JPH0215320Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0215320Y2 JPH0215320Y2 JP1981004443U JP444381U JPH0215320Y2 JP H0215320 Y2 JPH0215320 Y2 JP H0215320Y2 JP 1981004443 U JP1981004443 U JP 1981004443U JP 444381 U JP444381 U JP 444381U JP H0215320 Y2 JPH0215320 Y2 JP H0215320Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature compensating
- thickness
- compensating plate
- semiconductor substrate
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
本考案は、加圧接触型半導体装置に係り、特に
半導体基板の両主面に温度補償板を固定した半導
体ペレツトを有し、両主面への加圧力を増大し得
る構造の加圧接触型半導体装置に関するものであ
る。 一般に、上記半導体装置における加圧力はその
装置の性能を十分発揮させるために各種の因子を
加味して実験し、その実験結果あるいは現実の使
用実績から最適の値を決定している。 上記の加圧力は、その値を大きくすることによ
り、半導体ペレツトと、このペレツトの両主面に
それぞれ接触するアノード及びカソード等の電極
ポストとがなじみ、両者の接触がより良好になる
ため、電気的特性及び熱的特性等が加圧力に比例
して良くなる。 反面、半導体基板の機械的強度内部歪みによる
影響等を考慮しなければならず、無制限に加圧力
を増加することはできず一定の限界がある。 また、加圧力の値を小さくした場合には、機械
的損傷、内部歪みによる影響はさけることができ
るが、上記の諸特性を十分発揮させることができ
ない。 これらの関係をダイオードの機能を備えた加圧
接触型半導体装置の実験例に基づき説明する。 第１図は、縦軸に熱抵抗（Rth）及び順方向電
圧降下（VF）を採り、横軸に加圧力を採つた場
合の両者の関係を相対値で示す図である。 同図において、加圧力P1の位置では、P1の許
容範囲を狭く設定しないとRth及びVFの変動が大
きくなるので、上記半導体装置の運転上好ましく
ない。そこで、一般に加圧力の許容範囲を標準加
圧力に対してほぼ±10％の値としている。また、
加圧力をP2点以上にすると、Rth及びVFともほぼ
一定値を示し、電気的特性、熱的熱性等の諸特性
が安定化してくる。 上記の理由から、加圧接触型半導体装置におい
ては、諸特性が安定化する少くともP2点以上の
加圧力を付与することができる構造が装置の性能
向上化のために要求される。 従来のこの種の半導体装置の半導体ペレツトの
構造の一例を示せば第２図の通りである。 すなわち、あらかじめダイオード・サイリスタ
等の所定の機能を有するように内部にＰ−Ｎ接合
を形成したシリコン半導体基板１の両主面にそれ
ぞれアルミニユーム等のろう材２，３を介して温
度補償板４，５が取り付けられている。 この温度補償板４，５はシリコン半導体基板１
と熱膨脹係数が近似した金属、例えばモリブデン
（Mo）タングステン（Ｗ）等から成り、その板
厚は、前記半導体基板１の一方の主面側に接続さ
れる温度補償板４がほぼ１〜３mm、他方の主面側
に接続される温度補償板５がほぼ0.5〜1.0mm程度
のものを一般に使用している。 なお、この場合のシリコン半導体基板１の直径
はφ15mm以上の大電力用のものが使用される。 上記半導体基板１への温度補償板４，５の溶着
工程において、ろう材２，３によつて両側に配置
された温度補償板４，５を同時に溶着させると、
板厚の厚い温度補償板４は図示の鎖線のように、
その周辺部が下方へわん曲し、また板厚の薄い温
度補償板５は図示の鎖線のように上方へわん曲
し、シリコン半導体基板１の内部に機械的歪が残
る。これは、ろう材２，３に接触する温度補償板
４，５の一方の面と、ろう材２，３と接触しない
面との熱膨脹率の差異に基づく。 上記のごとく、温度補償板４，５が互いに外方
へわん曲し、シリコン基板１に機械的歪が残つて
いる状態の半導体ペレツトへ、その両面から電極
ポストで加圧力を付与するとすれば、シリコン基
板１自体の機械的損傷を免れるために第１図に示
