JPS642447Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の分野 この考案は、一般に半導体装置、特にサイリス
タ型の半導体装置に関するものである。

先行技術の説明 偽信号が電力用サイリスタをまちがつて点弧さ
せることは周知の問題である。I_GDNが小さいサイ
リスタでは、この問題は極く普通のことである。
典型的な例では、そのようなサイリスタは高電
圧、低順電圧降下型のものである。

従来、ハーメチツク・シールされたパツケージ
（ケーシング）の外で、サイリスタのゲート・リ
ードに、フエライト・ビーズが通されていた。し
かし、このようなやり方では、装置に付着された
ゲート・コンタクトとフエライト・ビーズとの間
の部分でゲート・リードが誘導性ピツクアツプ作
用のために偽信号をピツクアツプ（拾い上げ）す
るので、満足な解決は得られない。

この考案の要約 この考案によれば、ケース部材の中にハーメチ
ツク・シールされたサイリスタであつて、このサ
イリスタの予め選択しておいた部分と導電関係に
あるゲート・コンタクトと、このゲート・コンタ
クトと導電関係にあり、前記ゲート・コンタクト
から前記ケース部材を貫通して延び出るゲート・
リードと、前記ゲート・コンタクトと前記ケース
部材の間で前記ゲート・リードに通されたフエラ
イト・ビーズとを備えたサイリスタ、が得られ
る。

次に図面に示されるこの考案の実施例について
述べる。

好ましい実施例の説明 図面は、ハーチツク・シールされた圧接型サイ
リスタ１０を示す。

このサイリスタ１０には、支持部材すなわち台
部材１２がある。この台部材１２は、例えば銅、
銀、アルミニウムまたはこれらをベースとする合
金および鉄をベースとする合金からなる群から選
んだ金属のような電気的にも熱的にも良好な伝導
性を持つ材料で作られる。この台部材１２には、
中央の上向きに延びるペデスタル部分１６とこれ
を囲むフランジ部分１４とがある。ペデスタル部
分１６の上端に取付け面１８がある。フランジ部
分１４に上面２２があり、ペデスタル部分１６に
その側面２４がある。

上向きに延びる中空円筒部材２６は台部材１２
に取付けられている。円筒部材２６の内周面はペ
デスタル部分１６の側面２４にピツタリと一致し
ている。円筒部材２６は、当業者には周知の適当
な手段例えば台部材１２のフランジ部分１４の上
面２２およびペデスタル部分１６の側面２４と円
筒部材２６の底面全部およびこれに近い内面との
間に適当なろう材２８を置くことによつて台部材
１２に固定される。

円筒部材２６の上端に近い内面に、環状の溝３
０が設けられている。上向きに延びる一体のフラ
ンジ３２は円筒部材２６の内面上端に設けられて
いる。環状で一体の溶接リング３４は円筒部材２
６の上面に形成されている。

円筒部材２６は鉄をベースとする材料で作られ
ることが望ましいが、他の適当な材料ことに金属
を利用できる。

ペデスタル部分１６は、台部材に組み込まれる
必要がないが、そうすることが好ましい。その側
面２４は、円筒部材２６を台部材１２に取付ける
ための一層広い面積を提供する。ペデスタル部分
１６は、円筒部材２６を台部材１２へ取付ける面
より上へ、半導体素子の取付け面１８を持ち上げ
る手段となる。これによつて、ろう材が少し余分
であつても、その余分なものが取付け面１８のじ
やまをすることがなく、普通の接合作業中取付け
面１８の仕上げをする必要がない。取付け面１８
またはこれに被着されているものに仕上げが必要
だとしても、円筒部材２６の内面を傷付けること
なく、道具を使うのに適当な透き間が得られる。

ペデスタル部分１６の取付け面１８上に、半導
体とコンタクトのアセンブリ３６が置かれてい
る。このアセンブリ３６は、半導体素子３８並び
に第１電気コンタクト４０および第２電気コンタ
クト４２からなつている。

半導体素子３８は、半導体、好ましくは導電型
が交替する４つの領域を持つシリコンからなつて
いる。これらの４つの領域が、カソード・エミツ
タ領域、カソード・ベース領域、アノード・ベー
ス領域およびアノード・エミツタ領域として働
く。これらの４つの領域でサイリスタが作られ
る。

