JPH0118583B2 - - Google Patents
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- JPH0118583B2 JPH0118583B2 JP59185486A JP18548684A JPH0118583B2 JP H0118583 B2 JPH0118583 B2 JP H0118583B2 JP 59185486 A JP59185486 A JP 59185486A JP 18548684 A JP18548684 A JP 18548684A JP H0118583 B2 JPH0118583 B2 JP H0118583B2
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- Japan
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- power chip
- package
- dielectric plate
- electrode
- sealed
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- H10W76/60—Seals
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/10—Containers or parts thereof
- H10W76/12—Containers or parts thereof characterised by their shape
- H10W76/13—Containers comprising a conductive base serving as an interconnection
- H10W76/136—Containers comprising a conductive base serving as an interconnection having other interconnections perpendicular to the conductive base
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/073—Connecting or disconnecting of die-attach connectors
- H10W72/07351—Connecting or disconnecting of die-attach connectors characterised by changes in properties of the die-attach connectors during connecting
- H10W72/07354—Connecting or disconnecting of die-attach connectors characterised by changes in properties of the die-attach connectors during connecting changes in dispositions
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
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- H10W72/341—Dispositions of die-attach connectors, e.g. layouts
- H10W72/347—Dispositions of multiple die-attach connectors
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
- H10W90/734—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、電力半導体チツプ用のパツケージ、
詳しくは密封式電力チツプ用パツケージに関す
る。
詳しくは密封式電力チツプ用パツケージに関す
る。
電力半導体チツプ(以下、単に「電力チツプ」
と略称する)は、動作中典型的には1ワツト以上
の無用な熱を発生する。この熱は電力チツプの破
壊を防止するために取り除かれなければならな
い。従つて、電力チツプは熱が電力チツプから取
り除かれ易いように設計されたパツケージまたは
構造内に組み立てられている。密封式すなわち気
密式パツケージは特に電力チツプをパツケージ化
するのに好ましいものである。これは、密封式パ
ツケージが電力チツプの動作性能を低下するもの
として知られている汚染物や水分から電力チツプ
を保護するからである。
と略称する)は、動作中典型的には1ワツト以上
の無用な熱を発生する。この熱は電力チツプの破
壊を防止するために取り除かれなければならな
い。従つて、電力チツプは熱が電力チツプから取
り除かれ易いように設計されたパツケージまたは
構造内に組み立てられている。密封式すなわち気
密式パツケージは特に電力チツプをパツケージ化
するのに好ましいものである。これは、密封式パ
ツケージが電力チツプの動作性能を低下するもの
として知られている汚染物や水分から電力チツプ
を保護するからである。
現在入手可能な典型的な密封式電力チツプ用パ
ツケージは、比較的大きな金属基板を有し、この
金属基板上に電力チツプが熱的に取り付けられ、
またこの基板は金属の放熱部材(ヒートシンク)
上に熱的に取り付けられるようになつている。2
つのガラス−金属密封シールが典型的には電力チ
ツプ用パツケージ内に取り入れられ、これにより
電流リード線を介して電力チツプに電気的接続で
きるようになつている。これらのガラス−金属シ
ールは作るのが高価であり、また金属基板を使用
することも高価である。電力チツプ用パツケージ
は更に電力チツプを密封して取り囲むハウジング
を有しており、上述したガラス−金属シールを更
に一つ以上使用することは更にパツケージを高価
なものにしている。
ツケージは、比較的大きな金属基板を有し、この
金属基板上に電力チツプが熱的に取り付けられ、
またこの基板は金属の放熱部材(ヒートシンク)
上に熱的に取り付けられるようになつている。2
つのガラス−金属密封シールが典型的には電力チ
ツプ用パツケージ内に取り入れられ、これにより
電流リード線を介して電力チツプに電気的接続で
きるようになつている。これらのガラス−金属シ
ールは作るのが高価であり、また金属基板を使用
することも高価である。電力チツプ用パツケージ
は更に電力チツプを密封して取り囲むハウジング
を有しており、上述したガラス−金属シールを更
に一つ以上使用することは更にパツケージを高価
