JPH09260557A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH09260557A JPH09260557A JP8062376A JP6237696A JPH09260557A JP H09260557 A JPH09260557 A JP H09260557A JP 8062376 A JP8062376 A JP 8062376A JP 6237696 A JP6237696 A JP 6237696A JP H09260557 A JPH09260557 A JP H09260557A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating substrate
- common electrode
- plate
- semiconductor device
- electrode
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】平形ＩＧＢＴで、冷却体と電気的に絶縁でき
て、且つ、熱放散を良好にすること。 【解決手段】平形ＩＧＢＴ１のエミッタ端子２上にはん
だシート７、電流取り出し用金属板５、はんだシート
７、絶縁基板６を積層する。同様にコレクタ端子３側も
はんだシート７、電流取り出し用金属板５、はんだシー
ト７、絶縁基板６が積層される。絶縁基板６を図示され
ていない平坦なプレスで加圧し、これらの部品を加熱し
てはんだシート７を溶融させ、冷却して、各部品をはん
だ付けする。絶縁基板６はアルミナ板や窒化アルミニウ
ム板などの絶縁板１０の両面に金属膜１１を被覆して製
作されている。この構成とすることで、平形ＩＧＢＴ１
は図示されていない冷却体と電気的には絶縁されるが、
熱的には良好な伝導を確保できる。
て、且つ、熱放散を良好にすること。 【解決手段】平形ＩＧＢＴ１のエミッタ端子２上にはん
だシート７、電流取り出し用金属板５、はんだシート
７、絶縁基板６を積層する。同様にコレクタ端子３側も
はんだシート７、電流取り出し用金属板５、はんだシー
ト７、絶縁基板６が積層される。絶縁基板６を図示され
ていない平坦なプレスで加圧し、これらの部品を加熱し
てはんだシート７を溶融させ、冷却して、各部品をはん
だ付けする。絶縁基板６はアルミナ板や窒化アルミニウ
ム板などの絶縁板１０の両面に金属膜１１を被覆して製
作されている。この構成とすることで、平形ＩＧＢＴ１
は図示されていない冷却体と電気的には絶縁されるが、
熱的には良好な伝導を確保できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁ゲート型バ
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワーデバイ
スを対象に、基板の一主面に第主電極（エミッタ）と制
御電極（ゲート）、別の主面に第二主電極（コレクタ）
を有する半導体チップの複数個を同一のパッケージ内に
組み込みんだ半導体装置およびその製造方法に関する。
イポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワーデバイ
スを対象に、基板の一主面に第主電極（エミッタ）と制
御電極（ゲート）、別の主面に第二主電極（コレクタ）
を有する半導体チップの複数個を同一のパッケージ内に
組み込みんだ半導体装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のサイリスタやＧＴＯと同等のセラ
ミックパッケージに実装した加圧接触形の平形ＩＧＢＴ
が提案されている。この平形ＩＧＢＴはＧＴＯ等と違
い、加圧面がＭＯＳ構造となるため、初期特性および長
期信頼性を確保するために、ゲート電極などのＭＯＳ部
を加圧しない配慮が必要である。そのため、ゲート電極
が形成されていない領域に冷却と通電を兼ねた集電電極
を設けて、この集電電極をコンタクト端子体とパッケー
ジ側の共通電極板とを介して外部から加圧する構造とし
ている。この共通電極板は冷却体で加圧され、負荷電流
をＩＧＢＴチップに流し、ＩＧＢＴチップで発生した熱
を放散させている。
ミックパッケージに実装した加圧接触形の平形ＩＧＢＴ
が提案されている。この平形ＩＧＢＴはＧＴＯ等と違
い、加圧面がＭＯＳ構造となるため、初期特性および長
期信頼性を確保するために、ゲート電極などのＭＯＳ部
を加圧しない配慮が必要である。そのため、ゲート電極
が形成されていない領域に冷却と通電を兼ねた集電電極
を設けて、この集電電極をコンタクト端子体とパッケー
ジ側の共通電極板とを介して外部から加圧する構造とし
ている。この共通電極板は冷却体で加圧され、負荷電流
をＩＧＢＴチップに流し、ＩＧＢＴチップで発生した熱
を放散させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、インバータや
コンバータに半導体装置を用いる場合、冷却体と半導体
装置とを熱放散は良好であるが電気的には絶縁した方が
使用し易い場合が多い。従来の平形ＩＧＢＴは共通電極
板から冷却体に電流を流すため、共通電極板と冷却体と
は電気的にも熱的にも絶縁されていない。そのため、使
い勝手が悪い半導体装置となっていた。
