JPH10125701A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH10125701A JPH10125701A JP27592196A JP27592196A JPH10125701A JP H10125701 A JPH10125701 A JP H10125701A JP 27592196 A JP27592196 A JP 27592196A JP 27592196 A JP27592196 A JP 27592196A JP H10125701 A JPH10125701 A JP H10125701A
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Abstract
とコンタクト端子体との間の放電を防止する。 【解決手段】第１位置決めガイド５ａをコレクタ基板３
の溝１１に挿入し、この第１位置決めガイド５ａをガイ
ドとして、はんだシートと半導体チップ１とを挿入し、
第２位置決めガイド５ｂを第１位置決めガイド５ａにセ
ットする。第２位置決めガイド５ｂにはコンタクト端子
体２を位置決めする四角形の孔が開いており、その孔に
コンタクト端子体２を挿入して位置決めする。その後で
リフロー炉などのはんだ付け炉を通して、半導体チップ
１とコレクタ基板３とをはんだ４で固着する。
Description
ート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などを同一
の平型パッケージ内に組み込んだ半導体装置に関する。
としてモータＰＷＭ制御インバータの応用などに幅広く
使われている。また、このＩＧＢＴは電圧駆動型で扱い
易い点などから、市場の要求は大容量化へと向かってい
る。このような中で、容量の増加を図るために、ＩＧＢ
Ｔチップを複数個、同一パッケージ内に集積したモジュ
ール構造が採用されている。
のデバイスでは、半導体チップの主面上にエミッタ電極
とゲート電極とが並んで作られている。このため、ＩＧ
ＢＴをパッケージ容器に組み込む場合に、下面側に作ら
れたコレクタ電極は、放熱体兼用の金属ベースである支
持板上にはんだ等でマウントして、この支持板を外部導
出端子とすることができるが、エミッタ電極とゲート電
極は別々にボンディングワイヤなどで外部導出端子に接
続する必要がある。このボンディングワイヤの線径は３
００μｍ程度のアルミ導線であるため、エミッタ電極側
からの放熱は極めて悪く、コレクタ電極側からの片面放
熱となる。また内部配線インダクタンスも大きい。
やＧＴＯサイリスタと同様に、セラミックの絶縁外筒を
有する平型パッケージに実装した加圧接触型のＩＧＢＴ
が提案されているが、ＧＴＯサイリスタと違って、ＩＧ
ＢＴのエミッタ電極側はＭＯＳ構造をしており、電気的
特性と長期信頼性を確保するために、このＭＯＳ構造部
以外の領域に集電電極を設けて加圧する必要がある。
を示す図である。図示されていない前記の集電電極と接
触するコンタクト端子体２は半導体チップ１の外周部に
設けたガードリング部６と接触しないように、半導体チ
ップ１のガードリング部６に対応するコンタクト端子体
２の面に凹部１４（切り欠き部）を設けている。また位
置決めガイド５をコレクタ基板３の二段の溝１５（円
内）の深い溝１２に挿入し、この位置決めガイド５をガ
イドにして半導体チップ１およびコンタクト端子体２と
を位置決めする。また浅い方の溝ははんだ逃げ代８とし
て利用する。尚、図３では平型パッケージを構成するセ
ラミックの絶縁外筒および上下の共通電極板は省略され
ており、平型パッケージに収納される内容物についての
み説明されている。また図では複数個の半導体チップ１
の内２個に相当した部分のみ詳細に示した。
ングを利用する組立構造ではコレクタ側から放熱はでき
るが、エミッタ側からの放熱は殆ど行われないために素
子の電流容量が大幅に制限される。また大電流容量の素
子ではエミッタ電極に接続したボンディングワイヤの本
数も多くなり、特に複数個のＩＧＢＴを同一パッケージ
に組み込んでモジュール化した構成ではワイヤ本数が数
百本にも及ぶため、内部配線インダクタンスが増大し、
これが基でＩＧＢＴのスイッチング動作時に大きなサー
ジが発生するといった問題や、信頼性的な問題なども派
生する。
配線インダクタンスなどの問題を解消することを狙い
に、ＧＴＯサイリスタなどの平型の半導体装置と同様に
ＩＧＢＴを平型パッケージに組み込み、その主面に形成
されたエミッタ電極、コレクタ電極をそれぞれ平型パッ
ケージの上下面に露出する共通電極板に面接触させて引
き出すようにすることが考えられる。しかしながら、Ｉ
ＧＢＴはゲート電極を覆う絶縁層の上にエミッタ電極が
延長して作られるために、半導体チップのエミッタ電極
に平型パッケージ側の共通電極板を加圧接触させると、
ＭＯＳ構造に加圧力が加わって応力の生じるおそれがあ
り、このままでは実用に供し得ない。このため、ＩＧＢ
Ｔのエミッタ電極側にＭＯＳ構造を持たない、電流通路
と放熱を目的とした集電電極と呼ばれる構造を設け、そ
の集電電極部にコンタクト端子体を位置決めガイドを用
い正確に位置決めして接触させ、加圧による応力がＭＯ
Ｓ構造部に及ばないようにしている。このように横方向
のずれがないように位置決めガイドで半導体チップおよ
びコンタクト端子体が正確に位置決めされる構造となっ
ている。
