JPH0210857A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0210857A JPH0210857A JP63161787A JP16178788A JPH0210857A JP H0210857 A JPH0210857 A JP H0210857A JP 63161787 A JP63161787 A JP 63161787A JP 16178788 A JP16178788 A JP 16178788A JP H0210857 A JPH0210857 A JP H0210857A
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- semiconductor device
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- Pending
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 10
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3421—Leaded components
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体装置のし−Ｉ〜シンクの形状に関し、
特に車載用ハイブリッドＩＣなど使用環境の厳しいとこ
ろに用いられる半導体装置に適用されるものである。
特に車載用ハイブリッドＩＣなど使用環境の厳しいとこ
ろに用いられる半導体装置に適用されるものである。
（従来技術）
ハイブリッドＩＣでアルミナ厚膜基板上に能動素子ある
いは受動素子をリフロー半［ＬＩ付は等で固定して電気
回路を構成する場合、基板上に実装される素子のなかで
も発熱の大きいパワー素子については１．ｖに十分な放
熱構造にする必要がある。
いは受動素子をリフロー半［ＬＩ付は等で固定して電気
回路を構成する場合、基板上に実装される素子のなかで
も発熱の大きいパワー素子については１．ｖに十分な放
熱構造にする必要がある。
第４図は本発明に関連するハイブリッドＩＣの実装面部
分斜視図、第５図は従来のめ半導体装置実装状態を示す
断面図である。 両図にみるように、一般に、パワーモ
ールドトランジスタあるいはパワーミニモールドトラン
ジスタ等、チップ封入済みのパワー索子１は、銅系のヒ
ートシンク２の上面２ａ上に図示されない半導体チップ
を固定し、ヒートシンクのチップ固定面２ａの反対側面
２ｂを露出させて、あとは全体に樹脂モールド３をして
チップを保護している。 そしてそのパワー素−′ｆ１
をハイブリッド化するには、通常アルミナ基板４の導体
５上にヒートシンクの露出面２ｂ全体を半ＩＩＩＩｆり
して、半田層６を介して基板４１律１に素子１からの熱
を逃がす形となっている。
分斜視図、第５図は従来のめ半導体装置実装状態を示す
断面図である。 両図にみるように、一般に、パワーモ
ールドトランジスタあるいはパワーミニモールドトラン
ジスタ等、チップ封入済みのパワー索子１は、銅系のヒ
ートシンク２の上面２ａ上に図示されない半導体チップ
を固定し、ヒートシンクのチップ固定面２ａの反対側面
２ｂを露出させて、あとは全体に樹脂モールド３をして
チップを保護している。 そしてそのパワー素−′ｆ１
をハイブリッド化するには、通常アルミナ基板４の導体
５上にヒートシンクの露出面２ｂ全体を半ＩＩＩＩｆり
して、半田層６を介して基板４１律１に素子１からの熱
を逃がす形となっている。
ところが、アルミナ厚膜基板４の導体上にヒートシンク
の広い而２ｂを全面直接に半田けけすることは放熱効果
としては有利な結果となるか、その半面ヒートシンク２
と厚膜基板４（アルミナ）間の熱膨脹率の違い（Ｃｕ
：２０Ｘ１０−６に対してＡｌ ２０． ： ７
ｘｌＯ＝ ）から生ずる熱応力の繰返し作用によって基
板クラックおよび導体クラックが発生し、いずれは経時
変化で回路オープンに至りハイブリッドＩＣの機能を損
なうことになる。
の広い而２ｂを全面直接に半田けけすることは放熱効果
としては有利な結果となるか、その半面ヒートシンク２
と厚膜基板４（アルミナ）間の熱膨脹率の違い（Ｃｕ
：２０Ｘ１０−６に対してＡｌ ２０． ： ７
ｘｌＯ＝ ）から生ずる熱応力の繰返し作用によって基
板クラックおよび導体クラックが発生し、いずれは経時
変化で回路オープンに至りハイブリッドＩＣの機能を損
なうことになる。
特に車載用ハイブリッドＩＣ等では使用環境がきびしい
こともあり、実装結合に伴う部材同士の熱膨脹率の整合
をとる必要がある。 ちなみに、温度環境−４０°Ｃ〜
±１５０°Ｃの温度サイクルで、パワーミニモールドト
ランジスタは約１００サイクル前後で導体クランクが発
生ずる。
こともあり、実装結合に伴う部材同士の熱膨脹率の整合
をとる必要がある。 ちなみに、温度環境−４０°Ｃ〜
±１５０°Ｃの温度サイクルで、パワーミニモールドト
ランジスタは約１００サイクル前後で導体クランクが発
生ずる。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、前述のようなハイブリッドＩＣの厚膜