第１電気コンタクト４０は、例えばモリブデ
ン、タングステン、タンタルのような金属または
それらの組合わせ或いはそれらをベースとする合
金で作られている。第１電気コンタクト４０は半
導体素子３８のためのしつかりした支えとなる。
この第１電気コンタクト４０は電気的および熱的
に良好な伝導性を持ち、半導体素子３８に非常に
よく似た熱膨張特性を持つている。

半導体素子３８を適当な接合作業で、第１電気
コンタクト４０に予め接合することは、必要では
ないけれど好ましい。半導体素子３８を第１電気
コンタクト４０へ接合する際には、当業者に周知
の適当な“硬”ハンダまたは“軟”ハンダの層４
４が利用できる。

ハンダ層４４は、適当なハンダ例えば当業者に
は“硬”ハンダとして知られている銀或いは金を
ベースとするハンダであつて、372℃以上の融点
を持つものであることが好ましい。しかし、約
372℃以下の融点を持ち、“軟”ハンダと呼ばれる
ものも使える。このような“軟”ハンダは、普通
鉛をベースとするハンダであるが、必ずこうでな
くともよい。

勿論、どのタイプのハンダを選ぶかは、完成さ
れたサイリスタ１０に予想される動作温度範囲に
関係することが理解されよう。

第１電気コンタクト４０は、非反応性で展性が
あり電気的および熱的に伝導性の層４６によつて
ペデスタル部分１６の取付け面１８から隔てられ
ている。電気および熱伝導性層４６は、金、銀、
すずおよびアルミニウムからなる群から選ばれた
金属で形成され、取付け面１８に起り得る表面不
規則性を補償する。この電気および熱伝導性層４
６は、例えば電着手段のような当業者には周知の
適当な手段により或は取付け面１８に被着された
後に特定の要件に描画された適当な金属の予備成
形円板として、取付け面１８につけることができ
る。

例えばモリブデンのような金属からなる第２電
気コンタクト４２は、これに電気導体すなわちリ
ード４８および５０が接着されている。適当な絶
縁部材５２は、例えばフルオロカーボンのような
電気絶縁材料、電気絶縁性ゴム或は電気絶縁性フ
エノール・フアイバからなり、リード４８と５０
を互に電気的に絶縁している。

第１電気コンタクト４０と電気および熱伝導性
層４６との間の表面、同じく第２電気コンタクト
４２と半導体素子３８との間の表面は、圧接され
る時不均一な圧力が分布しないように、平らであ
ることが重要である。

孔があけられた電気絶縁性ワツシヤ５４はリー
ド４８を囲んで第２電気コンタクト４２の頂面上
に配置されている。この絶縁性ワツシヤ５４は、
セラミツク、マイカ、ガラス、石英およびフルオ
ロカーボンからなる群から選んだ材料で作られ
る。

この絶縁性ワツシヤ５４の頂面上にかつリード
４８を囲んで、孔があけられたスラスト・ワツシ
ヤ５６を配置する。このスラスト・ワツシヤ５６
の頂面上にかつリード４８を囲んで、孔があけら
れた少くとも１個のバネ・ワツシヤ５８が配置さ
れる。

スナツプ・リングと同様に孔があけられて広が
ることのできる金属製保持リング６０は、リード
４８を囲み、かつ円筒部材２６の内面に形成され
ている溝３０に嵌め込まれて、そこに保持されて
いる。保持リング６０は、円筒部材２６と共同し
てバネ・ワツシヤ５８を弾性的に動かし、スラス
ト・ワツシヤ５６ひいては絶縁ワツシヤ５４を介
して圧接力を伝え、第２電気コンタクト４２、半
導体素子３８、第１電気コンタクト４０および取
付け面１８に、互にしつかりした密接な導電性の
関係を作る。保持リング６０と円筒部材２６とを
共同させて信頼性の高いサイリスタ１０を得るの
に必要な所要の圧接力を生じるためには、同じ厚
さ或は違つた厚さのバネ・ワツシヤ５８が２個以
上必要かもしれない。

