圧接型半導体装置
【課題】主電極にめっきを施しつつ、主電極の端部を含む面に圧接電極を面接合させることができる圧接型半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基体１２と、めっき処理され、該半導体基体１２の主面に固着されためっき付き主電極２２と、該めっき付き主電極２２のめっき２２ａが形成された面に重なるように圧接された圧接電極と、を備える。そして、該めっき付き主電極２２の側面には溝２２ｂが形成され、該溝２２ｂは、該半導体基体１２と該めっき付き主電極２２が重なる部分の直上領域より外側に形成されたことを特徴とする。
【解決手段】半導体基体１２と、めっき処理され、該半導体基体１２の主面に固着されためっき付き主電極２２と、該めっき付き主電極２２のめっき２２ａが形成された面に重なるように圧接された圧接電極と、を備える。そして、該めっき付き主電極２２の側面には溝２２ｂが形成され、該溝２２ｂは、該半導体基体１２と該めっき付き主電極２２が重なる部分の直上領域より外側に形成されたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき付き主電極に圧接された圧接電極を備える圧接型半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧接型半導体装置は大電流を扱う半導体装置である。図４を参照して圧接型半導体装置の一部について説明する。図４は従来の圧接型半導体装置の部分断面図である。圧接型半導体装置は主電極１００を備える。主電極１００には、接触抵抗緩和及び酸化防止などのためにめっき１０２が施される。
【０００３】
そして、主電極１００には圧接電極１０４が圧接される。放熱性向上の観点から、圧接電極１０４と主電極１００は、面同士が圧接されることで均等な圧力で面接合していることが好ましい。なお、このように主電極に圧接電極が圧接される構造は、サイリスタやダイオードなどに採用されている（例えば、特許文献１又は２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−９７９３３号公報
【特許文献２】特開平２−１５９７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
主電極１００に施されためっき１０２は主電極の端部で盛り上がった形状となることがある。めっきの盛り上がった部分は図４に破線で示されている。この破線の部分のめっき厚は他の部分のめっき厚よりも厚く形成されている。この場合、主電極１００の端部を含む面に圧接電極１０４を圧接しようとするとめっき１０２が厚く形成された部分に圧力が集中し、主電極１００と圧接電極１０４を均等な圧力で面接合させることができないことがある。その結果、このような構成を有する圧接型半導体装置においては、放熱性が低下するという問題が生じ易い。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、主電極にめっきを施しつつ、主電極の端部を含む面に圧接電極を均等な圧力で面接合させることができる圧接型半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧接型半導体装置は、半導体基体と、めっき処理され、該半導体基体の主面に固着されためっき付き主電極と、該めっき付き主電極のめっきが形成された面に重なるように圧接された圧接電極と、を備える。そして、該めっき付き主電極の側面には溝が形成され、該溝は、該半導体基体と該めっき付き主電極が重なる部分の直上領域より外側に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、主電極にめっきを施しつつ、主電極の端部を含む面に圧接電極を均等な圧力で面接合させることができる圧接型半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置の断面図である。
【図２】図１の破線部分ＩＩの拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図４】従来の圧接型半導体装置の部分断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態．
図１を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、同一又は対応する構成要素には同一の符号を付して説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置の断面図である。圧接型半導体装置１０は半導体基体１２を備えている。半導体基体１２は表主面と裏主面を有している。表主面にはアノード電極１４が形成されている。裏主面にはゲート電極１６及びカソード電極１８が形成されている。アノード電極１４、ゲート電極１６、及びカソード電極１８は例えばアルミニウムで形成することができる。
【００１２】
半導体基体１２の表主面側について説明する。アノード電極１４にはアノード金属板２０が固着されている。アノード金属板２０はモリブデンなどの半導体基体１２と線膨張係数が近い材料で形成されている。アノード金属板２０には、支持ピン２１で位置決めされためっき付き主電極２２が固着されている。めっき付き主電極２２にはめっき２２ａが施されている。図１において、めっき付き主電極２２がアノード金属板２０を介して半導体基体１２と重なる領域の幅は、幅２４で表わされている。
