(57)【要約】【課題】大型化することなく、突入電流の通電に対して放熱効果を向上させ、突入電流耐量を向上させることができる半導体スイッチを得る。【解決手段】半導体チップ１００の表面層にＴ１電極１０１とゲート電極１０２を設けるとともに、裏面層にＴ２電極を設け、Ｔ２電極には放熱部１０３ａを兼ねたステム１０３を接合してあり、半導体チップ１００のＴ１電極１０１に、放熱体としての放熱ブロック１１０を接合することにより、Ｔ１電極１０１の発熱を放熱ブロック１１０の表面から放熱できるため、Ｔ１電極１０１の放熱効率、ひいては半導体チップ１００の放熱効率を向上し、トライアック１０の大型化を抑えつつ短時間領域における突入電流の耐量を向上させることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ１電極、Ｔ２電極、およびゲート電極を有する双方向制御整流型の半導体チップを備え、Ｔ２電極にステムを接合し、このステムの一部と、Ｔ１電極に接続したＴ１リード端子と、Ｔ２電極に接続したＴ２リード端子と、ゲート電極に接続したゲートリード端子と、をそれぞれ突出させた状態で全体的に絶縁物でモールド成形した半導体スイッチであって、
前記半導体チップのＴ１電極に、少なくとも１つの放熱体を接合したことを特徴とする半導体スイッチ。
【請求項２】
放熱体と半導体チップとを導電性接着剤で接合し、放熱体の接合面の中央部分に導電性接着剤を封入する凹部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の半導体スイッチ。
【請求項３】
励磁コイルに流れる励磁電流によって発生する磁気的吸引力で接点対が導通状態と遮断状態とで切り替えられる機械的接点スイッチと、
Ｔ１電極、Ｔ２電極、およびゲート電極を有する双方向制御整流型の半導体チップを備え、Ｔ２電極にステムを接合し、このステムの一部と、Ｔ１電極に接続したＴ１リード端子と、Ｔ２電極に接続したＴ２リード端子と、ゲート電極に接続したゲートリード端子と、をそれぞれ突出させた状態で全体的に絶縁物でモールド成形した半導体スイッチと、を並列に接続したハイブリッドリレー装置に用いる半導体スイッチにおいて、
前記突出するステムの一部の大きさを、負荷投入時に半導体スイッチに印加される突入電流の印加時間に応じて設定することにより、当該突入電流と同じ大きさの電流をより長時間継続して印加する半導体スイッチの突出するステムの一部の大きさよりも小さく形成したことを特徴とする半導体スイッチ。
【請求項４】
Ｔ１電極に、当該Ｔ１電極の放熱面積を増加させる放熱面積増加手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の半導体スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｔ１電極、Ｔ２電極、およびゲート電極を有する双方向制御整流型の半導体チップを備えた半導体スイッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インバータ制御によって照明負荷等に電流供給を行う照明器具としては、交流電圧を直流電圧に変換するために大容量の平滑コンデンサを搭載しているものが知られている。このような照明器具では、照明負荷に電流供給を開始して点灯する際に、平滑コンデンサに大きな突入電流が流れることになる。また、一つの機械的接点スイッチであるリレーで複数の照明負荷に電流供給を開始して点灯させる場合には、リレー投入時に、さらに大きな突入電流が流れることになる。
【０００３】
かかる照明器具の機械的接点スイッチでは、接点材料中のＣｄ使用量の削減に伴って耐溶着性が低下しており、点灯時の突入電流による接点の溶着対策として、既存の機械的接点スイッチに加えて、半導体スイッチとして機能するトライアックを電源に対して並列に回路構成したハイブリッドリレー装置が使用されている。
【０００４】
