(57)【要約】【課題】  高温に耐える半導体装置を実現する。【解決手段】  半導体チップ１を屈曲した、第１電極端子４０、第２電極端子４１の間に挟み、それらの金属端子を第１電極端子４０及び第２電極端子４１に接続し、２つの電極端子間をセラミック３０，３１で支持すると共に、半導体チップ１を大気圧以下の気体、乾燥空気、不活性気体又はその組み合わせからなる気体中に封入する。この構造によって、コンパクトでしかも高温に耐える半導体装置を実現することが出来る。【選択図】  図１
2005286063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップの第１の面と第１の電極端子とが屈曲した金属端子を介して接続され、該半導体チップの第２の面が第２の電極端子と金属端子を介して接続され、２つの前記電極端子が絶縁体に固着され、前記半導体チップが大気圧以下の気体、乾燥空気、不活性気体又はその組み合わせからなる気体中に設置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体チップの第１の面と第１の電極端子とが屈曲した金属端子を介して接続され、該半導体チップの第２の面と第２の電極端子が屈曲した第２の金属端子を介して接続され、２つの前記電極端子が絶縁体に固着され、前記半導体チップが大気圧以下の気体、乾燥空気、不活性気体又はその組み合わせからなる気体中に設置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
半導体チップの第１の面と第１の電極端子とが屈曲した金属端子を介して接続され、該半導体チップの第２の面が電極端子と接続され、２つの前記電極端子が絶縁体に固着され、前記半導体チップが大気圧以下の気体、乾燥空気、不活性気体又はその組み合わせからなる気体中に設置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁体は、前記半導体チップ及び前記金属端子を収納すると共に、両端に開口部を設けた筒状体であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁体は、円筒形状とすることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記電極端子は、前記絶縁体の両端の開口部にそれぞれ一つずつ固着されると共に、該開口部を封止していることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記電極端子が平板状であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記電極端子は、前記絶縁体の外径とほぼ同じ径を持つ円板形状であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記電極端子の前記半導体チップと対向する面に膨出する凸部を設けてなることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記電極端子の前記半導体チップと背向する面にリード端子を設けてなることを特徴とする請求項５乃至請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記絶縁体の一部又は全てがセラミックからなることを特徴とする請求項１乃至請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記電極端子又は前記金属端子の一部又は全てが非磁性材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記電極端子又は前記金属端子の一部又は全てが磁性材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記半導体チップがＰ型導電部分とＮ型導電部分とを交互に隣接するように配置したＰＮＰＮ構造を有するサイリスタであることを特徴とする請求項１乃至請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記半導体チップが複数の半導体チップを積層してなることを特徴とする請求項１乃至請求項１４に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置の放電灯始動装置に用いられる半導体装置、特に双方向性の半導体サイリスタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体サイリスタは、スイッチング素子として磨耗がなく信頼性に富むことから、照明装置の放電灯始動装置の構成部品の一つとして、例えば高圧ナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯の放電灯開始装置の構成部品の一つとして従来から幅広く用いられている。
【０００３】
図２は、従来技術に係る放電灯始動装置を含む照明装置の構成例を示すものである。図２において、６１は交流電源、６２は安定器、６３は非線形セラミックコンデンサ、６４は熱応動バイメタルスイッチ、６６は発光管、６７は加熱用抵抗体、６９は双方向性二端子半導体スイッチである。双方向性二端子半導体スイッチ６９は、半導体で構成され、Ｐ型導電部分とＮ型導電部分とを交互に隣接するように配置したＰＮＰＮ構造を有するサイリスタであり、図３に示すようにブレークオーバー電圧Ｖboでオフ状態からオン状態へ遷移する。
