JPH0476943A - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子Info
- Publication number
- JPH0476943A JPH0476943A JP2190234A JP19023490A JPH0476943A JP H0476943 A JPH0476943 A JP H0476943A JP 2190234 A JP2190234 A JP 2190234A JP 19023490 A JP19023490 A JP 19023490A JP H0476943 A JPH0476943 A JP H0476943A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- temperature
- pellet
- junction
- temperature sensor
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
-
- 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
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子に関し、特にＰＮ接合を有し自分自
身の温度検出を行う半導体素子に関する。
身の温度検出を行う半導体素子に関する。
従来、この種のＰＮ接合を有する半導体素子としては、
例えばトランジスタにおいては、大電力用の場合、第２
図（ａ）に示す形状をしており、内部構造は第２図（ｂ
）のようなものがあった。
例えばトランジスタにおいては、大電力用の場合、第２
図（ａ）に示す形状をしており、内部構造は第２図（ｂ
）のようなものがあった。
この種のトランジスタ１０を、同一のプリント配線基板
２０上に複数個実装して使用する場合、第３図に示すよ
うに、一つのヒートシンク２２に複数個のトランジスタ
１０を絶縁シート２１を介して固定する。
２０上に複数個実装して使用する場合、第３図に示すよ
うに、一つのヒートシンク２２に複数個のトランジスタ
１０を絶縁シート２１を介して固定する。
ここで、トランジスタ１０の動作中に発生する熱はトラ
ンジスタのケースから絶縁シート２１へ、さらにヒート
シンク２２へと伝達され、雰囲気中へ放熱される。一般
にＰＮ接合部を有する半導体素子の熱的破壊の保護また
は長寿命化のための熱的低減のために、実際の使用状態
では、温度センサー素子１６を用いて半導体素子の近傍
の雰囲気温度またはヒートシンク２２の表面温度を検出
し、ある一定温度を越えた場合に開放または短絡する接
点信号によって、半導体素子の動作を停止させるか、ま
たは半導体素子への通電を停止させることによって半導
体素子の熱的破壊から保護している。
ンジスタのケースから絶縁シート２１へ、さらにヒート
シンク２２へと伝達され、雰囲気中へ放熱される。一般
にＰＮ接合部を有する半導体素子の熱的破壊の保護また
は長寿命化のための熱的低減のために、実際の使用状態
では、温度センサー素子１６を用いて半導体素子の近傍
の雰囲気温度またはヒートシンク２２の表面温度を検出
し、ある一定温度を越えた場合に開放または短絡する接
点信号によって、半導体素子の動作を停止させるか、ま
たは半導体素子への通電を停止させることによって半導
体素子の熱的破壊から保護している。
上述した従来の半導体素子は、その動作中の冷却上の異
常による熱的破壊からの保護または熱ストレスによる信
頼性の低下からの保護のためには外部に別に温度センサ
ーを取付ける必要があった。
常による熱的破壊からの保護または熱ストレスによる信
頼性の低下からの保護のためには外部に別に温度センサ
ーを取付ける必要があった。
また、この場合、温度センサーが検出する温度は、半導
体素子の近傍の雰囲気またはヒートシンクのある場所の
表面温度であり、実際に本来検出したい半導体素子のＰ
Ｎ接合部の温度と比較すると、ＰＮ接合部と半導体素子
のケースとの温度差（ΔＴ ｊ −ｃ ） 、半導体素
子のケースと絶縁シートを介して接触されるヒートシン
ク表面との温度差（ΔＴｃ−ｈ）及びヒートシンク表面
と雰囲気との温度差（ΔＴｈ−ａ）の合計の温度差、す
なわち、 ΔＴ；ΔＴｊ−ｃ＋ΔＴｃ−ｈ＋ΔＴｈ−ａの分の温度
差が存在するため、検出誤差が大きいという欠点がある
。
体素子の近傍の雰囲気またはヒートシンクのある場所の
表面温度であり、実際に本来検出したい半導体素子のＰ
Ｎ接合部の温度と比較すると、ＰＮ接合部と半導体素子
のケースとの温度差（ΔＴ ｊ −ｃ ） 、半導体素
子のケースと絶縁シートを介して接触されるヒートシン
ク表面との温度差（ΔＴｃ−ｈ）及びヒートシンク表面
と雰囲気との温度差（ΔＴｈ−ａ）の合計の温度差、す
なわち、 ΔＴ；ΔＴｊ−ｃ＋ΔＴｃ−ｈ＋ΔＴｈ−ａの分の温度
差が存在するため、検出誤差が大きいという欠点がある
。
特に複数個の半導体素子を一つのヒートシンクに取り付
けて、ヒートシンク上のある点の温度を検出する場合に
は、検出点と、各半導体素子の取付位置までの長さのバ
ラツキによって各半導体素子のＰＮ接合部の温度と検出
温度との差のバラツキも非常に大きなものとなってしま
う欠点がある。
けて、ヒートシンク上のある点の温度を検出する場合に
は、検出点と、各半導体素子の取付位置までの長さのバ
ラツキによって各半導体素子のＰＮ接合部の温度と検出
温度との差のバラツキも非常に大きなものとなってしま
う欠点がある。
本発明の半導体素子は、ＰＮ接合部を有するトランジス
タ、ダイオード、サイリスタ等の半導体素子において、