半導体チップおよびコンタクト端子体が正確に位置決め
される構造となっているが、半導体チップの耐圧を確保
するために設けられたガードリング部と接触しないよう
にコンタクト端子体に凹部を設けている。ガードリング
部上に金属で形成されたコンタクト端子体が来ると電界
強度が強くなり、この凹部で放電が起こり、ＩＧＢＴが
耐圧劣化を引き起こす。
ガードリング部で放電の発生がない高耐圧を確実に確保
できる半導体装置を提供することにある。
めに、例えばＩＧＢＴの場合、第１主面に第１主電極と
制御電極、第２主面に第２主電極を有する半導体チップ
を複数個並設して平型パッケージに組み込んだ半導体装
置で、両面に露出する一対の共通電極板と、両共通電極
板の間に挟まれる絶縁外筒とからなる平型パッケージ
に、半導体チップの第２主電極が一方の共通電極板に固
着され、且つ、半導体チップが位置決めガイドで位置決
めされて、固着され、他方の共通電極板と第１主電極と
の間に、前記の位置決めガイドで位置決めされた加圧、
導電および放熱を兼ねる個別のコンタクト端子体を具備
する半導体装置において、半導体チップの外周部に配置
されるガードリング部の上部を、隙間をもって覆うよう
に、位置決めガイドに凸部を設け、該凸部でコンタクト
端子体を位置決めする構成とする。
た上部蓋で形成されるとよい。またこの凸部が位置決め
ガイドと一体に形成されてもよい。また第１主面に第１
主電極と制御電極、第２主面に第２主電極を有する半導
体チップが絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、ＭＯ
Ｓ制御サイリスタもしくはＭＯＳトランジスタのいずれ
かであり、同一の平型パッケージ内に複数個の前記の半
導体チップと並置してフライホイールダイオードが組み
込まれ、他方の共通電極とフライホイールダイオードの
アノード電極との間に加圧、導電および放熱を兼ねたコ
ンタクト端子体を備えた構成とする。
に金属板が存在しなく、絶縁物がくるため、放電が発生
せず、また、コンタクト端子体はシリコンと熱膨張係数
が近いＭｏやＷで形成されているが、機械加工が極めて
困難で、凹部をこのＭｏ板やＷ板に設けると、製造コス
トがアップしてしまうが、この構成では、コンタクト端
子体には凹部を設ける必要がないため、製造コストを低
減できる。
ッケージを構成するセラミックの絶縁外筒および上下の
共通電極板は省略されており、平型パッケージに収納さ
れる内容物についてのみ説明されている。図１はこの発
明の第１実施例の要部構成図である。第１位置決めガイ
ド５ａをコレクタ基板３（ＩＧＢＴのコレクタ側がはん
だ付けされるＣｕなどでできた基板のこと）の溝１１に
挿入し、この第１位置決めガイド５ａをガイドとして、
はんだシート（図でははんだシートが溶けて半導体チッ
プ１とコレクタ基板３とがはんだ４で固着した状態を示
す）と半導体チップ１とを挿入し、第２位置決めガイド
５ｂ（上部枠のこと）を第１位置決めガイド５ａにセッ
トする。セットの仕方は第２位置決めガイド５ｂの外周
部に切り欠き部１０を設け第１位置決めガイドにその切
り欠き部１０をガイドにして載せる。第２位置決めガイ
ド５ｂにはコンタクト端子体２を位置決めする四角形の
孔（上部枠の内側のこと）が開いており、その孔にコン
タクト端子体２を挿入して位置決めする。その後でリフ
ロー炉などのはんだ付け炉を通して、半導体チップ１と
コレクタ基板３とをはんだ４で固着する。第１および第
２位置決めガイド５ａ、５ｂは耐熱性プラスチックで形
成され、はんだ付け工程での半導体チップ１の位置決め
に利用すると同時に高温工程での形状および材質の変化
がないため、最終製品での位置決めガイドとしても利用
している。従来のようにガードリング部６の上をコンタ
クト端子体２で覆うことがなく、絶縁物で形成された第
２位置決めガイド５ｂで覆うために、ガードリング部６
とコンタクト端子体２との放電はなくなる。
難なＭｏやＷなどのコンタクト端子体２の外周部を従来
構造のように凹部に機械加工する必要もなくなり、また
第１位置決めガイド５ａにプラスチック（ポリイミドな
どの高温耐熱性樹脂）の成形でＬ字型９とすることで、
従来構造のようにコレクタ基板３にはんだ逃げ代用の溝
と位置決めガイド用の溝の二段の溝１５（図３参照）を
付ける必要もなくなり、製造コストを低減できる。
である。図１との大きな違いは第２位置決めガイドを第
１位置決めガイトと一体に形成している点である。コレ
クタ基板３にはんだシートと半導体チップ１を載せ、被
せるように位置決めガイド５をコレクタ基板３の深い溝
１２に挿入し、位置決めガイド５の内壁に付いている凸
部１３を位置決めとして利用してコンタクト端子体２を
挿入し、コンタクト端子体２と半導体チップ１とを位置
決めする。その後ではんだ付け炉を通してはんだ接合を
する。ガードリング部６の上には絶縁物の位置決めガイ
ド５の凸部１３がくるため、コンタクト端子体２とガー
ドリング部６との放電は起こらない。また従来構造のよ
うにコンタクト端子体２の外周部を凹型に加工する必要
がないため、製造コストは低減できる。
Ｓ制御電極構造に異常な加圧力を加えることなしに、複
数個の半導体チップを平型パッケージに組み込んで面接
触による均一な加圧接触が達成できるとともに、各半導
体チップの両面からの放熱が可能となり、電流容量の大
幅な増加が図れるほか、主電極からの電流の引出しにボ