すP1以下の加圧力にせざるを得ない。 Rth及びVF特性の安定するP2点まで加圧力を加
えると、数回の繰り返し加圧試験によりシリコン
半導体基板１が完全に割れたリクラツクが発生す
ることが、実験上明らかになつた。 本考案は上記の事情に基づきなされたもので、
シリコン半導体基板に接続される温度補償板の板
厚を前記基板の一方に接続される温度補償板の板
厚に比し、前記基板の他方に接続される温度補償
板の板厚を極めて薄くすなわち、一定の割り合い
以下とし、溶着工程において温度補償板が同一方
向に反り返るようにし、前記半導体基板内の機械
的歪を減少させ、その結果、加圧力を増大し得る
ようにした加圧接触型半導体装置を提供すること
を目的とする。 以下に、本考案の一実施例を図面を参照して説
明する。 第３図において、従来と同様なφ15mm以上の直
径を有する大電力用のシリコン半導体基板１１の
両主面にアルミニユーム等のろう材１２，１３を
介してそれぞれ前記同様の金属から成る温度補償
板１４及び１５を溶着する。 上記温度補償板１５の板厚は温度補償板１４の
板厚に比し、1/10以下とし、本考案の実施例では
温度補償板１４の板厚を約1.0mm、温度補償板１
５の板厚を約0.1mmとし、その他の各部の寸法は
従来品と同一とし、半導体ペレツトの機械的損傷
加圧力を測定したところ、下記の表のような結果
を得た。
半導体基板の両主面に温度補償板を固定した半導
体ペレツトを有し、両主面への加圧力を増大し得
る構造の加圧接触型半導体装置に関するものであ
る。 一般に、上記半導体装置における加圧力はその
装置の性能を十分発揮させるために各種の因子を
加味して実験し、その実験結果あるいは現実の使
用実績から最適の値を決定している。 上記の加圧力は、その値を大きくすることによ
り、半導体ペレツトと、このペレツトの両主面に
それぞれ接触するアノード及びカソード等の電極
ポストとがなじみ、両者の接触がより良好になる
ため、電気的特性及び熱的特性等が加圧力に比例
して良くなる。 反面、半導体基板の機械的強度内部歪みによる
影響等を考慮しなければならず、無制限に加圧力
を増加することはできず一定の限界がある。 また、加圧力の値を小さくした場合には、機械
的損傷、内部歪みによる影響はさけることができ
るが、上記の諸特性を十分発揮させることができ
ない。 これらの関係をダイオードの機能を備えた加圧
接触型半導体装置の実験例に基づき説明する。 第１図は、縦軸に熱抵抗（Rth）及び順方向電
圧降下（VF）を採り、横軸に加圧力を採つた場
合の両者の関係を相対値で示す図である。 同図において、加圧力P1の位置では、P1の許
容範囲を狭く設定しないとRth及びVFの変動が大
きくなるので、上記半導体装置の運転上好ましく
ない。そこで、一般に加圧力の許容範囲を標準加
圧力に対してほぼ±10％の値としている。また、
加圧力をP2点以上にすると、Rth及びVFともほぼ
一定値を示し、電気的特性、熱的熱性等の諸特性
が安定化してくる。 上記の理由から、加圧接触型半導体装置におい
ては、諸特性が安定化する少くともP2点以上の
加圧力を付与することができる構造が装置の性能
向上化のために要求される。 従来のこの種の半導体装置の半導体ペレツトの
構造の一例を示せば第２図の通りである。 すなわち、あらかじめダイオード・サイリスタ
等の所定の機能を有するように内部にＰ−Ｎ接合
を形成したシリコン半導体基板１の両主面にそれ
ぞれアルミニユーム等のろう材２，３を介して温
度補償板４，５が取り付けられている。 この温度補償板４，５はシリコン半導体基板１
と熱膨脹係数が近似した金属、例えばモリブデン
（Mo）タングステン（Ｗ）等から成り、その板
厚は、前記半導体基板１の一方の主面側に接続さ
れる温度補償板４がほぼ１〜３mm、他方の主面側
に接続される温度補償板５がほぼ0.5〜1.0mm程度
のものを一般に使用している。 なお、この場合のシリコン半導体基板１の直径
はφ15mm以上の大電力用のものが使用される。 上記半導体基板１への温度補償板４，５の溶着
工程において、ろう材２，３によつて両側に配置
された温度補償板４，５を同時に溶着させると、
板厚の厚い温度補償板４は図示の鎖線のように、
その周辺部が下方へわん曲し、また板厚の薄い温
度補償板５は図示の鎖線のように上方へわん曲
し、シリコン半導体基板１の内部に機械的歪が残
る。これは、ろう材２，３に接触する温度補償板
４，５の一方の面と、ろう材２，３と接触しない
面との熱膨脹率の差異に基づく。 上記のごとく、温度補償板４，５が互いに外方