基板と実装される半導体装置ヒートシンクとの間の熱膨
脹率差による応力を緩和して、導体と基板におけるクラ
ックを防止し、ハイブリッドＩＣの寿命を伸ばすことの
できる半導体装置を堤供することにある。
基板と実装される半導体装置ヒートシンクとの間の熱膨
脹率差による応力を緩和して、導体と基板におけるクラ
ックを防止し、ハイブリッドＩＣの寿命を伸ばすことの
できる半導体装置を堤供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段と作用）
本発明は、ヒー１−シンクの一面が露出している樹脂モ
ールド型半導体装置において、ヒートシンク露出面のほ
ぼ中央に円形の突部を設けるとともに、該突部周囲のヒ
ートシンク部分を突部よりも薄肉でかつ薄肉部露出面を
突部露出面に対して階段状又は傾斜状にすることを特徴
とする半導体装置である。
ールド型半導体装置において、ヒートシンク露出面のほ
ぼ中央に円形の突部を設けるとともに、該突部周囲のヒ
ートシンク部分を突部よりも薄肉でかつ薄肉部露出面を
突部露出面に対して階段状又は傾斜状にすることを特徴
とする半導体装置である。
従来のヒートシンクは大きな面積の平らな面で厚膜基板
に半田付けされているため、それだけ応力を受けやずい
形となっている。 本発明では、半田クラック等が周囲
から徐々に進行していくことから考え、ヒートシンクの
まわりの面はできるたけ基板から遠ざけて応力を緩和し
、その間隙を半田の厚さでかせぐことによりス）〜レス
フリーに近づける形をとっている。 またヒートシンク
の中央部分は厚くする一方円形の突部にすることにより
、角部による応力集中を避け、クラックの発生を遅らせ
る効果が生ずるようになっている。
に半田付けされているため、それだけ応力を受けやずい
形となっている。 本発明では、半田クラック等が周囲
から徐々に進行していくことから考え、ヒートシンクの
まわりの面はできるたけ基板から遠ざけて応力を緩和し
、その間隙を半田の厚さでかせぐことによりス）〜レス
フリーに近づける形をとっている。 またヒートシンク
の中央部分は厚くする一方円形の突部にすることにより
、角部による応力集中を避け、クラックの発生を遅らせ
る効果が生ずるようになっている。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は第一実施例の半導体装置を示し、第１図（ａ
）はその平面図、同図（ｂ）は第１図（ａ ）の半導体
装置が実装されたハイブリッドＩＣの部分断面図である
。
）はその平面図、同図（ｂ）は第１図（ａ ）の半導体
装置が実装されたハイブリッドＩＣの部分断面図である
。
第１図において、銅製ヒートシンク１２のほぼ中央に円
形の突部１２Ｃか設けられ、突部１２ｃの周囲のヒート
シンク露出面１２ｄは突部１２ｃの肉厚より薄い均−肉
となっており、突部１２ｃと薄肉部１２ｄとの間には段
差が形成されている。
形の突部１２Ｃか設けられ、突部１２ｃの周囲のヒート
シンク露出面１２ｄは突部１２ｃの肉厚より薄い均−肉
となっており、突部１２ｃと薄肉部１２ｄとの間には段
差が形成されている。
なお、厚膜基板４にはアルミナ基板が用いられ、５はア
ルミナ基板に印刷焼成された導体、１６は半田層である
。
ルミナ基板に印刷焼成された導体、１６は半田層である
。
第２図は第二実施例の半導体装置を示す。 この実施例
では円形の突部１２Ｃの周囲のヒートシンク薄肉部１２
ｅはヒートシンク外周に向かって漸次薄肉になっており
突部１２Ｃと薄肉部１２ｅとの間には、第１図第一実施
例と同様、段差が形成されている。
では円形の突部１２Ｃの周囲のヒートシンク薄肉部１２
ｅはヒートシンク外周に向かって漸次薄肉になっており
突部１２Ｃと薄肉部１２ｅとの間には、第１図第一実施
例と同様、段差が形成されている。
第３図は第三実施例の半導体装置を示す。 この実施例
では円形の突部１２Ｃめ周囲のピー１薄肉部ク薄肉部１
２ｆは第二実施例と同様ヒートシンク外周に向かって漸
次薄肉になっているが、突部１２ｃと薄肉部１２ｆとの
間には段差か形成されていない。
では円形の突部１２Ｃめ周囲のピー１薄肉部ク薄肉部１
２ｆは第二実施例と同様ヒートシンク外周に向かって漸
次薄肉になっているが、突部１２ｃと薄肉部１２ｆとの
間には段差か形成されていない。
ヒー１−シンク１２の円形突部１２ｃの位；こはほぼ中
央にし、その径及び段差は温度サイクルの規格に応じて
実験的に決めればよいが、例えば、ヒートシンク長辺２
０．０ｎｍ、肉厚１．８１真印のもので径１０１１１１
ｎ、段差・傾斜０．２〜０．！ｎｕｎの場合に、ヒー１
−サイクルのが命は従来品に対してほぼ３倍に増加した
。
央にし、その径及び段差は温度サイクルの規格に応じて
実験的に決めればよいが、例えば、ヒートシンク長辺２
０．０ｎｍ、肉厚１．８１真印のもので径１０１１１１
ｎ、段差・傾斜０．２〜０．！ｎｕｎの場合に、ヒー１
−サイクルのが命は従来品に対してほぼ３倍に増加した
。
［発明の効果］
通常、ヒートシンクの材質は熱伝導のよい銅系金属が用
いられることが多いか、基板や基板上の導体のクラック
にとって好ましくない材料であり、基板の熱膨張係数に