【００１３】
めっき付き主電極２２の側面には溝２２ｂが形成されている。溝２２ｂは、幅２４で表された半導体基体１２とめっき付き主電極２２が重なる部分の直上領域（以後、直上領域という）より外側に形成されている。
【００１４】
めっき付き主電極２２のめっき２２aが形成された面には、アノード圧接電極２６が圧接されている。めっき付き主電極２２の面で、圧接電極が圧接されている面を表側接合面と称する。アノード圧接電極２６は表側接合面全体と重なるように圧接されている。図１において、めっき付き主電極２２とアノード圧接電極２６が重なる部分の幅は幅２８で表わされている。この幅２８は、半導体基体１２と主電極２２が重なる部分の幅２４より大きい。すなわち、めっき付き主電極２２と半導体基体１２が重なる部分の面積は、めっき付き主電極の表側接合面より小さい。
【００１５】
次に、半導体基体１２の裏主面側について説明する。カソード電極１８にはカソード金属板３０が固着されている。カソード金属板３０は、アノード金属板２０と同様に、半導体基体１２と線膨張係数が近い材料で形成することができる。カソード金属板３０にはめっき付き主電極３２が固着されている。めっき付き主電極３２にはめっき３２ａが施されている。めっき付き主電極３２の側面には溝３２ｂが形成されている。溝３２ｂは、溝２２ｂと同様に、半導体基体１２とめっき付き主電極３２がカソード金属板３０を介して重なる部分の直下領域（以後、直下領域という）より外側に形成されている。そして、めっき付き主電極３２のめっき３２aが形成された面には、カソード圧接電極３６が圧接されている。
【００１６】
ゲート電極１６にはセンターゲート電極３８が接続されている。センターゲート電極３８はゲート支持体４０及び皿バネ４２によって支持されている。センターゲート電極３８はゲートリード４４と接続されている。ゲートリード４４は絶縁筒４６で覆われて絶縁されている。
【００１７】
上述の構成は、アノード圧接電極２６及びカソード圧接電極３６、めっき付き主電極２２及び３２、並びにゲートリード４４を外部に露出させるようにしてセラミックパッケージ５０及びフランジ５２に覆われている。
【００１８】
図２は図１の破線部分ＩＩの拡大図である。図２はめっき付き主電極２２の端部の変形を示す拡大図である。めっき２２aは表側接合面の端部において他の部分よりも厚く形成されている（めっきが厚く形成された部分を破線で示す）。めっき付き主電極２２の端部のめっき２２ａが厚く形成された部分は、アノード圧接電極２６に押されて変形している。この変形は、主電極２２の端部の強度が、溝２２ｂにより弱められているために起こる。主電極２２の端部が変形することにより、表側接合面は平坦となり、めっき付き主電極２２とアノード圧接電極２６は面接合している。
【００１９】
このように本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置１０の構成によれば、めっき付き主電極２２にめっきを施しつつ、めっき付き主電極２２の端部を含む表側接合面にアノード圧接電極２６を面接合させ圧接型半導体装置１０の放熱性を高めることができる。
【００２０】
ここで、圧接型半導体装置１０の放熱性を高めるためには、半導体基体１２からの最短の放熱経路において圧接電極と主電極とが均等な圧力で面接合していることが必要である。本実施の形態に係る圧接型半導体装置１０では最短の放熱経路は直上領域である。圧接型半導体装置１０では、主電極２２の端部においては主電極２２が変形するため、主電極２２の端部においてはアノード圧接電極２６と主電極２２とが均等な圧力で面接合しないことも考えられる。しかしながら、溝２２ｂにより主電極２２が変形する部分は直上領域の外側である。よって直上領域ではアノード圧接電極２６と主電極２２とを均等な圧力で面接合させ、放熱性を高めることができる。なお、直下領域についても直上領域と同様に放熱性を高めることができる。
【００２１】
図３は本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置１０の変形例を示す断面図である。めっき付き主電極２２の側面には溝２２ｃが形成されている。溝２２ｃは、溝２２ｃの側面がめっき付き主電極２２の側面に対して鋭角をなすように形成されている。このように溝２２ｃを形成すると、めっき付き主電極２２とアノード圧接電極２６の圧接の際にめっき付き主電極２２の端部を容易に変形させることができる。よって本発明の効果を高めることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０ 圧接型半導体装置、 １２ 半導体基体、 ２２，３２ めっき付き主電極、 ２２ａ めっき、 ２２ｂ 溝、 ２６ アノード圧接電極、 ３６ カソード圧接電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき付き主電極に圧接された圧接電極を備える圧接型半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧接型半導体装置は大電流を扱う半導体装置である。図４を参照して圧接型半導体装置の一部について説明する。図４は従来の圧接型半導体装置の部分断面図である。圧接型半導体装置は主電極１００を備える。主電極１００には、接触抵抗緩和及び酸化防止などのためにめっき１０２が施される。