該半導体素子の内部に、前記ＰＮ接合部を構成する半導
体ペレットと、該半導体ペレットが搭載されかつ前記Ｐ
Ｎ接合部から発生される熱を放熱するための銅ベースと
、該銅ベース上に搭載され温度によって２つの電極間の
抵抗値が大きく変化する機能を有した温度センサー素子
と、該温度センサー素子と前記銅ベースとを接合させる
ための電気的に高絶縁性を有しかつ熱伝導性の良好な接
合剤とを一括して内蔵し、前記半導体ペレットの電極と
前記温度センサーの電極とのそれぞれに対応して接続さ
れたリード端子を有している。
タ、ダイオード、サイリスタ等の半導体素子において、
該半導体素子の内部に、前記ＰＮ接合部を構成する半導
体ペレットと、該半導体ペレットが搭載されかつ前記Ｐ
Ｎ接合部から発生される熱を放熱するための銅ベースと
、該銅ベース上に搭載され温度によって２つの電極間の
抵抗値が大きく変化する機能を有した温度センサー素子
と、該温度センサー素子と前記銅ベースとを接合させる
ための電気的に高絶縁性を有しかつ熱伝導性の良好な接
合剤とを一括して内蔵し、前記半導体ペレットの電極と
前記温度センサーの電極とのそれぞれに対応して接続さ
れたリード端子を有している。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す部分破断斜視図で、特
に半導体素子としてトランジスタを例にした場合の内部
構造図である。半導体素子（トランジスタ）１の内部に
は、信号を増幅する機能を有したＰＮＰ接合またはＮＰ
Ｎ接合された半導体ペレット２と、半導体ペレット２の
エミッタ電極またはベース電極からトランジスタ１のエ
ミッタリード端子３ｂまたはベースリード端子３ａに接
続するためのボンディングワイヤ５と、温度によって端
子間の電気抵抗値が変化する機能を有した温度センサー
素子６（例えばサーミスタ）と、半導体ペレット２と温
度センサー素子６が搭載され、かつ半導体ペレット２の
コレクタ電極と接続され半導体ペレット２から発生する
熱を放熱するために外部に露出した銅ベース７と、温度
センサー素子６を銅ベース７に固定するための電気的に
絶縁性で熱伝導性の良い接合剤８と、温度センサー素子
６の端子に接続され、トランジスタ１の外部に出たリー
ド端子３ｃ、３ｄとが内蔵され、これらは保護のために
樹脂９によって一括封入されている。
に半導体素子としてトランジスタを例にした場合の内部
構造図である。半導体素子（トランジスタ）１の内部に
は、信号を増幅する機能を有したＰＮＰ接合またはＮＰ
Ｎ接合された半導体ペレット２と、半導体ペレット２の
エミッタ電極またはベース電極からトランジスタ１のエ
ミッタリード端子３ｂまたはベースリード端子３ａに接
続するためのボンディングワイヤ５と、温度によって端
子間の電気抵抗値が変化する機能を有した温度センサー
素子６（例えばサーミスタ）と、半導体ペレット２と温
度センサー素子６が搭載され、かつ半導体ペレット２の
コレクタ電極と接続され半導体ペレット２から発生する
熱を放熱するために外部に露出した銅ベース７と、温度
センサー素子６を銅ベース７に固定するための電気的に
絶縁性で熱伝導性の良い接合剤８と、温度センサー素子
６の端子に接続され、トランジスタ１の外部に出たリー
ド端子３ｃ、３ｄとが内蔵され、これらは保護のために
樹脂９によって一括封入されている。
上述のトランジスタの使用において、温度センサー素子
６の端子間抵抗は、半導体ペレット２からの発熱量とト
ランジスタ１の冷却条件とによって決まる銅ベース７の
温度に比例して変化する。
６の端子間抵抗は、半導体ペレット２からの発熱量とト
ランジスタ１の冷却条件とによって決まる銅ベース７の
温度に比例して変化する。
したがって、温度センサー素子６の端子に接続されたト
ランジスタ１のリード端子３ｃ、３ｄ間の抵抗値を、外
部回路によって監視することにより、使用状態における
トランジスタ１の銅ベースの温度、さらには半導体ペレ
ット２のＰＮ接合部の温度をかなりの精度で監視するこ
とができる。
ランジスタ１のリード端子３ｃ、３ｄ間の抵抗値を、外
部回路によって監視することにより、使用状態における
トランジスタ１の銅ベースの温度、さらには半導体ペレ
ット２のＰＮ接合部の温度をかなりの精度で監視するこ
とができる。
トランジスタ１のＰＮ接合部の温度がある一定の値を越
えた場合、すなわちリード端子３ｃ。
えた場合、すなわちリード端子３ｃ。
３ｄ間の抵抗値がある値以下（または以上）になった場
合に、トランジスタ１の動作を停止させるか、または、
トランジスタｌへの負荷を軽減させるようにトランジス
タ１の入・出力条件を変化させる等の制御を行なうこと
により、トランジスタ１の熱的破壊からの保護、または
熱的ストレスにより寿命の低下からの保護を行なうこと
が可能となる。
合に、トランジスタ１の動作を停止させるか、または、
トランジスタｌへの負荷を軽減させるようにトランジス
タ１の入・出力条件を変化させる等の制御を行なうこと
により、トランジスタ１の熱的破壊からの保護、または
熱的ストレスにより寿命の低下からの保護を行なうこと
が可能となる。
以上の説明は、半導体素子として、特にトランジスタを
例にとった場合のものであるが、他に、ダイオード、サ
イリスタ、トライアック等のＰＮ接合を有する半導体素
子、または、トランジスタ、ダイオード及び抵抗体、コ
ンデンサ等を１チツプ上に集積化したＩＣの半導体素子
の場合も同様な効果が期待できる。
例にとった場合のものであるが、他に、ダイオード、サ
イリスタ、トライアック等のＰＮ接合を有する半導体素
子、または、トランジスタ、ダイオード及び抵抗体、コ
ンデンサ等を１チツプ上に集積化したＩＣの半導体素子