【０００４】
交流電源６１が投入されると、チョークコイル等の安定器６２を通じて正の半サイクルの電圧が非線形セラミックコンデンサ６３に印加され、充電電流が流れる。その充電電流は充電電流が飽和する時点、すなわち非線形セラミックコンデンサ６３の飽和電圧に達した時点で急激に零になる。このとき安定器６２のインダクタンスにより大きな正のパルス電圧Ｖｐが発生し、発光管６６には前記パルス電圧Ｖｐに電源電圧が重畳された電圧が印加される。次の負のサイクルにおいても同様にして負のパルス電圧が発生し、これらの一連のパルス電圧により照明装置は始動し点灯する。点灯後、発光管６６の熱を受けて常閉形の熱応動バイメタルスイッチ６４が開放し、始動装置は電気回路から切り離される。
【０００５】
図２に示した照明装置は、始動装置を構成する非線形セラミックコンデンサ６３に、二端子サイリスタのような双方向性二端子半導体スイッチ６９を直列に接続したものである。双方向性二端子半導体スイッチ６９は外球７１内に配置されることもあれば、外球７１外の口金部分やその近傍に配置されることもある。
【０００６】
この照明器具における始動動作時には、交流電源電圧の各サイクルにおいて、双方向性二端子半導体スイッチ６９のブレークオーバー電圧Ｖboを超えた時点で、非線形セラミックコンデンサ６７の急激な充電が行なわれ、直ちに飽和電圧に達して、電流が遮断される。このため、より振幅の大きいパルス電圧が発生し、高出力の照明器具の始動を行なうことが出来る。なお、図２に示す非線形セラミックコンデンサ６３の加熱用抵抗体６７は、照明装置の不点が生じた場合にパルス電圧を一定時間終止させる機能を有する抵抗体で、この詳細については特開平５−２９０９８５号公報等に記載されている。
【０００７】
ところで、照明器具、例えば高圧ナトリウムランプ等においては、点灯後に消費電力の一部が熱に変換され長時間に亘る動作中に外球の温度が２５０℃以上にも達する場合がある。
【０００８】
ここで、半導体スイッチの最高保存温度Tstgは図４に示す典型的な例で１２５℃である。図４は双方向性二端子半導体スイッチの断面図で、１は双方向サイリスタなどの半導体チップ、２と３は半導体封止用樹脂、１０は第１電極、１１は第２電極、２０は半導体チップ１と第１電極を接続する半田などの導電材、２１は半導体チップ２と第２電極を接続する半田などの導電材である。半導体スイッチは面実装タイプのものもあり、その場合は電極の取り出し方が異なるだけで基本的な構成材料に大きな違いはない。
【０００９】
以上のような構成材料からなる半導体スイッチは、常温下では全く問題なく動作し、短時間であれば最高保存温度Tstgを超えても、特性の変化や劣化はない。また、半導体で出来ているため、スイッチングで磨耗することがなく長期に亘り高い信頼性を実現することが出来るという利点がある。この利点があるため、図４に示す構成は双方向サイリスタ以外のサイリスタも含めて幅広く採用されている。（例えば、特許文献１参照。）
【００１０】
ところが、照明器具の一部として上記の半導体スイッチが使用される場合には、発光後に消費電力の一部が熱に変換され長時間に亘る動作中に外球の温度が２５０℃以上にも達する場合がある。そのため、放熱を考慮した実装を行なっているにもかかわらず点灯中に半導体スイッチが劣化を起こして、消燈後の再点灯時に始動出来なくなることがあるという不具合があった。
【００１１】
また、構成材料を高熱に強いものにするといっても限界があり、とりわけガラス転位温度Tgが高く封止機能の優れた樹脂が存在しないことから、現状構造の最適化では対応が困難であるという課題があった。半導体封止用の樹脂のガラス転位温度は低いもので１３０℃、高いものでもせいぜい１９５℃である。樹脂を使用しないキャンタイプのものでは、電極の取り出しに金などの細線を使用するが、細線の口径に限界があって電流密度を上げられず、大きな電流がスイッチング時に流れる照明器具には不向きであるという課題もあった。また、キャンタイプでは形状が大きく照明器具の外球内又は口金及びその近傍に実装上する上で不具合もあった。
【特許文献１】特開昭５０−６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、照明器具等に使用され高温下に晒されても高い信頼性を維持することが出来る半導体装置を実現することを目的としている。 
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、半導体チップの第１の面と第１の電極端子とが屈曲した金属端子を介して接続され、該半導体チップの第２の面が第２の電極端子と金属端子を介して接続され、２つの前記電極端子が絶縁体に固着され、前記半導体チップが大気圧以下の気体、乾燥空気、不活性気体又はその組み合わせからなる気体中に設置されていることを特徴とするものとした。
【００１４】
前記した構成においては、２５０℃の高温においても電極が溶融せず、他にも溶融する材料がないので、照明器具のように２５０℃にまで温度が上昇する装置に実装しても劣化を生じることがない。また、温度の上昇や下降によって前記した半導体装置の構成部品は熱膨張や熱収縮を繰り返すが、それらに起因する応力を考慮して装置全体として機械的な信頼性が保たれるように組み立てられることは言うまでもない。
