JPH0328518Y2 - - Google Patents

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JPH0328518Y2
JPH0328518Y2 JP1984114328U JP11432884U JPH0328518Y2 JP H0328518 Y2 JPH0328518 Y2 JP H0328518Y2 JP 1984114328 U JP1984114328 U JP 1984114328U JP 11432884 U JP11432884 U JP 11432884U JP H0328518 Y2 JPH0328518 Y2 JP H0328518Y2
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gate electrode
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electrode
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は圧接形半導体装置に関する。
従来の技術 従来、数100A以上の電流容量を持つサイリス
タやゲートターンオフサイリスタ(以下、GTO
と称す)等では数トン程度の圧接力でアノード、
カソード電極を外部に取出す圧接形の構造がとら
れている。しかし制御極、例えばサイリスタのセ
ンターゲート電極と外部ゲート端子を結ぶリード
線や増幅ゲート構造を持つサイリスタの補助サイ
リスタカソードと主サイリスタを結ぶリード線
は、アルミのボンデイングリード線によつて配線
されていた。ここで第3図に従来の圧接形半導体
装置の一例を示す。第3図において1は
P1N1P2N2層から成る補助GTOとP1N1P2N3層か
ら成る主GTOを同一ウエハ上に設けた増幅ゲー
ト構造のGTOである。2はモリブデンMoやタン
グステンWから成るアノード熱補償板である。こ
の熱補償板2は前記GTO1のP1層と合金されて
いる。3はドーナツ形状を有するカソード熱補償
板である。この熱補償板3は前記GTO1のN3
表面に設けられた主カソード電極4上に配置され
ている。5は前記GTO1のP2層の中央部表面に
設けられた補助ゲート電極であり、6は前記
GTO1のN2層表面に設けられた補助カソード電
極であり、7は前記GTO1のP2層の外周部表面
に設けられた主ゲート電極である。8はアルミ等
から成る内部リード線であり、その一端は補助ゲ
ート電極5上に超音波ボンデイングされている。
内部リード線8の他端は前記熱補償板3上に配設
されたカソード銅ポスト10の破線で示す切欠溝
を通して引き出され、外部ゲート端子11に圧着
接続されている。9はアルミ等から成る内部リー
ド線であり、その一端は補助カソード電極6上に
超音波ボンデイングされている。内部リード線9
の他端は前記カソード銅ポスト10の破線で示す
切欠溝を通して引き出され、主ゲート電極7上に
超音波ボンデイングされている。尚、12はアノ
ード銅ポスト、13はセラミツク容器を示してい
る。
考案が解決しようとする問題点 上記のように構成された装置は、一般に高周波
で使用され且つ温度変化の激しい条件下で使用さ
れることが多い。このように温度変化の激しい条
件下で使用すると電極5,6,7上において内部
リード線8,9のボンデイング部分が発熱によつ
て劣化してしまい、この結果内部リード線8,9
が断線してしまう。
本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、内
部リード線の断線事故を防止して信頼性の向上を
図つた圧接形半導体装置を提供することを目的と
している。
問題点を解決するための手段 本考案は、同一ウエハの中央部表面に設けられ
た補助GTOのゲート電極およびカソード電極、
これら電極から所定距離隔てた前記ウエハの外周
部表面に設けられた主GTOのゲート電極および
カソード電極から成る増幅ゲート形GTOと、導
電性を有し前記増幅ゲート形GTOのアノードに
配設されるアノード圧接板と、導電性を有し前記
主GTOのカソード電極に配設されるカソード圧
接板とを備え、これら圧接板により前記増幅ゲー
ト形GTOを所要の圧力で圧接して成る圧接形半
導体装置において、前記カソード圧接板の前記補
助GTOのゲート電極およびカソード電極に対向
する部位に凹部を設け、前記カソード圧接板の前
記主GTOのゲート電極に対向する部位に鍔部を
設け、前記カソード圧接板に前記凹部と鍔部を連
通する通路を形成し、前記凹部および鍔部に、一
端が前記補助GTOのゲート電極に接触されると
ともに他端が前記通路を介して外部に引き出され
る第1の導体と、一方が前記補助GTOのカソー
ド電極に接触されるとともに他方が前記通路を介
して前記主GTOのゲート電極に接触される第2
の導体とを配設し、前記凹部に、前記第1の導体
の一端を前記補助GTOのゲート電極に圧接せし