の場合も同様な効果が期待できる。
以上説明したように本発明による半導体素子では、半導
体ペレットと温度センサー素子とを同一の銅ベース上に
搭載し、センサーの信号を半導体素子本体のリード端子
から取り出すことにより、従来のように半導体素子と別
に温度センサーを設は半導体素子と離れた点の温度を検
出する場合に比べて、より高精度で半導体素子のＰＮ接
合部の温度を検出することができる効果がある。
体ペレットと温度センサー素子とを同一の銅ベース上に
搭載し、センサーの信号を半導体素子本体のリード端子
から取り出すことにより、従来のように半導体素子と別
に温度センサーを設は半導体素子と離れた点の温度を検
出する場合に比べて、より高精度で半導体素子のＰＮ接
合部の温度を検出することができる効果がある。
また、従来の外付温度センサーのような、ある一定温度
に達したか否かの“１”、“０”信号ではなく、ある状
態における半導体素子の内部の温度状態を知ることがで
きるので、複数個の半導体素子を同時に使用した場合の
冷却条件のバラツキ、または負荷条件のバラツキによる
温度のバラツキを知ることが可能となるという効果や、
ある温度Ａに達した時点で警告処理をし、さらに高温度
Ｂに達した時には、動作を停止させる等の応用利用が広
いという効果もある。
に達したか否かの“１”、“０”信号ではなく、ある状
態における半導体素子の内部の温度状態を知ることがで
きるので、複数個の半導体素子を同時に使用した場合の
冷却条件のバラツキ、または負荷条件のバラツキによる
温度のバラツキを知ることが可能となるという効果や、
ある温度Ａに達した時点で警告処理をし、さらに高温度
Ｂに達した時には、動作を停止させる等の応用利用が広
いという効果もある。
第１図は本発明の１実施例を示すトランジスタの部分破
断斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来のトラ
ンジスタの外観、内部構造を示す図、第３図はその使用
例を示す図である。 １．１０・・半導体素子（トランジスタ）、２・・・半
導体ペレット、３ａ〜３ｄ・・・リード端子、５・・・
ボンディングワイヤ、６・・・温度センサー素子、７・
・・銅ベース、８・・・接合剤、９・・・樹脂、２ｏ・
・・プリント配線基板、２１・・・絶縁シート、２３川
ヒートシンク。
断斜視図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来のトラ
ンジスタの外観、内部構造を示す図、第３図はその使用
例を示す図である。 １．１０・・半導体素子（トランジスタ）、２・・・半
導体ペレット、３ａ〜３ｄ・・・リード端子、５・・・
ボンディングワイヤ、６・・・温度センサー素子、７・
・・銅ベース、８・・・接合剤、９・・・樹脂、２ｏ・
・・プリント配線基板、２１・・・絶縁シート、２３川
ヒートシンク。
Claims (1)
- ＰＮ接合部を有するトランジスタ、ダイオード、サイ
リスタ等の半導体素子において、該半導体素子の内部に
、前記ＰＮ接合部を構成する半導体ペレットと、該半導
体ペレットが搭載されかつ前記ＰＮ接合部から発生され
る熱を放熱するための銅ベースと、該銅ベース上に搭載
され温度によって２つの電極間の抵抗値が大きく変化す
る機能を有した温度センサー素子と、該温度センサー素
子と前記銅ベースとを接合させるための電気的に高絶縁
性を有しかつ熱伝導性の良好な接合剤とを一括して内蔵
し、前記半導体ペレットの電極と前記温度センサーの電
極とのそれぞれに対応して接続されたリード端子を有す
ることを特徴とする半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190234A JPH0476943A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2190234A JPH0476943A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476943A true JPH0476943A (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=16254728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2190234A Pending JPH0476943A (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0476943A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129982A (ja) * | 2000-05-26 | 2002-05-09 | Alstom Power Nv | 燃焼器内の音響振動を減衰するための装置 |
| EP1349209A3 (en) * | 2002-03-28 | 2006-05-24 | BTM S.r.l. | Surveying device for the temperature of electronic components |
| KR100743605B1 (ko) * | 1999-08-30 | 2007-07-27 | 롬 앤드 하스 캄파니 | 이소티아졸론 농축물 |
