周端縁に沿って形成さ
れた第２の熱補償板を準備する工程と、 （ｆ）前記段部に接着用保持材を塗布し硬化させる工程
と、 （ｇ）前記第２の熱補償板の前記第１の主面が前記第２
の電極層の外側主面に接触するように、前記所定の位置
に前記半導体基板を前記第２の熱補償板の第１の主面の
上に載置する工程と、 （ｈ）前記工程（ｆ）で硬化した前記接着用保持材、並
びに前記半導体基板の外周端縁及びその近傍に接着用保
持材を塗布しかつ減圧下で硬化させることにより、前記
半導体基板の外周端縁及びその近傍を前記第２の熱補償
板に固定する工程と、 （ｉ）前記第１の熱補償板の第１の主面を、前記第１の
電極層の外側主面に接触させ、前記第１及び第２の導電
ブロックの前記主面を、前記第１及び第２の熱補償板の
第２の主面にそれぞれ接触させた状態で、前記第１の熱
補償板、前記半導体基板を固定した前記第２の熱補償
板、並びに前記第１及び第２の導電ブロックを前記収納
手段に、当該第１及び第２の導電ブロックの一部がそれ
ぞれ前記２つの開口部において露出するように収納する
工程と、 を備える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、 前記工程（ｅ）の代わりに、 （ｅ−１）前記前記第２の熱補償板において、更に前記
段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前記段部に
沿って第１の溝が設けられた第２の熱補償板を準備する
工程、 で置き換える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、 前記工程（ｅ）の代わりに、 （ｅ−２）前記第２の熱補償板において、更に当該第１
の溝に前記第２の主面にまで貫通する孔が複数個設けら
れた第２の熱補償板を準備する工程、 で置き換える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、 （ｊ）弾性体のリングであって、前記第１の溝に配設し
得て、配設したとき前記リングがその全周にわたって、
前記第２の熱補償板の第１の主面よりも突出するような
断面形状を有する弾性体のリングを準備する工程と、 （ｋ）前記工程（ｇ）に先だって、前記弾性体のリング
を前記第１の溝に配設する工程と、 を更に備える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 請求項１０に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、 前記工程（ｅ）の代わりに、 （ｅ−３）前記第２の熱補償板の底面に、前記半導体基
板の外周の輪郭に沿う第２の溝が設けられた第２の熱補
償板を準備する工程、 で置き換える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１０に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、 前記工程（ｅ）の代わりに、 （ｅ−４）前記前記第２の熱補償板において、更に前記
段部の内周よりも内側の前記第１の主面に、前記第２の
主面に貫通する孔が設けられた、第２の熱補償板を準備
する工程、 で置き換える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１０に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、 前記工程（ｅ）の代わりに、 （ｅ−５）前記第２の熱補償板において、その表面を覆
う薄膜層であって、当該薄膜層の内部におけるよりも軟
質で導電性を有する金属から成る薄膜層を更に備える第
２の熱補償板を準備する工程、 で置き換える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１０に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、 前記工程（ｈ）及び（ｉ）の代わりに、 （ｊ）前記第１の熱補償板の前記第１の主面が前記第１
の電極層の外側主面に接触するように、前記第１の熱補
償板を前記半導体基板の上に載置する工程と、 （ｋ）前記工程（ｆ）で硬化した前記接着用保持材、前
記半導体基板の外周端縁及びその近傍、並びに前記第１
の熱補償板の外周に接着用保持材を塗布しかつ減圧下で
硬化させることにより、前記半導体基板の外周端縁及び
その近傍と、前記第１の熱補償板と、前記第２の熱補償
板との間を固定する工程と、 （ｌ）前記第１及び第２の導電ブロックの前記主面を、
前記第１及び第２の熱補償板の第２の主面にそれぞれ接
触させた状態で、前記第１の熱補償板と前記半導体基板
を固定した前記第２の熱補償板、並びに前記第１及び第
２の導電ブロックを前記収納手段に、当該第１及び第２
の導電ブロックの一部がそれぞれ前記２つの開口部にお
いて露出するように収納する工程と、 で置き換える圧接型半導体装置の製造方法。 - 【請求項１８】 請求項１０に記載の圧接型半導体装置
の製造方法であって、前記工程（ｆ）を、 （ｆ−１） 所定の形状をもって硬化した接着用保持材で
あって、前記段部に充填し得て、そのとき、前記接着用
保持材の表面と、これに対向する前記段部の表面との間
に略間隙がない環状接着用保持材を、前記段部に充填す
る工程、 で置き換える圧接型半導体装置の製造方法。
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| DE4321053A DE4321053C2 (de) | 1992-06-26 | 1993-06-24 | Druckkontaktierte Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer druckkontaktierten Halbleitervorrichtung |
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