機械的接点スイッチは、励磁コイルに流れる励磁電流によって発生する磁気的吸引力で接点対が導通状態と遮断状態とで切り替えられるようになっており、当該ハイブリッドリレー装置の動作は、照明負荷に電流供給を開始する時に、まず、発光ダイオードが発光して、フォトトライアックを導通状態にして、トライアックのゲートに交流電源からのゲート電流を流して、トライアックを導通状態にする。これにより、電源から照明負荷に電流供給を開始し、その後に、機械的接点スイッチが導通状態にされる。これにより、電源から照明負荷に流れる突入電流をトライアックに流して、機械的接点スイッチの接点溶着を回避することができ、機械的接点スイッチの寿命を長くすることができる。
【０００５】
このとき用いられるトライアックは、双方向制御整流型の半導体チップの表面層にＴ１電極およびゲート電極を設けるとともに、裏面層にＴ２電極を設けてあり、Ｔ１電極にＴ１リード端子をボンディングワイヤーで接続するとともに、Ｔ２電極にＴ２リード端子を直接接続し、かつ、ゲート電極にゲートリード端子をボンディングワイヤーで接続し、これら各リード端子をそれぞれ突出させた状態で全体的にエポキシ樹脂でモールド成形することにより構成されている。また、上記半導体チップの裏面には放熱板を兼ねたステムが設けられ、このステムによってＴ２電極で発生する熱を放熱するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７０９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記トライアックでは、過大な突入電流が流れると、その突入電流はＴ１電極のボンディング部分に電流集中を生じさせ、ボンディング側面にエレクトロマイグレーションのような現象を発生して、Ｔ１電極を形成したＡｌ原子が一部移動して接触抵抗が増大する。さらに、繰り返し通電による発熱によって接触抵抗がより一層増大し、電流集中部での温度がさらに上昇することになる。
【０００７】
このため、かかるトライアックに関しては、Ｔ１電極接合部の電流集中をいかに緩和させるか、すなわち、繰り返し通電に対する突入電流の耐量を如何に向上させるかが重要となる。
【０００８】
ここで、従来のハイブリッドリレー装置で用いるトライアックとしては、この突入電流に耐えうるものが選定されていたのであるが、そのスペックの選定に際しては、通電時間が短時間であるにもかかわらず、突入電流の大きさを考慮していたがために、定常電流となる定格電流よりも大きな仕様（サイズ）のものを選定するのが一般的となっていた。
【０００９】
また、Ｔ１電極側からの放熱は主としてワイヤーリードからの放熱となっており、その放熱量には限界があった。
【００１０】
そこで、本発明は、大型化を抑えながら、突入電流の通電に対して放熱効果を向上させ、突入電流耐量を向上させることができる半導体スイッチを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明にあっては、Ｔ１電極、Ｔ２電極、およびゲート電極を有する双方向制御整流型の半導体チップを備え、Ｔ２電極にステムを接合し、このステムの一部と、Ｔ１電極に接続したＴ１リード端子と、Ｔ２電極に接続したＴ２リード端子と、ゲート電極に接続したゲートリード端子と、をそれぞれ突出させた状態で全体的に絶縁物でモールド成形した半導体スイッチであって、上記半導体チップのＴ１電極に、少なくとも１つの放熱体を接合したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明にあっては、放熱体と半導体チップとを導電性接着剤で接合し、放熱体の接合面の中央部分に導電性接着剤を封入する凹部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明にあっては、励磁コイルに流れる励磁電流によって発生する磁気的吸引力で接点対が導通状態と遮断状態とで切り替えられる機械的接点スイッチと、Ｔ１電極、Ｔ２電極、およびゲート電極を有する双方向制御整流型の半導体チップを備え、Ｔ２電極にステムを接合し、このステムの一部と、Ｔ１電極に接