コンバータに半導体装置を用いる場合、冷却体と半導体
装置とを熱放散は良好であるが電気的には絶縁した方が
使用し易い場合が多い。従来の平形ＩＧＢＴは共通電極
板から冷却体に電流を流すため、共通電極板と冷却体と
は電気的にも熱的にも絶縁されていない。そのため、使
い勝手が悪い半導体装置となっていた。
【０００４】この発明の目的は、前記の課題を解決し、
冷却体と共通電極板の間を熱伝導はよいが電気的には絶
縁されている平形の半導体装置を提供することにある。
冷却体と共通電極板の間を熱伝導はよいが電気的には絶
縁されている平形の半導体装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、第一主面に第一主電極と制御電極を、第二主面に
第二主電極をそれぞれ有するＭＯＳ構造の半導体チップ
を複数個並置して、両面が露出する一対の共通電極板の
間に絶縁外筒を介装してなる平形パッケージに組み込
み、該半導体チップの第一主電極とこれに対向する一方
のパッケージ側の共通電極板との間に加圧、導電、放熱
を兼ねたコンタクト端子体を介装し、他方のパッケージ
側の共通電極板上に第二主電極が固着される半導体装置
において、両共通電極板の露出面上に絶縁基板が固着さ
れる構成とする。両共通電極板と絶縁板との間に電流取
り出し用金属板を挟み、且つ、固着してもよい。この絶
縁基板がアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）または窒化アルミニウ
ム（ＮＡｌ）で形成されるとよい。また絶縁基板の外周
部に絶縁環を設けると効果的である。前記のＭＯＳ構造
の半導体チップが絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タ、ＭＯＳ制御サイリスタまたはＭＯＳトランジスタで
あり、同一の平形パッケージ内にＭＯＳ構造の半導体チ
ップと並置してフリーホイールダイオードを組み込み、
一方のパッケージ側の共通電極とフリーホイールダイオ
ードとの間に加圧、導電、放熱を兼ねたコンタクト端子
体を具備するとよい。
めに、第一主面に第一主電極と制御電極を、第二主面に
第二主電極をそれぞれ有するＭＯＳ構造の半導体チップ
を複数個並置して、両面が露出する一対の共通電極板の
間に絶縁外筒を介装してなる平形パッケージに組み込
み、該半導体チップの第一主電極とこれに対向する一方
のパッケージ側の共通電極板との間に加圧、導電、放熱
を兼ねたコンタクト端子体を介装し、他方のパッケージ
側の共通電極板上に第二主電極が固着される半導体装置
において、両共通電極板の露出面上に絶縁基板が固着さ
れる構成とする。両共通電極板と絶縁板との間に電流取
り出し用金属板を挟み、且つ、固着してもよい。この絶
縁基板がアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）または窒化アルミニウ
ム（ＮＡｌ）で形成されるとよい。また絶縁基板の外周
部に絶縁環を設けると効果的である。前記のＭＯＳ構造
の半導体チップが絶縁ゲート型バイポーラトランジス
タ、ＭＯＳ制御サイリスタまたはＭＯＳトランジスタで
あり、同一の平形パッケージ内にＭＯＳ構造の半導体チ
ップと並置してフリーホイールダイオードを組み込み、
一方のパッケージ側の共通電極とフリーホイールダイオ
ードとの間に加圧、導電、放熱を兼ねたコンタクト端子
体を具備するとよい。
【０００６】前記の半導体装置の製造方法として、絶縁
基板と共通電極板または絶縁基板と電流取り出し用金属
板と共通電極板とに挟まれたそれぞれのはんだが平坦な
プレスで加圧され、且つ、加熱されて溶融し、冷却によ
り絶縁基板と共通電極板とをはんだ接合する方法がよ
い。前記の構成のように、電流取り出し用金属板を設け
ることで、この金属板の表面に熱伝導のよいアルミナ板
や窒化アルミニウム板などで構成された絶縁基板を平坦
なプレスで加圧しながら加熱・冷却し、はんだ付けする
ことで、冷却体とＩＧＢＴとを電気的絶縁を確保するこ
とができ、またこの構成により、冷却体と接触する絶縁
基板の露出表面を平坦化でき、ＩＧＢＴで発生した熱を
スムーズに冷却体に放散できる。
基板と共通電極板または絶縁基板と電流取り出し用金属
板と共通電極板とに挟まれたそれぞれのはんだが平坦な
プレスで加圧され、且つ、加熱されて溶融し、冷却によ
り絶縁基板と共通電極板とをはんだ接合する方法がよ
い。前記の構成のように、電流取り出し用金属板を設け
ることで、この金属板の表面に熱伝導のよいアルミナ板
や窒化アルミニウム板などで構成された絶縁基板を平坦
なプレスで加圧しながら加熱・冷却し、はんだ付けする
ことで、冷却体とＩＧＢＴとを電気的絶縁を確保するこ
とができ、またこの構成により、冷却体と接触する絶縁
基板の露出表面を平坦化でき、ＩＧＢＴで発生した熱を
スムーズに冷却体に放散できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１実施例の要
部構成図で、同図（ａ）は各部品を分解した状態の図
で、同図（ａ）は完成品の側面図である。図１におい
て、平形ＩＧＢＴ１のエミッタ端子２（一方の共通電極
板のこと）上にはんだシート７、電流取り出し用金属板
５、はんだシート７、絶縁基板６を積層する。同様にコ