める第1の弾性体と、前記第2の導体の一方を前
記補助GTOのカソード電極に圧接せしめる第2
の弾性体とを収納し、前記鍔部に、前記第2の導
体の他方を前記主GTOのゲート電極に圧接せし
める第3の弾性体とを収納し、前記カソード圧接
板の主カソード電極に対向する面Bよりも前記凹
部との境界面Aを突出させて形成し、前記カソー
ド圧接板の凹部の面のうち、前記補助ゲート電極
に対向する面Cを補助ゲート電極に対向しない面
Dよりも突出させて形成したことを特徴としてい
る。
作 用 上記のように構成された装置において、第1の
導体の一端が第1の弾性体によつて補助GTOの
ゲート電極に圧接されるので、補助GTOのゲー
ト電極は第1の導体を介して外部に引き出され
る。また、第2の導体の一方が第2の弾性体によ
つて補助GTOのカソード電極に圧接されるとと
もに、第2の導体の他方が第3の弾性体によつて
主GTOのゲート電極に圧接される。この為補助
GTOのカソード電極と主GTOのゲート電極は第
2の導体によつて接続状態に保持される。このよ
うに電極はすべて圧接接続されるので、装置の内
部にはリード線が不要となる。
実施例 以下、図面を参照しながら本考案の一実施例を
説明する。第1図bは圧接しようとする半導体素
子の構造を示している。この図において101は
P1N1P2N2層から成る補助GTOとP1N1P2N3層か
ら成る主GTOを同一ウエハ上に設けた増幅ゲー
ト形GTOである。このGTO101のP2層の中央
部表面には補助ゲート電極105が設けられてい
る。この電極105から所定距離隔てた外周の
N2層表面には補助カソード電極106が設けら
れている。この電極106から所定距離隔てた外
周のN3層表面には主カソード電極104が設け
られている。この電極104から所定距離隔てた
外周のP2層表面には主ゲート電極107が設け
られている。増幅ゲート形GTO101はP1層側
でモリブデンMoやタングステンWから成るアノ
ード熱補償板102と合金されている。このよう
に構成されたGTO101の表面の各電極の配線
を圧接によつて接続した実施例を第1図aに示
し、その組立図を第2図に示す。これらの図にお
いて、124は前記アノード熱補償板102に配
設された圧接板、例えばアノード銅ポストであ
る。103は前記GTO101の主カソード電極
104に対向して配設されたモリブデンMoやタ
ングステンWから成るカソード熱補償板である。
110はカソード熱補償板103を介して前記
GTO101の主カソード電極104に圧接され
る圧接板、例えばカソード銅ポストである。この
カソード銅ポスト110の前記補助ゲート電極1
05および補助カソード電極106に対向する部
位には凹部130が設けられている。カソード銅
ポスト110の前記主ゲート電極107に対向す
る部位には鍔部131が設けられている。カソー
ド銅ポスト110には面A〜面Gが設けられてい
る。このポスト110の面Aと面Bはカソード熱
補償板103の厚さより小さい段差を有し、面A
の外周部径はカソード熱補償板103の内周径よ
りわずかに小さくして形成されている。この為組
立て時にカソード熱補償板103の位置決めが容
易に行なえる。カソード銅ポスト110の面Cは
面Dより内側に、且つ突出して設けられている。
この面Cは補助ゲート電極105を圧接するとき
の基準面となる。面Bはカソード熱補償板103
を介して主カソード電極104に圧接される主面
であり、なめらかに形成される。面Dは補助カソ
ード電極106および主ゲート電極107を圧接
するときの基準面となる。カソード銅ポスト11
0には、その上部から面Dまでの間、凹部130
から半径方向に同一巾で切欠き溝132が設けら
れている。この切欠き溝132は、補助カソード
電極106と主ゲート電極107を橋絡するため
の橋絡リング118の渡り部118′および一端
が補助ゲート電極105に接触されるゲート圧接
リング119のリード部120を通すための溝で
ある。カソード銅ポスト110の鍔部131の面
D上には外周皿バネ111が設けられ、凹部13
0の面D上には内周皿バネ113が設けられ、面
C上にはコイルバネ114が設けられている。こ
れらバネ111,113および114は前記
GTO101がアノード銅ポスト124、カソー
ド銅ポスト110によつて圧接されたとき所定の
圧力が加わるよう設定しておく。前記コイルバネ
114上にはテフロン等の絶縁物から成り、切欠
部115aを有するゲートポストガイドリング1
15が配設されている。このガイドリング115
はカソード銅ポスト110の面Gによつて位置決
めが容易になされる。前記内周皿バネ113上に
は、テフロン等の絶縁物から成り、切欠部117
aを有する内周絶縁ポストガイドリング117が
配設されている。このガイドリング117はカソ
ード銅ポスト110の面Fによつて位置決めが容
易になされる。前記外周皿バネ111上にはテフ
ロン等の絶縁物から成り、切欠部116aを有す