【００１５】
また、本発明は、半導体チップの第１の面と第１の電極端子とが屈曲した金属端子を介して接続され、該半導体チップの第２の面と第２の電極端子が屈曲した第２の金属端子を介して接続され、２つの前記電極端子が絶縁体に固着され、前記半導体チップが大気圧以下の気体、乾燥空気、不活性気体又はその組み合わせからなる気体中に設置されていることを特徴とするものとした。
これにより、組み立てを容易にし半導体装置全体を小さくすることが出来る。
【００１６】
また、本発明は、半導体チップの第１の面と第１の電極端子とが屈曲した金属端子を介して接続され、該半導体チップの第２の面が電極端子と接続され、２つの前記電極端子が絶縁体に固着され、前記半導体チップが大気圧以下の気体、乾燥空気、不活性気体又はその組み合わせからなる気体中に設置されていることを特徴とするものとした。
【００１７】
これにより、さらに半導体装置全体を小さくすることが出来る。
【００１８】
なお、本発明において、前記絶縁体は、前記半導体チップ及び前記金属端子を収納すると共に、両端に開口部を設けた筒状体であるものに出来る。このことにより、半導体チップを所定の気体内に封入することが容易に出来る。
【００１９】
また、前記絶縁体は、円筒形状とすることが出来る。このことにより、照明器具への収納が容易に出来る。
【００２０】
さらに、前記電極端子は、前記絶縁体の両端の開口部にそれぞれ一つずつ固着されると共に、該開口部を封止しているものにできる。このことにより、電極端子を絶縁体の閉止蓋とすることが出来る。
【００２１】
また、電極端子を平板状とすることが出来る。このことにより実装上の便宜を図ることや接触面積を最大とすることが出来る。接触面積を大きくすることで電流密度や熱抵抗を低下させ信頼性の向上を図ることが出来る。
【００２２】
さらに、前記電極端子は、前記絶縁体の外径とほぼ同じ径を持つ円板形状であるものに出来る。このことにより、実装時の搬送において便宜を図ることが出来、自動組み立て装置による組み立て工程の自動化や省力化が容易に実現出来る。
【００２３】
また、前記電極端子の前記半導体チップと対向する面に膨出する凸部を設けてなるものに出来る。このことにより、実装上の便宜や放熱特性を向上させることが出来る。
【００２４】
さらに、前記電極端子の前記半導体チップと背向する面にリード端子を設けることが出来る。このことにより実装上の便宜や放熱特性を向上させることが出来る。
【００２５】
また、前記絶縁体の一部又は全てをセラミックからなるものに出来る。このことにより、セラミックに比べて熱膨張や熱収縮の度合いが大きい電極端子、金属端子、半導体チップ間の発生応力を吸収させるために金属端子の一部に屈曲部分を設けてばね状としている。よって、前記した構成においては、図４に示した半導体装置の構造と比較すると、高温状態で信頼性が低下する構成要素がなく、照明器具のように２５０℃にまで温度が上昇する環境下でも高い信頼性を維持することが出来る。すなわち、点灯後温度が２５０℃にまで上昇して消燈後、装置全体の温度が室温に戻って再度点灯を開始するときに始動装置を起動させることが出来る。
【００２６】
また、前記電極端子又は前記金属端子の一部又は全てが非磁性材料からなるものに出来る。このことにより電磁場の強い環境下において実装上の便宜を図ることが出来る。
【００２７】
さらに、電極端子又は金属端子の一部又は全てに磁性材料を用いることが出来る。このことにより、電磁場を利用して部品搬送を自動化する実装装置に対応することが可能となり実装上の便宜を図ることが出来る。
【００２８】
また、半導体チップがＰ型導電部分とＮ型導電部分とを交互に隣接するように配置したＰＮＰＮ構造を有するサイリスタとすることが出来る。このことにより半導体スイッチを容易に実現することが出来る。
【００２９】
さらに、半導体チップを複数の半導体チップを積層してなるものとすることが出来る。このことにより特性や機能の向上を容易に実現することが出来る。
【発明の効果】
【００３０】
このように本発明によれば、構成材料が高温でも耐えることと応力を緩和する構造を設けているため２５０℃にも達する照明器具の始動装置の一部として使用されたとしても信頼性が高くしかもコンパクトで実装に便利な半導体装置を実現することが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図１において、１は半導体チップ、３０、３１は絶縁体、４０は第１電極端子、４１は第２電極端子、５０は第１金属端子、５１は第２金属端子である。
【００３２】
半導体チップ１は、ＰＮＰＮ構造を有するサイリスタで、ウェーハ状のシリコン基板に不純物拡散等の加工を施した後、用途に応じて長方形などの形に切り出して製造する。Ｐ型の導電型を有するシリコン基板の場合、一方の面に第１Ｎ型導電領域、片方の面に第２Ｎ型導電領域をそれぞれ表面に露出するよう形成する。また、第１Ｎ型導電領域内に第１Ｐ型導電領域、第２Ｎ型導電領域内に第２Ｐ型導電領域をそれぞれ表面に露出するよう形成する。ここでばねとしての機能と端子としての機能を併せ持つ燐青銅からなる第１金属端子５０を第１Ｎ型導電領域と第１Ｐ型導電領域の両方に接するように圧着によってシリコン基板と電気的に接続する。同様に、燐青銅からなり、ばねとしての機能と端子としての機能を併せ持つ第２金属端子を第２Ｎ型導電領域と第２Ｐ型導電領域の両方に接するように圧着によってシリコン基板と電気的に接続する。