へわん曲し、シリコン基板１に機械的歪が残つて
いる状態の半導体ペレツトへ、その両面から電極
ポストで加圧力を付与するとすれば、シリコン基
板１自体の機械的損傷を免れるために第１図に示
すP1以下の加圧力にせざるを得ない。 Rth及びVF特性の安定するP2点まで加圧力を加
えると、数回の繰り返し加圧試験によりシリコン
半導体基板１が完全に割れたリクラツクが発生す
ることが、実験上明らかになつた。 本考案は上記の事情に基づきなされたもので、
シリコン半導体基板に接続される温度補償板の板
厚を前記基板の一方に接続される温度補償板の板
厚に比し、前記基板の他方に接続される温度補償
板の板厚を極めて薄くすなわち、一定の割り合い
以下とし、溶着工程において温度補償板が同一方
向に反り返るようにし、前記半導体基板内の機械
的歪を減少させ、その結果、加圧力を増大し得る
ようにした加圧接触型半導体装置を提供すること
を目的とする。 以下に、本考案の一実施例を図面を参照して説
明する。 第３図において、従来と同様なφ15mm以上の直
径を有する大電力用のシリコン半導体基板１１の
両主面にアルミニユーム等のろう材１２，１３を
介してそれぞれ前記同様の金属から成る温度補償
板１４及び１５を溶着する。 上記温度補償板１５の板厚は温度補償板１４の
板厚に比し、1/10以下とし、本考案の実施例では
温度補償板１４の板厚を約1.0mm、温度補償板１
５の板厚を約0.1mmとし、その他の各部の寸法は
従来品と同一とし、半導体ペレツトの機械的損傷
加圧力を測定したところ、下記の表のような結果
を得た。
【表】
すなわち、本考案に係る半導体ペレツトでは従
来の半導体ペレツトに比較し、２倍以上の加圧力
を付与することが可能となる。これは、シリコン
半導体基板１１の一方に接続される温度補償板１
５の板厚を、他方に接続される温度補償板１４の
板厚に比し、1/10にすることにより、ろう材１
２，１３によるそれらの溶着工程において、薄い
方の温度補償板１５は厚い方の温度補償板１４の
熱膨脹の影響を受け、第３図の鎖線で示すように
同一方向に、すなわち、下向きに反り返り、従来
のごとく、シリコン半導体基板を中心にして互い
に相反する方向に反り返ることに伴う、シリコン
半導体基板内への残存歪が減少するためであると
考えられる。 温度補償板１４および１５の直径の関係は、厚
い方の温度補償板１４の直径を、薄い方の温度補
償板１５の直径よりも大きくすると本考案の効果
が一層顕著に得られる。 上記本考案に係る半導体ペレツトを使用し、両
側から電極ポストで加圧力を付与すると、前記ペ
レツトは平坦となるが、シリコン半導体基板に割
れ等の機械的損傷が発生せず、前記のように２倍
以上の加圧力に耐え得る結果を得た。 上記のように加圧力を増大させ得る構造とする
ことによつて、第１図におけるRth特性、VF特性
等の諸特性が安定化するP2点以上の加圧力を付
与することができ、この種、半導体装置の性能を
十分発揮させることが可能となる。 なお、本考案の実施例ではシリコン半導体基板
に接続される温度補償板の一方の板厚を約1.0mm、
他の板厚を約0.1mmとし、その板厚比を約1/10と
したが、他方の板厚をさらに薄くし、例えば0.03
mm程度にすれば、溶着工程での反り返りに対する
追従性が良くなり、加圧力を増大させることがで
きる。 また、相対的に薄い方の温度補償板は別個の部
材として設けることなく、シリコン半導体基板の
電極金属上に蒸着等によつて1/10以下の層厚とな
るMo又はｗ等の金属層を設けても同様の効果が
得られる。
来の半導体ペレツトに比較し、２倍以上の加圧力
を付与することが可能となる。これは、シリコン
半導体基板１１の一方に接続される温度補償板１
５の板厚を、他方に接続される温度補償板１４の
板厚に比し、1/10にすることにより、ろう材１
２，１３によるそれらの溶着工程において、薄い
方の温度補償板１５は厚い方の温度補償板１４の
熱膨脹の影響を受け、第３図の鎖線で示すように
同一方向に、すなわち、下向きに反り返り、従来
のごとく、シリコン半導体基板を中心にして互い
に相反する方向に反り返ることに伴う、シリコン
半導体基板内への残存歪が減少するためであると
考えられる。 温度補償板１４および１５の直径の関係は、厚
い方の温度補償板１４の直径を、薄い方の温度補
償板１５の直径よりも大きくすると本考案の効果
が一層顕著に得られる。 上記本考案に係る半導体ペレツトを使用し、両
側から電極ポストで加圧力を付与すると、前記ペ