レクタ端子３（他方の共通電極板のこと）側もはんだシ
ート７、電流取り出し用金属板５、はんだシート７、絶
縁基板６が積層される。絶縁基板６を図示されていない
平坦なプレスで加圧し、これらの部品を加熱してはんだ
シート７を溶融させ、冷却して、各部品をはんだ付けす
る。絶縁基板６はアルミナ板や窒化アルミニウム板など
の絶縁板１０（熱的には良伝導体）の両面に金属膜１１
を被覆して製作されている。
部構成図で、同図（ａ）は各部品を分解した状態の図
で、同図（ａ）は完成品の側面図である。図１におい
て、平形ＩＧＢＴ１のエミッタ端子２（一方の共通電極
板のこと）上にはんだシート７、電流取り出し用金属板
５、はんだシート７、絶縁基板６を積層する。同様にコ
レクタ端子３（他方の共通電極板のこと）側もはんだシ
ート７、電流取り出し用金属板５、はんだシート７、絶
縁基板６が積層される。絶縁基板６を図示されていない
平坦なプレスで加圧し、これらの部品を加熱してはんだ
シート７を溶融させ、冷却して、各部品をはんだ付けす
る。絶縁基板６はアルミナ板や窒化アルミニウム板など
の絶縁板１０（熱的には良伝導体）の両面に金属膜１１
を被覆して製作されている。
【０００８】図２は平形ＩＧＢＴの外観図で、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。図２にお
いて、セラミックでできた絶縁筒９（通称セラミックケ
ースともいう）にエミッタ端子２、コレクタ端子３、ゲ
ート端子４が溶接されている。絶縁筒９内に図示されて
いない半導体チップやコンタクト端子体が収納されてい
る。
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。図２にお
いて、セラミックでできた絶縁筒９（通称セラミックケ
ースともいう）にエミッタ端子２、コレクタ端子３、ゲ
ート端子４が溶接されている。絶縁筒９内に図示されて
いない半導体チップやコンタクト端子体が収納されてい
る。
【０００９】図３は電流取り出し用金属板の構成図で、
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。図３
において、外部回路と接続する電流端子５ａが電流取り
出し用金属板５の側面に設けられている。また電流端子
５ａには取り付け孔５ｂが開いている。この電流端子５
ａは平形ＩＧＢＴ１のエミッタ端子２、コレクタ端子３
に設けて、この電流取り出し用金属板５を構成から省く
ことも可能である。
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は側面図である。図３
において、外部回路と接続する電流端子５ａが電流取り
出し用金属板５の側面に設けられている。また電流端子
５ａには取り付け孔５ｂが開いている。この電流端子５
ａは平形ＩＧＢＴ１のエミッタ端子２、コレクタ端子３
に設けて、この電流取り出し用金属板５を構成から省く
ことも可能である。
【００１０】図４は絶縁基板の構造図で、同図（ａ）は
平面図、同図（ｂ）は側面図である。図４において、絶
縁基板６は熱伝導性が良く、電気的絶縁性に優れたアル
ミナ板や窒化アルミニウム板などの絶縁板１０の両面に
金属膜１１を被覆した構成となっている。図５はこの発
明の第２実施例の側面図を示す。絶縁基板６を構成する
絶縁板１０の周囲に絶縁環８を設けて、図示されていな
い冷却体に挟まれた絶縁基板６を含む平形ＩＧＢＴ１の
沿面距離を長くすることで、平形ＩＧＢＴ１の沿面放電
を防止する。
平面図、同図（ｂ）は側面図である。図４において、絶
縁基板６は熱伝導性が良く、電気的絶縁性に優れたアル
ミナ板や窒化アルミニウム板などの絶縁板１０の両面に
金属膜１１を被覆した構成となっている。図５はこの発
明の第２実施例の側面図を示す。絶縁基板６を構成する
絶縁板１０の周囲に絶縁環８を設けて、図示されていな
い冷却体に挟まれた絶縁基板６を含む平形ＩＧＢＴ１の
沿面距離を長くすることで、平形ＩＧＢＴ１の沿面放電
を防止する。
【図１】図１はこの発明の第１実施例の要部構成図で、
（ａ）は各部品を分解した状態の図で、（ｂ）は完成品
の側面図
（ａ）は各部品を分解した状態の図で、（ｂ）は完成品
の側面図
【図２】平形ＩＧＢＴの外観図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図
（ｂ）は側面図
【図３】電流取り出し用金属板の構成図で、（ａ）は平
面図、（ｂ）は側面図
面図、（ｂ）は側面図
【図４】絶縁基板の構造図で、（ａ）は平面図、（ｂ）
は側面図
は側面図
【図５】この発明の第２実施例の側面図
１ 平形ＩＧＢＴ ２ エミッタ端子 ３ コレクタ端子 ４ ゲート端子 ５ 電流取り出し用金属板 ５ａ 電流端子 ５ｂ 取り付け孔 ６ 絶縁基板 ７ はんだシート ８ 絶縁環 ９ 絶縁筒 １０ 絶縁板 １１ 金属膜
Claims (6)
- 【請求項１】第一主面に第一主電極と制御電極を、第二
主面に第二主電極をそれぞれ有するＭＯＳ構造の半導体
チップを複数個並置して、両面が露出する一対の共通電
極板の間に絶縁外筒を介装してなる平形パッケージに組
み込み、該半導体チップの第一主電極とこれに対向する
一方のパッケージ側の共通電極板との間に加圧、導電、
