JP3353570B2 - 平型半導体素子 - Google Patents
平型半導体素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、両面冷却型の平型
パッケージに封入されたパワートランジスターやサイリ
スタ等高耐圧、大電流容量の半導体素子に関する。
パッケージに封入されたパワートランジスターやサイリ
スタ等高耐圧、大電流容量の半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両駆動用や産業用インバータ・コンバ
ータなどの電力変換用の高耐圧の大電流容量の半導体素
子（以下電力用半導体素子と称する）として、ゲートタ
ーンオフサイリスタ（ＧＴＯサイリスタ）を始めとする
サイリスタや、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等が使われている。
電力用半導体素子は、高耐圧を保持するため、通常セラ
ミックスを絶縁体とし、上下に銅電極を有する密閉され
た平型パッケージに収容し用いられている。通常、電力
用サイリスタでは、素子エレメントが丸形であるため、
そのエレメントを収容するパッケージの外形形状も丸で
ある。一方、ＩＧＢＴでは、大容量化のために、角型の
チップを複数個同一パッケージに収容した角型のパッケ
ージが採用されている。これらの素子において、半導体
素子の高耐圧化、大容量化と共に、パッケージの外形も
大きくなってきている。
ータなどの電力変換用の高耐圧の大電流容量の半導体素
子（以下電力用半導体素子と称する）として、ゲートタ
ーンオフサイリスタ（ＧＴＯサイリスタ）を始めとする
サイリスタや、バイポーラトランジスタ、絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等が使われている。
電力用半導体素子は、高耐圧を保持するため、通常セラ
ミックスを絶縁体とし、上下に銅電極を有する密閉され
た平型パッケージに収容し用いられている。通常、電力
用サイリスタでは、素子エレメントが丸形であるため、
そのエレメントを収容するパッケージの外形形状も丸で
ある。一方、ＩＧＢＴでは、大容量化のために、角型の
チップを複数個同一パッケージに収容した角型のパッケ
ージが採用されている。これらの素子において、半導体
素子の高耐圧化、大容量化と共に、パッケージの外形も
大きくなってきている。
【０００３】図２に従来の半導体バッケージ１０の断面
図を示す。但し、パッケージの構成をより分かり易くす
るため、最終組立前の様子を示した。電力用半導体素子
のパッケージ１０の下部銅電極８は、セラミックスと熱
膨張係数が近似するコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７
％Ｃｏ）やＦｅ−４２％Ｎｉ合金等の絞り構造を有する
下部絞り板７を介して、セラミックスの絶縁環６の一方
の端面に銀ろう付されている。セラミックスの絶縁環６
の他方の端には、コバール等の溶接板５が銀ろう付され
ている。
図を示す。但し、パッケージの構成をより分かり易くす
るため、最終組立前の様子を示した。電力用半導体素子
のパッケージ１０の下部銅電極８は、セラミックスと熱
膨張係数が近似するコバール（Ｆｅ−２９％Ｎｉ−１７
％Ｃｏ）やＦｅ−４２％Ｎｉ合金等の絞り構造を有する
下部絞り板７を介して、セラミックスの絶縁環６の一方
の端面に銀ろう付されている。セラミックスの絶縁環６
の他方の端には、コバール等の溶接板５が銀ろう付され
ている。
【０００４】もう一方の上部銅電極１は、絞り構造を有
する銅の上部絞り板２を介して銀ろう付けされたコバー
ル等の溶接板３がろう付けされている。パッケージ１０
内に半導体エレメント９を収めた後に、溶接板５と溶接
板３とが溶接により接合され、エレメント９がパッケー
ジ１０内に密封される。上下の銅電極とエレメント９と
の密着性を高めるため、上部絞り板２と下部絞り板７は
可撓性をもたせてある。
する銅の上部絞り板２を介して銀ろう付けされたコバー
ル等の溶接板３がろう付けされている。パッケージ１０
