JPS6032332A - 油封均圧形半導体装置 - Google Patents

油封均圧形半導体装置

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JPS6032332A
JPS6032332A JP58141194A JP14119483A JPS6032332A JP S6032332 A JPS6032332 A JP S6032332A JP 58141194 A JP58141194 A JP 58141194A JP 14119483 A JP14119483 A JP 14119483A JP S6032332 A JPS6032332 A JP S6032332A
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JP
Japan
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semiconductor element
pressure
external
flange
sealed
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JP58141194A
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Futoshi Tokuno
徳能 太
Eiji Miyoshi
三好 永司
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SHIPBUILD RES ASSOC JAPAN
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
SHIPBUILD RES ASSOC JAPAN
Mitsubishi Electric Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • 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
    • H10W72/30Die-attach connectors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10W72/073Connecting or disconnecting of die-attach connectors
    • H10W72/07331Connecting techniques
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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、油封均圧形半導体装置に係り、特に外部雰囲
気圧の高い状況下での使用に適した構造を有する油封均
圧形半導体装置に関するものである。3000〜100
00m級の大深度海中で使用する潜水船、無人機等は、
その電源を効率的に制御するためにインバータ、コンバ
ータ、チョッパー等の′重力制御装置を必要とする。こ
れらの装置tをこのような(朶θり中で使用するには、
耐圧容器中に収納する必要がある。大深度の水圧に耐え
る1制圧容器に、その重量が大きくなり、潜水船、無人
機等を重くする。このため浮力を大きくしようとすると
、耐圧容器自体が大きくなり、所矩の大きさの潜水船等
を組立てられなくなる。そこで、この様な条件下使用さ
れる半導体装置は、大圧力に耐えると同時に、小型軽量
であることが強く要求される。従来一般に製造されてい
る半4・ネ体装置で(ri、300に4 f 10m”
〜10001(7f10IL2g l、’((、の外部
圧力下で使用に耐えるものはなかった。
第1図は従来の平形半導体装置の1祈面(i41青図で
あり、回申1は、セラミック等からなる絶縁体筒である
。絶縁体筒1内には、所定の半導体素子2が収容されて
いる。半導体素子2は、その周側面と絶縁体筒Iの内壁
面間に位置決めリング3を介して固定されている。半導
体素子2の上下の両主面には、外部電極4,4が圧接さ
れている。外部電極4,4と絶縁体筒1間には」二部フ
ランジ5a及び下部フランジ5bが夫々ろう付され、半
導体索子2の収納容器6を構成している。このようにし
て半導体素子2を気密状態で収納した収納容器6内には
、不活性ガス7が封入されている。この様な半導体装置
では高い外部圧力が加わった場合、装置外装を構成する
材、科の調性が低いために、外部圧力に耐えることがで
きず、例えばフランジ部分などが変形破断し、装置と1
1の気密が損なわれて初期の電気的特性が劣化する。即
ちこの様な半導体装置は高い外部雰囲気圧の下で使用す
ることはできない。第2図は、従来の半導体装置内部に
電気絶縁油を封入した改良形の半導体装置を示す。図中
8は電気絶縁油である。又、第1図と同一番号は同′佇
の構成部分を示す。この様な半導体装置においては、外
=lS圧力の増加に伴って内部の電気絶縁油の圧力も増
加するので、外装の変形が緩和される均圧形パッケージ
を得ることができる。しかし絶縁油であっても圧力によ
る体Jtnt変化や、温度による体積変化を起こすので
、ある程度以上の外部圧力の下では単に油を充てんした
のみの構造では圧力の危機な変化に対して耐え得ないこ
とがわかった。即ち、高い外部雰その結果、半導体素子
2の電気的特性をlt4う問題があった。
装装置の外部にベローズをイ:j加して、圧力変化に対
する絶縁油の体積変化を吸収しようとする試みは[+l
Jえは第4図の様に油封式均圧形モーターなどで実用化
されている。図中21はロータであり、その回転軸22
を軸受け23を介してフレーム24から外部に導出して
いる。フレーム24の内周面にはロータ21に対向する
ようにしてステーター25が取付けられている。フレー
ム24の後端部に回転軸22の端部は、均圧ベローズ2
6で囲まれている。均圧ベローズ26及びフレーム24
に囲まれた内部には、均圧油27が封入されている。前
述の油封式均圧形モーターにおいてはベローズとして例
えばコ゛ム等のやわらかい材質のベローズを取り付ける
ことも可能であるが、半導体装置の場合には、容話内に
収納される半導体素子が、非常に構造敏感性であるため
に極めて高い密封度と不活性な内部雰囲気が要求される
。従って一般に金属およびセラミック壁による気密封止
がなされている。又、耐腐食性を考慮するとあまり薄い
金属壁t +Ns用することも困難である。従って第5
図の様に外部にベローズを付加しようとした場合装置の
内容積が大きくなりすぎて、逆に封入オイルの量を増や
さねばならなくなり、従って体積変化量が増大するので
、大視のベローズを必9とする。この様な構造は先に述
べたシステム全体からの大きさの制約や取り扱い上の問
題さらには製造コストの観点から見ても実現性が低い。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電気
