JPS6025899Y2 - 電力用半導体装置 - Google Patents
電力用半導体装置Info
- Publication number
- JPS6025899Y2 JPS6025899Y2 JP1980099194U JP9919480U JPS6025899Y2 JP S6025899 Y2 JPS6025899 Y2 JP S6025899Y2 JP 1980099194 U JP1980099194 U JP 1980099194U JP 9919480 U JP9919480 U JP 9919480U JP S6025899 Y2 JPS6025899 Y2 JP S6025899Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main electrode
- buffer plate
- pressure
- semiconductor device
- power 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.)
- Expired
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- Die Bonding (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は高電力の電力変換装置、例えば定電圧定周波電
力変換機或は無停電々源装置などに利用される電力用半
導体装置に関する。
力変換機或は無停電々源装置などに利用される電力用半
導体装置に関する。
従来、損失熱を速やかに外部に放散し、効率の良い運転
状態を保つと共に間歇負荷に対して堅牢な半導体装置と
して加圧接触型半導体装置が広く使用されている。
状態を保つと共に間歇負荷に対して堅牢な半導体装置と
して加圧接触型半導体装置が広く使用されている。
第１図は従来の電力用加圧接触型半導体装置の一例の断
面図である。
面図である。
シリコン単結晶に適当な不純物を熱拡散した後、丸く切
り出した半導体基板１を第１の主電極２にろう付けし、
半導体基板の表面処理および制御電極４の取り付けなど
の組立工程を経た後第２の主電極３を配し、導体ブロッ
ク、例えば銅ブロック５，６およびセラミック絶縁リン
グ７から成る容器内に収納して気密封止して形成される
。
り出した半導体基板１を第１の主電極２にろう付けし、
半導体基板の表面処理および制御電極４の取り付けなど
の組立工程を経た後第２の主電極３を配し、導体ブロッ
ク、例えば銅ブロック５，６およびセラミック絶縁リン
グ７から成る容器内に収納して気密封止して形成される
。
この様な半導体装置は長時間にわたって安定した動作を
継続させるため内部電力損失を速やかに外部に放散せし
める必要があり、銅ブロック５，６の外面にヒートシン
クを配し、加圧手段を用いて外部から押圧して使用され
る。
継続させるため内部電力損失を速やかに外部に放散せし
める必要があり、銅ブロック５，６の外面にヒートシン
クを配し、加圧手段を用いて外部から押圧して使用され
る。
半導体基板は機械的に脆い性質を有しているので、前記
第１の主電極２および第２の主電極３は外部圧力から半
導体基板１を保護する目的のため、例えばモリブデン板
を用いて機械的応力の緩衝板とする必要がある。
第１の主電極２および第２の主電極３は外部圧力から半
導体基板１を保護する目的のため、例えばモリブデン板
を用いて機械的応力の緩衝板とする必要がある。
このため、従来は第１および第２の主電極２，３として
円板上でその厚さｔと直径りとの比ｔ／Ｄが０．００２
〜０．００８のものが用いられていた。
円板上でその厚さｔと直径りとの比ｔ／Ｄが０．００２
〜０．００８のものが用いられていた。
その１例として、厚さｔが０．１閣、直ｕＤが５０Ｔｆ
ｒＩｎのものが使われていた。
ｒＩｎのものが使われていた。
半導体基板は均一な圧力分布を有する平行加圧に対して
は極めて良好な耐性を示し、１００〜４００ｋｇ／ｃ７
１Ｔの加圧力に於てはその性質を損うことはないが、不
均一な圧力分布となる様な偏加圧が加わると圧力密度が
極度に高まり、通常動作を行なわせることが困難となる
ばかりでなく、半導体基板１が終にはクラック等の損傷
を受は破壊してしまう結果となる。
は極めて良好な耐性を示し、１００〜４００ｋｇ／ｃ７
１Ｔの加圧力に於てはその性質を損うことはないが、不
均一な圧力分布となる様な偏加圧が加わると圧力密度が
極度に高まり、通常動作を行なわせることが困難となる