内に半導体エレメント９を収めた後に、溶接板５と溶接
板３とが溶接により接合され、エレメント９がパッケー
ジ１０内に密封される。上下の銅電極とエレメント９と
の密着性を高めるため、上部絞り板２と下部絞り板７は
可撓性をもたせてある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電力用半導
体素子の高耐圧化、大電流容量化のため、半導体エレメ
ントの直径は急速に大口径化してきている。それに伴
い、パッケージの外形が大きくなると、セラミックスの
絶縁環６と下部銅電極８との間に、可撓性を有する下部
絞り板７を挟んでも、セラミックスの絶縁環６と下部銅
電極８との熱膨張係数の差により発生する歪みを吸収し
きれず、下部銅電極８が変形するようになった。例え
ば、直径１３０ｍｍの下部銅電極８では、約１５０μｍ
の反りを生じた。そのため、上下の銅電極１、８と半導
体エレメント９との接触が悪く、冷却が不十分で信頼性
上問題となることがあった。
体素子の高耐圧化、大電流容量化のため、半導体エレメ
ントの直径は急速に大口径化してきている。それに伴
い、パッケージの外形が大きくなると、セラミックスの
絶縁環６と下部銅電極８との間に、可撓性を有する下部
絞り板７を挟んでも、セラミックスの絶縁環６と下部銅
電極８との熱膨張係数の差により発生する歪みを吸収し
きれず、下部銅電極８が変形するようになった。例え
ば、直径１３０ｍｍの下部銅電極８では、約１５０μｍ
の反りを生じた。そのため、上下の銅電極１、８と半導
体エレメント９との接触が悪く、冷却が不十分で信頼性
上問題となることがあった。
【０００６】一方、パッケージの小型化の要求から絶縁
環６の直径は小さくしなければならず、また、半導体素
子からの熱放散性の向上のため、銅電極８は大口径化し
なければならないので、絶縁環６と銅電極８との間の距
離はむしろ狭めたい要求がある。従って、セラミックス
と銅電極との間にろう付される絞り板によって、熱膨張
係数の差により生じる歪みを緩和する方法も充分な効果
を得難くなってきている。
環６の直径は小さくしなければならず、また、半導体素
子からの熱放散性の向上のため、銅電極８は大口径化し
なければならないので、絶縁環６と銅電極８との間の距
離はむしろ狭めたい要求がある。従って、セラミックス
と銅電極との間にろう付される絞り板によって、熱膨張
係数の差により生じる歪みを緩和する方法も充分な効果
を得難くなってきている。
【０００７】そこで、容易に絞り構造を加工出来、且
つ、材料が柔らかいため、熱膨張係数の差による収縮に
順応できる銅の絞り板のろう付けを試みた。ところが熱
膨張係数において、銅板（２２×１０-6℃-1）とセラミ
ックス（アルミナ：７×１０-6℃-1）との間に大きな隔
たりがあることから、銅の絞り板を直接、セラミックス
の絶縁環６にろう付けすると銅の絞り板の表面に割れや
引きつりが生じ、気密不良が発生した。
つ、材料が柔らかいため、熱膨張係数の差による収縮に
順応できる銅の絞り板のろう付けを試みた。ところが熱
膨張係数において、銅板（２２×１０-6℃-1）とセラミ
ックス（アルミナ：７×１０-6℃-1）との間に大きな隔
たりがあることから、銅の絞り板を直接、セラミックス
の絶縁環６にろう付けすると銅の絞り板の表面に割れや
引きつりが生じ、気密不良が発生した。
【０００８】以上の問題に鑑みて、本発明の目的は、大
型化した平型パッケージにおいても、ろう付けされる銅
電極に歪みを与えず、且つ、良好な気密性の高い平型半
導体素子を提供することにある。
型化した平型パッケージにおいても、ろう付けされる銅
電極に歪みを与えず、且つ、良好な気密性の高い平型半
導体素子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、セラミックスの絶縁環に銅電極の周縁部
の絞り板がろう付けされた平型半導体素子において、銅
からなる絞り板が、その熱膨張係数がセラミックスより
大きく、銅より小さい金属板を間に挟んで絶縁環の端面
に一体ろう付けされているものとする。
めに本発明は、セラミックスの絶縁環に銅電極の周縁部
