JPS6248387B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体整流装置に係り、特に大電流及
びサージ電流に耐えうる構造に関する。

半導体整流装置においては半導体チツプを冷却
片等のベースにろう付けし、一方チツプ表面に対
しては適当なリード線をろう付けすることが行な
われる。

第１図は従来の半導体整流装置を示すもので、
半導体チツプ１はその裏面においてカツプ型（凹
型）のベース２に半田等のろう材３を介してろう
付けされ、その表面においては、銅板４ろう材３
を介して、更に、銅板４とリード線５の接続部６
（以下、ヘツダーと称す）において、やはりろう
材３によりろう付けされた構造となつている。
尚、７は半導体チツプ１の表面安定化のためのシ
リコンゴム、８，９はベース２と気密容器を形成
するシール材、およびシールパイプである。

ここで、銅板４の一般的な使用目的とされてい
るのは、蓄熱器として作用させ、突然の電力サー
ジの加熱効果を軽減する。すなわち銅の熱の熱伝
導度は極めて高いため、銅板４が半導体チツプ１
の上面にあてると、電力サージによつて発生した
熱は急速に銅板４に流れ、リード線５を通じ外部
熱吸収体へ放熱されるため、半導体チツプ１は、
ごくわずかだけ温度上昇するのみである。

しかし、このような構造においての半導体整流
装置組立は、ベース２に半田片３をのせ、更にそ
の上に半導体チツプ１、半田片３、銅板４、半田
片３、リード線５の順で、それぞれ正しい位置に
積み重ねる。

この厄介な作業の為に加工費、更には、銅板４
と半田材ろう材３のぬれ性の面より表面メツキを
施す必要があるために材料費が高価となつてい
た。又、本構造においては、半導体整流装置のア
ノード電極あるいはカソード電極として用いてい
る、銅板４のろう付け状態が特に問題となり、上
記銅板４直下のろう材厚は均一になつていること
が要求される。しかし、本構造では、上記のよう
に部品点数が多く厄介な部品の積み重ねを行なつ
ているがために均等な製品を得る事が困難で実際
には、半導体チツプ１の表面に対して、銅板４は
傾斜した状態となつて、上記した半田厚の均一化
は不可能であつた。このような状態において半導
体整流装置に熱サイクルが加わつた場合、この銅
板４と半導体チツプ１の熱膨張係数の差により、
上記ろう材３には、せん断応力が加わり、特にろ
う材の厚さが小になる部分ではその傾向が大なる
ため、ろう材３の疲労破壊が生ずる危険性があつ
た。

本発明は上記した従来の欠点を除去するために
なされたもので、その目的とするところは、従来
の銅板の作用を失わずサージ電流に耐えることが
でき、且つ安価な半導体整流装置を提供すること
にある。

本発明は、リード線のヘツダーで銅板を代用
し、部品点数の低減を計ることに着目したもの
で、以下図面を参照して実施例を説明する。

第３図は、本発明半導体整流装置に用いられる
リード線５を示すもので、リード線５のヘツダー
６は円板状或いは角板状とし、半導体チツプ１の
面積と同一又はそれぞれ以上としている。リード
線５のヘツダー６はその側面が、半導体チツプ１
の主表面とほぼ直角となるように、また、その立
ち上り部は鋭角となるように加工されている。更
に、材質は熱伝導の極めて高い銅材を用い、表面
には銀メツキを施し、半田材等のろう材に対し、
ぬれ性を良好にしている。又、上記したヘツダー
６の板厚は銅材の熱容量及びヘツダー６の質量を
考慮し蓄熱器の作用を充分生かす厚さとされてい
る。

第２図は、上記した第３図のリード線５を用い
て組み立てられた半導体整流装置を示す。半導体
チツプ１をカツプ型（凹型）ベース２の内底部に
ろう材３により固着するとともにリード線５のヘ
ツダー６をろう材３により半導体チツプ１の上面
にろう付けし、ベース２の凹部内に表面処理剤と
して、シリコンゴム７を注入し、更にシール材８
によりベース２の開孔部を封止して、リード線５
とシールパイプ９を圧着した構造を示している。

以上の半導体整流装置によれば、リード線とし
て第３図に示したようなヘツダー６を設けたもの
を使用することにより、半導体整流装置の部品点
数が減り組立時の厄介な作業工程が簡略され、更
に、それぞれの部品セツトが正しい位置にセツト
され、従来までに行なつていた格別の工夫を必要
としなくなり、加工費、および銅板４の除去によ
り材料費の低減が可能となり安価な半導体整流装
置が出来る。更に、上記したように、部品のセツ
トが正しい位置にセツトされ、ろう材３のリード
線５へのはい上りもない為、本構造では、半導体
チツプ１とリード線５のヘツダー６の間のろう材
厚は均一となり、従来より、必要とされている均
一な半田厚の確保が容易となり、半田の熱疲労破
壊の危険性が緩和された。ろう材３に加わるせん
断歪が小さいとろう材３の熱疲労破壊耐量は向上
する。せん断歪は、ろう材３に加わる温度差に比
例し、ろう材厚に反比例する。本発明では、ヘツ
ダー６を半導体チツプ１と同一かそれ以上とし
て、ろう材３に加わる温度差も小さくしている。
一方、ろう材厚は製造中に変動する。例えば、リ
ード線とのぬれ性で、リード線をはい上ると、半
導体チツプ１とヘツダー６間の実質的なろう材は
減少し、ろう材厚は薄くなつてしまう。それで、
せん断歪は大きくなる。本発明ではヘツダー６を
第３図に示す形として、ろう材３のはい上りを防
止し、半導体チツプ１とヘツダー６間に所定量の
ろう材を確保している。本発明では温度差を小さ
くすることで、せん断歪を小さくする効果が、ろ
う材厚が薄くなることで失われることがない。

従つて、以上の作用によつても本発明によれ
ば、ろう材の熱疲労破壊耐量は向上している。

以上、説明のとおり本発明によれば、従来の銅
板の作用をそこなわず、サージ電流に耐えること
ができ、更に、ろう材の熱疲労破壊の危険性が緩
和され、且つ、安価な半導体整流装置が得られ
る。

本発明は実施例中に示した特定の半導体整流装
置に限らずその他の用途にも適用できることは明
らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体整流装置を示す縦断面
図、第２図は本発明半導体整流装置の一実施例を
示す縦断面図、第３図は本発明半導体整流装置に
用いられるリード線を示しており、ａは平面図、
ｂは側面図である。 １……半導体チツプ、２……ベース、３……ろ
う材、４……銅板、５……リード線、６……ヘツ
ダー、７……シリコンゴム、、８……シール材、
９……シールパイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体チツプと、ろう材と、ヘツダーが上記
   ろう材を介して上記半導体チツプに接続されたリ
   ード線を有し、上記ヘツダーは上記半導体チツプ
   とほぼ同一かそれ以上の大きさであり、かつ、上
   記ヘツダーの側面は上記半導体チツプの主表面と
   ぼほ直角で立ち上り部は上記主表面と鋭角になつ
   ていることを特徴とする半導体整流装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に於いて、上記リード
   線の材質は熱伝導度の良好な材料であることを特
   徴とする半導体整流装置。