半導体素子３８のためのハーメチツク・シール
されたパツケージを作ることによつてサイリスタ
１０は完成する。このパツケージは、孔があけら
れたヘツダ・アセンブリ６２を円筒部材２６へ取
付けることで形成される。ヘツダ・アセンブリ６
２は、孔があけられた絶縁シール部材６６とこれ
に取付けられた外向きに広がるフランジ部材６４
とからなつている。

ヘツダ・アセンブリ６２は、そのフランジ部材
６４を熔接リング３４へ熔接することにより、円
筒部材２６に結合される。この組立作業と結合作
業の間、一体のフランジ３２がヘツダ・アセンブ
リ６２を位置決めするためのガイドとして利用さ
れる。

電気コンタクト兼放熱スタツド６８は、台部材
１２に一体として設けられるか或はこれに取付け
られる。このスタツド６８は電気導体兼ヒート・
シンクへ台部材１２を接続するのに利用される。

円筒部材２６を利用すると、バネ手段と共同し
て圧接パツケージに収納された装置の各部品を弾
性的に刺激し、互に電気的および熱的に良好な伝
導関係を作り、また装置の各部品にハーメチツ
ク・シールを提供するための別な構成が不要にな
る。従来のものとこの発明のものとが大体同じ外
寸法で製作されるなら、円筒部材２６はヒート・
シンク表面積に対して電気コンタクト表面積を従
来装置にくらべて大体50％以上増す手段にもな
る。

最終組立とケーシングのハーメチツク・シール
に先立つて、ゲート・リード５０にフエライト・
ビーズ７０が通される。ゲート・リード５０に通
されたフエライト・ビーズ７０は、最終組立後
に、ケーシングの中にすつかり隠れる所に置かれ
る。

適当なフエライト・ビーズは、一般式（M_A＋
M_B）_1-xFe_2+xO₄を有するものである（たゞし、
M_Aがマンガンとニツケルからなる群から選んだ
金属で良く、M_Bは亜鉛であり、そしてｘは−0.3
から＋0.3の間にある）。

フエライトとして特に適当なものは、マンガン
亜鉛フエライトであつて、米国、ニユーヨーク
州、イースト・ロチエスタ（East Rochester）
所在のフエロニクス社（FerroNics Inc.）からト
ロイド・タイプ（Toroid−Type）Ｂの商品名で
販売されているものである。

この考案をスタツド取付け型の圧接パツケージ
式サイリスタについて述べたが、他のタイプのサ
イリスタ例えばフラツト・パツク式サイリスタ或
はハンダ接合式サイリスタについてもこの考案を
利用できることが理解されるはずである。

考案の効果 ハーメチツク・シールされたパツケージの内部
でサイリスタのゲート・リードにフエライト・ビ
ーズを通すようにしたので、偽信号によるサイリ
スタの誤点弧が防止できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案のサイリスタの側断面図であ
る。 図において、１０……サイリスタ、１２……台
部材、１４……フランジ部分、１６……ペデスタ
ル部分、２６……円筒部材、３６……半導体とコ
ンタクトのアセンブリ、３８……半導体素子、４
０……第１電気コンタクト、４２……第２電気コ
ンタクト、４８，５０……リード、６２……ヘツ
ダ・アセンブリ、７０……フエライト・ビーズで
ある。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ケース部材の中にハーメチツク・シールされ
   たサイリスタであつて、このサイリスタの予め
   選択しておいた部分と導電関係にあるゲート・
   コンタクトと、このゲート・コンタクトと導電
   関係にあり、前記ゲート・コンタクトから前記
   ケース部材を貫通して延び出るゲート・リード
   と、前記ゲート・コンタクトと前記ケース部材
   の間で前記ゲート・リードに通されたフエライ
   ト・ビーズとを備えたサイリスタ。 ２ フエライト・ビーズは一般式 （M_A＋M_B）_1-xFe_2+xO₄ を持ち、M_Aがマンガンとニツケルからなる群
   から選んだ少なくとも一つの金属であり、M_B
   が亜鉛であり、そしてｘが−0.3から＋0.3まで
   の範囲にある実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のサイリスタ。 ３ M_Aがマンガンである実用新案登録請求の範
   囲第２項記載のサイリスタ。