の絞り板がろう付けされた平型半導体素子において、銅
からなる絞り板が、その熱膨張係数がセラミックスより
大きく、銅より小さい金属板を間に挟んで絶縁環の端面
に一体ろう付けされているものとする。
【００１０】前記金属板としては、金属板の熱膨張係数
が８×１０-6〜２０×１０-6℃-1であること、特に、Ｆ
ｅ−４２％Ｎｉ合金、コバール、鉄のいずれかがよい。
特に、絶縁環が角型環であるものがよい。上記の手段を
講じることによって、下記の作用が得られる。
が８×１０-6〜２０×１０-6℃-1であること、特に、Ｆ
ｅ−４２％Ｎｉ合金、コバール、鉄のいずれかがよい。
特に、絶縁環が角型環であるものがよい。上記の手段を
講じることによって、下記の作用が得られる。
【００１１】すなわち、銅からなる絞り板を用いること
によって、銅電極と絞り板の熱膨張係数は同じになる。
また、銅の絞り板が、その熱膨張係数がセラミックスよ
り大きく、銅より小さい金属板を間に挟んで絶縁環の端
面に一体ろう付けされているものとすれば、銅絞り板と
セラミックの絶縁環との熱膨張係数の違いによる歪み
は、銅絞り板の収縮がこの介在する金属板により緩和さ
れる。更に、銅絞り板は柔軟性に富み、歪みを伝え難
い。
によって、銅電極と絞り板の熱膨張係数は同じになる。
また、銅の絞り板が、その熱膨張係数がセラミックスよ
り大きく、銅より小さい金属板を間に挟んで絶縁環の端
面に一体ろう付けされているものとすれば、銅絞り板と
セラミックの絶縁環との熱膨張係数の違いによる歪み
は、銅絞り板の収縮がこの介在する金属板により緩和さ
れる。更に、銅絞り板は柔軟性に富み、歪みを伝え難
い。
【００１２】前記金属板としては、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合
金、コバール、鉄のいずれも、その熱膨張係数は、セラ
ミックのそれより大きく、かつ銅のそれより小さい。特
に、絶縁環が角型環であれば、不均質な歪みが大きい部
分を生じるが、その抑制効果が大きい。
金、コバール、鉄のいずれも、その熱膨張係数は、セラ
ミックのそれより大きく、かつ銅のそれより小さい。特
に、絶縁環が角型環であれば、不均質な歪みが大きい部
分を生じるが、その抑制効果が大きい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、半導体パッケージのセ
ラミックスの絶縁環と絞り板との接合において、銅電極
と同じ材質の銅の絞り板を用い、その銅の絞り板とセラ
ミックスの絶縁環との間に、セラミックスの熱膨張係数
と銅のそれと間の熱膨張係数をもつ、金属板を挟んでろ
う付けするものである。そのような金属板としては、Ｆ
ｅ−４２％Ｎｉ合金、コバール、鉄等を用いることがで
きる。
ラミックスの絶縁環と絞り板との接合において、銅電極
と同じ材質の銅の絞り板を用い、その銅の絞り板とセラ
ミックスの絶縁環との間に、セラミックスの熱膨張係数
と銅のそれと間の熱膨張係数をもつ、金属板を挟んでろ
う付けするものである。そのような金属板としては、Ｆ
ｅ−４２％Ｎｉ合金、コバール、鉄等を用いることがで
きる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。 実施例１ 図１は、本発明の実施例の半導体素子の断面図を示す。
円環状の絶縁環６は純度９０〜９６％アルミナセラミッ
クス製で、その外径は１５０mm、高さ２８mmである。そ
の絶縁環６の一方の端面（図では下側）には、Ｆｅ−４
２％Ｎｉ合金の環状の金属板２０を挟んで、下部銅電極
１８の周縁部の銅の下部絞り板１７がろう付けされ、他
方の端面には、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金の溶接板１５がや
はりろう付けされている。上部銅電極１１の周縁部に
は、銅の上部絞り板１２がろう付けされ、さらにその周
縁部にＦｅ−４２％Ｎｉ合金の溶接板１３がやはりろう
付けされている。下部銅電極１８の上にサイリスタのエ
レメント１９が載せられ、そのエレメントの上部電極に
上部銅電極１１が接触するように位置ぎめして、溶接板
