JPH0265263A - Semiconductor element provided with heat sink - Google Patents
Semiconductor element provided with heat sinkInfo
- Publication number
- JPH0265263A JPH0265263A JP21719588A JP21719588A JPH0265263A JP H0265263 A JPH0265263 A JP H0265263A JP 21719588 A JP21719588 A JP 21719588A JP 21719588 A JP21719588 A JP 21719588A JP H0265263 A JPH0265263 A JP H0265263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- heat
- semiconductor element
- copper
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 11
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 24
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 12
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 25
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 16
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 8
- -1 I:J oxide Chemical compound 0.000 description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 6
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 5
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N (+)-Galactose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-SVZMEOIVSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229940076130 chromium gluconate Drugs 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000004512 die casting Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 2
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021555 Chromium Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021503 Cobalt(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- YTBSYETUWUMLBZ-UHFFFAOYSA-N D-Erythrose Natural products OCC(O)C(O)C=O YTBSYETUWUMLBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-VRPWFDPXSA-N D-Fructose Natural products OC[C@H]1OC(O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-VRPWFDPXSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- YTBSYETUWUMLBZ-IUYQGCFVSA-N D-erythrose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)C=O YTBSYETUWUMLBZ-IUYQGCFVSA-N 0.000 description 1
- BJHIKXHVCXFQLS-PUFIMZNGSA-N D-psicose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C(=O)CO BJHIKXHVCXFQLS-PUFIMZNGSA-N 0.000 description 1
- ZAQJHHRNXZUBTE-NQXXGFSBSA-N D-ribulose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)C(=O)CO ZAQJHHRNXZUBTE-NQXXGFSBSA-N 0.000 description 1
- LKDRXBCSQODPBY-OEXCPVAWSA-N D-tagatose Chemical compound OCC1(O)OC[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O LKDRXBCSQODPBY-OEXCPVAWSA-N 0.000 description 1
- YTBSYETUWUMLBZ-QWWZWVQMSA-N D-threose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H](O)C=O YTBSYETUWUMLBZ-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017061 Fe Co Inorganic materials 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LVDRREOUMKACNJ-BKMJKUGQSA-N N-[(2R,3S)-2-(4-chlorophenyl)-1-(1,4-dimethyl-2-oxoquinolin-7-yl)-6-oxopiperidin-3-yl]-2-methylpropane-1-sulfonamide Chemical compound CC(C)CS(=O)(=O)N[C@H]1CCC(=O)N([C@@H]1c1ccc(Cl)cc1)c1ccc2c(C)cc(=O)n(C)c2c1 LVDRREOUMKACNJ-BKMJKUGQSA-N 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H chromium(III) sulfate Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L cobalt(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Co+2] ASKVAEGIVYSGNY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229940116318 copper carbonate Drugs 0.000 description 1
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N copper(i) cyanide Chemical compound [Cu+].N#[C-] DOBRDRYODQBAMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L copper;carbonate Chemical compound [Cu+2].[O-]C([O-])=O GEZOTWYUIKXWOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002581 ketopentoses Chemical class 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 description 1
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 1
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940099607 manganese chloride Drugs 0.000 description 1
- IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L manganese dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mn+2] IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 1
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L nickel sulfate Chemical compound [Ni+2].[O-]S([O-])(=O)=O LGQLOGILCSXPEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000363 nickel(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N nickel(ii) nitrate Chemical compound [Ni+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O KBJMLQFLOWQJNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N sodium cyanide Chemical class [Na+].N#[C-] MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229910001174 tin-lead alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
- 235000013904 zinc acetate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011667 zinc carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000010 zinc carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000004416 zinc carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 1
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体チップを有する半導体素子と該半導体
素子の発熱を放散させるためのヒートシンクとを直接半
田付けしたヒートシンクを備えた？導体素子乙こ関する
ものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a heat sink in which a semiconductor element having a semiconductor chip and a heat sink for dissipating heat generated by the semiconductor element are directly soldered together. This relates to conductor elements.
電子部品である半導体レーザ、パワートランジスタ、パ
ワーＩＣなどの半導体素子はその動作中に相当な熱を発
生ずるが、これらの素子はいずれも熱に非常に弱い。た
とえば、−船釣にはシリコン系半導体は１２５〜１５０
℃で作動させると寿命が短くなり、短期間で所定機能を
果たさなくなる恐れがある。そのために、これらの電子
部品には最高許容温度が指定されており、使用時にでき
るだけ放熱し易いように、部品の中にその−・部とじて
ヒートシンク（ベース板ともいう）が組み込まれている
。しかし、組み込みベース板は上記多量の熱を発生する
半導体素子の自己発熱量に見合った包絡体積〔即ち、冷
媒（自然空冷の場合は空気）と接している輪郭が占める
体積をいう〕を有しておらず、組み込みベース板だけで
は自己発熱量を十分外部に放熱させて最高許容温度以下
に抑えることが困難な場合が多い。従って使用に際して
は、さらに別の大型ヒートシンクをベース板にネジ止め
し、この大型ヒートシンクにも熱を伝えて放熱させなが
ら、外部に熱を放散していく方策が採られるのが常であ
る。ここで、この大型ヒートシンクとは、その包絡体積
が十分あり、これによる放熱で半導体素子の使用時の発
熱量を該半導体素子に支障のない温度にまで十分放散す
るような形状及び大きさを有するものである。Semiconductor elements such as semiconductor lasers, power transistors, and power ICs, which are electronic components, generate a considerable amount of heat during their operation, but all of these elements are extremely sensitive to heat. For example, - For boat fishing, silicon-based semiconductors are 125 to 150
If operated at ℃, the lifespan will be shortened and there is a risk that the device will no longer perform its intended function in a short period of time. For this reason, a maximum allowable temperature is specified for these electronic components, and a heat sink (also called a base plate) is built into each component to facilitate heat dissipation during use. However, the built-in base plate has an envelope volume [that is, the volume occupied by the contour in contact with the refrigerant (air in the case of natural air cooling)] commensurate with the self-heating amount of the semiconductor element that generates a large amount of heat. Therefore, it is often difficult to sufficiently radiate the self-heated heat to the outside and keep the temperature below the maximum allowable temperature using only the built-in base plate. Therefore, when using the device, a method is usually adopted in which another large heat sink is screwed to the base plate, and the heat is transferred to and radiated from this large heat sink while also dissipating the heat to the outside. Here, this large heat sink has a shape and size that has a sufficient envelope volume and that the heat generated by the semiconductor element during use is sufficiently dissipated to a temperature that does not cause any harm to the semiconductor element. It is something.