なものにしている。
上述は、本質的に完成した形式、すなわち回路
用に使用するように準備された形式の密封式電力
チツプ用パツケージについて説明した。従来、電
力チツプの最初の電気的試験は、無用な熱の除去
に対処するために、電力チツプを完成された密封
式電力チツプ用パツケージ内に組み立てた後に実
行されていた。このような試験は、電力用ダーリ
ントン・トランジスタにおいて共通エミツタ電流
利得HFEおよび素子飽和状態におけるコレクタ・
エミツタ間電圧VCE(SAT)のような素子の重要な特
性を確めるのに必要なことである。電力チツプ用
パツケージ内の電力チツプが必要な基準に適合し
ていない場合には、電力チツプ用パツケージの全
体が廃棄されることになる。この結果、現在利用
できる密封式パツケージに組み込んだ電力チツプ
の試験は高価なものとなつている。電力チツプの
試験をより経済的なものにするために、密封式電
力チツプ用パツケージを部分的に完成した形態、
すなわちビルデイング・ブロツク形式にして、廃
棄されるパツケージの無駄を低減するのが望まし
い。
用に使用するように準備された形式の密封式電力
チツプ用パツケージについて説明した。従来、電
力チツプの最初の電気的試験は、無用な熱の除去
に対処するために、電力チツプを完成された密封
式電力チツプ用パツケージ内に組み立てた後に実
行されていた。このような試験は、電力用ダーリ
ントン・トランジスタにおいて共通エミツタ電流
利得HFEおよび素子飽和状態におけるコレクタ・
エミツタ間電圧VCE(SAT)のような素子の重要な特
性を確めるのに必要なことである。電力チツプ用
パツケージ内の電力チツプが必要な基準に適合し
ていない場合には、電力チツプ用パツケージの全
体が廃棄されることになる。この結果、現在利用
できる密封式パツケージに組み込んだ電力チツプ
の試験は高価なものとなつている。電力チツプの
試験をより経済的なものにするために、密封式電
力チツプ用パツケージを部分的に完成した形態、
すなわちビルデイング・ブロツク形式にして、廃
棄されるパツケージの無駄を低減するのが望まし
い。
発明の目的
本発明の目的は、電力チツプから熱を取り除く
高能力を有して密封式電力チツプ用パツケージを
提供することにある。
高能力を有して密封式電力チツプ用パツケージを
提供することにある。
本発明の他の目的は、比較的経済的な密封式電
力チツプ用パツケージを提供することである。
力チツプ用パツケージを提供することである。
本発明の別の目的は、密封式電力チツプ用パツ
ケージが取り付けられる放熱部材から電気的に絶
縁分離された密封式電力チツプ用パツケージを提
供することにある。
ケージが取り付けられる放熱部材から電気的に絶
縁分離された密封式電力チツプ用パツケージを提
供することにある。
本発明の更に他の目的は、ビルデイング・ブロ
ツク形式の密封式電力チツプ用パツケージを提供
することにある。
ツク形式の密封式電力チツプ用パツケージを提供
することにある。
本発明の更に別の目的は、電力チツプ試験のた
めに金属基板を必要としない密封式電力チツプ用
パツケージを提供することにある。
めに金属基板を必要としない密封式電力チツプ用
パツケージを提供することにある。
発明の概要
これらの目的およびその他の目的を達成する密
封式電力チツプ用パツケージは、電力用ダーリン
トン・トランジスタに応用した好適形態におい
て、上側パツケージ部と、電力用ダーリントン・
トランジスタと、下側パツケージ部とを有する。
上側パツケージ部は、その下面に第1および第2
のベース電極とエミツタ電極とを有する誘電体プ
レートを含む。これらの電極への電気的接続は対
応する第1および第2のベース・リード導体とエ
ミツタ・リード導体により誘電体プレートの上面
側から行なわれる。これらのリード導体はそれぞ
れ誘電体プレート中の垂直方向の導電性貫通孔に
より誘電体プレートを通つて第1および第2のベ
ース電極およびエミツタ電極に接続されている。
上側パツケージ部は更にその下面に接合され、且
つ第1および第2のベース電極とエミツタ電極を
取り囲む金属密閉リングを含む。
封式電力チツプ用パツケージは、電力用ダーリン
トン・トランジスタに応用した好適形態におい
て、上側パツケージ部と、電力用ダーリントン・
トランジスタと、下側パツケージ部とを有する。
上側パツケージ部は、その下面に第1および第2
のベース電極とエミツタ電極とを有する誘電体プ
レートを含む。これらの電極への電気的接続は対
応する第1および第2のベース・リード導体とエ
ミツタ・リード導体により誘電体プレートの上面
側から行なわれる。これらのリード導体はそれぞ
れ誘電体プレート中の垂直方向の導電性貫通孔に
より誘電体プレートを通つて第1および第2のベ
ース電極およびエミツタ電極に接続されている。
上側パツケージ部は更にその下面に接合され、且
つ第1および第2のベース電極とエミツタ電極を
取り囲む金属密閉リングを含む。
電力用ダーリントン・トランジスタは、その上
面に第1および第2のベース端子とエミツタ端子
を有し、これらの端子は上側パツケージ部の誘電
体プレートの下面に有する対応する電極に電気的
に接続され、また電力用ダーリントン・トランジ
スタはその下面にコレクタ端子を有している。
面に第1および第2のベース端子とエミツタ端子
を有し、これらの端子は上側パツケージ部の誘電
体プレートの下面に有する対応する電極に電気的
に接続され、また電力用ダーリントン・トランジ
スタはその下面にコレクタ端子を有している。
下側パツケージ部は、単一のコレクタ端子に接
合されるコレクタ電極を有し、更に電力用ダーリ
ントン・トランジスタを密封して取り囲むよう
に、上側パツケージ部の金属密閉リングに接合さ
れる。
合されるコレクタ電極を有し、更に電力用ダーリ
ントン・トランジスタを密封して取り囲むよう
に、上側パツケージ部の金属密閉リングに接合さ
れる。
上述した密封式電力チツプ用パツケージは、金
属基板を必要とせず、部分的に完成した形式すな
わちビルデイング・ブロツク形式になつている。
属基板を必要とせず、部分的に完成した形式すな
わちビルデイング・ブロツク形式になつている。
電力用ダーリントン・トランジスタに用いた場
合の本発明による別の密封式電力チツプ用パツケ
ージは、上述した電力用パツケージの対応する部
分に同一である上側パツケージ部および電力用ダ
ーリントン・トランジスタを含む。この別のパツ
ケージは更にプレートの上面に接合されたシート
状のコレクタ電極を有する下側パツケージ部を含
み、またこのコレクタ電極は電力用ダーリント
ン・トランジスタの下部端子すなわちコレクタ端
子に接合されている。ガスケツトが上側パツケー
ジ部と下側パツケージ部との間に配設され、この