レツトは平坦となるが、シリコン半導体基板に割
れ等の機械的損傷が発生せず、前記のように２倍
以上の加圧力に耐え得る結果を得た。 上記のように加圧力を増大させ得る構造とする
ことによつて、第１図におけるRth特性、VF特性
等の諸特性が安定化するP2点以上の加圧力を付
与することができ、この種、半導体装置の性能を
十分発揮させることが可能となる。 なお、本考案の実施例ではシリコン半導体基板
に接続される温度補償板の一方の板厚を約1.0mm、
他の板厚を約0.1mmとし、その板厚比を約1/10と
したが、他方の板厚をさらに薄くし、例えば0.03
mm程度にすれば、溶着工程での反り返りに対する
追従性が良くなり、加圧力を増大させることがで
きる。 また、相対的に薄い方の温度補償板は別個の部
材として設けることなく、シリコン半導体基板の
電極金属上に蒸着等によつて1/10以下の層厚とな
るMo又はｗ等の金属層を設けても同様の効果が
得られる。
第１図は加圧接触型半導体装置における加圧力
と熱抵抗及び順方向電圧降下との関係を示す図、
第２図は従来の加圧接触型半導体装置に使用され
る半導体ペレツトの断面図、第３図は本考案の加
圧接触型半導体装置に使用される半導体ペレツト
の断面図である。 １，１１……シリコン半導体基板、２，３，１
２，１３……ろう材、４，５，１４，１５……温
度補償板。
と熱抵抗及び順方向電圧降下との関係を示す図、
第２図は従来の加圧接触型半導体装置に使用され
る半導体ペレツトの断面図、第３図は本考案の加
圧接触型半導体装置に使用される半導体ペレツト
の断面図である。 １，１１……シリコン半導体基板、２，３，１
２，１３……ろう材、４，５，１４，１５……温
度補償板。
Claims (1)
- 半導体基板の両主面にろう材を介して温度補償
板を固定した加圧接触型半導体装置において、一
方の温度補償板の厚さを他方の温度補償板の厚さ
に対し、1/10以下にするとともに、一方の温度補
償板の直径は他方の温度補償板の直径よりも小さ
くしたことを特徴とする加圧接触型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981004443U JPH0215320Y2 (ja) | 1981-01-19 | 1981-01-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1981004443U JPH0215320Y2 (ja) | 1981-01-19 | 1981-01-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57119533U JPS57119533U (ja) | 1982-07-24 |
| JPH0215320Y2 true JPH0215320Y2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=29802870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1981004443U Expired JPH0215320Y2 (ja) | 1981-01-19 | 1981-01-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0215320Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51139260A (en) * | 1975-05-27 | 1976-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | Method of manufacturing semi_conductor device |
| JPS5395575A (en) * | 1977-02-01 | 1978-08-21 | Hitachi Ltd | Pressing contact type semiconductor device and its manufacture |
-
1981
- 1981-01-19 JP JP1981004443U patent/JPH0215320Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57119533U (ja) | 1982-07-24 |
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