すなわち多量の熱を発生する電子部品は一般に、第３図
に示すように、半導体チップ３０を取付けたセラミック
基板３１の下面にメタライズ層３２を形成し、これとニ
ッケルメッキ銅などからなる組み込みヒートシンク４０
とを半田付層３５によって取付けたものである。さらに
このままでは放熱が不十分なので、この電子部品のヒー
トシンク４０を別の大型ヒートシンク５０に両者の熱伝
導を良くするよう一種の塗布剤であるサーマル・コンパ
ウンド６０を介して取付け、両ヒートシンク４０．５０
が容易に分離しないように堅固に固定するためにネジ７
０によってヒートシンク４０をヒートシンク５０にネジ
止めするというようなことが行われている。That is, electronic components that generate a large amount of heat generally have a metallized layer 32 formed on the bottom surface of a ceramic substrate 31 on which a semiconductor chip 30 is mounted, and a built-in heat sink 40 made of nickel-plated copper or the like, as shown in FIG.
and are attached by a soldering layer 35. Furthermore, since the heat dissipation is insufficient as it is, the heat sink 40 of this electronic component is attached to another large heat sink 50 via thermal compound 60, which is a type of coating agent, to improve heat conduction between the two.
Screw 7 to securely fix it so that it does not separate easily.
0, the heat sink 40 is screwed to the heat sink 50.
ここで、ベース板としては、上述のとおり通常ニッケル
メッキ銅が使用されるが、これはメタライズ層３２とベ
ース板とを半田付けする場合、ニッケルメッキ銅にあっ
ては鋼上に半田付けに耐えうるニッケルメッキ層を容易
に設けることができるからである。ところが、ニッケル
メッキ銅は、平板状のベース板に成形することは容易で
あるが、銅を押出し成形することが困難なため、たとえ
ばフィン付のヒートシンクに成形することが困難である
。従って、ニッケルメッキ銅よりなるヒートシンクにあ
っては、ベース板とすることはできても、フィン付大型
ヒートシンクとすることは困難なので、十分な放熱性を
得るために第３図に示した通り、さらに大型ヒートシン
クを取付けているのである。Here, as described above, nickel-plated copper is usually used as the base plate, but when soldering the metallized layer 32 and the base plate, nickel-plated copper can withstand soldering onto steel. This is because a wet nickel plating layer can be easily provided. However, although it is easy to form nickel-plated copper into a flat base plate, it is difficult to extrude copper, making it difficult to form it into a heat sink with fins, for example. Therefore, although it is possible to use a heat sink made of nickel-plated copper as a base plate, it is difficult to use it as a large heat sink with fins. It also has a large heat sink installed.
しかして、大型ヒートシンクを取付けた場合には次のよ
うな面倒かつ不利な構造とする必要がある。即ち、例え
ば第３図の例で、ベース板４０とヒートシンク５０との
間にサーマル・コンパウンド層６０を設ける必要がある
。これは、ベース板４０とヒートシンク５０との接触を
十分に行うには両者の平滑加工が不可欠であるが、この
平滑加工は極めて高い精度が要求され、その結果高コス
トになり、加えてメタライズ層３２とベース板４０とを
半田付け３５によって取付ける際の熱でベース板４０に
反りが生じ易く、反りがあるとベース板４０とヒートシ
ンク５０を熱伝導良く接触させるのが一層困難になり、
この問題を回避するために、両者の接触面に熱伝導性の
良好なサーマル・コンパウンド層６０を介在させる必要
があるからである。However, when a large heat sink is attached, the following complicated and disadvantageous structure is required. That is, for example, in the example shown in FIG. 3, it is necessary to provide a thermal compound layer 60 between the base plate 40 and the heat sink 50. In order to make sufficient contact between the base plate 40 and the heat sink 50, it is essential to smooth the base plate 40 and the heat sink 50, but this smoothing process requires extremely high precision, resulting in high cost. 32 and the base plate 40 by the soldering 35, the base plate 40 tends to warp, and if there is warpage, it becomes more difficult to bring the base plate 40 and the heat sink 50 into contact with good heat conduction.
This is because, in order to avoid this problem, it is necessary to interpose a thermal compound layer 60 with good thermal conductivity on the contact surface between the two.
また、サーマル・コンパウンドは接触面を平滑にするた
めの塗布剤であって接着剤としての機能は不十分であり
、それ故ベース板４０とヒートシンク５０を互いに固定
するにはネジ止めを必ず施さなければならない。In addition, the thermal compound is a coating agent for smoothing the contact surface, but does not have sufficient function as an adhesive.Therefore, in order to fix the base plate 40 and the heat sink 50 to each other, screws must be used. Must be.
しかしながら、上記従来の如き電子部品とその熱対策に
用いることを前提とした通常の大型ヒートシンクとの組
合せでは、■電子部品にヒートシンク（ベース板）を組
み込む必要があり、この組み込みヒートシンクとの取付
けにサーマル・コンパウンドの塗布、ネジ止めなどの工
程が要るため、コスト高になる、■ベース板とヒートシ
ンクとの間隙が半導体チップへの通電・体重のヒートサ
イクルによる一種の呼吸作用で開閉し、間隙にあるサー
マル・コンパウンドが漏れ出したりはみ出る場合がある
、■ベース板とヒートシンクとのネジ止めの際に加わる
締付はトルクの過大によってベース板上のセラミック基
板が破壊することがある、■ベース板とヒートシンクの
接触が不十分である場合、熱放散が効率良く行われず、
半導体チップを始めとする電子部品の特性が劣化する、
という■〜■の欠点を有する。However, in the combination of the above-mentioned conventional electronic components and a normal large heat sink that is intended to be used as a heat countermeasure, it is necessary to incorporate a heat sink (base plate) into the electronic component. Processes such as applying thermal compound and fixing screws are required, which increases costs. ■The gap between the base plate and the heat sink opens and closes due to a kind of breathing action due to the heat cycle of the semiconductor chip's current and body weight, and the gap closes. The thermal compound on the base plate may leak or protrude, ■ Excessive torque applied when screwing the base plate and heat sink together may destroy the ceramic substrate on the base plate. If there is insufficient contact between the
The characteristics of electronic components such as semiconductor chips deteriorate,
It has the following drawbacks.