| JP2009171842A (ja) * | 2009-04-24 | 2009-07-30 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| US8423317B2 (en) | 2004-03-05 | 2013-04-16 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Temperature detection method of semiconductor device and power conversion apparatus |
| JP2017092476A (ja) * | 2015-11-13 | 2017-05-25 | コヴィディエン リミテッド パートナーシップ | 電子デバイスの熱管理のためのシステムおよび方法 |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP2190234A patent/JPH0476943A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100743605B1 (ko) * | 1999-08-30 | 2007-07-27 | 롬 앤드 하스 캄파니 | 이소티아졸론 농축물 |
| JP2002129982A (ja) * | 2000-05-26 | 2002-05-09 | Alstom Power Nv | 燃焼器内の音響振動を減衰するための装置 |
| EP1349209A3 (en) * | 2002-03-28 | 2006-05-24 | BTM S.r.l. | Surveying device for the temperature of electronic components |
| US8423317B2 (en) | 2004-03-05 | 2013-04-16 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Temperature detection method of semiconductor device and power conversion apparatus |
| JP2009171842A (ja) * | 2009-04-24 | 2009-07-30 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| JP2017092476A (ja) * | 2015-11-13 | 2017-05-25 | コヴィディエン リミテッド パートナーシップ | 電子デバイスの熱管理のためのシステムおよび方法 |
| US10123460B2 (en) | 2015-11-13 | 2018-11-06 | Covidien LLP | System and method for thermal management of electronic devices |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5721455A (en) | Semiconductor device having a thermal resistance detector in the heat radiating path | |
| EP0718934B1 (en) | Thermoelectric cooler assembly | |
| US7871848B2 (en) | Semiconductor power module package without temperature sensor mounted thereon and method of fabricating the same | |
| JP7067205B2 (ja) | 半導体装置 | |
| US9559024B2 (en) | Power semiconductor module | |
| JP3889562B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2677735B2 (ja) | 混成集積回路装置 | |
| CN110707062A (zh) | Igbt模块封装结构及igbt芯片的温度检测方法 | |
| JPH0197144A (ja) | 充電完了検知器 | |
| JP5517988B2 (ja) | エンジン始動装置 | |
| CN212963757U (zh) | 一种温度传感元件、测温组件及电池包 | |
| JPH02302634A (ja) | 半導体集積回路の温度センサ | |
| JP7738773B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH04102365A (ja) | ダイオード | |
| JP3114966B2 (ja) | 直流安定化電源装置 | |
| CN210535657U (zh) | Igbt模块封装结构 | |
| JP3042256B2 (ja) | パワートランジスタ温度保護回路装置 | |
| CN110867835B (zh) | 智能功率模块及空调器 | |
| JP3477002B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0452626B2 (ja) | ||
| JPH033262A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2500773Y2 (ja) | 半導体装置 | |
| CN222837687U (zh) | 封装结构 | |
| JPH0883880A (ja) | 温度センサ付き半導体パッケージ | |
| JP2502851Y2 (ja) | 半導体装置 |