続したＴ１リード端子と、Ｔ２電極に接続したＴ２リード端子と、ゲート電極に接続したゲートリード端子と、をそれぞれ突出させた状態で全体的に絶縁物でモールド成形した半導体スイッチと、を並列に接続したハイブリッドリレー装置に用いる半導体スイッチにおいて、上記突出するステムの一部の大きさを、負荷投入時に半導体スイッチに印加される突入電流の印加時間に応じて設定することにより、当該突入電流と同じ大きさの電流をより長時間継続して印加する半導体スイッチの突出するステムの一部の大きさよりも小さく形成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明にあっては、Ｔ１電極に、当該Ｔ１電極の放熱面積を増加させる放熱面積増加手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、半導体チップのＴ１電極に放熱体を接合したことにより、そのＴ１電極からの放熱の向上によって突入電流による温度上昇を抑制できるため、半導体スイッチの大型化を抑えつつ短時間領域における突入電流の耐量を向上させることが可能となる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、上記放熱体を導電性接着剤によって半導体チップに接合する際、放熱体の接合面に設けた凹部内に導電性接着剤を溜めることができるため、導電性接着剤が周囲に漏洩してゲート電極を浸漬状態にするのを防止し、Ｔ１電極とゲート電極とが絶縁不良となるのを防止できる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、半導体スイッチを機械的接点スイッチが並列接続されるハイブリッドリレー装置に適用した場合であって、半導体スイッチへの突入電流が短時間となっており、短時間領域での放熱領域が限定されることになるので、上記突出するステムの一部の大きさを小さくすることによって半導体スイッチの小型化を達成でき、ひいては、ハイブリッドリレー装置の小型化を達成できる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項３の効果に加えて、上記突出するステムの一部を小さくした場合にはＴ１電極からの放熱量を向上させることが好ましいが、放熱面積増加手段によってＴ１電極の放熱面積を増加させるようにしたので、Ｔ１電極の放熱性が向上し、ひいては、突入電流の耐量をより一層向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１実施形態）図１は、半導体スイッチの内部構造を示す斜視図、図２は、半導体スイッチの外形を示す斜視図、図３は、本発明の半導体スイッチが適用されるハイブリッドリレー装置の回路図である。なお、本実施形態では、図３に示すハイブリッドリレー装置に適用した半導体スイッチについて例示するものとする。
【００２１】
ハイブリッドリレー装置１は、ハイブリッドリレー回路２を備え、このハイブリッドリレー回路２によって交流電源３の電力を照明負荷等の負荷４に供給して、その負荷４を動作させるものである。
【００２２】
ハイブリッドリレー回路２は、半導体スイッチとしてのトライアック１０と、機械的接点スイッチ２０を構成する接点対２１及び励磁コイル２２，２３とを備えている。
【００２３】
ハイブリッドリレー回路２は、交流電源３及び負荷４と、トライアック１０と、接点対２１とで並列回路を構成している。トライアック１０または接点対２１が導通状態となることによって、交流電源３の電力が負荷４に供給される。そして、機械的接点スイッチ２０は、励磁コイル２２，２３に流れる励磁電流の有無によって接点対２１を導通状態または遮断状態に切り替える。
【００２４】
トライアック１０には、パルスによって発光する発光ダイオード１１と、ゼロクロス型フォトトライアック１２と、が設けられており、これら発光ダイオード１１およびゼロクロス型フォトトライアック１２によってトライアック１０の導通状態および非導通状態が管理される。
【００２５】