ンディングワイヤを使用しないので、内部配線インダク
タンスも小さくなる。またハーメチッックシールの平型
パッケージとボンディングワイヤを無くすることにより
大幅な信頼性の向上を図ることができる。さらにＩＧＢ
Ｔおよびダイオードなどの半導体チップのガードリング
部とコンタクト端子体との間の放電を防止することがで
き、且つ、機械加工が困難なＭｏやＷなどでできたコン
タクト端子体に従来必要とされた外周部に凹部を付ける
という機械加工が不要となり、製造コストが低減でき
る。
Claims (4)
- 【請求項１】第１主面に第１主電極と制御電極、第２主
面に第２主電極を有する半導体チップを複数個並設して
平型パッケージに組み込んだ半導体装置で、両面に露出
する一対の共通電極板と、両共通電極板の間に挟まれる
絶縁外筒とからなる平型パッケージに、半導体チップの
第２主電極が一方の共通電極板に固着され、且つ、半導
体チップが位置決めガイドで位置決めされて、固着さ
れ、他方の共通電極板と第１主電極との間に、前記の位
置決めガイドで位置決めされた加圧、導電および放熱を
兼ねる個別のコンタクト端子体を具備する半導体装置に
おいて、半導体チップの外周部に配置されるガードリン
グ部の上部を、隙間をもって覆うように、位置決めガイ
ドに凸部を設け、該凸部でコンタクト端子体を位置決め
することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】凸部が位置決めガイドの上部に設けた上部
枠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３】凸部が位置決めガイドと一体に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項４】第１主面に第１主電極と制御電極、第２主
面に第２主電極を有する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制御サイリスタもしくは
ＭＯＳトランジスタのいずれかであり、同一の平型パッ
ケージ内に複数個の前記の半導体チップと並置してフラ
イホイールダイオードが組み込まれ、他方の共通電極と
フライホイールダイオードのアノード電極との間に加
圧、導電および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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27592196A JP3264190B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27592196A JP3264190B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10125701A true JPH10125701A (ja) | 1998-05-15 |
| JP3264190B2 JP3264190B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=17562288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27592196A Expired - Fee Related JP3264190B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3264190B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103915350A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-09 | 西安永电电气有限责任公司 | Igbt模块的安装方法 |
| CN115020252A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-09-06 | 合肥芯谷微电子有限公司 | 一种tr组件的制作方法 |
| CN118983277A (zh) * | 2024-08-02 | 2024-11-19 | 东方响松电力电子元器件制造有限公司 | 一种方形晶闸管芯片 |
-
1996
- 1996-10-18 JP JP27592196A patent/JP3264190B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN115020252A (zh) * | 2022-08-10 | 2022-09-06 | 合肥芯谷微电子有限公司 | 一种tr组件的制作方法 |
| CN115020252B (zh) * | 2022-08-10 | 2022-11-08 | 合肥芯谷微电子有限公司 | 一种tr组件的制作方法 |
| CN118983277A (zh) * | 2024-08-02 | 2024-11-19 | 东方响松电力电子元器件制造有限公司 | 一种方形晶闸管芯片 |
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| JP3264190B2 (ja) | 2002-03-11 |
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