【００３３】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置では、第１金属端子５０と第２金属端子５１の両方をばね状に屈曲させるが、第１金属端子５０と第２金属端子５１のいずれか一方がばね状であればよく、ばね材として燐青銅以外の金属材料を使用してもよい。さらに、これらの金属端子のばねとしての機能は、これらの半導体チップに接続される側の部分のみが有するものとしているが、これらの全体がばねとしての機能を有するようにしても良い。金属端子全体に対するばねとしての機能を有する部分の比率が高くなれば、その弾発力も大きくなるので圧着力を大きくすることが可能になる。くわえて、半導体チップ１をさらに確実に固定保持できるように、ＤＮＡのような二重らせん構造にしても良い。また、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置では、第１金属端子５０と第２金属端子５１の一方を省略して半導体チップ１と電極端子を直接電気的に接続させることも可能である。
【００３４】
また、第１金属端子５０と第２金属端子５１の半導体チップ１に接続される端部は、圧着による接合形成が容易になるようにする。接合形成を容易にする手段として、図１ではこの端部の延びる方向が半導体チップ１の主面と平行になるようにしているが、この端部を半導体チップ１の主面と平行なリングにすることも可能であり、釘のハンマー打当部分のように押し潰して板状に形成することも可能である。
【００３５】
第１金属端子５０は４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）からなる第１電極端子４０と機械的にも電気的にも接続される。同様に、第２金属端子５１は４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）からなる第２電極端子４１と機械的にも電気的にも接続される。第１電極端子４０と第２電極端子４１は、筒状のセラミックからなる絶縁体３０，３１の蓋としての機能を有すると共に、絶縁体３０，３１と一体化され全体として二端子の双方向性半導体装置が形成される。第１電極端子４０及び第２電極端子４１は、電極端子として利用可能であり、且つ、絶縁体３０，３１と共に半導体チップ１を内部に収納して密閉可能な容器を構成できれば銅合金など他の金属であっても良い。なお、この半導体装置を真空中や不活性気体中などで常時使用する場合は、これらの電極端子と絶縁体３０，３１で構成する容器が密閉可能でなくとも良く、これらの電極端子が絶縁体３０，３１に固着されていれば良い。また、絶縁体３０，３１は、第１電極端子４０及び第２電極端子４１を固着可能であり、且つ、２５０℃の高温に耐える絶縁性材料であればガラスなど他の材料であっても良い。ここで、前記セラミックはアルミナセラミックスとし、前記アルミナセラミックスにメタライズ処理を施して、ろう付けで前記電極端子を固着する。
【００３６】
半導体チップ１、第１金属端子５０、第２金属端子５１、第１電極端子４０、第２電極端子４１、又はそれらの接合部の信頼性向上ために窒素ガスを封入して外部と遮断する。そうすることで水分が存在することで発生するチップ表面の不純物イオンの動きを抑制し、サイリスタの特性劣化を防止したり、これらの金属端子や電極端子の腐食の要因を除去することが出来る。なお、問題がないならば、窒素ガスを乾燥空気や真空と代替することも出来る。
【００３７】
続けて、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置の特徴点について説明する。図１に示されるように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置は、２５０℃の温度でも信頼性のある材料部品で構成されている。すなわち、図１に示される構造においては、４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）が使われているが、４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）の融点は約１４８０℃である。
【００３８】
また、図１に示される構造においては、燐青銅が使われているが、燐青銅の融点は約１０３０℃である。
【００３９】
また、図１に示される構造においては、セラミックとしてアルミナセラミックスが使われているが、アルミナセラミックスの融点は約２０２０℃であり、前述の圧着時の高温に十分耐えるので好適な材料である。また、アルミナセラミックスの熱膨張係数は前記４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）の熱膨張係数と比較的近いので信頼性を向上させるのに好適である。ここで、通常はモリブデンやマンガンでメタライズ処理を施した後、７８０℃から９００℃の温度で銀ろう付けを実施して４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）との固着を行なうが、他の方法で代替出来るのであれば特に固着方法は何でも構わない。燐青銅と４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）をろう付けする場合は、表面処理やろう材が異なってくるが、本発明では構成材料の融点が高くなるように材料が選択されるため、ろう材によって４００℃〜９００℃にもなるろう付けを行なっても、ろう付けによる半導体装置の特性劣化等の問題は発生しにくいという特徴がある。半導体装置の温度が２５０℃にまで温度が上昇したとしても、ろう接部分の信頼性が低下することは殆どない。