ここで、トライアック１０は、図１に示すように、双方向制御整流型の半導体チップ１００を備え、その半導体チップ１００の表面層には、Ｔ１電極１０１とゲート電極１０２が設けられるとともに、半導体チップ１００の裏面層には、Ｔ２電極（図示せず）が設けられる。Ｔ２電極には放熱部１０３ａを兼ねたステム１０３が例えば高融点半田によって接合され、そのステム１０３は放熱部１０３ａに形成した取付け穴１０３ｂを介して他の放熱板（図示せず）にビス等で固定される。Ｔ１電極１０１は略矩形状を成しており、その１つの角部を除去した部分にゲート電極１０２が設けられている。
【００２６】
Ｔ１電極１０１には別体のＴ１リード端子１０１ａが設けられるとともに、ゲート電極１０２には別体のゲートリード端子１０２ａが設けられ、Ｔ１電極１０１とＴ１リード端子１０１ａとはボンディングされるワイヤーリード１０１ｂによって互いに接続されるとともに、ゲート電極１０２とゲートリード端子１０２ａとは同様にボンディングされるワイヤーリード１０２ｂによって互いに接続される。Ｔ２電極からはＴ２リード端子１０４ａが直接突出している。
【００２７】
そして、図２に示すように、ステム１０３の放熱部１０３ａ、Ｔ１リード端子１０１ａ、Ｔ２リード端子１０４ａ、およびゲートリード端子１０２ａ、をそれぞれ突出させた状態で、全体的に絶縁物として例えばエポキシ樹脂１０５でモールド成形されて、封止パッケージ型のトライアック１０を構成してある。半導体チップ１００、Ｔ１電極１０１、Ｔ２電極、ゲート電極１０２、およびステム１０３の基部１０３ｃ等は、いずれも、エポキシ樹脂１０５内に封止される。
【００２８】
トライアック１０のゲートリード端子１０２ａは、図３に示すように、発光ダイオード１１及びゼロクロス型フォトトライアック１２と接続されている。また、図示していないが、発光ダイオード１１の電源回路と、励磁コイル２２，２３の電源回路も備えている。
【００２９】
次に、上述したハイブリッドリレー装置１の基本的な動作について説明する。負荷４への電力供給を開始するために図示しない負荷４用のスイッチがオンされると、励磁コイル２２，２３に励磁電流の供給が開始されると共に、発光ダイオード１１に抵抗を介してパルス電流が流れて発光ダイオード１１が発光する。
【００３０】
そして、ゼロクロス型フォトトライアック１２は交流電源３の電圧がゼロクロスした時点から導通状態になって、ゼロクロス型フォトトライアック１２を介してトライアック１０のゲート電極１０２にゲート電流が流れる。すると、トライアック１０は、ゼロクロス型フォトトライアック１２の導通状態に同期して導通状態となり、交流電源３の電圧がゼロクロスした時点から突入負荷電流がトライアック１０を介して流れる。これにより、トライアック１０が導通状態となって、交流電源３から負荷４への電力供給が開始される。
【００３１】
トライアック１０が導通状態になると、交流電源３から負荷４への電力供給が開始されるとともに、ゼロクロス型フォトトライアック１２の導通状態に同期して、励磁コイル２２，２３に励磁電流が流れて接点対２１が導通状態となる。
【００３２】
このように、ハイブリッドリレー装置１は、まず、トライアック１０を導通状態にして、交流電源３から負荷４への電力供給を開始させ、その後に、接点対２１を導通状態とする。このとき、トライアック１０は、交流電源３の電圧がゼロクロスした時点から導通状態となるものの、導通状態になると同時に励磁コイル２２，２３に励磁電流の供給を開始する。
【００３３】
ここで、トライアック１０が電気的に導通状態となるのに対し、接点対２１は機械的に導通状態となって、トライアック１０の導通状態の方が早く実行されて、交流電源３からトライアック１０を介して負荷４に電力供給が開始された後に接点対２１が導通状態となる。このような作用により、トライアック１０と接点対２１とが導通状態となる順序はより確実に守られることになる。したがって、突入負荷電流はトライアック１０に流れることになるため、接点対２１においてアークが発生するのを回避し、接点対２１の耐久性を向上できるようになる。
