JPH0113422Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は半導体素子の圧接構造に係り、とくに
皿ばねを用いての素子圧接力の調整が容易、確実
に行なわれる半導体素子の圧接構造に関する。

従来技術 半導体素子は、素子及びアノード電極、カソー
ド電極等が気密なケース内に収納され、かつこれ
らは上方から皿ばねによつて押圧されていて、相
互間の良好な導通状態が保持されている。そして
ケースは一般にケース底板を兼ねるアノード電極
と、キヤツプと、これら相互間を連結する筒状ケ
ースとによつて構成される。

ところで、上記ケース内において、上記皿ばね
に圧接力を与えるために、該皿ばねの上部をケー
スの内壁に係止する必要がある。その係止手段に
は種々あるが、いずれにしても皿ばね上部に固定
して圧接力を得ることが難しく、或いは異常加圧
により皿ばねの信頼性が低下するなどの問題があ
る。

その一例として、筒状ケースの底板をなすアノ
ード電極から一体に筒状部を起立させ、その上部
を内側にカシメて皿ばねの上端を係止させる（第
１図Ｂ参照）構造がある。しかし、これでは皿ば
ねの圧接力（たわみ量）が固定されてしまうた
め、ケース内部の構成部品の寸法精度を厳しくし
なければ設計値の圧接力（たわみ量）を正確に得
ることが難しくまたばらつきも大きくなる。

さらに、第１図Ａ，Ｂを参照して従来例を説明
すると、図Ａにおいて、１７は取付台を兼ねるア
ノード電極、３はキヤツプ、１８はキヤツプ３を
貫通して外部に導出したカソード電極で、該カソ
ード電極１８にカソード外部端子１が接続してい
る。アノード電極１７とキヤツプ３との間はカバ
ー１９，２０で被覆して、その内側に半導体素
子、熱補償板、カソード電極等の素子構成部品２
２が収納され、その上側から皿ばね８で押圧され
ている。

上記の構造にあつて、皿ばね８はカバー１９の
上端折曲げ部の内側に位置しており、上下のカバ
ー１９と２０の接続部２１をアルゴン溶接法で気
密に封止するが、このとき、上記皿ばね８の圧接
固定，加工部に変形が起りやすく、皿ばねの周縁
部の圧接において、全周を均一に圧接固定するこ
とが難しい。

また、第１図Ｂのようにアノード電極１７から
一体に筒状部２３を立上がらせ、その上端内周縁
にカシメて突条２４を形成し、この突条２４で皿
ばね８の上端縁を係止している。一方、キヤツプ
３に上端縁を固着したカバー２５の下端縁はアノ
ード電極１７にロー付け２６で気密封止してい
る。

しかし、上記のように皿ばね８の突条２４によ
る圧接固定と、カバー２５内の気密封止が別々に
なると、構造的に複雑となり、またコストダウン
効果や信頼性などに問題が多かつた。また、皿ば
ね８の突条２４による圧接固定であると、ケース
内構成部品の寸法精度が要求されることについて
は前に説明した。

考案の目的 本考案は上記従来の問題点を解消し、皿ばねの
圧接固定の容易性及び圧接度調整の向上を図り、
信頼性の高い半導体素子の圧接構造を提供するこ
とを目的とする。

考案の概要 本考案は半導体素子の収納ケースの一部を構成
する筒状ケースの上部内面に係合溝を設け、この
溝に圧接固定座金の耳部を装着し、該圧接固定座
金の板厚Ｈは、これの下側に配設した皿ばねのた
わみ量δとほぼ等しく構成したものである。

以下第２図〜第６図を参照して本考案の実施例
を説明する。

図において、ケースの底板を兼ねるアノード電
極１７の上面には、筒状ケース４の下端が気密に
嵌着してある。筒状ケース４の内側において、ア
ノード電極１７の上面には熱補償板１４が設けら
れ、その上に半導体素子１５が装着されている。
１２は素子固定治具で、熱補償板１４は筒状ケー
ス４内でずれ動かないように設けてある。

１３は第２カソード電極で、段状部２７から下
側が大径に膨出しており、その下端面が第１カソ
ード電極１３を介して半導体素子１５の上面と圧
接している。第２カソード電極１６の下側膨出部
には複数個の空間２８（本実施例では３個）が設
けてある。上記第２カソード電極１６の段状部２
７は、座金１１と、絶縁座１０、座金９を介して
皿ばね８で押されている。皿ばね８の上部は座金
７を介して圧接固定座金５で押圧されている。