従って本発明の目的は、以上の点を鑑みて、上記■〜■
の欠点を解決した半導体素子を提供することである。Therefore, in view of the above points, the purpose of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which solves the above drawbacks.
前記目的は、半導体チップ、半導体チップを取付けたセ
ラミック基板、及びセラミック基板の下面に設けたメタ
ライズ層を有する半導体素子と、アルミニウムもしくは
アルミニウム合金、銅もしくは銅合金、または鉄もしく
は鉄合金からなり、かつ４００℃でのボイド検出試験に
おいて発現するボイドの個数が５個／ ］、ＯｃＡ以下
である易半田性金属のメッキ層を、銅または銅合金の場
合には任意に、それ以外の場合は必須に有するヒートシ
ンクとを具備し、当該ヒートシンクは半導体素子の使用
時の発熱量を該半導体素子に支障をきたさない温度にま
で放熱するに十分な包絡体積を有し、半導体素子のメタ
ライズ層とヒートシンクのメッキ層とを半田付けしたこ
とを特徴とするヒートシンクを備えた半導体素子により
達成される。The object is made of a semiconductor chip, a ceramic substrate on which the semiconductor chip is mounted, a semiconductor element having a metallized layer provided on the lower surface of the ceramic substrate, and made of aluminum or an aluminum alloy, copper or a copper alloy, or iron or an iron alloy, and The number of voids that appear in a void detection test at 400°C is 5/ ], and a plating layer of easily solderable metal with OcA or less is optional in the case of copper or copper alloy, and mandatory in other cases. The heat sink has a sufficient envelope volume to dissipate the amount of heat generated during use of the semiconductor element to a temperature that does not harm the semiconductor element, and the heat sink has a metallized layer of the semiconductor element and the plating of the heat sink. This is achieved by a semiconductor element equipped with a heat sink characterized by soldering layers.
本発明の半導体素子は、電子部品に組み込む通常のヒー
トシンク（ベース板）を有しておらず、いわば従来は２
つのヒートシンクで必要な放熱量を確保していたのに対
し、本発明では１つのヒートシンクで十分な放熱が保証
され、しかも半導体素子に直接半田付けしたヒートシン
クを存することを特徴とする。従って、放熱の効率は従
来のベース板と大型ヒートシンクとを組合せたものと遜
色ないにもかかわらず、サーマル・コンパウンドの塗布
やネジ止めは不要で、コストを低（抑えることができる
と共に、サーマル・コンパウンドの漏洩及びセラミック
基板の破壊がなく、しかも電子部品の特性劣化も起こら
ない。The semiconductor element of the present invention does not have a usual heat sink (base plate) incorporated into electronic components, so to speak.
While the required amount of heat dissipation was secured with one heat sink, the present invention is characterized in that sufficient heat dissipation is guaranteed with one heat sink, and that the heat sink is directly soldered to the semiconductor element. Therefore, although the efficiency of heat dissipation is comparable to that of a conventional combination of a base plate and a large heat sink, there is no need to apply thermal compound or fasten screws, and the cost can be kept low. There is no leakage of the compound, no destruction of the ceramic substrate, and no deterioration of the characteristics of electronic components.
なお本発明の別の態様では、組み込みヒートシンク、す
なわち従来の電子部品に通常組み込まれているベース板
を半導体素子と大型ヒートシンクとの間に介在させたも
のも考えられ、この場合もサーマル・コンバランどの塗
布、ネジ止めなどの工程が不要になることはいうまでも
ない。In another aspect of the present invention, a built-in heat sink, that is, a base plate that is usually incorporated in conventional electronic components, may be interposed between the semiconductor element and the large heat sink. Needless to say, processes such as coating and screwing are no longer necessary.
本発明の半導体素子において大型ヒートシンクの材料は
、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、銅もしくは
銅合金、または鉄もしくは鉄合金からなるものである。In the semiconductor device of the present invention, the material of the large heat sink is aluminum or an aluminum alloy, copper or a copper alloy, or iron or an iron alloy.
これらのアルミニウム、銅、鉄を比較すると、−船釣に
アルミニウムは軽量で、銅は熱伝導率が良く、鉄は安価
であるが、以下の点からヒートシンクとしてはアルミニ
ウム製であることが好ましい。すなわち、アルミニウム
は銅に比べて経済的に有利である他、種々の形状への成
形加工が容易である（圧延、押出、打抜、ダイキャスト
など）、耐食性に優れている（耐食性をより向上させる
ためにアルマイト加工などが可能）、放熱性に優れてい
る（アルマイト加工により優れた放熱効果が得られる）
、機械加工が容易である（切断、ネジ孔形成、溝切りな
ど）、のような特徴を有している。本発明におけるヒー
トシンクはこのアルミニウムを始めとして銅、鉄の特徴
を最大限に利用したもので、さらに下記に述べるような
易半田性金属のメッキ層及び包絡体積を有するものであ
る。Comparing these aluminum, copper, and iron, aluminum is lightweight for boat fishing, copper has good thermal conductivity, and iron is inexpensive, but from the following points, it is preferable to use aluminum as a heat sink. In other words, in addition to being economically advantageous compared to copper, aluminum can be easily formed into various shapes (rolling, extrusion, punching, die casting, etc.), and has excellent corrosion resistance (improved corrosion resistance). (Can be alumite processed to make it more durable) and has excellent heat dissipation properties (Alumite processing provides excellent heat dissipation effect)
It has the following characteristics: easy machining (cutting, screw hole formation, grooving, etc.). The heat sink of the present invention makes maximum use of the characteristics of aluminum, copper, and iron, and further has a plated layer of easily solderable metal and an envelope volume as described below.
