JPS5976458A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPS5976458A
JPS5976458A JP57188560A JP18856082A JPS5976458A JP S5976458 A JPS5976458 A JP S5976458A JP 57188560 A JP57188560 A JP 57188560A JP 18856082 A JP18856082 A JP 18856082A JP S5976458 A JPS5976458 A JP S5976458A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
metallized layer
conductor lead
contact
semiconductor
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.)
Granted
Application number
JP57188560A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0125224B2 (ja
Inventor
Futoshi Tokuno
徳能 太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP57188560A priority Critical patent/JPS5976458A/ja
Publication of JPS5976458A publication Critical patent/JPS5976458A/ja
Publication of JPH0125224B2 publication Critical patent/JPH0125224B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Thyristors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はゲートターンオアサイリスタなどのような制御
市、極を備えた圧接構造の半導体装置に関し、特にその
制御電極を所定の圧力にて加圧接触せしめるようにした
制御電極の改良に関するものである。
以下、との種の半導体装置としてゲートターンオフサイ
リスタの場合を例にとって説明する。
ゲートターンオフサイリスタはゲート、カソード間に逆
電流を流すことによって主電流を遮断することができる
サイリスタであり、最近、このゲートターンオアサイリ
スタのターンオフ時の電流集中をさけ、かつ遮断能力を
向上させるために、ゲート逆電流の電流密度分布を均一
化することが必要になっている。
ところで、大容量ゲートターンオアサイリスタは通常、
ストライプ状のカソード電極とこれをとシ囲むように配
置したゲート電極をもつ小容量のサイリスタを多数個配
置した構造となっているが、ゲート電極の取り出しは比
較的面積の広い取り出し用の電極を設置してこの部分か
ら一括して外部電極への接続を行うことが常である。こ
の取シ出し部分の配置には、大別して、第1図に示すよ
うに半導体素子としてのサイリスタエレメント(ウェー
・ともいう)(1)の中央にリングゲート部分(1a)
を配置する方法、第2図に示すようにサイリスタエレメ
ント(1)の外周にリングゲート部分(1a)を配置す
る方法、第3図に示すようにリングゲート部分(1a)
をサイリスタエレメント(1)の中間に配置する方法、
第4図に示すようにリングゲー)(la)をサイリスタ
エレメント(1)の中央と外周とに複合させて配置する
方法等がある。しかし、電流密度の均一化という観点か
らサイリスクエレメントの大口径の場合には第3図およ
び第4図に示す方法が好ましい。なお、図中a (1b
)および(IC)はサイリスタエレメント(1)の一方
の同一面上にそれぞれ形成されるカソード電極、ゲート
電極であって、該面上の4分の1の配置関係を示してい
る。
このようなゲート構造をもつサイリスタでは、一般にワ
イヤボンディングによりサイリスタエレメントのゲート
電極の外部一括取シ出し部分(第1図乃至第4図の斜線
部分)に直接ワイヤ(通常。
At紳)を取シ出す方法が用いられている。第5図(a
)および(b)は従来のゲートターンオアサイリスタの
基本構造を示す全体の分解斜視図およびサイリスタエレ
メント部分の分解斜視図である。第5図において、(1
)は第3図に示した中間リングゲート構造を有する通常
のサイリスタエレメントであシ、これは、例えば第1導
電型としてのn型のシリコン基板の両面にそれぞれP型
(第2導電型)の半導体領域を形成して3層構造とし、
この一方のP型の半導体領域の表面上にカソード領域と
なる島状のn型の半導体領域を形成する。そして、この
島状のn型の半導体領域の表面上にカソード電拾となる
メタライズ層を形成するとともに、前記P型の半導体領
域上にリングゲート部分と々るメタライズ層を形成し、
さらに前記P型の半導体領域の表面上にアノード電極と
なるメタライズ層を形成したものである。オだ、(2)
はボンディングワイヤ、(3a)および(3b)はサイ
リスタエレメント(1)を構成するシリコンと近い熱膨
張率を有しかつヒートサイクルによる外部電極と該サイ
リスタエレメント(])とのとすシ合わせを緩和させる
ための挿入板、(4)は絶縁管、(5)はシリコンゴム
、(6)はサイリスクエレメント(1)を収容可能な収
容部を有するセラミック筒(7)の下面に取付けられた
外部電極としての陽極、(8)は前記セラミック筒(7
)の側面に装着されたゲートパイプ、(9)は前記セラ