ガスケツトの上面は上側パツケージ部の金属密閉
リングに接合され、ガスケツトの下面は下側パツ
ケージ部のコレクタ電極に接合されている。ガス
ケツトの熱膨張係数は、上側パツケージ部の熱膨
張係数の約±50パーセント以内になるように選ぶ
ことが好ましい。この結果、パツケージは、広い
範囲で変化する高温および低温との間の温度サイ
クルを繰返し受けることができ、しかも機械的な
完全性および密封性を維持することができる。
合の本発明による別の密封式電力チツプ用パツケ
ージは、上述した電力用パツケージの対応する部
分に同一である上側パツケージ部および電力用ダ
ーリントン・トランジスタを含む。この別のパツ
ケージは更にプレートの上面に接合されたシート
状のコレクタ電極を有する下側パツケージ部を含
み、またこのコレクタ電極は電力用ダーリント
ン・トランジスタの下部端子すなわちコレクタ端
子に接合されている。ガスケツトが上側パツケー
ジ部と下側パツケージ部との間に配設され、この
ガスケツトの上面は上側パツケージ部の金属密閉
リングに接合され、ガスケツトの下面は下側パツ
ケージ部のコレクタ電極に接合されている。ガス
ケツトの熱膨張係数は、上側パツケージ部の熱膨
張係数の約±50パーセント以内になるように選ぶ
ことが好ましい。この結果、パツケージは、広い
範囲で変化する高温および低温との間の温度サイ
クルを繰返し受けることができ、しかも機械的な
完全性および密封性を維持することができる。
新規であると考えられる発明の特徴は特許請求
の範囲に記載されているが、本発明はその他の目
的とともに図面を参照した次の説明から一層よく
理解されよう。
の範囲に記載されているが、本発明はその他の目
的とともに図面を参照した次の説明から一層よく
理解されよう。
好適実施例の説明
第1図には、本発明による密封式電力チツプ用
パツケージ10を下側から見上げた密封式電力チ
ツプ用パツケージの分解図が示されている。パツ
ケージ10は、上側パツケージ部12および下側
パツケージ14を有し、これらの間に例えば電力
ダーリントン・トランジスタのような電力チツプ
16が配置される。
パツケージ10を下側から見上げた密封式電力チ
ツプ用パツケージの分解図が示されている。パツ
ケージ10は、上側パツケージ部12および下側
パツケージ14を有し、これらの間に例えば電力
ダーリントン・トランジスタのような電力チツプ
16が配置される。
上側パツケージ部12は、熱膨張係数が電力チ
ツプ16の熱膨張係数に近い誘電体プレート1
8、例えば電力チツプ16がシリコンである場合
にはセラミツク・ベリリアまたはアルミナからな
る誘電体プレート18を有する。誘電体プレート
18の下面には、第1のベース電極20、第2の
ベース電極22およびエミツタ電極24が接合さ
れている。これらの電極は、共融接合処理により
誘電体プレート18に接合された銅からなること
が好ましい。すなわち、この接合処理は溶融した
共晶合金を各電極20,22および24および誘
電体プレート18の間に形成するものである。好
ましい共融接合処理の詳細については、米国特許
第3766634号および米国特許第3994430号に開示さ
れている。電極20,22および24として共融
接合された銅を使用する代りに、これらの電極を
銅のような金属シートで構成してもよい。この場
合、金属シートは、プレート18に銅を蒸着する
こと等により誘電体プレート18の下面に被着さ
れた半田付け可能な金属層(図示せず)に半田付
けされる。
ツプ16の熱膨張係数に近い誘電体プレート1
8、例えば電力チツプ16がシリコンである場合
にはセラミツク・ベリリアまたはアルミナからな
る誘電体プレート18を有する。誘電体プレート
18の下面には、第1のベース電極20、第2の
ベース電極22およびエミツタ電極24が接合さ
れている。これらの電極は、共融接合処理により
誘電体プレート18に接合された銅からなること
が好ましい。すなわち、この接合処理は溶融した
共晶合金を各電極20,22および24および誘
電体プレート18の間に形成するものである。好
ましい共融接合処理の詳細については、米国特許
第3766634号および米国特許第3994430号に開示さ
れている。電極20,22および24として共融
接合された銅を使用する代りに、これらの電極を
銅のような金属シートで構成してもよい。この場
合、金属シートは、プレート18に銅を蒸着する
こと等により誘電体プレート18の下面に被着さ
れた半田付け可能な金属層(図示せず)に半田付
けされる。
誘電体プレート18の上面には、第2図の拡大
上面図に示すように、電極20,22および24
に対応する一組のリード導体、すなわち第1のベ
ース・リード導体20′、第2のベース・リード
導体22′およびエミツタ・リード導体24′が設
けられている。これらのリード導体20′,2
2′および24′は、電力チツプ用パツケージ10
の外部から、パツケージ10の内部に設けられた
電極20,22および24に電気的接続を行うこ
とを可能にする。
上面図に示すように、電極20,22および24
に対応する一組のリード導体、すなわち第1のベ
ース・リード導体20′、第2のベース・リード
導体22′およびエミツタ・リード導体24′が設
けられている。これらのリード導体20′,2
2′および24′は、電力チツプ用パツケージ10
の外部から、パツケージ10の内部に設けられた
電極20,22および24に電気的接続を行うこ
とを可能にする。
第2図に示すように、外部電極すなわちリード
導体20′,22′および24′と内部電極20,
22および24(第1図)とは、第1図において
点線で示す導電性貫通孔26によつて電気的に相
互接続されている。導電性貫通孔の適切な構造が
第3図に詳細に示されており、この第3図は第2
図の線3−3に沿つて取られたものであつて、部
分的な断面図である。第3図からわかるように、
孔28が誘電体プレート18を垂直に貫通して設
けられており、この孔28は半田30のような導
電性物質で充填されている。導電性貫通孔26を
形成する好適な処理においては、まず孔28が誘
電体プレート18中に形成され、続いて誘電体プ
レート18の下面にエミツタ電極24を接合す
る。電極24が孔28の底部を覆つて孔28を密
封する。それから、共融接合処理により上部リー
ド導体24′が誘電体プレート18の上面に接合
される。予め形成された孔32が誘電体プレート
18の孔28と一致するように設けられているこ
とが好ましい。それから、半田30が溶解されて
孔28および32内に挿入され、エミツタ電極2
4およびエミツタ・リード導体24′との間に導
電性接続部を形成する。適切な導電性貫通孔の更
に詳細な説明は、例えばJ.F.Burgess、C.A.