合わせた材料、例えば４２７０イ等を選んでクラックの
対策とすることが考えられる。 しかしその場合、４２
７０イ等は熱伝導率か銅系金属に比べて１桁以上も落ち
て放熱上の問題か生ずる。
いられることが多いか、基板や基板上の導体のクラック
にとって好ましくない材料であり、基板の熱膨張係数に
合わせた材料、例えば４２７０イ等を選んでクラックの
対策とすることが考えられる。 しかしその場合、４２
７０イ等は熱伝導率か銅系金属に比べて１桁以上も落ち
て放熱上の問題か生ずる。
本発明によれば、ヒートシンクの形状を変えるたけで、
基板あるいは導体のクラックが防止できてハイブリッド
ＩＣのか命を延長することができるとともに、ヒートシ
ンクの材質が変らずまた形状の変更も０かであるから、
その放熱性を特に落とすことがない。
基板あるいは導体のクラックが防止できてハイブリッド
ＩＣのか命を延長することができるとともに、ヒートシ
ンクの材質が変らずまた形状の変更も０かであるから、
その放熱性を特に落とすことがない。
第１図（ａ ）は本発明第一・実施例の半導体装置の平
面図、第１図（ｂ ）は第１図＜ａ ）半導体装置か実
装されたハイブリッドＩＣの部分断面図、第２図は第二
実施例にかかるハイブリッドＩＣの部分断面図、第３図
は第三実施例にかかるハイブリッドＩＣの部分断面図、
第４図は本発明が関連する半導体装置を実装したハイブ
リッドＩＣ面の部分斜視図、第５図は従来の半導体装置
にかかるハイブリッドＩＣの部分断面図である。 ２．１２・・・ヒートシンク、 ２ａ・・・チップ搭
載面、 ２ｂ・・・ヒートシンク露出面、 １２Ｃ・・
・突１２＋ｊ１２ｅ ・・樹脂モールド、 １６・・・半！］」層。 １２ｆ・・・ヒートシンク薄肉部、 ４・・・厚膜基板、 ５・・・導体、 ５：導体 ３：樹脂モール１− ２Ｃ 突部 第 第 図 第 図 ｂ 第５図 第 図
面図、第１図（ｂ ）は第１図＜ａ ）半導体装置か実
装されたハイブリッドＩＣの部分断面図、第２図は第二
実施例にかかるハイブリッドＩＣの部分断面図、第３図
は第三実施例にかかるハイブリッドＩＣの部分断面図、
第４図は本発明が関連する半導体装置を実装したハイブ
リッドＩＣ面の部分斜視図、第５図は従来の半導体装置
にかかるハイブリッドＩＣの部分断面図である。 ２．１２・・・ヒートシンク、 ２ａ・・・チップ搭
載面、 ２ｂ・・・ヒートシンク露出面、 １２Ｃ・・
・突１２＋ｊ１２ｅ ・・樹脂モールド、 １６・・・半！］」層。 １２ｆ・・・ヒートシンク薄肉部、 ４・・・厚膜基板、 ５・・・導体、 ５：導体 ３：樹脂モール１− ２Ｃ 突部 第 第 図 第 図 ｂ 第５図 第 図
Claims (1)
- １ ヒートシンクの一面が露出している樹脂モールド型
半導体装置において、ヒートシンク露出面のほぼ中央に
円形の突部を設けるとともに、該突部周囲のヒートシン
ク部分を突部よりも薄肉でかつ薄肉部露出面を突部露出
面に対して階段状又は傾斜状にすることを特徴とする半
導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161787A JPH0210857A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63161787A JPH0210857A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0210857A true JPH0210857A (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=15741902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63161787A Pending JPH0210857A (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0210857A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012133513A1 (ja) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 住友金属工業株式会社 | 高速鉄道用焼結摩擦材 |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP63161787A patent/JPH0210857A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012133513A1 (ja) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 住友金属工業株式会社 | 高速鉄道用焼結摩擦材 |
| KR20130143715A (ko) | 2011-03-30 | 2013-12-31 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 고속 철도용 소결 마찰재 |
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