ミック筒(7)の上面開口部を閉ぐような突部を有する
外部電極としての陰極である。
次に上記構成の組み立て方法を説明する。まず、サイリ
スタエレメントα)のリングゲート部分(la)−αン
デイングワイヤ(2)をボンディングし、挿入板(3a
)および(3b)を設置して、シリコンゴムG)にてリ
ングゲート部分(1a)のボンディング部分の埋め込み
および挿入板(3g) = (3b)の位置決め、はり
っけを行う。しかる後、セラミック筒(7)に陽極(6
)およびゲートパイプ(8)を設けたセラミックシール
に上記組立てられたサイリスタエレメント(1)を挿入
する。このとき、ボンディングワイヤ3)には絶縁管(
4)を挿入し、ゲートパイプ(8)に絶縁管α)を挿入
したボンディングワイヤ(2)を通し、しかる後陰極(
9)を前記セラミックシールに挿入することにより、各
陽極(6)、陰極(9)をサイリスタエレメント(1)
の両面にそれぞれ接触させて図示し々い加圧機構で加圧
して気密制止するものである。
しかし、このよう々従来のゲートターンオフサイリスタ
では、組立作業時および組立後のサイリスクエレメント
の回転によってボンゲイングヮイヤ自体やワイヤボンデ
ィング部分に機械的ストレスが加わること、また、高周
波通電時のワイヤの共振効果によるストレスによってワ
イヤの切断やボンディング部分の離脱の危険性があるこ
と、さらにはボンディング時の残留ストレスや前述の組
立時および組立後に加わるストレスによる半導体素子の
特性劣化の問題、ボンディングワイヤと挿入板との接触
をさけるとともに挿入板の位置決めのだめに使用される
シリコンゴム埋込み作業の作業性が悪いこと等、種々の
問題があった。
本発明は以上の点に鑑み、かかる従来のゲートターンオ
フサイリスタの欠点を解消するためにガされたもので、
半導体素子のメタライズ層からその表面に加圧接触する
円筒状または中空円筒状(管状)の導体リードおよびこ
の導体リードの前記メタライズ層との接触部を支持する
導体リード支持体とを構成し、前記導体リードをそのメ
タライズ層に所定の圧力にて加圧接触させることによシ
、導体リードのメタライズ層への接触を良好にし、かつ
組立作業性を向上せしめた半導体装置を提供するもので
ある。
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第6図(a)および(b) 、 (e)は本発明の一実
施例によるゲートターンオフサイリスタの基本構造を示
す全体の分解斜視図およびそのグー)+J−ド部分の分
解斜視図であり、第6図において第5図と同一または相
当部分は同一符号を付してその説明を省略する。aωは
断面が円形を有する線状のゲートリードであって、サイ
リスタエレメント(1)のリングゲート部分(1a)に
対応して環状(ループ状)に形成されるとともに一端部
が外部に導出されるべき長さを有している。θηはアル
ミナ、四弗化樹脂などから力る円筒形のゲートリード支
持体であり、このグー) +7一ド支持体Ql)の上面
には、前記ゲルトリードQlを案内し支持するように該
ゲートリード(H)の線径忙応じた大きさの環状溝部(
lla)が設けられるとともに、この環状溝部(11m
 )に1つの導出用穴部(Hb)が設けられる。壕だ、
その側面には前記穴部(llb)に関連して切欠部(l
lc)が設けられている。(2)は絶縁ゲート、(至)
は波状バネであり、この波状バネ03は、セラミック筒
(7)に取付けられる陰極(9)の内面に前記ゲートリ
ード支持体0])に対応して設けられた環状の溝部(9
a)に挿入されるものとなっている。なお、前記環状の
溝部(9a)は組立に際し波状バネα→、絶縁シート@
およびゲートリード支持体Oυを順次積層してそれらを
保持する。また、挿入板(3a)はゲートリード短体0
υの外壁に、挿入板(3b)は同じくゲート支持体0υ
の内壁にそれぞれ支持されるように形成されている。
しかして、かかる構成のゲートターンオアサイリスクを
組立てる場合は、まず、第6図(b)に示すようにゲー
トリード翰の一端をゲートリード支持体01)の穴部(
llb)を通して該ゲートリード支持体aυの環状溝部
<1la)にグー) 1−ド00をはめ込んで支持させ
、このゲートリード(10の一端に絶縁管(4)を挿入
する(第6図(c)参照)、次いで、セラミック筒(7
)に取付けられた陰極(9)の環状溝部(9a)内に波
状バネ(13を挿入するとともに絶縁シート(2)を挿
入し、この絶縁シート(6)上に前記ゲートリード0Q
および絶縁管(4)を支持してなるゲートリード支持体
ODを図示の状態にて載置する。そして、前記グー) 
IJ−ド0(ll)の一端はセラミック筒(7)に装着
されたゲートパイプ(8)を通して外部に引出す。しか
る後、挿入板(3a)および(3b)をそれぞれ外トリ
ード支持体Qυの外壁および内壁にはめ込んで該ゲート
リード支持体θυ上に支持させ、さらKその上に、サイ
リスタエレメント(1)のカソード型締およびリングゲ
ート面を下向きにしてそのリングゲート部分のメタライ
ズ層が前記ゲートリード支持体αυ上のゲートリードa
ωに接触するように該サイリスタエレメント(1)を載
置する。最後に、セラミツク筒(7)内に収容されたサ
イリスタエレメント(1)のアノード電極となるメタラ
イズ層に陽極(6)の突部を接触させて該陽極(6)を
セラミック筒(7)上に載置し、これら陽極(6)、陰
極(9)を従来と同様にサイリスタエレメント(1)の
両面にそれぞれ圧接させて組立てるものである。
このようにして組立てられたゲートターンオフサイリス
タハ、リングゲート部分へのゲートリードの取付けをワ