Neugebauer、G.FlanaganおよびR.W.Mooreの
論文「Hybrid Packages by the Direct
Bonded Copper Process」、Solid State
Technology、1975年5月、ページ42−44(第5図
およびその説明参照)に記載されている。
導体20′,22′および24′と内部電極20,
22および24(第1図)とは、第1図において
点線で示す導電性貫通孔26によつて電気的に相
互接続されている。導電性貫通孔の適切な構造が
第3図に詳細に示されており、この第3図は第2
図の線3−3に沿つて取られたものであつて、部
分的な断面図である。第3図からわかるように、
孔28が誘電体プレート18を垂直に貫通して設
けられており、この孔28は半田30のような導
電性物質で充填されている。導電性貫通孔26を
形成する好適な処理においては、まず孔28が誘
電体プレート18中に形成され、続いて誘電体プ
レート18の下面にエミツタ電極24を接合す
る。電極24が孔28の底部を覆つて孔28を密
封する。それから、共融接合処理により上部リー
ド導体24′が誘電体プレート18の上面に接合
される。予め形成された孔32が誘電体プレート
18の孔28と一致するように設けられているこ
とが好ましい。それから、半田30が溶解されて
孔28および32内に挿入され、エミツタ電極2
4およびエミツタ・リード導体24′との間に導
電性接続部を形成する。適切な導電性貫通孔の更
に詳細な説明は、例えばJ.F.Burgess、C.A.
Neugebauer、G.FlanaganおよびR.W.Mooreの
論文「Hybrid Packages by the Direct
Bonded Copper Process」、Solid State
Technology、1975年5月、ページ42−44(第5図
およびその説明参照)に記載されている。
再び第1図を参照すると、上側パツケージ部1
2の内部電極20,22および24は、電力チツ
プ16の上部端子に対応してパターン形成されて
おり、これらの端子は電力用ダーリントン・トラ
ンジスタ用として誇張して例示されているよう
に、上側パツケージ部12の内部電極20に対応
する第1のベース端子(図示せず)、エミツタ端
子34および第2のベース端子36を有してい
る。
2の内部電極20,22および24は、電力チツ
プ16の上部端子に対応してパターン形成されて
おり、これらの端子は電力用ダーリントン・トラ
ンジスタ用として誇張して例示されているよう
に、上側パツケージ部12の内部電極20に対応
する第1のベース端子(図示せず)、エミツタ端
子34および第2のベース端子36を有してい
る。
電力チツプ16は、その下面に(少なくともダ
ーリントン・トランジスタの場合)単一のコレク
タ端子38を有し、下側パツケージ部14に電気
的に接触するようになつている。電力チツプ用パ
ツケージ10の図示の実施例においては、下側パ
ツケージ部14はコレクタ電極17を有し、この
コレクタ電極は好ましくは銅のような金属シート
で形成されている。コレクタ電極17と一体的に
上方に突出したコレクタ・リード導体が形成さ
れ、更に上方に面する凹部17bが密封式電力チ
ツプ用パツケージ10を組み立てた時、電力チツ
プ16を収容するようになつている。下側パツケ
ージ部14を上側パツケージ部12に接合するた
めに、上側パツケージ部12にはその下面に接合
され、且つ内部の電極20,22および24を取
り囲む金属密閉リング42が設けられている。金
属密閉リング42は、誘電体プレート18に共融
接合された銅からなることが好ましいが、例えば
誘電体プレート18の下面に銅を蒸着することに
よつて形成される半田付け可能な層であつてもよ
い。
ーリントン・トランジスタの場合)単一のコレク
タ端子38を有し、下側パツケージ部14に電気
的に接触するようになつている。電力チツプ用パ
ツケージ10の図示の実施例においては、下側パ
ツケージ部14はコレクタ電極17を有し、この
コレクタ電極は好ましくは銅のような金属シート
で形成されている。コレクタ電極17と一体的に
上方に突出したコレクタ・リード導体が形成さ
れ、更に上方に面する凹部17bが密封式電力チ
ツプ用パツケージ10を組み立てた時、電力チツ
プ16を収容するようになつている。下側パツケ
ージ部14を上側パツケージ部12に接合するた
めに、上側パツケージ部12にはその下面に接合
され、且つ内部の電極20,22および24を取
り囲む金属密閉リング42が設けられている。金
属密閉リング42は、誘電体プレート18に共融
接合された銅からなることが好ましいが、例えば
誘電体プレート18の下面に銅を蒸着することに
よつて形成される半田付け可能な層であつてもよ
い。
密封式電力チツプ用パツケージ10を組み立て
る好適手順によると、電力チツプ16の上側の端
子(すなわち第1のベース端子(図示せず)およ
び端子34および36)が、予め形成された半田
層により内部の電極20,22および24に半田
付けされる。次いで電力チツプ16の下側の端子
38が予め形成された半田層によりコレクタ電極
17に半田付けされ、同時にコレクタ電極17が
上側パツケージ部12の金属密閉リング42に半
田付けされる。パツケージ10に対する他の組み
立て手順、例えばレーザまたは電子ビーム溶接に
よつてコレクタ電極17を金属密閉リング42に
接合するような手順は本技術分野に専門知識を有
する者にとつて明らかなことであろう。上述した
組み立て手順におけるような一連の半田付け動作
を行う場合に、半田溶接温度を順次減らすこと
は、2段階に限定するのが好ましいが、前の半田
接合部が再び溶解しないことを保証する。
る好適手順によると、電力チツプ16の上側の端
子(すなわち第1のベース端子(図示せず)およ
び端子34および36)が、予め形成された半田
層により内部の電極20,22および24に半田
付けされる。次いで電力チツプ16の下側の端子
38が予め形成された半田層によりコレクタ電極
17に半田付けされ、同時にコレクタ電極17が
上側パツケージ部12の金属密閉リング42に半