ばかりでなく、半導体基板１が終にはクラック等の損傷
を受は破壊してしまう結果となる。
しかるに、該半導体装置を実用に供するに当たり、常に
理想的な平行加圧を加えることは不可能であり、通常ボ
ールベアリング等を加圧手段に直列に挿入して改善して
もある程度の偏加圧状態となることは避は得ない。
理想的な平行加圧を加えることは不可能であり、通常ボ
ールベアリング等を加圧手段に直列に挿入して改善して
もある程度の偏加圧状態となることは避は得ない。
これは半導体基板径の大きな大電力用途の半導体装置程
深刻な問題となり、加圧手段の改善コストが増大するの
みならず加圧作業の複雑化を招くと共に万−偏加圧が加
った場合には半導体装置の寿命を著るしく短かくする結
果となり特に間歇する負荷の場合には熱膨張・収縮の動
作が加わり、半導体装置の信頼度を損うという欠点があ
った。
深刻な問題となり、加圧手段の改善コストが増大するの
みならず加圧作業の複雑化を招くと共に万−偏加圧が加
った場合には半導体装置の寿命を著るしく短かくする結
果となり特に間歇する負荷の場合には熱膨張・収縮の動
作が加わり、半導体装置の信頼度を損うという欠点があ
った。
本考案は上記欠点を除去し、偏加圧による半導体基板の
クラックを防止し、信頼度を高くした電力用半導体装置
を提供するものである 第２図は偏加圧が印加された緩衝板の等圧面分布を示す
図である。
クラックを防止し、信頼度を高くした電力用半導体装置
を提供するものである 第２図は偏加圧が印加された緩衝板の等圧面分布を示す
図である。
緩衝板３に偏加圧８が加えられたとき、等圧面９は偏加
圧の印加点付近では曲率半径の小さい湾曲面となるが印
加点から離れるに従って曲率半径が大きくなり、湾曲面
は平面に近づいていく。
圧の印加点付近では曲率半径の小さい湾曲面となるが印
加点から離れるに従って曲率半径が大きくなり、湾曲面
は平面に近づいていく。
従って、偏加圧を緩衝するためには緩衝板にある程度の
厚さをもたせると良いことがわかる。
厚さをもたせると良いことがわかる。
本考案の電力用半導体装置は、能動領域が形成された半
導体基板の両型面にそれぞれ第１の主電極兼第１の緩衝
板および第２の主電極兼第２の緩衝板が設けられた半導
体素子と、前記第１および第２の主電極兼緩衝板に接触
する導体ブロックと、前記半導体素子と前記導体ブロッ
クとの接触面を気密封止し、かつ制御電極の引出し端子
を含んで構成される電力用半導体装置において、前記第
１および第２の主電極兼緩衝板の厚さが該主電極兼緩衝
板の径の０．０１倍以上としたことを特徴とする。
導体基板の両型面にそれぞれ第１の主電極兼第１の緩衝
板および第２の主電極兼第２の緩衝板が設けられた半導
体素子と、前記第１および第２の主電極兼緩衝板に接触
する導体ブロックと、前記半導体素子と前記導体ブロッ
クとの接触面を気密封止し、かつ制御電極の引出し端子
を含んで構成される電力用半導体装置において、前記第
１および第２の主電極兼緩衝板の厚さが該主電極兼緩衝
板の径の０．０１倍以上としたことを特徴とする。
本考案を実施例により説明する。
第３図は本考案の一実施例の偏加圧緩衝効果を説明する
ための偏加圧荷重−ｔ／Ｄ相関図である。
ための偏加圧荷重−ｔ／Ｄ相関図である。
横軸に主電極兼緩衝板の厚さｔと直径りとの比ｔ／Ｄを
とり、縦軸に偏加圧荷重（ｋｏ／ｃＪ）をとり、半導体
基板が破断したときの値を求めた。
とり、縦軸に偏加圧荷重（ｋｏ／ｃＪ）をとり、半導体
基板が破断したときの値を求めた。
偏加圧は加圧手段の面の平行度を通常加工制御し得る０
、０２１ｒｒＩｒＬとして印加している。
、０２１ｒｒＩｒＬとして印加している。
偏加圧荷重は４００ｋｇ／ｃｒｌまでを求めた。
第３図から明らかなように、比ｔ／Ｄが０．０１以上ニ
ナ６ ト４００ｋｇ ／ａｒｔ以上の偏加圧荷重に耐え
ることが判る。
ナ６ ト４００ｋｇ ／ａｒｔ以上の偏加圧荷重に耐え
ることが判る。
第４図は本考案の一実施例の断続通電試験結果の良品率
−ｔ／Ｄ相関図である。
−ｔ／Ｄ相関図である。
半導体装置に２００ｋａ ／ ｃｒｆｒの荷重を印加し
て７０Ａ／ｃｒＡの電流を４５秒間隔でオン・オフさせ
る間歇負荷試験を行い、ｔ／Ｄに対する良品率を求めた
。
て７０Ａ／ｃｒＡの電流を４５秒間隔でオン・オフさせ
る間歇負荷試験を行い、ｔ／Ｄに対する良品率を求めた
。
第４図から明らかなように、比ｔ／Ｄが０．０１以上に
なるとすべて良品となり長期寿命と高信頼性が確認され
た。
なるとすべて良品となり長期寿命と高信頼性が確認され