【００３４】
このとき、本実施形態にかかるトライアック１０では、ステム１０３が所定厚の銅板で形成されてＣｕステムとなっており、このステム１０３はＴ２電極と半田によって接合されている。また、Ｔ１電極１０１とＴ１リード端子１０１ａとをボンディングするワイヤーリード１０１ｂには、φ３５０〜φ４５０μｍのＡｌワイヤーを用いてあるとともに、ゲート電極１０２とゲートリード端子１０２ａとをボンディングするワイヤーリード１０２ｂには、φ１５０μｍのＡｌワイヤーを用いてある。Ｔ１電極１０１のワイヤーリード１０１ｂは、本実施形態では２本で構成されるとともに、ゲート電極１０２のワイヤーリード１０２ｂは１本で構成される。
【００３５】
ここで、本実施形態のトライアック１０では、半導体チップ１００のＴ１電極１０１に、放熱体としての放熱ブロック１１０を接合してある。
【００３６】
放熱ブロック１１０は、銅を素材としてＴ１電極１０１に平行な断面形状が略台形状となるブロック状に形成され、この放熱ブロック１１０は、ワイヤーリード１０１ｂをＴ１電極１０１に接合する前、若しくは後に、そのワイヤーリード１０１ｂの接合部分を除くＴ１電極１０１の表面上のスペースに接合される。この場合、放熱ブロック１１０の表面には、Ｔ１電極１０１との接着性を向上するためにメッキ（例えば、高融点半田を用いる場合はニッケルメッキ）を施すことが望ましい。また、接合手段としてはダイボンディング材を用いることができる。この場合、放熱ブロック１１０での放熱効果に応じて絶縁タイプまたは非絶縁タイプのペースト材を用いることができる。
【００３７】
放熱ブロック１１０の接着面積は、Ｔ１電極のスペース的な制限があるため、ある一定値以上に大きくすることは不可能であるが、板厚が厚くなるにしたがって放熱効果が高まるため、ボンディングやパッケージングに支障を生じない程度に可能な限り厚く（高く）形成することが望ましい。そして、最後にエポキシ樹脂１０５で封止成型される。
【００３８】
以上の本実施形態によれば、トライアック１０を構成した半導体チップ１００のＴ１電極１０１に放熱ブロック１１０を接合したことにより、そのＴ１電極１０１の発熱は放熱ブロック１１０に伝達されて、その放熱ブロック１１０の表面からエポキシ樹脂１０５を介して外方に放熱できるため、Ｔ１電極１０１の放熱効率、ひいては半導体チップ１００の放熱効率を向上できる。
【００３９】
したがって、ハイブリッドリレー装置１で、ゼロクロス型フォトトライアック１２の導通状態に同期してトライアック１０が導通状態となって、突入負荷電流がトライアック１０を介して流れた際に、その突入電流による温度上昇を抑制できるため、定格電流よりも大きな仕様のトライアック１０を選定する必要が無くなり、トライアック１０の大型化を抑えつつ短時間領域における突入電流の耐量を向上させることが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態では放熱ブロック１１０と半導体チップ１００との接着面積が大きいほど相互の熱膨張差により歪が発生して、半導体チップ１００にクラックなどの損傷が発生する恐れがあるが、これに対処すべく、放熱ブロック１１０を小型化して複数個設け、それぞれを分散配置させて接合するようにしてもよい。
【００４１】
（第２実施形態）図４は、本実施形態にかかる半導体スイッチを放熱ブロック部分で切断した断面図である。なお、上記実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略して述べるものとする。
【００４２】
本実施形態の半導体スイッチとしてのトライアック１０Ｃは、図４に示すように、基本的に上記各実施形態（第１，第２実施形態）と略同様の構成を有し、半導体チップ１００の表面層に設けたＴ１電極１０１に放熱ブロック１１０が接合されている。また、半導体チップ１００の表面層にはＴ１電極１０１に隣接してゲート電極１０２が設けられるとともに、半導体チップ１００の裏面層にはＴ２電極１０４が設けられ、そのＴ２電極１０４にはＣｕステム１０３が接合されている。このとき、Ｔ１電極１０１と放熱ブロック１１０との接合には導電性接着剤Ｂが用いられる。