田付けされる。パツケージ10に対する他の組み
立て手順、例えばレーザまたは電子ビーム溶接に
よつてコレクタ電極17を金属密閉リング42に
接合するような手順は本技術分野に専門知識を有
する者にとつて明らかなことであろう。上述した
組み立て手順におけるような一連の半田付け動作
を行う場合に、半田溶接温度を順次減らすこと
は、2段階に限定するのが好ましいが、前の半田
接合部が再び溶解しないことを保証する。
電力チツプ10が組み立てられると、第4図の
断面図に示すようになる。この図は第1図の線4
−4に沿つて示したものである。第4図からわか
るように、下側パツケージ部14のコレクタ電極
17は上方を向いた凹部17b内に電力チツプ1
6を取り囲み、電力チツプ16をパツケージ10
内に密封シールするように上側パツケージ部12
の金属密閉リング42に接合される。
断面図に示すようになる。この図は第1図の線4
−4に沿つて示したものである。第4図からわか
るように、下側パツケージ部14のコレクタ電極
17は上方を向いた凹部17b内に電力チツプ1
6を取り囲み、電力チツプ16をパツケージ10
内に密封シールするように上側パツケージ部12
の金属密閉リング42に接合される。
密封式電力チツプ用パツケージ10内に組み立
てられたとき、電力チツプ16は、コレクタ電極
17が電力チツプ16から熱を取り除く放熱部材
(図示せず)に対して機械的に押し付けることが
出来るので、オーバーヒートや破壊の危険を伴う
ことなく電気的試験を行なうことができる。電力
チツプ16の第1のベース端子(図示せず)、第
2のベース端子36およびエミツタ端子34への
電気的接続は、誘電体プレート18(第2図参
照)の表面上の第1のベース・リード導体20′、
第2のベース・リード導体22′およびエミツ
タ・リード導体24′を介してそれぞれ行なわれ
る。密封式電力チツプ用パツケージ10は、完成
された密封式電力チツプ用パツケージ組立体(図
示せず)の一部のみを構成しているので、ビルデ
イング・ブロツク形式として便利である。このた
め、パツケージ10は、このパツケージを完成さ
れた密封式電力チツプ用パツケージ組立体に組み
込む前に電力チツプ16の試験を行える経済的な
手段を提供する。特に特徴とする点は、パツケー
ジ10内に金属基板がないことである。
てられたとき、電力チツプ16は、コレクタ電極
17が電力チツプ16から熱を取り除く放熱部材
(図示せず)に対して機械的に押し付けることが
出来るので、オーバーヒートや破壊の危険を伴う
ことなく電気的試験を行なうことができる。電力
チツプ16の第1のベース端子(図示せず)、第
2のベース端子36およびエミツタ端子34への
電気的接続は、誘電体プレート18(第2図参
照)の表面上の第1のベース・リード導体20′、
第2のベース・リード導体22′およびエミツ
タ・リード導体24′を介してそれぞれ行なわれ
る。密封式電力チツプ用パツケージ10は、完成
された密封式電力チツプ用パツケージ組立体(図
示せず)の一部のみを構成しているので、ビルデ
イング・ブロツク形式として便利である。このた
め、パツケージ10は、このパツケージを完成さ
れた密封式電力チツプ用パツケージ組立体に組み
込む前に電力チツプ16の試験を行える経済的な
手段を提供する。特に特徴とする点は、パツケー
ジ10内に金属基板がないことである。
密封式電力チツプ用パツケージ10を取り付け
る放熱部材(図示せず)とコレクタ電極17との
間に電気的絶縁が必要な場合には、第5図に示す
ように別の誘電体プレート44を電力チツプ用パ
ツケージ10のコレクタ電極17の下面に接合し
て設けることができる。第5図の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいては、誘電体プレート44
の熱膨張係数は電力チツプ16の熱膨張係数は近
いことが好ましく、かつ誘電体プレート44は電
力チツプ16がシリコンである場合セラミツク・
ベリリアまたはアルミナで構成することが適切で
ある。誘電体プレート44は、その下面に設けた
金属層46を介して金属放熱部材(図示せず)に
接合することが便利であり、この金属層46は誘
電体プレート44に共融接合された銅またはその
代りとして蒸着された銅のような半田付け可能な
層であることが好ましい。コレクタ電極17は、
共融接合処理により誘電体プレート44に接合さ
れること好ましいが、コレクタ電極17はその代
りに誘電体プレート44の上面に設けられた蒸着
された銅のような半田付け可能な金属層(図示せ
ず)に半田付けしてもよい。
る放熱部材(図示せず)とコレクタ電極17との
間に電気的絶縁が必要な場合には、第5図に示す
ように別の誘電体プレート44を電力チツプ用パ
ツケージ10のコレクタ電極17の下面に接合し
て設けることができる。第5図の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいては、誘電体プレート44
の熱膨張係数は電力チツプ16の熱膨張係数は近
いことが好ましく、かつ誘電体プレート44は電
力チツプ16がシリコンである場合セラミツク・
ベリリアまたはアルミナで構成することが適切で
ある。誘電体プレート44は、その下面に設けた
金属層46を介して金属放熱部材(図示せず)に
接合することが便利であり、この金属層46は誘
電体プレート44に共融接合された銅またはその
代りとして蒸着された銅のような半田付け可能な
層であることが好ましい。コレクタ電極17は、
共融接合処理により誘電体プレート44に接合さ
れること好ましいが、コレクタ電極17はその代
りに誘電体プレート44の上面に設けられた蒸着
された銅のような半田付け可能な金属層(図示せ
ず)に半田付けしてもよい。
次に、第6図を参照すると、本発明の他の実施
例による密封式電力チツプ用パツケージ60の下
側から見上げた図が示されている。パツケージ6
0は、第1図の電力チツプ用パツケージ10の上
側パツケージ部12および電力チツプ16とそれ
ぞれ同一である上側パツケージ部12′および電
力チツプ16′を有している。第6図および第1
図間において同じ符号は同じ構成部品を示してい