しかして、アルミニウムの種類としては特に制限はなく
、たとえば純アルミニウム系、アルミニウムーマグネシ
ウム（０，２〜１．３％）の５０００番系、アルミニウ
ムーマグネシウム（０，３〜１．５％）シリコン（０，
２〜１．２％）の６０００番系、アルミニウムーマグネ
シウム（０，１〜８．５％）−シリコン（０，２〜１３
％）−銅（０，１〜５．０％）のアルミニウム合金など
が、銅では無酸素銅、タフピンチ銅（酸素２５０〜６０
０ ｐｐｍ ＞ 、黄銅系（Ｃｕ−３０〜４０％Ｚｎ）
、青銅系（Ｃｕ −４〜４０％Ｓｎ）などが、また鉄
では純鉄系、鉄−炭素系、鉄−ニソケル系（Ｆｅ１〜５
０％Ｎｉ）などが例示される。However, there are no particular restrictions on the type of aluminum, such as pure aluminum, aluminum-magnesium (0.2-1.3%) No. 5000 series, aluminum-magnesium (0.3-1.5%) silicon (0,
6000 series of aluminum-magnesium (0.1-8.5%)-silicon (0.2-13%)
%) - Copper (0.1~5.0%) aluminum alloy etc.
0 ppm>, Brass-based (Cu-30~40%Zn)
, bronze-based (Cu-4~40%Sn), etc., and for iron, pure iron-based, iron-carbon-based, iron-nisokel-based (Fe1-5
0%Ni) and the like.
また、冷却フィンなどを有する所望の形状のヒートシン
クに上記素材を成形する方法としては、平板のメンキ後
に打抜成形する、押出成形後にメッキする、ダイキャス
ト成形後にメッキする、鋳造加工後にメッキする、鍛造
成形後にメッキする、など各素材の特徴を十分に活かし
て任意の成形方法にて実施すればよい。In addition, methods for forming the above-mentioned material into a heat sink of a desired shape having cooling fins etc. include punching after forming a flat plate, plating after extrusion, plating after die-casting, and plating after casting. Any forming method may be used to fully utilize the characteristics of each material, such as plating after forging.
ヒートシンクに形成するメッキ層は、ヒートシツクが銅
もしくは銅合金からなる場合には任意に、それ以外（ア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金、または鉄もしく
は鉄合金）の場合には必須に設ける。銅もしくは銅合金
の場合が任意であるのは、メッキ層の易半田性金属とし
てニッケル、銅、銀、錫、錫−鉛合金などが列挙され、
メッキ層の金属にこれらの金属を敢えて選択する必要が
ないからである。The plating layer formed on the heat sink is optional when the heat sink is made of copper or a copper alloy, and is mandatory in other cases (aluminum or aluminum alloy, or iron or iron alloy). The case of copper or copper alloy is optional because nickel, copper, silver, tin, tin-lead alloy, etc. are listed as easily solderable metals for the plating layer.
This is because there is no need to deliberately select these metals for the metal of the plating layer.
特にアルミニウム製ヒートシンクにメッキ層を設けた場
合、（ａｌアルミニウムの軽量、良好な熱伝導などの特
徴を維持している、ｆｂｌ加工性についても打抜、切削
、曲げがアルミニウム用の治具で可能である、ｆｃｌ必
要に応じて付加メッキができる、ｆｄｌ半田付は性が銅
またはニッケルと同等である、という特徴を備えている
。上記（ｅ）の付加メッキが可能である点に関して、ヒ
ートシンクは一種の金属からなるメッキ層を有していれ
ば十分であるが、たとえば銅メッキ層上にさらにニッケ
ルメッキ層を設けても構わない。さらに、光沢ニッケル
メッキ層であれば、電子部品そのものの外観商品価値を
上げることができる。In particular, when a plating layer is provided on an aluminum heat sink, (Al maintains the characteristics of aluminum such as light weight and good heat conduction, FBL machinability can be punched, cut, and bent using aluminum jigs. , FCL has the characteristics that additional plating can be applied if necessary, and FDL soldering has the same properties as copper or nickel. Regarding the point (e) above that additional plating is possible, the heat sink It is sufficient to have a plating layer made of one kind of metal, but for example, a nickel plating layer may be further provided on the copper plating layer.Furthermore, if it is a bright nickel plating layer, it will improve the appearance of the electronic component itself. Product value can be increased.
これらのメッキ層は４００℃での加熱のボイド検出試験
において発現するボイドの個数が５個／１０ｄ以下であ
ることが必須要件である。ここでボイド検出試験とは、
アルミニウム複合材の高温密着性を評価するための試験
方法であり、次の手順及び条件で行うものである。すな
わち、１００ｃｒＡ角の試料を４００℃に設定したオー
ブン中に入れて１０分間保った後、常温度の水中に投入
して急冷し、導電性金属メッキ層に膨らみを生じせしめ
る。生じた大小の膨らみのうち長径が０ 、２１ｍ以上
のものをボイドと判定してその数を数える。計数した個
数がボイド数となるわけである。It is essential that these plating layers have a number of voids of 5/10 d or less in a void detection test of heating at 400°C. What is the void detection test here?
This is a test method for evaluating the high temperature adhesion of aluminum composite materials, and is conducted under the following procedures and conditions. That is, a 100 crA square sample was placed in an oven set at 400° C. and kept there for 10 minutes, and then placed in water at room temperature to be rapidly cooled to cause the conductive metal plating layer to bulge. Among the large and small bulges that occur, those with a major axis of 0.21 m or more are determined to be voids and the number thereof is counted. The counted number becomes the number of voids.
ちなみに、かかる４００℃ボイド検出試験におけるボイ
ド個数が６個／１０ｃｍ２以上のメッキ層は、ボイドを
起点としてメッキ層の剥離が起こり易いことが危惧され
るため、ヒートシンクのメッキ層としては不適当である
。また、ボイド検出試験の温度を４００℃に設定したこ
とは、半導体素子を該メッキ層に半田付けする際の熱が
約３６０℃であることから、４００℃であれば半田付は
時の熱による影響をほとんど受けることがないからであ
る。Incidentally, a plated layer in which the number of voids in the 400° C. void detection test is 6 or more per 10 cm2 is unsuitable as a plated layer for a heat sink because there is a fear that the plated layer may easily peel off starting from the voids. In addition, the temperature for the void detection test was set at 400°C because the heat when soldering a semiconductor element to the plating layer is approximately 360°C. This is because it is hardly affected.
