JPH0338832Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自己消弧形の半導体素子、特にその
ゲートリードの引出し構造に関するものである。

ゲート信号によつてオン，オフが可能な、いわ
ゆる自己消弧形の半導体素子、例えばGTO（ゲー
トターンオフサイリスタ）は、ターンオフ時に短
時間（10μS以下）ではあるが数100Aのパルス状
大電流を流す必要があり、ゲート電極構造に強固
さが要求される。

従来は第１図ａ，ｂに示すように外形が円板状
のGTO素子本体１のゲート電極領域に数本のア
ルミニウム（Al）線２を超音波ボンデイングし、
これらを３方向に分けて素子本体１より一回り大
きな真鍮リング３に３個所で圧着して固定した
後、第２図ａ，ｂに示すようにリング状に形成し
てその一端面にリング状の溝４ａ及びAl線引出
し用の切欠き４ｂ、他端面の内側端縁部に素子本
体１を収納するための段部４ｃをそれぞれ形成し
たテフロン製の固定部材４にリング３が溝４ａ
に、また素子本体１が段部４ｃに収納されるよう
に取付け、この状態でケースに収納している。こ
の場合、ケース外に突出するゲートリード端子は
真鍮リング３に半田付によつて接続している。

ところが、このような構造では、Al線２を堅
い真鍮（圧着をするためにはある程度堅い金属が
必要であり、Alのリングは使用できない。）で圧
着して固定するため、圧着部ａのAl線２が弱く
なつたり、断線したりする。また、半田付工程が
あるため、組立てには熟練を要するばかりでな
く、フラツクスの除去が必要であるなど、工程数
が多く、手数がかかる。

本考案は上記のような欠点を除去するためにな
されたもので、素子本体より一回り大きなリング
状の接続部材を素子本体と同心状に配置し、ゲー
ト電極領域と接続部材の間をAl線等で接続する
一方、ケース本体の底部内面にリング状のケース
側接続部を形成し、これに接続部材が電気的に接
続されるように素子本体をケース内に収納するこ
とにより、組立てが簡単で、かつ高強度のゲート
リード構造を有する半導体素子を提供することを
目的とする。

以下、本考案を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。

第３図及び第４図は本考案の一実施例を示すも
ので、１１は外形が円板状をなし、その一面にア
ノード電極領域、他面にカソード及びゲート電極
領域が形成された素子本体、１２はこの素子本体
１１と同径の円板状のアノード電極部材、１３は
前記素子本体１１より小径の円板状のカソード電
極部材、１４はケース本体で、絶縁材、例えばセ
ラミツクにより短い有底円筒状に形成し、底部に
素子本体１１及びアノード電極部材１２を収納、
保持する貫通孔１４ａを設けている。この孔１４
ａには一部が挿入されるように前記アノード電極
部材１２を取付け、気密に固着している。このア
ノード電極部材１２の図示上面が素子本体１１の
載置面となり、その位置は素子本体１１の収納時
に素子本体１１上面がケース本体１４の底部内面
より少々突出するように選定する。また、ケース
本体１４はその開口端にフランジ１４ｂを取付け
てあり、底部内面にはリング状のケース側接続部
１５を配置し、溶着等によつて固定している。こ
のケース側接続部１５は、ケース本体１４がセラ
ミツクの場合にはその割れを防止するため、通常
はコバールで形成するが、後述するゲートリード
端子１６との接続が容易で、電気抵抗の余り高く
ないものであればよい。１６はゲートリード端子
であり、前記ケース本体１４の側壁を貫通し、一
端（内部側）を前記ケース側接続部１５に接続し
ている。この端子１６は一般にコバールで形成す
る。

１７は上蓋で、その中央部に前記カソード電極
部材１３を貫通し、気密に固着している。また、
周縁部に前記ケース本体１４側のフランジ１４ｂ
と接合するフランジ１７ａを取付けている。上蓋
１７はその直径を前記ケース本体１４の内径と略
同一の寸法とする。

一方、１８は前記素子本体１１より一回り大き
なリング状の接続部材で、アルミニウムなど、Si
接合表面の酸洗いの際に酸に侵されにくい材質で
形成し、素子本体１１と同心状に配置して素子本
体１１のゲート領域との間を複数本の線材、例え
ばAl線１９により接続している。この接続は超
音波ボンデイングあるいはスポツト溶接により行
う。この場合、素子本体１１と接続部材１８をそ
の上面が面一となるような位置関係とすれば、ボ
ンデイングの際の加圧を等しくすることができ、
工程の短縮が図れる。

なお、２０は接続部材１８とケース側接続部１
５の電気的接続を圧接により行う場合に用いる絶
縁材からなる加圧部材、例えばＯリングである。

上記構造の半導体素子は、第４図に示すように
各部材を３グループに分けて各グループ毎に一体
化、例えば上蓋１７へのカソード電極部材１３の
固着、素子本体１１と接続部材１８の間のAl線
１９の接続、ケース本体１４へのアノード電極部
材１２、ケース側接続部１５及びゲートリード端
子１６の取付けをそれぞれ行つた後、リング状の
接続部材１８が付設された素子本体１１をケース
本体１４内のアノード電極部材１２上面に載置
し、次いでＯリング２０を装着して上蓋１７を取
付ければセツトが完了する。

なお、接続部材１８とケース側接続部１５の電
気的接続は、圧接の他、スポツト溶接、ねじ止め
により行つてもよい。

以上のように本考案によれば、ゲートリード構
造に圧着工程を含まないため、リードの断線また
損傷を生じるおそれがなくなり、高強度となる。
また、組立て工程を機械化できるので、熟練を必
要とせず、しかも圧着後のリード線の余り部分の
除去及びその除去時に生じる金属粉の取除き、半
田付後のフラツクスの除去といつた作業がなくな
るなど、工程数が減少して組立て作業が簡単にな
る。更に、高価なテフロン製部品の省略、作業時
間の短縮によつてコストの低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の半導体素子の素子本体と
ゲートリード用リングとの接続状態を示す平面図
及び側面図、第２図ａ，ｂは同半導体素子本体と
リングの組立て状態を示す平面図及び断面図、第
３図は本考案に係る半導体素子の一実施例を示す
断面図、第４図は同実施例の素子を各部分に分解
して示す断面図である。 １１……素子本体、１２……アノード電極部
材、１３……カソード電極部材、１４……ケース
本体、１５……ケース側接続部、１６……ゲート
リード端子、１７……上蓋、１８……接続部材、
１９……Al線、２０……Ｏリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一面にアノード電極領域、他面にカソード及び
   ゲート電極領域をそれぞれ形成した自己消弧形半
   導体素子の本体を、絶縁材よりなるケース本体の
   底部にアノード電極部材、上蓋にカソード電極部
   材がそれぞれ固着された気密ケースに前記アノー
   ド、カソード電極部材間に挾持されるように収納
   してケース側面からゲートリード端子を引出すよ
   うにした半導体素子において、素子本体の外径よ
   り大きな内径を有するように形成したリング状の
   接続部材と素子本体を同心状に配置し、接続部材
   と素子本体のゲート電極領域の間を線材で接続す
   る一方、前記ケース本体の底部内面にリング状の
   ケース側接続部を形成するとともに、この接続部
   に接続されたゲートリード端子をケース側壁外に
   突出させ、前記素子本体をリング状の接続部材が
   ケース側接続部と電気的に接続されるように収
   納、保持したことを特徴とする半導体素子。