る。
例による密封式電力チツプ用パツケージ60の下
側から見上げた図が示されている。パツケージ6
0は、第1図の電力チツプ用パツケージ10の上
側パツケージ部12および電力チツプ16とそれ
ぞれ同一である上側パツケージ部12′および電
力チツプ16′を有している。第6図および第1
図間において同じ符号は同じ構成部品を示してい
る。
密封式電力チツプ用パツケージ60は更に下側
パツケージ部62と、上側パツケージ部12′お
よび下側パツケージ部62′間に設けられたガス
ケツト64とを有している。下側パツケージ部6
2はコレクタ電極66を有し、このコレクタ電極
には典型的にはコレクタ・リード導体66aが一
体的に形成されている。金属放熱部材(図示せ
ず)に対してコレクタ電極66を電気的に絶縁分
離したい場合には、下側パツケージ部62に更に
セラミツク・ベリリアまたはアルミナのような誘
電体プレート68を設け、この誘電体プレート6
8の上面にコレクタ電極66を上述した共融接合
処理により接合することが好ましい。ガスケツト
64は、上側パツケージ部12′の熱膨張係数の
約±50パーセント以内の熱膨張係数を有する金属
であることが好ましい。例えば、電力チツプ16
がシリコンである場合には、ガスケツト64は一
例としてモリブデンまたはタングステンであるこ
とが適切である。
パツケージ部62と、上側パツケージ部12′お
よび下側パツケージ部62′間に設けられたガス
ケツト64とを有している。下側パツケージ部6
2はコレクタ電極66を有し、このコレクタ電極
には典型的にはコレクタ・リード導体66aが一
体的に形成されている。金属放熱部材(図示せ
ず)に対してコレクタ電極66を電気的に絶縁分
離したい場合には、下側パツケージ部62に更に
セラミツク・ベリリアまたはアルミナのような誘
電体プレート68を設け、この誘電体プレート6
8の上面にコレクタ電極66を上述した共融接合
処理により接合することが好ましい。ガスケツト
64は、上側パツケージ部12′の熱膨張係数の
約±50パーセント以内の熱膨張係数を有する金属
であることが好ましい。例えば、電力チツプ16
がシリコンである場合には、ガスケツト64は一
例としてモリブデンまたはタングステンであるこ
とが適切である。
電力チツプ用パツケージ60の種々の部分の相
互間の組立て状態は、第7図を参照することによ
り良く理解されることであろう。この第7図は、
第6図の線7−7に沿つて取られたパツケージ6
0の断面図である。図示のように、ガスケツト6
4の上面は、上側パツケージ部12′の金属密閉
リング42′に接合され、ガスケツト64の下面
は下側パツケージ部62の金属シート66に接合
されている。ガスケツト64は電力チツプ16′
を取り囲んでいる。下側パツケージ部62の誘電
体プレート68はコレクタ電極66よりも広く大
きいことが第7図から理解されるであろう。これ
は、典型的には誘電体プレート68を取り付ける
金属基板(図示せず)とコレクタ電極66との間
の誘電体プレート68の表面のいわゆる「電気的
沿面」距離を長くするためである。
互間の組立て状態は、第7図を参照することによ
り良く理解されることであろう。この第7図は、
第6図の線7−7に沿つて取られたパツケージ6
0の断面図である。図示のように、ガスケツト6
4の上面は、上側パツケージ部12′の金属密閉
リング42′に接合され、ガスケツト64の下面
は下側パツケージ部62の金属シート66に接合
されている。ガスケツト64は電力チツプ16′
を取り囲んでいる。下側パツケージ部62の誘電
体プレート68はコレクタ電極66よりも広く大
きいことが第7図から理解されるであろう。これ
は、典型的には誘電体プレート68を取り付ける
金属基板(図示せず)とコレクタ電極66との間
の誘電体プレート68の表面のいわゆる「電気的
沿面」距離を長くするためである。
電力チツプ用パツケージ60を組み立てる好適
手順によると、電力チツプ16′は最初上側パツ
ケージ部12′の内部の電極20′,22′および
24′に予め形成された半田層により半田付けさ
れる。それから、ガスケツト64が上側パツケー
ジ部12′の密閉リング42′に予め形成された半
田層により半田付けされ、同時に下側パツケージ
部62が電力チツプ16′の下側の端子38′およ
びガスケツト64の下面にそれぞれ予め形成され
た半田層により半田付けされる。本技術分野に専
門知識を有する者に明らかなように、上述した半
田付け動作の順序は、予め形成された半田層を用
いることにより2つに限定され、一度形成された
半田付け接合部をそこなうことがないように溶融
温度を順次下げる。
手順によると、電力チツプ16′は最初上側パツ
ケージ部12′の内部の電極20′,22′および
24′に予め形成された半田層により半田付けさ
れる。それから、ガスケツト64が上側パツケー
ジ部12′の密閉リング42′に予め形成された半
田層により半田付けされ、同時に下側パツケージ
部62が電力チツプ16′の下側の端子38′およ
びガスケツト64の下面にそれぞれ予め形成され
た半田層により半田付けされる。本技術分野に専
門知識を有する者に明らかなように、上述した半
田付け動作の順序は、予め形成された半田層を用
いることにより2つに限定され、一度形成された
半田付け接合部をそこなうことがないように溶融
温度を順次下げる。
密封式電力チツプ用パツケージ60は機械的一
体性が良く、広い範囲で変化する高温および低温
の間(例えば、−40℃および+150℃の間)の温度
サイクルを繰返し受ける電力チツプ16′に用い
るのに適している。これはガスケツト64が誘電
体プレート12′とともに水平方向に膨張、収縮
するからである。
体性が良く、広い範囲で変化する高温および低温
の間(例えば、−40℃および+150℃の間)の温度
サイクルを繰返し受ける電力チツプ16′に用い
るのに適している。これはガスケツト64が誘電
体プレート12′とともに水平方向に膨張、収縮
するからである。
密封式電力チツプ用パツケージ60の別の実施
例においては、第8図に示すようなガスケツト6
4′が第6図に示すガスケツト64の代りに用い