【００４３】
ただし、本実施形態では、放熱ブロック１１０を導電性接着剤によってＴ１電極１０１に接合するにあたって、その放熱ブロック１１０の接合面１１０ａの中央部分に導電性接着剤Ｂを封入する凹部１１１を設けてある。
【００４４】
上記凹部１１１は、塗布された導電性接着剤Ｂを溜めるに十分かつ必要な容積をもって凹設されており、その凹部１１１の周縁部にはＴ１電極１０１の表面に密接する連続した隔壁部１１１ａが設けられることになる。
【００４５】
以上の本実施形態によれば、放熱ブロック１１０をＴ１電極１０１に接合するにあたって、放熱ブロック１１０のサイズはＴ１電極１０１の表面一杯に接合される接合面積を備えた場合に放熱効果が最も大きくなる。ところが、この放熱ブロック１１０を上記導電性接着剤Ｂによって接合する際に、漏れ出た導電性接着剤ＢがＴ１電極１０１に隣接するゲート電極１０２に流れ込むと、それらゲート電極１０２とＴ１電極１０１とが短絡して、両者間の絶縁不良を来す恐れがある。
【００４６】
かかる導電性接着剤Ｂの漏出を防止するには粘度の大きい接着剤Ｂが有効であるが、粘度の大きい導電性接着剤Ｂは一般的に熱伝導性が小さくなるために、放熱ブロック１１０の放熱性低下や高粘度による接着性低下が来されて二律背反の関係が生じてしまう。すなわち、放熱ブロック１１０の接合を確実なものとするためには粘度の小さい導電性接着剤Ｂを使用するのが好適であるが、粘度の小さい導電性接着剤Ｂでは放熱ブロック１１０の接合面１１０ａから漏出してはみ出し、ゲート電極１０２の表面を浸漬して絶縁不良を来してしまうことになる。
【００４７】
そこで、本実施形態では放熱ブロック１１０の接合面１１０ａの中央部分に導電性接着剤Ｂを封入する凹部１１１を設けることで、放熱ブロック１１０を導電性接着剤Ｂによって半導体チップ１００に接合する際に、放熱ブロック１１０の接合面１１０ａやＴ１電極１０１の表面に塗布した導電性接着剤Ｂを上記凹部１１１内に溜めることができるようにしている。これにより、導電性接着剤Ｂが周囲に漏洩して、はみ出した導電性接着剤Ｂにゲート電極１０２が浸漬するのを防止でき、Ｔ１電極１０１とゲート電極１０２とが絶縁不良となるのを防止できる。
【００４８】
したがって、放熱ブロック１１０の接合面積を大きくできるため、Ｔ１電極１０１の放熱性を向上させて突入電流耐量を向上させることができる。
【００４９】
また、放熱ブロック１１０を接合する際の導電性接着剤Ｂの管理が容易になるため、放熱ブロック１１０を接合する工程を含めた半導体スイッチの量産性を向上することができる。
【００５０】
（第３実施形態）図５は、本実施形態にかかる半導体スイッチの内部構造を示す斜視図である。なお、上記実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略して述べるものとする。
【００５１】
本実施形態の半導体スイッチとしてのトライアック１０Ｄは、図５に示すように、基本的に第１実施形態のトライアック１０と略同様の構成を有し、Ｔ２電極１０１に放熱部１０３ａを兼ねたステム１０３を接合し、Ｔ１電極１０１、Ｔ２電極およびゲート電極１０２をエポキシ樹脂１０５でモールド成形（図２参照）して、封止パッケージ型のトライアック１０Ｄとしてある。
【００５２】
そして、本実施形態のトライアック１０Ｄは、特に第１実施形態に開示したハイブリッドリレー装置１（図３参照）に適用した場合、つまり、トライアック１０Ｄと機械的接点スイッチ２０とが並列配置されて、トライアック１０Ｄへの電流投入時間が短時間領域で行われるハイブリッドリレー装置１に適用することにより優れた効果を発揮するものである。
【００５３】
すなわち、本実施形態ではステム１０３の放熱部１０３ａの大きさを、負荷投入時にトライアック１０Ｄに突入される電流の時間に応じて設定し、ハイブリッドリレー装置１に用いられるトライアック１０Ｄの放熱部１０３ａの大きさを、電流を長時間印加する一般のトライアックよりも小さく形成してある。