ヒートシンクに上記メッキ層を設ける方法は特に限定は
なく、ＣＣＡ技術（ヒートシンクがアルミニウムもしく
はアルミニウム合金からなる場合に採用）、電界メッキ
、無電界メッキなどの既知の方法を採用すればよい。こ
れらの例示の中で、ヒートシンクがアルミニウムもしく
はアルミニウム合金からなる場合により良質なメッキ層
を得るにはＣＣＡ技術を用いることが好ましい。The method of providing the plating layer on the heat sink is not particularly limited, and known methods such as CCA technology (adopted when the heat sink is made of aluminum or aluminum alloy), electrolytic plating, and electroless plating may be used. Among these examples, when the heat sink is made of aluminum or an aluminum alloy, it is preferable to use the CCA technique in order to obtain a higher quality plating layer.
ＣＣＡ技術は、通常特開昭６２−３０８８７号公報に記
載の方法にて実施される。具体的にはアルミニウム材上
にプライマー層を介して易半田性金属メッキ層を形成さ
せるものであり、当該プライマー層が亜鉛と耐熱性金属
から構成されている。The CCA technique is usually carried out by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-30887. Specifically, an easily solderable metal plating layer is formed on an aluminum material via a primer layer, and the primer layer is composed of zinc and a heat-resistant metal.
耐熱性金属としては融点８００℃以上のものが採用され
、たとえば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）コバルト（Ｃ
Ｏ）、銅（Ｃｕ） 、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ
）等から選ばれた少なくとも一種が挙げられる。好まし
い組み合わせとしては、たとえばＺｎ−Ｆｅ−Ｎｉ系、
Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｏ系等が挙げられる。耐熱性金属は合計
量で０．１〜５０重量％程度である。Heat-resistant metals with melting points of 800°C or higher are used, such as iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (C), etc.
O), copper (Cu), chromium (Cr), manganese (Mn
), etc. Preferred combinations include, for example, Zn-Fe-Ni,
Examples include Zn-Fe-Co type. The total amount of the heat-resistant metal is about 0.1 to 50% by weight.
プライマー層における亜鉛と耐熱性金属との組成は、通
常衣の通りである。The composition of zinc and heat-resistant metal in the primer layer is as in normal coating.
Ｆｅは０．５〜３０％、Ｎ１は０．５〜４０％、ＣＯは
０．５〜３０％、Ｃｕは０．０５〜２０％、Ｃｒは０．
０５〜２０％、Ｍｎは０．０１〜２０％である。Fe is 0.5-30%, N1 is 0.5-40%, CO is 0.5-30%, Cu is 0.05-20%, and Cr is 0.
05-20%, and Mn is 0.01-20%.
ＣＣＡ法によるメッキにおける前処理方法、ジンケート
処理液および処理方法並びに金属メッキ法は従来から知
られている方法を採用すればよいが、基本的には各工程
、特に前処理工程を基本に忠実にかつ丁寧に行うことで
ある。Conventionally known methods can be used for the pretreatment method, zincate treatment solution and treatment method, and metal plating method in plating using the CCA method, but basically each step, especially the pretreatment step, must be faithfully performed. And it should be done carefully.
すなわち、まず被メッキ物の表面を可及的に平滑面とす
る。次に苛性アルカリの水溶液にて洗浄する。その際、
たとえば１０〜７０ｇ／ｆｆｉの苛性アルカリ水溶液を
使用し、常温〜９０℃の温度で処理することが好ましい
。That is, first, the surface of the object to be plated is made as smooth as possible. Next, it is washed with an aqueous solution of caustic alkali. that time,
For example, it is preferable to use a caustic alkali aqueous solution of 10 to 70 g/ffi and perform the treatment at a temperature of room temperature to 90°C.
次に苛性アルカリを硝酸水溶液にて洗浄し、硝酸水溶液
を水洗浄する。Next, the caustic alkali is washed with a nitric acid aqueous solution, and the nitric acid aqueous solution is washed with water.
表面洗浄後、ジンヶ−１・処理にイ」される。ジンケー
ト処理液は基本的には水溶性亜鉛化合物、耐熱性金属の
水溶性化合物、苛性アルカリおよび水から構成される。After cleaning the surface, it is placed in the gin treatment. The zincate treatment solution basically consists of a water-soluble zinc compound, a water-soluble compound of a heat-resistant metal, caustic alkali, and water.
水溶性亜鉛化合物としては、炭酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸
亜鉛等が挙げられる。而（熱性金属の水溶性化合物に関
しζ、鉄成分供給用としては、たとえば塩化第１鉄、塩
化第２鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、酸化第１鉄、酸化第２鉄な
ど、ニッケル成分供給用としては、たとえば硫酸ニッケ
ル、水酸化ニッケル、酸化ニッケル、硝酸ニッケル、塩
化ニッケルなど、クロム成分供給用としては、たとえば
硫酸クロム、酸化りＩ：Ｊム、硝酸クロム、塩化クロム
など、コバルト成分供給用としては、たとえば硫酸コバ
ルト、酸化コバルト、硝酸コバル１−１水酸化コバルト
、塩化コバルトなど、銅成分供給用としては、たとえば
硫酸銅、酸化銅、塩化銅、炭酸銅、シアン化銅、水酸化
銅、硝酸銅など、マンガン成分供給用としては、たとえ
ば酸化マンガン、硫酸マンガン、炭酸マンガン、塩化マ
ンガン、水酸化マンガン、硝酸マンガンなどが挙げられ
る。通常水溶性亜鉛化合物を２〜２００ｇ／Ａ、面４熱
性金属の水溶性化合物を合計で０゜０５〜１００ｇ／ｎ
とするのが好ましい。苛性アルカリの配合量は３０〜５
００ ｇ／βが好ましい。さらに錯化合物形成剤、シア
ン化アルカリ金属塩等の緻密化促進剤を添加することが
好ましい。Examples of water-soluble zinc compounds include zinc carbonate, zinc chloride, zinc acetate, and the like. (Regarding water-soluble compounds of thermal metals, for example, ferrous chloride, ferric chloride, iron sulfate, iron nitrate, ferrous oxide, ferric oxide, etc.) for supplying iron components, and for supplying nickel components For example, nickel sulfate, nickel hydroxide, nickel oxide, nickel nitrate, nickel chloride, etc. For supplying chromium components, for example, chromium sulfate, I:J oxide, chromium nitrate, chromium chloride, etc. for supplying cobalt components. For example, cobalt sulfate, cobalt oxide, cobalt nitrate 1-1 cobalt hydroxide, cobalt chloride, etc. For supplying copper components, for example, copper sulfate, copper oxide, copper chloride, copper carbonate, copper cyanide, copper hydroxide. For supplying manganese components such as copper nitrate, manganese oxide, manganese sulfate, manganese carbonate, manganese chloride, manganese hydroxide, manganese nitrate, etc. A total of 0°05 to 100g/n of water-soluble compounds of heat-generating metals
It is preferable that The amount of caustic alkali is 30-5
00 g/β is preferred. Furthermore, it is preferable to add a densification promoter such as a complex compound forming agent and an alkali metal cyanide salt.