られる。ガスケツト64′は誘電体プレート1
8′(第7図)の熱膨張係数の約±50パーセント
以内の熱膨張係数を有することが好ましい誘電材
料70を有する。誘電材料70は、電力チツプ1
6′が例えばシリコンである場合にはセラミツ
ク・ベリリアまたはアルミナであることが適切で
ある。半田付け可能な金属層72および74がガ
スケツト64′の上面および下面にそれぞれ接合
され、これらの金属層は共融接合された銅である
ことが好ましい。
例においては、第8図に示すようなガスケツト6
4′が第6図に示すガスケツト64の代りに用い
られる。ガスケツト64′は誘電体プレート1
8′(第7図)の熱膨張係数の約±50パーセント
以内の熱膨張係数を有することが好ましい誘電材
料70を有する。誘電材料70は、電力チツプ1
6′が例えばシリコンである場合にはセラミツ
ク・ベリリアまたはアルミナであることが適切で
ある。半田付け可能な金属層72および74がガ
スケツト64′の上面および下面にそれぞれ接合
され、これらの金属層は共融接合された銅である
ことが好ましい。
密封式電力チツプ用パツケージ組立体(図示せ
ず)を完成するには、上述した密封式電力チツプ
用パツケージを1つ以上半田付けなどにより金属
基板(図示せず)に取り付ける。このような金属
基板は、その上に通常のパツケージすなわち信号
チツプ・キヤリア内の「信号」チツプすなわち電
力用でないチツプを取付けて、ハイブリツド・パ
ツケージを形成することが出来るので便利であ
る。それから、経済的な密封式でないハウジング
を金属基板、密封式電力チツプ用パツケージおよ
び信号チツプ・キヤリヤを覆うように設けること
ができ、かつ外部電気リード線を密封式電力チツ
プ用パツケージまたは信号チツプ・キヤリヤの電
気リード導体に接続するために設けることができ
る。
ず)を完成するには、上述した密封式電力チツプ
用パツケージを1つ以上半田付けなどにより金属
基板(図示せず)に取り付ける。このような金属
基板は、その上に通常のパツケージすなわち信号
チツプ・キヤリア内の「信号」チツプすなわち電
力用でないチツプを取付けて、ハイブリツド・パ
ツケージを形成することが出来るので便利であ
る。それから、経済的な密封式でないハウジング
を金属基板、密封式電力チツプ用パツケージおよ
び信号チツプ・キヤリヤを覆うように設けること
ができ、かつ外部電気リード線を密封式電力チツ
プ用パツケージまたは信号チツプ・キヤリヤの電
気リード導体に接続するために設けることができ
る。
以上、電力チツプを経済的に試験することがで
き、電力チツプから無用な熱を取り除く高能力を
有するビルデイング・ブロツク形式の密封式電力
チツプ用パツケージについて説明した。一つの実
施例においては、密封式電力チツプ用パツケージ
と典型的にはこのパツケージを取り付ける金属放
熱部材との間が誘電体により分離される。
き、電力チツプから無用な熱を取り除く高能力を
有するビルデイング・ブロツク形式の密封式電力
チツプ用パツケージについて説明した。一つの実
施例においては、密封式電力チツプ用パツケージ
と典型的にはこのパツケージを取り付ける金属放
熱部材との間が誘電体により分離される。
本発明は特定の実施例について説明したが、多
くの変更および置換えを行なうことができること
は本技術分野に専門知識を有する者にとつて明ら
かなことであろう。従つて、特許請求の範囲は本
発明の真の精神および範囲内に入るこのようなす
べての変更および置換えを包含することを理解さ
れたい。
くの変更および置換えを行なうことができること
は本技術分野に専門知識を有する者にとつて明ら
かなことであろう。従つて、特許請求の範囲は本
発明の真の精神および範囲内に入るこのようなす
べての変更および置換えを包含することを理解さ
れたい。
第1図は、本発明による電力チツプ用パツケー
ジを下側から見上げた分解図であり、第2図は、
第1図の上側パツケージ部12を拡大して示す上
面図であり、第3図は、第2図の線3−3に沿つ
て取られた第2図の導電性貫通孔26の断面図で
あり、第4図は、第1図の線4−4に沿つて取ら
れた第1図の電力チツプ用パツケージの組立てら
れた状態の断面図であり、第5図は、第1図の電
力チツプ用パツケージの別の実施例を示す第4図
に類似した断面図であり、第6図は、別の実施例
の電力チツプ用パツケージを下から見上げた分解
図であり、第7図は第6図の線7−7に沿つて取
られた第6図の電力チツプ用パツケージの組立て
られた状態の断面図であり、第8図は、第6図の
ガスケツト64の別の実施例を示す斜視図であ
る。 10……密封式電力チツプ用パツケージ、12
……上側パツケージ部、14……下側パツケージ
部、16……電力チツプ、18……誘電体プレー
ト、20……第1のベース電極、22……第2の
ベース電極、24……エミツタ電極、26……導
電性貫通孔、64……ガスケツト。
ジを下側から見上げた分解図であり、第2図は、
第1図の上側パツケージ部12を拡大して示す上
面図であり、第3図は、第2図の線3−3に沿つ
て取られた第2図の導電性貫通孔26の断面図で
あり、第4図は、第1図の線4−4に沿つて取ら
れた第1図の電力チツプ用パツケージの組立てら
れた状態の断面図であり、第5図は、第1図の電
力チツプ用パツケージの別の実施例を示す第4図
に類似した断面図であり、第6図は、別の実施例
の電力チツプ用パツケージを下から見上げた分解
図であり、第7図は第6図の線7−7に沿つて取
られた第6図の電力チツプ用パツケージの組立て
られた状態の断面図であり、第8図は、第6図の
ガスケツト64の別の実施例を示す斜視図であ
る。 10……密封式電力チツプ用パツケージ、12
……上側パツケージ部、14……下側パツケージ
部、16……電力チツプ、18……誘電体プレー
ト、20……第1のベース電極、22……第2の
ベース電極、24……エミツタ電極、26……導
電性貫通孔、64……ガスケツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) 誘電体プレート、該プレートの下面に接
合された少なくとも第1の電極、前記プレート