１３と溶接板１５の外周が溶接されている。１４は、エ
レメント１９の位置ぎめのための四フッ化エチレン樹脂
の位置ぎめガイドである。ここで、上部、下部とは区別
のために仮りに付したのであって、組立時或いは使用時
の上下関係を示すものではない。エレメント１９と上部
電極の間にＭｏ等の円板を挟むこともある。また、サイ
リスタのゲート電極とゲート端子は適当な方法で接続さ
れているがその構造は省略した。
説明する。 実施例１ 図１は、本発明の実施例の半導体素子の断面図を示す。
円環状の絶縁環６は純度９０〜９６％アルミナセラミッ
クス製で、その外径は１５０mm、高さ２８mmである。そ
の絶縁環６の一方の端面（図では下側）には、Ｆｅ−４
２％Ｎｉ合金の環状の金属板２０を挟んで、下部銅電極
１８の周縁部の銅の下部絞り板１７がろう付けされ、他
方の端面には、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金の溶接板１５がや
はりろう付けされている。上部銅電極１１の周縁部に
は、銅の上部絞り板１２がろう付けされ、さらにその周
縁部にＦｅ−４２％Ｎｉ合金の溶接板１３がやはりろう
付けされている。下部銅電極１８の上にサイリスタのエ
レメント１９が載せられ、そのエレメントの上部電極に
上部銅電極１１が接触するように位置ぎめして、溶接板
１３と溶接板１５の外周が溶接されている。１４は、エ
レメント１９の位置ぎめのための四フッ化エチレン樹脂
の位置ぎめガイドである。ここで、上部、下部とは区別
のために仮りに付したのであって、組立時或いは使用時
の上下関係を示すものではない。エレメント１９と上部
電極の間にＭｏ等の円板を挟むこともある。また、サイ
リスタのゲート電極とゲート端子は適当な方法で接続さ
れているがその構造は省略した。
【００１５】図１の構造を得る製造方法を以下に説明す
る。まず、純度９０〜９６％アルミナセラミックス製の
円環状の絶縁環６の両方の端面にＭｏ−Ｍｎ粉ペースト
をスクリーン印刷により塗布し、それらを加湿水素中１
４００〜１５５０℃で焼き付け、その後、その面にニッ
ケルメッキを行い、絶縁環６の両端面に強固な金属層を
形成する。
る。まず、純度９０〜９６％アルミナセラミックス製の
円環状の絶縁環６の両方の端面にＭｏ−Ｍｎ粉ペースト
をスクリーン印刷により塗布し、それらを加湿水素中１
４００〜１５５０℃で焼き付け、その後、その面にニッ
ケルメッキを行い、絶縁環６の両端面に強固な金属層を
形成する。
【００１６】グラファイトのろう付け用治具内に、Ｆｅ
−４２％Ｎｉ合金の溶接板１５を置き、銀ろうを挟ん
で、上記導電性処理をした絶縁環６をおく。更にその絶
縁環６の端面上に、銀ろうを挟んで、Ｆｅ−４２％Ｎｉ
合金の環状の金属板２０、再び銀ろうを置いた上に、下
部絞り板１７をおき、更にろう付けする部分に銀ろう片
を挟んで直径１３０mm、高さ１０mmの下部銅電極１８を
置く。（すなわち、図１と逆さまの状態でろう付けする
が、これは絶対に必要な条件ではない。）銀ろうとして
は、例えばＪＩＳのＢＡｇ−８を用いることができる。
そのろう付け用治具を、水素雰囲気中，８００〜８５０
℃で１０分間保持してろう付けを行う。なお、上記銀ろ
うＢＡｇ−８の融点は７８３℃である。ろう付けの雰囲
気は真空でもよい。
−４２％Ｎｉ合金の溶接板１５を置き、銀ろうを挟ん
で、上記導電性処理をした絶縁環６をおく。更にその絶
縁環６の端面上に、銀ろうを挟んで、Ｆｅ−４２％Ｎｉ
合金の環状の金属板２０、再び銀ろうを置いた上に、下
部絞り板１７をおき、更にろう付けする部分に銀ろう片
を挟んで直径１３０mm、高さ１０mmの下部銅電極１８を
置く。（すなわち、図１と逆さまの状態でろう付けする
が、これは絶対に必要な条件ではない。）銀ろうとして
は、例えばＪＩＳのＢＡｇ−８を用いることができる。
そのろう付け用治具を、水素雰囲気中，８００〜８５０
℃で１０分間保持してろう付けを行う。なお、上記銀ろ
うＢＡｇ−８の融点は７８３℃である。ろう付けの雰囲
気は真空でもよい。
【００１７】また、上部銅電極１１と上部絞り板１２お