【００４０】
また、半導体として使われているシリコンの融点は約１４１０℃である。半導体は高温になると半導体デバイスとして動作しなくなるが、照明装置が一旦点灯した後はスイッチングデバイスとして動作する必要はないので特に問題はない。
【００４１】
ここで、セラミックと比べて熱膨張や熱収縮の度合いの大きな燐青銅がばね状の形状をしているため、シリコンと燐青銅の間に発生する応力や４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）と燐青銅の間に発生する応力をうまく緩和することが出来、機械的な信頼性を高めることが出来る。      
【００４２】
従って、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置は、２５０℃にまで温度が上昇したとしても照明装置の始動装置のスイッチング素子として高い信頼性を維持することが出来るという大きな利点がある。
【００４３】
また、図１に示した半導体装置では、キャンタイプのものとは異なって構造が単純で小さいものが比較的容易に製造出来るという利点があり、照明装置の中に組み込むのに非常に便利であるという特徴がある。また、構成部品が少ないことから半導体装置全体の信頼性を向上させやすくなっているという利点がある。  
【００４４】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図５において、１は半導体チップ、３０，３１は絶縁体、４０は第１電極端子、４１は第２電極端子、４２は第１リード端子、４３は第２リード端子、５０は第１金属端子、５１は第２金属端子である。ここで、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置と同様に、半導体チップ１はＰＮＰＮ構造を有するシリコンサイリスタ、絶縁体３０，３１はアルミナセラミックス、第１電極端子４０及び第２電極端子４１は４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）、第１リード端子４２及び第２リード端子４３は銅、第１金属端子及び第２金属端子はばね材の燐青銅からなる。
【００４５】
本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置は、電極にリード端子をつけたもので電気的特性は殆ど本発明の第１の実施の形態に係るサイリスタと同じである。照明装置を組み立てるときにこのようなリード端子のあるものが便利な場合があり組み立ての自動化に都合がよいことがある。リード端子は銅で出来ており、その融点が約１０００℃で十分高いことと、応力を緩和するばね状の金属端子を有するので、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置と同様に高温に晒されても高い信頼性を保つことが出来る。
【００４６】
本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図６において、１は半導体チップ、３０，３１は絶縁体、４０は第１電極端子、４１は第２電極端子、５０は第１金属端子、５１は第２金属端子である。ここで、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置と同様に、半導体チップ１はＰＮＰＮ構造を有するシリコンサイリスタ、絶縁体３０，３１はアルミナセラミックス、第１電極端子４０及び第２電極端子４１は４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）、第１金属端子５０及び第２金属端子５１はばね材の燐青銅からなる。
【００４７】
本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置は、第２金属端子５１が湾曲部を有しない板状のもので電気的特性は殆ど本発明の第２の実施の形態に係るサイリスタと同じである。２つある金属端子の両方をばね状とする必要はなく、第１金属端子５０をばね状とすることで応力の緩和を実現出来ることと、一方の第２金属端子５１を板状にして電極端子との接触面積を大きくすることで半導体装置全体の高さを低く出来ると共に電流密度や放熱特性を改善することが出来るという利点がある。構成部品が高温に耐えることと、ばね状の金属端子によって応力の緩和がなされるため、本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置と同様に高温に晒されても高い信頼性を保つことが出来る。
【００４８】