緻密化促進剤としては、たとえば酒石酸、乳酸、クエン
酸などのオキシカルボン酸類、またはそのアルカリ金属
塩；ニトリロ３酢酸、イミノ２酢酸ＥＤＴＡなどのポリ
カルボン酸類またはそのアルカリ金属塩；モノエタノー
ルアミン、エチレンジアミン、トリエタノールアミンな
どのアミン類、ＫＣＮ、、ＮａＣＮなどのジシアン化ア
ルカリ類、炭水化物の金属塩類、たとえばＤ−エリスロ
２−ケトペント−ス、Ｉ）−）レオ−２−ケトペントー
ス、Ｌ−エリスロー２−ケトペント−ス、Ｄフルクトー
ス、Ｄ−タガトース、■、−フルクトース、Ｄ−プシコ
ース、Ｌ−ビシコース、Ｄ−エリスロース、Ｄ−トレオ
ース、１７−グルコース、Ｄ−ガラクト−スなどの単糖
類；Ｄ−グルコン酸、糖酸などの単ＩＪ！類の酸化生成
物；グルコン酸す１−クロムなとの単糖類の酸化生成物
のアルカリ金属塩；ソルビットなどの単＃Ｍ類の還元生
成物などがあげられる。緻密化促進剤の配合割合は、通
常１〜１５０ ｇ／ｊ！が好ましい。Examples of the densification accelerator include oxycarboxylic acids such as tartaric acid, lactic acid, and citric acid, or alkali metal salts thereof; polycarboxylic acids or alkali metal salts thereof such as nitrilotriacetic acid and iminodiacetic acid EDTA; monoethanolamine, ethylenediamine. , amines such as triethanolamine, alkali dicyanides such as KCN, , NaCN, metal salts of carbohydrates such as D-erythro 2-ketopentose, I)-) rheo-2-ketopentose, L-erythro 2- Monosaccharides such as ketopentose, D-fructose, D-tagatose, -fructose, D-psicose, L-bisicose, D-erythrose, D-threose, 17-glucose, D-galactose; D-glucone Single IJ for acids, sugar acids, etc.! oxidation products of monosaccharides such as 1-chromium gluconate; alkali metal salts of oxidation products of monosaccharides such as 1-chromium gluconate; and reduction products of monosaccharides such as sorbitol. The blending ratio of the densification accelerator is usually 1 to 150 g/j! is preferred.
プライマー層の形成は、アルミニウム材を前記処理液中
に浸漬することにより行われる。処理液の温度は緻密化
促進剤を使用する場合、０〜６０℃であり、浸漬時間は
１０秒間〜５分間である。The primer layer is formed by immersing the aluminum material in the treatment liquid. When a densification accelerator is used, the temperature of the treatment liquid is 0 to 60°C, and the immersion time is 10 seconds to 5 minutes.
錯化合物形成剤などの緻密化促進剤を添加しない場合は
、比較的低い温度、通常５〜３０℃で行う。When a densification promoter such as a complex compound forming agent is not added, it is carried out at a relatively low temperature, usually 5 to 30°C.
プライマー層の形成は、以上の方法のほか、たとえば蒸
着法、スパッタ法、電気メッキなどの方法により形成し
てもよい。In addition to the above methods, the primer layer may be formed by a method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or an electroplating method.
プライマー層上に耐熱性金属のメッキ層を形成する方法
としては、各耐熱性金属における通常のメッキ条件が採
用できる。As a method for forming a heat-resistant metal plating layer on the primer layer, normal plating conditions for each heat-resistant metal can be adopted.
また、メッキ層の厚さは１〜２５Ｐ、ｎ、好ましくは７
〜２３Ｐｍ、特には１０戸であることが好ましい。In addition, the thickness of the plating layer is 1 to 25P, n, preferably 7
~23Pm, particularly preferably 10 houses.
ここに“半導体に支障をきたさない温度”とは、当該半
導体が使用に供しえない程度に破壊されることをいい、
たとえば当該温度に達した場合に当該半導体が、１０％
以上、好ましく５％以上、さらに好ましくは３％以上の
誤作動率とならない温度である。Here, "temperature that does not cause damage to semiconductors" means that the semiconductors in question are destroyed to the extent that they cannot be used.
For example, when the temperature is reached, the semiconductor
The above temperature is preferably at least 5%, more preferably at least 3% at which the malfunction rate does not occur.
また、“包絡体積”は株式会社リョウサン発行による半
導体素子用ヒートシンクのカタログＮｏ。In addition, "envelope volume" is the catalog No. of heat sinks for semiconductor devices published by Ryosan Co., Ltd.