【０００３】
そして、主電極１００には圧接電極１０４が圧接される。放熱性向上の観点から、圧接電極１０４と主電極１００は、面同士が圧接されることで均等な圧力で面接合していることが好ましい。なお、このように主電極に圧接電極が圧接される構造は、サイリスタやダイオードなどに採用されている（例えば、特許文献１又は２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−９７９３３号公報
【特許文献２】特開平２−１５９７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
主電極１００に施されためっき１０２は主電極の端部で盛り上がった形状となることがある。めっきの盛り上がった部分は図４に破線で示されている。この破線の部分のめっき厚は他の部分のめっき厚よりも厚く形成されている。この場合、主電極１００の端部を含む面に圧接電極１０４を圧接しようとするとめっき１０２が厚く形成された部分に圧力が集中し、主電極１００と圧接電極１０４を均等な圧力で面接合させることができないことがある。その結果、このような構成を有する圧接型半導体装置においては、放熱性が低下するという問題が生じ易い。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、主電極にめっきを施しつつ、主電極の端部を含む面に圧接電極を均等な圧力で面接合させることができる圧接型半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧接型半導体装置は、半導体基体と、めっき処理され、該半導体基体の主面に固着されためっき付き主電極と、該めっき付き主電極のめっきが形成された面に重なるように圧接された圧接電極と、を備える。そして、該めっき付き主電極の側面には溝が形成され、該溝は、該半導体基体と該めっき付き主電極が重なる部分の直上領域より外側に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、主電極にめっきを施しつつ、主電極の端部を含む面に圧接電極を均等な圧力で面接合させることができる圧接型半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置の断面図である。
【図２】図１の破線部分ＩＩの拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置の変形例を示す断面図である。
【図４】従来の圧接型半導体装置の部分断面図である
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態．
図１を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、同一又は対応する構成要素には同一の符号を付して説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１１】
図１は本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置の断面図である。圧接型半導体装置１０は半導体基体１２を備えている。半導体基体１２は表主面と裏主面を有している。表主面にはアノード電極１４が形成されている。裏主面にはゲート電極１６及びカソード電極１８が形成されている。アノード電極１４、ゲート電極１６、及びカソード電極１８は例えばアルミニウムで形成することができる。
【００１２】
半導体基体１２の表主面側について説明する。アノード電極１４にはアノード金属板２０が固着されている。アノード金属板２０はモリブデンなどの半導体基体１２と線膨張係数が近い材料で形成されている。アノード金属板２０には、支持ピン２１で位置決めされためっき付き主電極２２が固着されている。めっき付き主電極２２にはめっき２２ａが施されている。図１において、めっき付き主電極２２がアノード金属板２０を介して半導体基体１２と重なる領域の幅は、幅２４で表わされている。
【００１３】
めっき付き主電極２２の側面には溝２２ｂが形成されている。溝２２ｂは、幅２４で表された半導体基体１２とめっき付き主電極２２が重なる部分の直上領域（以後、直上領域という）より外側に形成されている。
【００１４】
めっき付き主電極２２のめっき２２aが形成された面には、アノード圧接電極２６が圧接されている。めっき付き主電極２２の面で、圧接電極が圧接されている面を表側接合面と称する。アノード圧接電極２６は表側接合面全体と重なるように圧接されている。図１において、めっき付き主電極２２とアノード圧接電極２６が重なる部分の幅は幅２８で表わされている。この幅２８は、半導体基体１２と主電極２２が重なる部分の幅２４より大きい。すなわち、めっき付き主電極２２と半導体基体１２が重なる部分の面積は、めっき付き主電極の表側接合面より小さい。
【００１５】
次に、半導体基体１２の裏主面側について説明する。カソード電極１８にはカソード金属板３０が固着されている。カソード金属板３０は、アノード金属板２０と同様に、半導体基体１２と線膨張係数が近い材料で形成することができる。カソード金属板３０にはめっき付き主電極３２が固着されている。めっき付き主電極３２にはめっき３２ａが施されている。めっき付き主電極３２の側面には溝３２ｂが形成されている。溝３２ｂは、溝２２ｂと同様に、半導体基体１２とめっき付き主電極３２がカソード金属板３０を介して重なる部分の直下領域（以後、直下領域という）より外側に形成されている。そして、めっき付き主電極３２のめっき３２aが形成された面には、カソード圧接電極３６が圧接されている。