【００５４】
この場合、本実施形態のトライアック１０Ｄでは、ステム１０３の放熱部１０３ａを基部１０３ｃの近傍から大きく切除することにより、その放熱部１０３ａを小さく形成してある。
【００５５】
以上の本実施形態によれば、トライアック１０Ｄを機械的接点スイッチ２０が並列接続されるハイブリッドリレー装置１に適用した場合には、トライアック１０Ｄへの突入電流が短時間となっており、短時間領域での放熱領域が限定されることになるので、ステム１０３の放熱部１０３ａの大きさを小さくすることによってトライアック１０Ｄの小型化を達成でき、ひいては、ハイブリッドリレー装置１の小型化を達成できる。
【００５６】
すなわち、ハイブリッドリレー装置１に用いるトライアック１０Ｄは、負荷投入時に短時間領域（交流１周期程度）での通電に耐え得ることが前提要件となる。
【００５７】
しかし、従来のトライアックでは、Ｔ１電極側の放熱量よりもＴ２電極側の放熱量が大きくなるようにしてある。さらに、Ｔ２電極側に設けられる放熱用のステムのフレームは封止パッケージ型に応じて共通化されるとともに、このステムには、定常通電によるトライアックの発熱を抑制させる放熱フィンを想定した取付部位（例えば貫通孔形成部）が設けられている。
【００５８】
そして、このフレームの大きさがトライアックの大きさを決定付ける構成となっているため、従来のトライアックを用いてハイブリッドリレー装置１を構成する場合には、当該フレームの大きさに応じて装置構成が大型化してしまう。
【００５９】
また、ハイブリッドリレー装置１において、上記大きなステムを有する従来のトライアックに負荷投入時の短時間領域で通電した場合（すなわち、トライアックのサージ耐量よりも小さい電流値を１周期分通電した場合）には、その時の熱伝導は当該大きなステムの全域には到達しない。
【００６０】
突入電流の耐量は、上述したようにＴ１電極側の接合構成で決まるから、ボンディングワイヤーによる場合において、ステム全体に熱伝導が起こるのは、半導体チップの耐量としての限界を超えたはるかに大きな電流を通電した場合となってしまうのである。
【００６１】
つまり、トライアックのサージ耐量よりも小さい電流値を１周期程度トライアックに通電する場合には、ステムの大きさをより小さくしても構わないのである。
【００６２】
すなわち、本実施形態では封止パッケージ型のトライアック１０Ｄを作成する場合に、そのフレームカット工程で汎用品あるいは規格品のステム１０３を適宜にカットすることで製造コストも安価に抑えることができるので、ハイブリッドリレー装置１専用のトライアック１０Ｄを容易に量産することができる。そして、その低背化（ステムの小型化）により突入電流の仕様に応じたより適切な大きさのトライアック１０Ｄを得ることができ、ひいては、ハイブリッドリレー装置１の小型化および軽量化が可能となる上、資源の無駄を省くことができる。
【００６３】
（第４実施形態）図６は、本実施形態にかかる半導体スイッチの内部構造を示す斜視図である。なお、上記実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略して述べるものとする。
【００６４】
本実施形態の半導体スイッチとしてのトライアック１０Ｅは、基本的に第３実施形態のトライアック１０Ｄと略同様の構成を有し、Ｔ２電極１０１に接合するステム１０３の放熱部１０３ａを基部１０３ｃの近傍から大きく切除してある。
【００６５】
そして、本実施形態ではＴ１電極１０１に、このＴ１電極１０１の放熱面積を増加させる放熱面積増加手段１２０を設けてある。
【００６６】
本実施形態の放熱面積増加手段１２０は、Ｔ１電極１０１とＴ１リード端子１０１ａとを、複数（本実施形態では３本）のワイヤーリード１０１ｂで接続することにより構成し、そのワイヤーリード１０１ｂの本数を通常の場合よりも増加させてある。
【００６７】