イヤボンディングによることなく加圧接触により行って
いるので、ボンディングに起因する機械的ストレスやワ
イヤの切断などの種々の問題を除去できる。しかも、挿
入板(3a)および(3b)の位置決めもゲートリード
支持体0υによって行えるので、上記した従来のゲート
ターンオフサイリスタのように、シリコンゴムによる埋
め込み作業を行う必要がなくなシ、作業性も向上する。
また、ゲートリード0Iはリングゲート部分のメタライ
ズ層との接触部がゲートリード支持体0υで支持されて
波状バネ(至)の押圧力によって該リングゲート部分の
周面にわたって一様に加圧接触されることになり、電流
分布の均一性が良くなる。
さらには、線状によるゲートリードα〔の周側面を利用
して前記リングゲート部分に加圧接触させるので、グー
) IJ−ド(1〔の加圧に必要な荷重も最小限に抑え
ることができる。す々わち、ゲートリード(101の形
状を第7図に示すように、リング状にすると、接触面積
が大きくkるため、ケート加圧に必要な圧接荷重が大き
くなりすぎて、実際上外装内部でこの荷重を得ることが
不可能となる。したがって、本発明によれば、このよう
なゲート加圧に関する問題もすべて解消でき、安定でか
つ高信頼度の構造を容易に得ることができる。また、第
8図に示すように、ゲートリード?J〔として管状のも
のを用い、その形状を環状にして弾性をもたせることに
より、ゲートリード自体の弾性によって所定のゲート荷
重を得ること本可能となり、したがって、この場合は前
述の波状バネ(至)も不要になり、構造がきわめて簡単
になる。
上述ではゲートターンオフサイリスタの場合について示
したが、本発明は、これに限定されるものではなく、一
般のサイリスタやトランジスタ。
ゲート補助ターンオフサイリスタ等のほとんどの電力用
半導体装置に適用することもできる。また、第3図に示
すような中間リングゲート構造のものに限らず、第2図
のような外周リングゲート構造のものや第4図のような
外周リングゲート構造とセンターゲート構造との複合し
たものにも同様に適用可能である。
以上説明したように本発明に上れば、半導体素子のメタ
ライズ層からその制御電極を外部に取り出す際に導体リ
ードをワイヤボンディングにて接着させることなく加圧
接触させるようにしたので、このボンディングに起因す
る機械的ストレスやワイヤの切断などの種々の欠点を解
消するととができるとともに、作業性を向上させる2こ
とができ、したがって、安定でかつ高信頼度の半導体装
置が得られる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は大容量ゲートターンオフサイリスタ
のゲート構造を示す素子表面パターン図、第5図(a)
および(b)は従来のゲートターンオフサイリスタの基
本構造を示す全体の分解斜視図およびそのサイリスタエ
レメント部分の分解斜視図、第6図(、)および(b)
 、 (c)は本発明の一実施例によるゲートターンオ
フサイリスタの基本構造を示す全体の分解斜視図および
そのゲートリード部分の分解斜視図、第7図および第8
図はゲート加圧方法を示すゲートリード部分の斜視図で
ある。 (1)−−−−サイリスタエレメント、(aa) 、(
3b)・・・・挿入板、(4)・・・・絶縁管、(6)
・・・・陽極、(7)・・・・セラミック筒、(8)・
・・・ゲートパイプ、(9ン・・・・陰極、α〔・・・
・ゲートリード、0υ・・・・ゲートリード支持体、(
6)・・・・絶縁シート、α葎・・・・波状バネ。 代理人葛野信− 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 (CI) 第7図 第8図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも第1の導電型を有する第1の半導体領
    域上にPn接合を形成する第2の半導体領域と該第2の
    半導体領域の表面に互いに所定間隔で形成された第1の
    導電型を有する第3の半導体領域とからなる半導体素子
    を備え、この半導体素子の一方の面の前記第2の半導体
    領域および第3の半導体領域上に形成された各々のメタ
    ライズ層にそれぞれ外部電極としての制御電極および第
    1の主電極を接触させるとともに、前記半導体素子の他
    方の面に形成されたメタライズ層に外部電極としての第
    2の主電極を接触させて前記半導体素子を封止して々る
    圧接構造の半導体装置において、前記制御電極は前記第
    2の半導体領域上のメタライズ層に接触するように該メ
    タライズ層に対応して形成される線状の導体リードから
    なシ、この導体リードの前記メタライズ層との接触部を
    支持するとと本に該導体リードを案内する導体リード支
    持体にて前記導体リードを前記第2の半導体領域上のメ
    タライズ層に加圧接触せしめるようにしたことを特徴と
    する半導体装置。
  2. (2)導体リードはその断面が円形を有していることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  3. (3)導体リードはその断面が中空の円筒形を有してい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置。
  4. (4)導体リードとメタライズ層とを接触させる加圧力
    として、該導体リードの中空円筒部の弾力を利用してな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置。
  5. (5)導体リードとメタライズ層との接触は該導体リー