放熱を兼ねたコンタクト端子体を介装し、他方のパッケ
ージ側の共通電極板上に第二主電極が固着される半導体
装置において、両共通電極板の露出面上に絶縁基板が固
着されることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】両共通電極板の露出面上に電流取り出し用
金属板と絶縁基板が固着されることを特徴とする請求項
１記載の半導体装置。 - 【請求項３】絶縁基板の外周部に絶縁環が設けられたこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項４】絶縁基板がアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）または
窒化アルミニウム（ＮＡｌ）で形成されることを特徴と
する請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項５】ＭＯＳ構造の半導体チップが絶縁ゲート型
バイポーラトランジスタ、ＭＯＳ制御サイリスタまたは
ＭＯＳトランジスタであり、同一の平形パッケージ内に
ＭＯＳ構造の半導体チップと並置してフリーホイールダ
イオードを組み込み、一方のパッケージ側の共通電極と
フリーホイールダイオードとの間に加圧、導電、放熱を
兼ねたコンタクト端子体を具備することを特徴とする請
求項１記載の半導体装置。 - 【請求項６】第一主面に第一主電極と制御電極を、第二
主面に第二主電極をそれぞれ有するＭＯＳ構造の半導体
チップを複数個並置して、両面が露出する一対の共通電
極板の間に絶縁外筒を介装してなる平形パッケージに組
み込み、該半導体チップの第一主電極とこれに対向する
一方のパッケージ側の共通電極板との間に加圧、導電、
放熱を兼ねたコンタクト端子体を介装し、他方のパッケ
ージ側の共通電極板上に第二主電極が固着される半導体
装置において、両共通電極板の側面に外部導出端子がそ
れぞれに設けられ、且つ、両共通電極板の露出面上に絶
縁基板が固着される半導体装置にあって、絶縁基板と共
通電極板または絶縁板と電流取り出し用金属板と共通電
極板とに挟まれたそれぞれのはんだが平坦なプレスで加
圧され、且つ、加熱されて溶融し、冷却により絶縁基板
と共通電極板とがはんだ接合する半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062376A JPH09260557A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062376A JPH09260557A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260557A true JPH09260557A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13198344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8062376A Pending JPH09260557A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09260557A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006066465A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Toyota Industries Corp | 半導体装置 |
| JP2012028401A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Denso Corp | 半導体装置 |
| JP2012028400A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Denso Corp | 半導体装置 |
| JP2024130953A (ja) * | 2023-03-15 | 2024-09-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8062376A patent/JPH09260557A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006066465A (ja) * | 2004-08-24 | 2006-03-09 | Toyota Industries Corp | 半導体装置 |
| JP2012028401A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Denso Corp | 半導体装置 |
| JP2012028400A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Denso Corp | 半導体装置 |
| JP2024130953A (ja) * | 2023-03-15 | 2024-09-30 | 株式会社東芝 | 半導体装置およびその製造方法 |
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