よびＦｅ−４２％Ｎｉ合金の溶接板１３を銀ろうを用い
てろう付けする。先の絶縁環６をろう付けした下部銅電
極１８上にサイリスタのエレメント１９を置き、溶接板
をろう付けした上部電極を被せて溶接板１３、１５の外
周を溶接した。図示されない置換用パイプからパッケー
ジ内をガス置換し、最後に置換用パイプを閉じて密封す
る。
よびＦｅ−４２％Ｎｉ合金の溶接板１３を銀ろうを用い
てろう付けする。先の絶縁環６をろう付けした下部銅電
極１８上にサイリスタのエレメント１９を置き、溶接板
をろう付けした上部電極を被せて溶接板１３、１５の外
周を溶接した。図示されない置換用パイプからパッケー
ジ内をガス置換し、最後に置換用パイプを閉じて密封す
る。
【００１８】このように銅の下部絞り板１７を用い、絶
縁環６にＦｅ−４２％Ｎｉ合金の金属板２０を介してろ
う付けすることによって、従来、Ｆｅ−Ｎｉ合金の絞り
板で直接ろう付けした時のような大きな反りは生ぜず、
下部銅電極１８の反り量は２０μm 以下となった。そし
て、その結果、ろう付け後、従来行っていた銅電極表面
を平滑にするための加工が必要無くなった。
縁環６にＦｅ−４２％Ｎｉ合金の金属板２０を介してろ
う付けすることによって、従来、Ｆｅ−Ｎｉ合金の絞り
板で直接ろう付けした時のような大きな反りは生ぜず、
下部銅電極１８の反り量は２０μm 以下となった。そし
て、その結果、ろう付け後、従来行っていた銅電極表面
を平滑にするための加工が必要無くなった。
【００１９】これは、下部銅電極１８と下部絞り板１７
との間には、熱膨張係数の差による歪みを生じないこ
と、下部絞り板１７と絶縁環１６との間の熱膨張係数の
差による歪みは、中間のＦｅ−４２％Ｎｉ合金の金属板
２０で緩和されること、また、銅の下部絞り板１７は延
性に富むことから、下部絞り板１７と絶縁環１６との間
の熱膨張係数の差による歪みを下部銅電極１８に伝えな
いことによると考えられる。
との間には、熱膨張係数の差による歪みを生じないこ
と、下部絞り板１７と絶縁環１６との間の熱膨張係数の
差による歪みは、中間のＦｅ−４２％Ｎｉ合金の金属板
２０で緩和されること、また、銅の下部絞り板１７は延
性に富むことから、下部絞り板１７と絶縁環１６との間
の熱膨張係数の差による歪みを下部銅電極１８に伝えな
いことによると考えられる。
【００２０】また、銅の絞り板をセラミックスの絶縁環
に直接ろう付けした場合に生じたような割れや引きつり
は生じず、気密不良の問題も起きなかった。これも、セ
ラミックスの絶縁環１６と銅の下部絞り板１７との間に
セラミックスと銅との中間の熱膨張係数を有する金属板
２０が介在するため、収縮量の差による歪みが緩和さ
れ、割れや引きつりが発生しないものと考えられる。
に直接ろう付けした場合に生じたような割れや引きつり
は生じず、気密不良の問題も起きなかった。これも、セ
ラミックスの絶縁環１６と銅の下部絞り板１７との間に
セラミックスと銅との中間の熱膨張係数を有する金属板
２０が介在するため、収縮量の差による歪みが緩和さ
れ、割れや引きつりが発生しないものと考えられる。
【００２１】従って、上記の方法によれば、絶縁環１６
と下部銅電極１８との間の距離を最小にすることができ
る。表１にＦｅ−４２％Ｎｉ合金、コバール、鉄と比較
のための銅、アルミナセラミックの２０〜８００℃の熱
膨張係数を示す。
と下部銅電極１８との間の距離を最小にすることができ
る。表１にＦｅ−４２％Ｎｉ合金、コバール、鉄と比較
のための銅、アルミナセラミックの２０〜８００℃の熱
膨張係数を示す。
【００２２】
【表１】 実施例２ 実施例１と同様の方法により、強固な金属層を形成した
外形１２０×９０mm、高さ１６mmの角形アルミナセラミ
ックスの角型絶縁環と、コバールの四角環状の金属板３
０、更に、絞り構造を有する銅の下部絞り板とのろう付
け、その下部絞り板と外形１００×７０mm、高さ６mmの
下部銅電極とのろう付け、および角型絶縁環の他方の端
面とコバールの溶接板とのろう付けを同時に行った。
外形１２０×９０mm、高さ１６mmの角形アルミナセラミ
ックスの角型絶縁環と、コバールの四角環状の金属板３