    ドの円筒形の周側面においてなされていることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
JP57188560A 1982-10-25 1982-10-25 半導体装置 Granted JPS5976458A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57188560A JPS5976458A (ja) 1982-10-25 1982-10-25 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57188560A JPS5976458A (ja) 1982-10-25 1982-10-25 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5976458A true JPS5976458A (ja) 1984-05-01
JPH0125224B2 JPH0125224B2 (ja) 1989-05-16

Family

ID=16225822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57188560A Granted JPS5976458A (ja) 1982-10-25 1982-10-25 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5976458A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62229847A (ja) * 1986-03-29 1987-10-08 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
CN101738088B (zh) 2008-11-20 2011-09-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 炉管隔热装置及利用该装置的炉管预防维护保养方法
JP2020516049A (ja) * 2017-01-17 2020-05-28 アーベーベー・シュバイツ・アーゲー 半導体スイッチングデバイス

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62229847A (ja) * 1986-03-29 1987-10-08 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
CN101738088B (zh) 2008-11-20 2011-09-07 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 炉管隔热装置及利用该装置的炉管预防维护保养方法
JP2020516049A (ja) * 2017-01-17 2020-05-28 アーベーベー・シュバイツ・アーゲー 半導体スイッチングデバイス

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0125224B2 (ja) 1989-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3180863B2 (ja) 加圧接触形半導体装置およびその組立方法
US9640453B2 (en) Power semiconductor device
CN107768328B (zh) 一种实现双面散热和压力均衡的功率器件
JP3026426B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置とその製造方法及びその金型構造
JPH06188411A (ja) カットオフ可能な高出力半導体素子
JP2013172105A (ja) 半導体モジュール
JP3776427B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2005079537A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JP2004014823A5 (ja)
JP3018971B2 (ja) 半導体装置
JPS5976458A (ja) 半導体装置
JPH0590452A (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP3266281B2 (ja) 逆導通サイリスタ装置、圧接型半導体装置及び半導体基板
JPH0245334B2 (ja)
JP4293272B2 (ja) 半導体装置
JPWO2000028600A1 (ja) 逆導通サイリスタ装置、圧接型半導体装置及び半導体基板
CN219626642U (zh) 一种具有自密封结构的模块
JPS5999744A (ja) プラスチックカプセルに封入された電力用半導体デバイスとその製造方法
KR102008209B1 (ko) 가압형 반도체 패키지
CN118737943B (zh) 用于晶圆键合的键合夹具及采用其的键合设备和方法
JP7580601B2 (ja) 圧接型半導体装置
JPS61198658A (ja) 樹脂封止型半導体装置
US9716077B2 (en) Wire connecting method and terminal
KR960012454A (ko) 몰드에서 수지 압력에 의한 단락 회로를 갖지 않는 반도체 장치
JPH01114058A (ja) 樹脂封止型半導体装置