の上面に接合された第1の金属リード導体、前
記第1の電極および前記第1の金属リード導体
を電気的に相互接続する前記誘電体プレート中
に形成された少なくとも一つの導電性貫通孔、
および前記プレートの下面に接合され、且つ前
記第1の電極を取り囲む金属密閉リングを有す
る上側パツケージ部と、 (b) 上面に配置され、且つ前記上側パツケージ部
の前記第1電極に接合された少なくとも第1の
端子、および下面に単一の端子を有する電力チ
ツプと、 (c) 前記電力チツプの下面の前記単一の端子に接
合され、且つ前記電力チツプを密封して取り囲
むように前記上側パツケージ部の前記金属密閉
リングに接合されたシート状の電力チツプ用下
部電極を有する下側パツケージ部と、を含む密
封式電力チツプ用パツケージ。 2 特許請求の範囲第1項記載の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいて、前記第1の電極および
第1の金属リード導体が各々前記誘電体プレート
に共融接合された銅からなる密封式電力チツプ用
パツケージ。 3 特許請求の範囲第2項記載の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいて、前記上側パツケージ部
の前記金属密閉リングが前記誘電体プレートに共
融接合された銅からなる密封式電力チツプ用パツ
ケージ。 4 特許請求の範囲第1項記載の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいて、前記下側パツケージ部
が、更に前記電力チツプ用下部電極の下面に接合
された誘電体プレートと、該誘電体プレートの下
面に接合された金属シートとを含んでいる密封式
電力チツプ用パツケージ。 5 (a) 誘電体プレート、該プレートの下面に接
合された少なくとも第1の電極、前記プレート
の上面に接合された第1の金属リード導体、前
記第1の電極および前記第1の金属リード導体
を電気的に相互接続する前記誘電体プレート中
に形成された少なくとも一つの導電性貫通孔、
および前記プレートの下面に接合され、且つ前
記第1の電極を取り囲む金属密閉リングを有す
る上側パツケージ部と、 (b) 上面に配置され、且つ前記上側パツケージ部
の第1の電極に接合された少なくとも第1の端
子、および下面に単一の端子を有する電力チツ
プと、 (c) 前記電力チツプの下面の前記単一の端子に接
合されたシート状の電力チツプ用下部電極を有
する下側パツケージ部と、 (d) 前記電力チツプを取り囲むように配置され、
上面が前記上側パツケージ部の前記金属密閉リ
ングに接合され、そして下面が前記下側パツケ
ージ部の前記電力チツプ用下部電極に接合され
て、前記電力チツプを密封するガスケツトと、
を含む密封式電力チツプ用パツケージ。 6 特許請求の範囲第5項記載の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいて、前記ガスケツトの熱膨
張係数が前記上側パツケージ部の前記誘電体プレ
ートの熱膨張係数の約±50パーセント以内である
密封式電力チツプ用パツケージ。 7 特許請求の範囲第5項記載の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいて、前記電力チツプがシリ
コンで形成され、前記ガスケツトがタングステン
およびモリブデンからなるグループの一つで形成
されている密封式電力チツプ用パツケージ。 8 特許請求の範囲第5項記載の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいて、前記ガスケツトが、ガ
スケツトの上面および下面にそれぞれ共融接合さ
れた銅の上側層および下側層を有するセラミツク
で構成されている密封式電力チツプ用パツケー
ジ。 9 特許請求の範囲第5項記載の密封式電力チツ
プ用パツケージにおいて、前記第1の電極および
前記第1の金属リード導体が各々前記上側パツケ
ージ部の前記誘電体プレートに共融接合された銅
からなる密封式電力チツプ用パツケージ。 10 特許請求の範囲第9項記載の密封式電力チ
ツプ用パツケージにおいて、前記上側パツケージ
部の前記金属密閉リングが前記上側パツケージ部
の前記誘電体プレートに共融接合された銅からな
る密封式電力チツプ用パツケージ。 11 特許請求の範囲第5項記載の密封式電力チ
ツプ用パツケージにおいて、前記下側パツケージ
部が更に前記電力チツプ用下部電極の下面に接合
された誘電体プレートと、該誘電体プレートの下
面に接合された金属シートを含んでいる密封式電
力チツプ用パツケージ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US52929583A | 1983-09-06 | 1983-09-06 | |
| US529295 | 1990-05-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6094742A JPS6094742A (ja) | 1985-05-27 |
| JPH0118583B2 true JPH0118583B2 (ja) | 1989-04-06 |
Family
ID=24109306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185486A Granted JPS6094742A (ja) | 1983-09-06 | 1984-09-06 | 密封式電力チツプ用パツケ−ジ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6094742A (ja) |
| CA (1) | CA1216960A (ja) |
| DE (1) | DE3432449A1 (ja) |
| GB (1) | GB2146174B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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