８６ （１９８５年１０月１日）、第５〜６真に開示し
である式に基づいて求める。すなわち、
Ｔ、−ＴＡ＝Ｑ （θ、。＋θ６．→θＳ Ａ ）
（ａ１但し、上記式中において、
Ｑ ：消費電力（Ｗ）
θＪｃ：ジャンクションーケース（ベース板） 間熱抵
抗（℃／Ｗ）
θｃ３：ケース（ベース板）−大型ヒートシンク間熱抵
抗（℃／Ｗ）
θ３．：大型ヒートシンクー空気間熱抵抗（’Ｃ／Ｗ）
Ｔ、：ジャンクション温度（℃）
ＴＡ ：周囲温度（’Ｃ）
（なお、θ、Ｃとθｃ３との和はジャンクション−大型
ヒートシンク間熱抵抗という概念でとらえられる。）
を表す、この式（ａ）に所定の数値を代入し、θ３Ａ
（ヒートシンク−空気間熱抵抗）を求め、次に第２図の
熱抵抗と包絡体積との関係を示すグラフを利用して前記
得られた熱抵抗θｓＡ（℃／ｗ）と図中に示すフィン付
のヒートシンクの熱抵抗直線とに基づいて必要な包絡体
積（ｎ３）を求めることができる。各種半導体素子に対
しては上記より求めた包絡体積を有するフィン付ヒート
シンクを用いることになり、包絡体積が必要値を満足し
ていればフィン付ヒートシンクのフィンの形状や大きさ
には特に限定はない。86 (October 1, 1985), Nos. 5 and 6, based on the formula disclosed. That is, T, -TA=Q (θ,.+θ6.→θSA)
(a1 However, in the above formula, Q: power consumption (W) θJc: thermal resistance between junction and case (base plate) (℃/W) θc3: thermal resistance between case (base plate) and large heat sink (℃/W) ) θ3.: Large heat sink-air thermal resistance ('C/W)
T: Junction temperature (℃) TA: Ambient temperature ('C) (Note that the sum of θ, C and θc3 can be understood as the thermal resistance between the junction and large heat sink.) This formula (a) represents Substituting a predetermined value into θ3A
(heat sink-air thermal resistance), and then using the graph showing the relationship between thermal resistance and envelope volume in Figure 2, calculate the thermal resistance θsA (°C/w) obtained above and the fin shown in the figure. The necessary envelope volume (n3) can be determined based on the thermal resistance straight line of the attached heat sink. For various semiconductor devices, a heat sink with fins having the envelope volume determined above is used, and as long as the envelope volume satisfies the required value, there are no particular restrictions on the shape or size of the fins of the heat sink with fins. do not have.
たとえば、大電力トランジスタを３個使用したパワー・
モジュールで、その最大定格電圧が１００■、最大定格
ジャンクション温度が１）０℃である場合に必要なフィ
ン付ヒートシンクの包絡体積は、上記式＜ａ＋及び第２
図に基づき約４．２Ｘ１０’ １ｍ”となる。For example, a power amplifier using three high-power transistors
When the module has a maximum rated voltage of 100cm and a maximum rated junction temperature of 1) 0°C, the envelope volume of the finned heat sink required is calculated using the above formula <a+ and the second
Based on the figure, it is approximately 4.2 x 10' 1 m''.
なお、フィン付ヒートシンクでない場合、すなわち他の
形態のヒートシンクの場合に対しては、次のようにして
得られたヒートシンクの熱抵抗（θＳＡ）直線により前
記と同様にして必要な包絡体積を求めればよい。まず、
たとえば上側のパワー・トランジスタを利用し、成る包
絡体積のヒートシンクを用い、パワー・トランジスタに
通電し、これによりトランジスタが発熱する（この発熱
温度をＴＪとする）が、その時のヒートシンクの温度（
Ｔ３）と周囲温度（’ｒａ ）を測定する。Ｔ。In addition, if the heat sink is not a finned heat sink, that is, if it is a heat sink of another type, the required envelope volume can be calculated in the same manner as above using the thermal resistance (θSA) straight line of the heat sink obtained as follows. good. first,
For example, by using the upper power transistor and using a heat sink with an envelope volume, the power transistor is energized and the transistor generates heat (this heat generation temperature is TJ), but the temperature of the heat sink at that time (
T3) and the ambient temperature ('ra). T.
とＴ、の差及び消費電力によって０４．＋θ０３、すな
わちθ４．（ジャンクション−大型ヒートシンク間熱抵
抗、’ｃ／ｗ）が求まる。得られたθ１．と包絡体積と
により、当該ヒートシンクの熱抵抗ｅｆｆヶを図にプロ
ットする。次に、上記ヒートシンクの包絡体積とは異な
る包絡体積を有するヒートシンクを用い、同様に測定し
て得られた各数値によって求めたθユ、と包絡体積とに
より、該ヒートシンクの熱抵抗θ、Ａを図にプロットす
る。これを多数の包絡体積のヒートシンクについて行え
ば任意の形態のヒートシンクの熱抵抗θＳＡに関する直
線が得られることになる。04. depending on the difference between and T and the power consumption. +θ03, that is, θ4. (Thermal resistance between junction and large heat sink, 'c/w) is determined. Obtained θ1. The thermal resistance eff of the heat sink is plotted in the figure using the envelope volume and the envelope volume. Next, using a heat sink having an envelope volume different from the envelope volume of the heat sink described above, the thermal resistance θ, A of the heat sink is calculated from the envelope volume and θ U obtained from the respective numerical values obtained by measuring in the same manner. Plot on the diagram. If this is done for heat sinks with a large number of envelope volumes, a straight line relating to the thermal resistance θSA of any type of heat sink will be obtained.
以下、本発明のヒートシンクを備えた半導体素子を実施
例に基づいて説明する。Hereinafter, a semiconductor device equipped with a heat sink of the present invention will be described based on examples.
第１図に示す半導体素子は、半導体チップ１０を取付け
たセラミック基板１）の下面に設けたメタライズ層１２
を有する半導体素子を、電子部品との接触面に易半田性
金属のメッキ層１７を設けた大型ヒートシンク２０に半
田付け１５によって直接取付けたものであり、さらに大
型ヒートシンク２０は半導体素子の使用時の発熱量を該
半導体素子に支障のない温度にまで放熱するに十分な包
絡体積を有する。The semiconductor element shown in FIG.
A semiconductor element having a semiconductor element is directly attached by soldering 15 to a large heat sink 20 having a plated layer 17 of an easily solderable metal on the contact surface with an electronic component, and furthermore, the large heat sink 20 It has a sufficient envelope volume to dissipate the amount of heat generated to a temperature that does not cause any problem to the semiconductor element.
かかる構造の半導体素子は、大型ヒートシンクを具備し
ているため、第３図に示したような組み込みヒートシン
クが要らず、サーマル・コンパウンドの塗布、ネジ止め
などの煩雑な工程が不要であり、放熱の面でも半導体チ
ップ１０の動作による発生熱は半田付け１５を介してヒ
ートシンク２０に伝わり、ヒートシンク２０から効率良
く放散される。Semiconductor elements with such a structure are equipped with large heat sinks, so there is no need for a built-in heat sink as shown in Figure 3, and there is no need for complicated processes such as applying thermal compound or fixing screws, which improves heat dissipation. On the other hand, the heat generated by the operation of the semiconductor chip 10 is transmitted to the heat sink 20 via the soldering 15, and is efficiently dissipated from the heat sink 20.