る外周絶縁ポストガイドリング116が配設され
ている。このガイドリング116はカソード銅ポ
スト110の面Eによつて位置決めが容易になさ
れる。前記ガイドリング116,117上には導
電性の薄板から成る橋絡リング118が配置され
ている。この橋絡リング118は図示の如く内周
部と外周部を渡り部118′によつて橋絡した形
状に形成されており、渡り部118′は前記ガイ
ドリング117の切欠部117a、カソード銅ポ
スト110の切欠き溝132および前記ガイドリ
ング116の切欠部116aを通る。前記橋絡リ
ング118上の前記主ゲート電極107に対向す
る位置には、導電性部材から成り、切欠部121
aを有する外周圧接リング121が配置されてい
る。前記橋絡リング118上の前記補助カソード
電極106に対向する位置には、導電性部材から
成り、切欠部122aを有する内周圧接リング1
22が配置されている。前記補助ゲート電極10
5に対向する位置のゲートポストガイドリング1
15には導電性を有する部材から成るゲート圧接
リング119が嵌入されている。このリング11
9のリード部120は前記ガイドリング115の
切欠部115a、内周圧接リング122の切欠部
122a、前記ガイドリング117の切欠部11
7a、カソード銅ポスト110の切欠き溝13
2、前記ガイドリング116の切欠部116aお
よび外周圧接リング121の切欠部121aを順
次通して引き出され、ケースのセラミツク126
に設けられたゲート引出しパイプ127に嵌入さ
れ圧着される。
上記のように構成された装置を組立てる場合
は、まずカソード熱補償板103をカソード銅ポ
スト110の面B上に載置し、その上にアノード
熱補償板102と一体化されたGTO101をカ
ソード面がケースの内側にくるよう設置する。こ
のときテフロン等の絶縁物から成るアノードガイ
ド123を用いて位置を固定し、外周圧接リング
121とアノードガイド123を嵌合させる。こ
れによつてカソード銅ポスト110に設けられた
各種リングは容易に位置決めされる。次にアノー
ド銅ポスト124およびカソード銅ポスト110
を各々外側から圧接する。これによつてGTO1
01の補助ゲート電極105はコイルバネ114
によつてゲート圧接リング119に圧接され、ゲ
ート引き出しパイプ127と接続状態になる。ま
た内周皿バネ113によつて橋絡リング118が
内周圧接リング122に、該リング122が補助
カソード電極106に各々圧接される。さらに外
周皿バネ111によつて橋絡リング118が外周
圧接リング121に、該リング121が主ゲート
電極107に各々圧接される。この為補助カソー
ド電極106と主ゲート電極107は橋絡リング
118によつて接続状態となる。
以上のように増幅ゲート形GTO101の電極
はすべて圧接によつて接続されるので、内部リー
ド線およびそのボンデイング部を除去することが
でき、これによつて発熱による断線事故を防ぐこ
とができる。また、カソード銅ポスト110の各
部面A〜面Gを設けたので、組立て時の各部材の
位置決めが容易に行なえるとともに組立て精度が
向上する。すなわち、 (1) 面Aは面Bより突出させて設けているので、
カソード熱補償板103の位置決めが精度良
く、容易に行なえる。
(2) 凹部130の面Dと面Cに段差を設けるとと
もに面Gを設けたので、ゲートポストガイドリ
ング115の位置決めが精度良く、容易に行な
える。
(3) 凹部130の面Fを利用して内周絶縁ポスト
ガイドリング117の位置決めを容易に且つ精
度良く行なえる。
(4) 鍔部131の面Eを利用して外周絶縁ポスト
ガイドリング116の位置決めを容易に且つ精
度良く行なえる。
さらに外周絶縁ポストガイドリング116によ
つて外周圧接リング121の位置決めが、内周絶
縁ポストガイドリング117によつて内周圧接リ
ング122の位置決めが各々容易に且つ精度良く
行なえる。
尚、圧接される半導体素子は、増幅ゲート形
GTO101に限らず増幅ゲート形サイリスタで
あつても良い。また、第1〜第3の弾性体はコイ
ルバネや皿バネに限らず他の弾性体を用いても良
い。さらにカソード圧接板の凹部と鍔部を連通す
る通路は、実施例において切欠き溝132を面D
の高さまで形成していたが、橋絡リング118の
渡り部118′およびゲート圧接リング119の
リード部120を通せる範囲であればこれに限定
されない。
考案の効果 以上のように本考案によれば、次のような効果
が得られる。すなわち、 (1) 半導体素子の電極はすべて圧接によつて接続
されるので、強固な構造になるとともに内部リ
ード線およびそのボンデイング部を除去するこ
とができ、これによつて発熱による断線事故を
防ぐことができる。
(2) カソード圧接板に凹部および鍔部を設けると
ともに、これら凹部および鍔部に第1および第
2の導体を配設したので、カソード熱補償板の
位置決めが容易に且つ精度良く行なえる。
(3) カソード圧接板を基準にして各部の位置決め