圧接固定座金５の構造及びこれと筒状ケース４
の内周部との係合関係は第３図以下に詳しく示さ
れている。すなわち、圧接固定座金５は、所定肉
厚の板体で構成され、上周縁からは等間隔で膨出
した複数個の耳部２９を有している。一方、筒状
ケース４の内周上端部には、上記圧接固定座金５
の耳部２９が係合する溝部３０を設けるとともに
この溝部３０から筒状ケース４の上端縁にかけ
て、耳部２９と同一幅で、かつ同一間隔の凹部３
１を設けている。したがつて、耳部２９を凹部３
１に合せて圧接固定座金５を係合溝部３０まで落
し込み、つづいてこの圧接固定座金５を第４図Ａ
において30゜〜60゜回すことにより、筒状ケース４
の上部内周に係合固定できる。このとき、圧接固
定座金５に設けた三個所の穴３２，３２を通して
上方から皿ばね８を押圧しておくもので、上記の
ようにすると特定の治具やカシメ作業等を必要と
せず、簡単に皿ばね８の圧接固定ができる。

しかして、第４図に示す筒状ケース４の下端か
ら係合溝３０までの寸法ｈは、該筒状ケース４に
収納する圧接構成部品（符号で示すと座金７〜座
金１１の間の部品）と、素子構成部品（符号で示
すと第１カソード電極１３から第２カソード電極
１６の部品）までの全長、つまり、第５図の寸法
Ｌを決めることにより定まる。

次に、設計基準として定められた素子圧接を得
るためには、該設計基準に見合う皿ばね８の厚さ
と径を選択して、該皿ばね８のたわみ量δ（第６
図）を決めることにより得られる。この皿ばね８
のたわみ量δを固定するために上記の圧接固定座
金５が提案されたのである。

つまり、圧接固定座金５のＨ寸法を、皿ばね８
のたわみ量δと同一寸法にしてある。これにより
皿ばね８による設計基準通りの素子圧接力が得ら
れるのである。なお、Ｌ寸法（第５図）が、加工
具合により寸法誤差があつた場合には、設計基準
で決めた素子圧接力が変つてくる。これの対策と
しては、予め圧接固定座金５のＨ寸法を数種類揃
えておくことにより、Ｌ寸法の圧接固定金具５を
選択することで設計基準通りの素子圧接力が得ら
れ、上記の問題を解決できる。もちろん、Ｌ寸法
に関係なく圧接固定座金５のＨ寸法を変えること
により圧接力が自由に調整できる。

考案の効果 本考案は上記の構成としたので、Ｈ寸法とＬ寸
法を予め決めておくことにより、皿ばねのたわみ
量を正確に決めることができるとともに、数種類
のＨ寸法の圧接固定座金を揃えておき、適宜選択
すればたわみ量が容易に調整できるので、素子圧
接力の調整（設計）範囲が広がるとともに、異常
圧接力が加わるようなことが解消でき皿ばね自体
の信頼性が向上する。さらに、圧接固定座金は板
状で皿ばねの上面全体を圧接するので、圧接力の
面内分布の均一化を図ることができる。また、圧
接固定座金の筒状ケースへの係合が容易であり、
ひいては皿ばねの筒状ケース内での圧接固定が容
易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは従来の半導体素子の２つの異な
る圧接構造を示す断面図、第２図は本考案に係る
半導体素子の断面図、第３図Ａ，Ｂは圧接固定座
金の平面図と断面図、第４図Ａは筒状ケースの平
面図、同図Ｂは図Ａのイ−イ線断面図、第５図は
筒状ケース内に収納される構成部品の説明図、第
６図は皿ばねのたわみ量を示す図である。 ３……キヤツプ、４……筒状ケース、５……圧
接固定座金、８……皿ばね、２９……耳部、３０
……溝部、３１……凹部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. キヤツプと、筒状ケースと、ケース底板を兼ね
   るアノード電極とで気密のケースを構成し、該ケ
   ース内に素子構成部品と、これを押圧する圧接構
   成部品を収納し、該圧接構成部品の一つとして皿
   ばねを用いてなる半導体素子において、上記皿ば
   ねを上方から押圧する圧接固定座金を設け、該圧
   接固定座金は周縁から膨出した耳部を有し、一方
   筒状ケースの上部内周面には、上記耳部の係合す
   る溝を形成し、かつ該溝から筒状ケース上端縁に
   かけて前記耳部を落し込める凹部を形成し、該凹
   部を介して、圧接固定座金を上記溝に係合固定
   し、圧接固定座金の厚さＨと皿ばねのたわみ量δ
   をほぼ等しく構成したことを特徴とする半導体素
   子の圧接構造。