０、更に、絞り構造を有する銅の下部絞り板とのろう付
け、その下部絞り板と外形１００×７０mm、高さ６mmの
下部銅電極とのろう付け、および角型絶縁環の他方の端
面とコバールの溶接板とのろう付けを同時に行った。
【００２３】また、上部銅電極と上部絞り板およびコバ
ールの溶接板を銀ろうを用いてろう付けした。先の絶縁
環をろう付けした下部銅電極１８上にＩＧＢＴのチップ
を置き、溶接板をろう付けした上部電極を被せて溶接板
の外周を溶接する。その後、図示されない置換用パイプ
からパッケージ内をガス置換し、最後に置換用パイプを
閉じて密封した。
ールの溶接板を銀ろうを用いてろう付けした。先の絶縁
環をろう付けした下部銅電極１８上にＩＧＢＴのチップ
を置き、溶接板をろう付けした上部電極を被せて溶接板
の外周を溶接する。その後、図示されない置換用パイプ
からパッケージ内をガス置換し、最後に置換用パイプを
閉じて密封した。
【００２４】このようにしたＩＧＢＴのパッケージにお
いても、下部銅電極の反りは問題にならないほど小さか
った。また、従来、角形のセラミックスパッケージにお
いては、下部絞り板の角部に顕著に割れや引きつりを、
生じたが、本実施例の方法においては、下部絞り板の割
れ、引きつりなどがなく、気密不良も無かった。尚、セ
ラミックスとろう付される金属部材との間に挟持される
金属材料としては、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金、コバールの
他、熱膨張係数が１６×１０-6℃-1の鉄も有効であっ
た。
いても、下部銅電極の反りは問題にならないほど小さか
った。また、従来、角形のセラミックスパッケージにお
いては、下部絞り板の角部に顕著に割れや引きつりを、
生じたが、本実施例の方法においては、下部絞り板の割
れ、引きつりなどがなく、気密不良も無かった。尚、セ
ラミックスとろう付される金属部材との間に挟持される
金属材料としては、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合金、コバールの
他、熱膨張係数が１６×１０-6℃-1の鉄も有効であっ
た。
【００２５】上記の方法により、大型で銅電極に歪みを
与えず、且つ、良好な気密性の良い、信頼性の高い平型
半導体素子ができる。
与えず、且つ、良好な気密性の良い、信頼性の高い平型
半導体素子ができる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、銅
の絞り板を用い、その絞り板とセラミックスの絶縁環と
の間に、熱膨張係数が銅とセラミックとの間にある金属
板を挟んでろう付けした平型パッケージとすることによ
って、銅電極と銅の絞り板間には熱膨張係数の差による
歪みを発生しない。また、銅絞り板と絶縁環の間の熱膨
張係数の差による歪みは、中間の金属板で緩和される。
更に、銅絞り板は延性に富み、銅絞り板と絶縁環の間の
熱膨張係数の差による歪みを吸収し、銅電極には伝えな
い。
の絞り板を用い、その絞り板とセラミックスの絶縁環と
の間に、熱膨張係数が銅とセラミックとの間にある金属
板を挟んでろう付けした平型パッケージとすることによ
って、銅電極と銅の絞り板間には熱膨張係数の差による
歪みを発生しない。また、銅絞り板と絶縁環の間の熱膨
張係数の差による歪みは、中間の金属板で緩和される。
更に、銅絞り板は延性に富み、銅絞り板と絶縁環の間の
熱膨張係数の差による歪みを吸収し、銅電極には伝えな
い。
【００２７】そしてその結果、次の効果が得られる。 銅電極の反りが低減され、銅電極と半導体エレメント
との均一な加圧が可能となるとともに、熱の放熱性が向
上し、信頼性も高められる。 二次的な電極面の加工が不要となる。 絞り板の割れや引きつりがないため、パッケージの気
密性が向上する。 絶縁環の内径に対してより大きな銅電極構造とするこ
とができる。
との均一な加圧が可能となるとともに、熱の放熱性が向
上し、信頼性も高められる。 二次的な電極面の加工が不要となる。 絞り板の割れや引きつりがないため、パッケージの気
密性が向上する。 絶縁環の内径に対してより大きな銅電極構造とするこ