絶縁油の容積変化を、U字形溝を有する1対のフランジ
部の弾性変形によって吸収せしめて、半導体素子の優れ
た特性を発揮させると共に、簡単な構造で高耐圧を有す
る油封均圧形半導体装置を提供するものである。
即ち、本発明は、少なくとも2つの主面を持つ半導体素
子と、該半導体素子をその側端面で支持して収容した絶
縁体筒と、前記主面の夫々に接触して設けられた2つの
外部電極と、AiJ記半導体素子を外気から遮断密閉す
るようにII R己2つの外部電極と前記絶縁体が〕間
に取(=1けられ、かつ、外部の雰囲気の圧力変化に二
加従して+7+l性変形する互に略同形状の2つのフラ
ンジ部と、該2つのフランジ部、前記2つの外部電極、
及び前記絶縁体筒で囲まれた内部に前記半導体素子を封
止するように封入された゛電気絶縁油と全具備する油封
均圧形半導体装置である。
以下、本発明の実施例について図面を呑照して説明する
第6図は、本発明の一実施例の断面図である。
図中30は、半導体素子である。半導体素子30はセラ
ミック等からなる絶縁体筒31内に収容されている。半
導体素子30は、その0111端面と絶縁体筒31の内
壁面間に介在された位置決めリング32によって固定さ
れている。半導体素子30の表裏側主面には、外部電極
33a。
33bが取付けられている。絶縁体筒31の下端部と裏
面側の外部電極33b間には、下台iフランジ34bが
取付けられている。絶縁体筒31の上端部と表面側の外
部電極3Bta間には上部フランジ3rjaが取付けら
れている。上音bフランジ34a及び下部フランジ34
bは、外部電極33 a 、 331)と絶縁体筒31
の1川で折曲し、この折曲部によって半導体素子30を
囲む領域と連通ずる中空部33Cを形成していも更に、
上部フランジ34a及び下部フランジ34bの外部電極
33a、33bの付根部には、外部型4’1433ae
33bを囲むようにして断■i略U字形溝34Cが形成
されている。上部フランジ34a及び下部フランジ34
b(以下、単にフランジ部34と記す。)は、このU字
形満34C及び中空部33Cによって、外力を受けた際
に弾性変形するようになっている。外部電極33a+、
93b、絶縁体筒31及びフランジ部34によって、収
納容器35が111)成されている。収納容器35内に
は、半導体素子30q密封して封止するように電気絶縁
油36が封入されている。電気絶縁油としては、列えは
シリコン油が使用されている。絶縁体筒31の側部には
、電気絶縁油36の封入管37が導出されており、その
先瑞部は封口されている。
このように41・1成された油封均圧形半導体装置40
によれば、フランジ部34にU字形溝34cが形成され
ていると共に、フランジ部34によって中空部33Cが
形成されているので、第7図に2点鎖線4Iにて示す如
く、フランジ部34が弾性変形してその圧力全[吸収す
る。しかも、フランジ部34は、半導体素子30の両生
面側に上下部に1対設けられているので、圧力吸収作用
を増大させることができる。同様に電気絶縁油36の容
積が、温度変化或は圧力変化によって変化しても、フラ
ンジ部34で容易に吸収される。その結果、半導体素子
30に不均一な圧力が加わるのを阻止して、優れた素子
特性を発揮させることができる。しかも、収納容器35
は、内部に電気絶縁油36を封入した状態になっている
ので、耐圧の向上を達成できるものである。
なお、スタック構造の電力制御装置を組立てる場合には
第8図に示す如く、油封均圧形半導体装置−4oの外部
電極33a、33bにスタック板42を数百〜数千に2
fで圧接することにより、容易に構成することができる
以上説明した如く、本発明に係る油封均圧形半導体装置
によれば、電気絶縁油の容積変化を、U字形溝を有する
1対のフランジ部の弾性変形によって吸収せしめて、半
導体素子の優れた特性を発揮させると共に、簡単な構造
で高酬圧を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、それぞれ従来の均圧形半導体装置
の断面図、第3図は、第2図に示す半導体装置のフラン
ジ部が外部圧力によって変形している状態を示す説明図
、第5図は、従来の油封均圧形半導体装置の断面図、第
4図は、油封式均圧形モータの断面図、第6図は、本発
明の一実施例の断面図、第7図は、同実施例の油封均圧
形半導体装置のフランジ部の変形状態を示す説明図、第
8図は、同実fi1例の油封均圧形半導体装置を組込ん
だスタック構造のものを示す説明図である。 30・・・半導体素子、3)・・・絶縁体筒、32・・
・位置決めリング、33a、33b・・・外部電極、3
3c・・・中望部、34a・・・上部フランジ、34b
・・・下部フランジ、34C・・・U字形’Ihs 3
5・・・収納容器、36・・・電気絶縁油、37・・・
封入管、40・・・油封均圧形半導体装置、42・・・
スタック板。 第1図 第3図 K 第5図 第4図 7 オ6 図 矛7図 オ8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少なくとも2つの主面を持つ半導体素子と、該半導体素
    子をその側端面で支持して収容した絶縁体筒と、前記主
    面の夫々に接触して設けられた2つの外部′電極と、前
    記半導体素子を外気から遮断密閉するように前記2つの
    外部電極と前記絶縁体筒間に取付けられ、かつ、外部の
    雰囲気の圧力変化に追従して弾性変形する互に略同形状
    の2つのフランジ部と、該2つのフランジ部、前記2つ
    の外部電極、及び前記絶縁体筒で囲まれた内部に前記半
    導体素子を封止するように封入された電気絶縁油とを具
    備することを特徴とする油封均圧形半導体装置。
JP58141194A 1983-08-03 1983-08-03 油封均圧形半導体装置 Granted JPS6032332A (ja)

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JP58141194A JPS6032332A (ja) 1983-08-03 1983-08-03 油封均圧形半導体装置

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JPH0241903B2 JPH0241903B2 (ja) 1990-09-19

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49108976A (ja) * 1972-05-15 1974-10-16
JPS5621352A (en) * 1979-07-28 1981-02-27 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49108976A (ja) * 1972-05-15 1974-10-16
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