【００１６】
ゲート電極１６にはセンターゲート電極３８が接続されている。センターゲート電極３８はゲート支持体４０及び皿バネ４２によって支持されている。センターゲート電極３８はゲートリード４４と接続されている。ゲートリード４４は絶縁筒４６で覆われて絶縁されている。
【００１７】
上述の構成は、アノード圧接電極２６及びカソード圧接電極３６、めっき付き主電極２２及び３２、並びにゲートリード４４を外部に露出させるようにしてセラミックパッケージ５０及びフランジ５２に覆われている。
【００１８】
図２は図１の破線部分ＩＩの拡大図である。図２はめっき付き主電極２２の端部の変形を示す拡大図である。めっき２２aは表側接合面の端部において他の部分よりも厚く形成されている（めっきが厚く形成された部分を破線で示す）。めっき付き主電極２２の端部のめっき２２ａが厚く形成された部分は、アノード圧接電極２６に押されて変形している。この変形は、主電極２２の端部の強度が、溝２２ｂにより弱められているために起こる。主電極２２の端部が変形することにより、表側接合面は平坦となり、めっき付き主電極２２とアノード圧接電極２６は面接合している。
【００１９】
このように本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置１０の構成によれば、めっき付き主電極２２にめっきを施しつつ、めっき付き主電極２２の端部を含む表側接合面にアノード圧接電極２６を面接合させ圧接型半導体装置１０の放熱性を高めることができる。
【００２０】
ここで、圧接型半導体装置１０の放熱性を高めるためには、半導体基体１２からの最短の放熱経路において圧接電極と主電極とが均等な圧力で面接合していることが必要である。本実施の形態に係る圧接型半導体装置１０では最短の放熱経路は直上領域である。圧接型半導体装置１０では、主電極２２の端部においては主電極２２が変形するため、主電極２２の端部においてはアノード圧接電極２６と主電極２２とが均等な圧力で面接合しないことも考えられる。しかしながら、溝２２ｂにより主電極２２が変形する部分は直上領域の外側である。よって直上領域ではアノード圧接電極２６と主電極２２とを均等な圧力で面接合させ、放熱性を高めることができる。なお、直下領域についても直上領域と同様に放熱性を高めることができる。
【００２１】
図３は本発明の実施の形態に係る圧接型半導体装置１０の変形例を示す断面図である。めっき付き主電極２２の側面には溝２２ｃが形成されている。溝２２ｃは、溝２２ｃの側面がめっき付き主電極２２の側面に対して鋭角をなすように形成されている。このように溝２２ｃを形成すると、めっき付き主電極２２とアノード圧接電極２６の圧接の際にめっき付き主電極２２の端部を容易に変形させることができる。よって本発明の効果を高めることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０ 圧接型半導体装置、 １２ 半導体基体、 ２２，３２ めっき付き主電極、 ２２ａ めっき、 ２２ｂ 溝、 ２６ アノード圧接電極、 ３６ カソード圧接電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基体と、
めっき処理され、前記半導体基体の主面に固着されためっき付き主電極と、
前記めっき付き主電極のめっきが形成された面に重なるように圧接された圧接電極と、を備え、
前記めっき付き主電極の側面には溝が形成され、
前記溝は、前記半導体基体と前記めっき付き主電極が重なる部分の直上領域より外側に形成されたことを特徴とする圧接型半導体装置。
【請求項２】
前記溝は、前記溝の側面が前記めっき付き主電極の側面に対して鋭角をなすように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の圧接型半導体装置。
【請求項１】
半導体基体と、
めっき処理され、前記半導体基体の主面に固着されためっき付き主電極と、
前記めっき付き主電極のめっきが形成された面に重なるように圧接された圧接電極と、を備え、
前記めっき付き主電極の側面には溝が形成され、
前記溝は、前記半導体基体と前記めっき付き主電極が重なる部分の直上領域より外側に形成されたことを特徴とする圧接型半導体装置。
【請求項２】
前記溝は、前記溝の側面が前記めっき付き主電極の側面に対して鋭角をなすように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の圧接型半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２３３８２０（Ｐ２０１１−２３３８２０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５０４４（Ｐ２０１０−１０５０４４）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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