とができる。
【００２８】すなわち、これらの効果を通じて本発明
は、電力用半導体素子の一層の大型化、高信頼化に資す
るものである。
は、電力用半導体素子の一層の大型化、高信頼化に資す
るものである。
【図１】本発明の実施例の平型半導体素子の断面図
【図２】従来の平型半導体パッケージの断面図
１、１１ 上部銅電極 ２、１２ 上部絞り板 ３、１３ 上部溶接板 ４、１４ 位置決めガイド ５、１５ 下部溶接板 ６、１６ 絶縁環 ７、１７ 下部絞り板 ８、１８ 下部銅電極 ９、１９ 半導体エレメント １０ 平型パッケージ ２０ 金属板
Claims (4)
- 【請求項１】セラミックスの絶縁環に銅電極の周縁部の
絞り板がろう付けされた平型パッケージに封入された平
型半導体素子において、銅からなる絞り板が、熱膨張係
数がセラミックスより大きく、ろう付する絞り板より小
さい金属板を間に挟んで絶縁環の端面に一体ろう付けさ
れていることを特徴とする平型半導体素子。 - 【請求項２】金属板の熱膨張係数が８×１０-6〜２０×
１０-6℃-1であることを特徴とする請求項１に記載の平
型半導体素子。 - 【請求項３】金属板が４２％Ｎｉ−Ｆｅ合金、コバー
ル、鉄のいずれかからなることを特徴とする請求項１に
記載の平型半導体素子。 - 【請求項４】絶縁環が角型環であることを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載の平型半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28004695A JP3353570B2 (ja) | 1995-08-21 | 1995-10-27 | 平型半導体素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-211509 | 1995-08-21 | ||
| JP21150995 | 1995-08-21 | ||
| JP28004695A JP3353570B2 (ja) | 1995-08-21 | 1995-10-27 | 平型半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120971A JPH09120971A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3353570B2 true JP3353570B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=26518693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28004695A Expired - Fee Related JP3353570B2 (ja) | 1995-08-21 | 1995-10-27 | 平型半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3353570B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE512366C2 (sv) * | 1998-07-07 | 2000-03-06 | Ericsson Telefon Ab L M | Anordning och metod för montering på mönsterkort för elektronik |
| US20220247101A1 (en) * | 2019-07-25 | 2022-08-04 | Kyocera Corporation | Hermetic terminal |
-
1995
- 1995-10-27 JP JP28004695A patent/JP3353570B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09120971A (ja) | 1997-05-06 |
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