本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図７は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図７において、１は半導体チップ、３０、３１は絶縁体、４０は第１電極端子、４１は第２電極端子、５０は第１金属端子である。ここで、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置と同様に、半導体チップ１はＰＮＰＮ構造を有するシリコンサイリスタ、絶縁体３０，３１はアルミナセラミックス、第１電極端子４０及び第２電極端子４１は４２アロイ（Ｎｉ４２％、Ｆｅ５８％）、第１金属端子５０はばね材の燐青銅からなる。
【００４９】
本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置から第２金属端子４１を省略したもので、電気的特性は殆ど本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置と同じである。２つある金属端子の両方をばね状とする必要はなく、第１金属端子をばね状とすることで応力の緩和を実現出来ることと、半導体装置全体の高さを本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置よりさらに薄くすることが出来るという利点がある。構成部品が高温に耐えることと、ばね状の金属端子によって応力の緩和がなされるため、本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置と同様に高温に晒されても高い信頼性を保つことが出来る。
【００５０】
なお、以上の各実施の形態では、それぞれの電極端子を平坦な板状のものにしているが、蓋としての機能を強化するために以下のようにすることもできる。
本発明の第５及び第６の実施の形態に係る半導体装置を図面に基づいて詳細に説明する。図８は、本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図８において、１は半導体チップ、３０、３１は絶縁体、４０は第１電極端子、４１は第２電極端子、４４，４５は凸部、５０は第１金属端子、５１は第２金属端子である。また、図９は、本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。図９において、１は半導体チップ、３０、３１は絶縁体、４０は第１電極端子、４１は第２電極端子、４６，４７は凸部、５０は第１金属端子、５１は第２金属端子である。
【００５１】
本発明の第５及び第６の実施の形態に係る半導体装置は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置において第１電極端子４０及び第２電極端子４１にそれぞれ半導体チップ側へ膨出する凸部４４，４５又は凸部４６，４７を形成したもので、電気的特性は殆ど本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置と同じである。これらの凸部は、円環状に形成され絶縁体３０，３１の内径とほぼ同じ外径を持つので、これらの凸部を絶縁体３０，３１に嵌合することによって第１電極端子４０及び第２電極端子４１を絶縁体３０，３１に確実に固着することが出来るという利点がある。
【００５２】
なお、以上の各実施の形態は二端子サイリスタを事例として取り上げたが、本発明は、トライアックなどの半導体スイッチング素子を利用する半導体装置に対しても好ましく適用出来るものである。さらに、複数のチップを積層した多層型の素子あるいはダイオードとサイリスタを複合した複合型のチップにも適用可能である。また、実装が難しくなるが複数のチップを同一平面状に分割して配置して組み立てる場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図２】従来技術に係る照明装置の動作を示す図面である。
【図３】従来技術に係る半導体装置を示す断面図である。
【図４】従来技術に係る半導体装置の電気的特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    半導体チップ
２    半導体封止用樹脂
３    半導体封止用樹脂
１０  第１電極  
１１  第２電極
２０  導電材
２１  導電材
３０  絶縁体
３１  絶縁体
４０  第１電極端子
４１  第２電極端子
４２  第１リード端子
４３  第２リード端子
４４  凸部
４５  凸部
４６  凸部
４７  凸部
５０  第１金属端子
５１  第２金属端子
６１  交流電源
６２  安定器
６３  非線形セラミックコンデンサ
６４  熱応動バイメタルスイッチ
６６  発光管
６７  加熱用抵抗体
６９  双方向性二端子半導体スイッチ
７１  外球
【図１】
2005286063.tif 000003
【図２】
2005286063.tif 000004
【図３】
2005286063.tif 000005
【図４】
2005286063.tif 000006
【図５】
2005286063.tif 000007
【図６】
2005286063.tif 000008
【図７】
2005286063.tif 000009
【図８】
2005286063.tif 000010
【図９】
2005286063.tif 000011