がなされるので、組立て時の位置決めが容易に
行なわれるとともに位置決め精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bおよび第2図はともに本考案の一
実施例を示し、第1図aは断面図、第1図bは圧
接される半導体素子の断面図、第2図は要部の分
解斜視図、第3図は従来の圧接形半導体装置の一
例を示す断面図である。 101…増幅ゲート形GTO、103…カソー
ド熱補償板、104…主カソード電極、105…
補助ゲート電極、106…補助カソード電極、1
07…主ゲート電極、110…カソード銅ポス
ト、111…外周皿バネ、113…内周皿バネ、
114…コイルバネ、115…ゲートポストガイ
ドリング、116…外周絶縁ポストガイドリン
グ、117…内周絶縁ポストガイドリング、11
8…橋絡リング、119…ゲート圧接リング、1
21…外周圧接リング、122…内周圧接リン
グ、124…アノード銅ポスト、127…ゲート
引き出しパイプ、130…凹部、131…鍔部、
132…切欠き溝。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 同一ウエハの中央部表面に設けられた補助ゲー
    ト電極および補助カソード電極、これら電極から
    所定距離隔てた前記ウエハの外周部表面に設けら
    れた主ゲート電極および主カソード電極とを有し
    て成る半導体素子と、導電性を有し前記半導体素
    子のアノードに配設されるアノード圧接板と、導
    電性を有し前記半導体素子の主カソード電極に配
    設されるカソード圧接板とを備え、これら圧接板
    により前記半導体素子を所要の圧力で圧接して成
    る圧接形半導体装置において、前記カソード圧接
    板の前記補助ゲート電極および補助カソード電極
    に対向する部位に凹部を設け、前記カソード圧接
    板の前記主ゲート電極に対向する部位に鍔部を設
    け、前記カソード圧接板に前記凹部と鍔部を連通
    する通路を形成し、前記凹部および鍔部に、一端
    が前記補助ゲート電極に接触されるとともに他端
    が前記通路を介して外部に引き出される第1の導
    体と、一方が前記補助カソード電極に接触される
    とともに他方が前記通路を介して前記主ゲート電
    極に接触される第2の導体とを配設し、前記凹部
    に、前記第1の導体の一端を前記補助ゲート電極
    に圧接せしめる第1の弾性体と、前記第2の導体
    の一方を前記補助カソード電極に圧接せしめる第
    2の弾性体とを収納し、前記鍔部に、前記第2の
    導体の他方を前記主ゲート電極に圧接せしめる第
    3の弾性体とを収納し、前記カソード圧接板の主
    カソード電極に対向する面Bよりも前記凹部との
    境界面Aを突出させて形成し、前記カソード圧接
    板の凹部の面のうち、前記補助ゲート電極に対向
    する面Cを補助ゲート電極に対向しない面Dより
    も突出させて形成したことを特徴とする圧接形半
    導体装置。
JP11432884U 1984-07-27 1984-07-27 圧接形半導体装置 Granted JPS6130256U (ja)

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JP11432884U JPS6130256U (ja) 1984-07-27 1984-07-27 圧接形半導体装置

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JP11432884U JPS6130256U (ja) 1984-07-27 1984-07-27 圧接形半導体装置

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JPS6130256U JPS6130256U (ja) 1986-02-24
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54175278U (ja) * 1978-05-29 1979-12-11
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JPS5757561U (ja) * 1980-09-22 1982-04-05
JPS57111040A (en) * 1980-12-27 1982-07-10 Mitsubishi Electric Corp Pressure contact type semiconductor device

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JPS6130256U (ja) 1986-02-24

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