た。
以上詳細に説明したように、本考案によれば、加圧手段
及び半導体装置のコストを増大させることなく、半導体
基板の割れ、特性の劣化を防ぎ、信頼性を向上させた電
力用半導体装置が得られるのでその効果は大きい。
及び半導体装置のコストを増大させることなく、半導体
基板の割れ、特性の劣化を防ぎ、信頼性を向上させた電
力用半導体装置が得られるのでその効果は大きい。
第１図は従来の電力用加圧接触型半導体装置の一例の断
面図、第２図は偏加圧が印加された緩衝板の等圧面分布
を示す図、第３図は本考案の一実施例の偏加圧緩衝効果
を説明するための偏加圧荷重−ｔ／Ｄ相関図、第４図は
本考案の一実施例の断続通電試験結果の良品率−ｔ／Ｄ
相関図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・第１の主電
極兼第１の緩衝板、３・・・・・・第２の主電極兼第２
の緩衝板、４・・・・・・制御電極、５，６・・・・・
・銅ブロック、７・・・・・・絶縁リング、８・・・・
・・偏加圧力、９・・・・・・等圧面。
面図、第２図は偏加圧が印加された緩衝板の等圧面分布
を示す図、第３図は本考案の一実施例の偏加圧緩衝効果
を説明するための偏加圧荷重−ｔ／Ｄ相関図、第４図は
本考案の一実施例の断続通電試験結果の良品率−ｔ／Ｄ
相関図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・第１の主電
極兼第１の緩衝板、３・・・・・・第２の主電極兼第２
の緩衝板、４・・・・・・制御電極、５，６・・・・・
・銅ブロック、７・・・・・・絶縁リング、８・・・・
・・偏加圧力、９・・・・・・等圧面。
Claims (1)
- 能動領域が形成された半導体基板の両主面にそれぞれ第
１の主電極兼第１の緩衝板および第２の主電極兼第２の
緩衝板が設けられた半導体素子と、前記第１および第２
の主電極兼緩衝板に接触する導体ブロックと、前記半導
体素子と前記導体ブロックとの接触面を気密封止し、か
つ制御電極の引出し端子を含んで構成される電力用半導
体装置において、前記第１および第２の主電極兼緩衝板
の厚さが該主電極兼緩衝板の径の０．０１倍以上とした
ことを特徴とする電力用半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980099194U JPS6025899Y2 (ja) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | 電力用半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1980099194U JPS6025899Y2 (ja) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | 電力用半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5722240U JPS5722240U (ja) | 1982-02-04 |
| JPS6025899Y2 true JPS6025899Y2 (ja) | 1985-08-03 |
Family
ID=29460869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1980099194U Expired JPS6025899Y2 (ja) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | 電力用半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025899Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5929142B2 (ja) * | 1977-04-06 | 1984-07-18 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
-
1980
- 1980-07-14 JP JP1980099194U patent/JPS6025899Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5722240U (ja) | 1982-02-04 |
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