以上の本実施形態によれば、ステム１０３の放熱部１０３ａを大きく除去した場合には、Ｔ１電極１０１からの放熱量を向上させることが好ましいが、本実施形態ではＴ１電極１０１に３本のワイヤーリード１０１ｂを接合したことにより、これら増加した本数のワイヤーリード１０１ｂによってＴ１電極１０１の放熱効果を向上できるので、突入電流耐量の向上を図ることができる。
【００６８】
また、図７は、第４実施形態の第１変形例を示す半導体スイッチの内部構造を示す斜視図であり、この第１変形例のトライアック１０Ｆでは、放熱面積増加手段１２０Ａを、Ｔ１電極１０１に接合する放熱ブロック１１０によって構成してある。
【００６９】
上記放熱ブロック１１０は、第１実施形態と略同様に銅を素材としてＴ１電極１０１に平行な断面形状が略台形状となるブロック状に形成され、この放熱ブロック１１０をＴ１電極１０１の表面に接合してある。
【００７０】
したがって、この第１変形例によれば、ステム１０３の放熱部１０３ａを大きく除去した場合にあっても、Ｔ１電極１０１に接合した放熱ブロック１１０によってＴ１電極１０１の放熱効果を向上できるので、突入電流耐量の向上を図ることができる。
【００７１】
図８は、第４実施形態の第２変形例を示す半導体スイッチの内部構造を示す斜視図であり、この第２変形例のトライアック１０Ｇでは、放熱面積増加手段１２０Ｂを、Ｔ１電極１０１から一体にＴ１リード端子１０１ａを突設して、そのＴ１リード端子１０１ａに断面積を大きくした放熱部１０１ｃを形成することにより構成してある。
【００７２】
したがって、この第２変形例によれば、ステム１０３の放熱部１０３ａを大きく除去した場合にあっても、Ｔ１電極１０１の発熱はそのＴ１電極１０１から一体に突設したＴ１リード端子１０１ａに効率良く伝熱され、その伝熱された熱はＴ１リード端子１０１ａに形成した放熱部１０１ｃから放熱されることになり、Ｔ１電極１０１の放熱効果を向上して突入電流耐量の向上を図ることができる。
【００７３】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態における半導体スイッチの内部構造を示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態における半導体スイッチの外観を示す斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態における半導体スイッチが適用されるハイブリッドリレー装置の回路図。
【図４】本発明の第２実施形態における半導体スイッチの断面図。
【図５】本発明の第３実施形態における半導体スイッチの内部構造を示す斜視図。
【図６】本発明の第４実施形態における半導体スイッチの内部構造を示す斜視図。
【図７】本発明の第４実施形態の第１変形例における半導体スイッチの内部構造を示す斜視図。
【図８】本発明の第４実施形態の第２変形例における半導体スイッチの内部構造を示す斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１  ハイブリッドリレー装置
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ  トライアック（半導体スイッチ）
２０  機械的接点スイッチ
１００  半導体チップ
１０１  Ｔ１電極
１０１ａ  Ｔ１リード端子
１０１ｂ  ワイヤーリード
１０１ｃ  放熱部
１０２  ゲート電極
１０２ａ  ゲートリード端子
１０２ｂ  ワイヤーリード
１０３  ステム
１０３ａ  放熱部
１０４  Ｔ２電極
１０４ａ  Ｔ２リード端子
１０５  エポキシ樹脂（絶縁物）
１１０  放熱ブロック（放熱体）
１１０ａ  接合面
１１１  凹部
１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ  放熱面積増加手段
Ｂ  導電性接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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