もちろん、先にも述べたように従来の電子部品に通常組
み込まれているベース板としての組み込みヒートシンク
を半導体素子のメタライズ層１２とヒートシンク２０の
メッキ層１７との間に介在させ、組み込みヒートシンク
とヒートシンク２０を直接半田付けすることも可能であ
り、この場合でもサーマル・コンパウンドの塗布やネジ
止めも不要である。Of course, as mentioned above, the built-in heat sink as a base plate, which is usually incorporated in conventional electronic components, is interposed between the metallized layer 12 of the semiconductor element and the plating layer 17 of the heat sink 20, and the built-in heat sink and the heat sink 20 can also be directly soldered, and even in this case there is no need for applying thermal compound or screwing.
本発明は上記実施例に限定されることはなく、本発明の
目的を逸脱しない限り種々の態様を採用しても構わない
。The present invention is not limited to the above embodiments, and various embodiments may be adopted without departing from the purpose of the present invention.
本発明のヒートシンクを備えた半導体素子は、以上説明
したように構成されているので、以下に記載されるよう
な効果を奏する。Since the semiconductor element equipped with the heat sink of the present invention is configured as described above, it produces the effects described below.
半導体チップを中心として構成された半導体素子と、ア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金、銅もしくは銅合
金、または鉄もしくは鉄合金からなり、かつ４００℃で
のボイド検出試験において発現するボイドの個数が５個
／１０−以下である易半田性金属のメッキ層を有するヒ
ートシンクとを具備し、当該ヒートシンクは半導体素子
の使用時の発熱量を該半導体素子に支障のない温度にま
で放熱するに十分な包絡体積を有し、半導体素子とヒー
トシンクとを直接半田付けしたもの、すなわち従来は２
つのヒートシンクで必要な放熱量を確保していたのに対
して１つのヒートシンクで十分な放熱が保証されるもの
であることにより、）大型ヒ−）シンクが一体化されて
いて、従来の半導体素子で通常行われていたような大型
ヒートシンクを取付けたものと比較すると小型である。A semiconductor element mainly composed of a semiconductor chip, made of aluminum or aluminum alloy, copper or copper alloy, or iron or iron alloy, and the number of voids appearing in a void detection test at 400 ° C. is 5 / 10- and a heat sink having a plating layer of an easily solderable metal as follows, and the heat sink has a sufficient envelope volume to radiate the amount of heat generated during use of the semiconductor element to a temperature that does not cause any harm to the semiconductor element. , the semiconductor element and the heat sink are directly soldered, that is, the conventional 2
Whereas two heat sinks were used to secure the necessary amount of heat dissipation, one heat sink guarantees sufficient heat dissipation. It is small compared to the one that usually has a large heat sink attached to it.
１））組み込みヒートシンク（ベース板）が必要ない。1)) No built-in heat sink (base plate) required.
山）製造時にサーマル・コンパウンドの塗布工程、ネジ
止め工程及びそれらに付随する一切の工程が不要である
。2) There is no need for thermal compound application, screw fastening, or any other related processes during manufacturing.
ｉｖ）サーマル・コンパウンドのはみ出し、漏れなどの
恐れがない。iv) There is no risk of thermal compound extrusion or leakage.
■）セラミック基板が破損するようなことがない。■) There is no chance of damage to the ceramic substrate.
ｖｉ）従来の半導体素子で通常行われていたような大型
ヒートシンクを取付けたものと比較すると、電子部品全
体のコストが下がり、付加価値が上がる。vi) The overall cost of the electronic component is reduced and the added value is increased when compared to the case where a large heat sink is attached as is commonly done in conventional semiconductor devices.
ｖｉ）半導体素子を大型ヒートシンクに直接半田付けし
たものであるため、放熱を効率良く行うことができ、電
子部品の熱的安定度が高まる。vi) Since the semiconductor element is directly soldered to a large heat sink, heat can be dissipated efficiently and the thermal stability of the electronic component is increased.
従って、本発明の半導体素子は多量の発熱に対しても安
定動作を保証する有効な放熱手段を備えたものである。Therefore, the semiconductor device of the present invention is equipped with an effective heat dissipation means that guarantees stable operation even when a large amount of heat is generated.
第１図は本発明のヒートシンクを備えた半導体素子の一
実施例の断面図、第２図はヒートシンクの熱抵抗と包絡
体積との関係を示すグラフ、第３図は従来の半導体素子
を通常の大型ヒートシンクに取付けた状態を示す断面図
である。
なお、第２図中のＭＣ２０３、ＭＣ２２２、ＭＣ２３４
，１４ＣＵ０４５−Ｌ３８．２０ＣＵＯ５０−Ｌ３８．
１４ＣＵ０４５−Ｌｉ２Ｏ，３２ＣＨ１６０−Ｌ７６．
３２ＣＨ１６０−Ｌｉ２Ｏ、１４４ＨＴ１）０−Ｌ２０
０はそれぞれ株式会社リョウサンのヒートシンクの商品
番号である。
１０： 半導体チップ
１）： セラミック基板
１２： メタライズ層
１５： 半田付け
１７： 易半田性金属のメッキ層
２０： ヒートシンク
第１図
第３図FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a semiconductor device equipped with a heat sink of the present invention, FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where it is attached to a large heat sink. In addition, MC203, MC222, MC234 in Figure 2
, 14CU045-L38.20CUO50-L38.
14CU045-Li2O, 32CH160-L76.
32CH160-Li2O, 144HT1)0-L20
0 is the product number of the heat sink manufactured by Ryosan Co., Ltd. 10: Semiconductor chip 1): Ceramic substrate 12: Metallized layer 15: Soldering 17: Plating layer of easily solderable metal 20: Heat sink Fig. 1 Fig. 3
Claims (2)
ク基板、及びセラミック基板の下面に設けたメタライズ
層を有する半導体素子と、アルミニウムもしくはアルミ
ニウム合金、銅もしくは銅合金、または鉄もしくは鉄合
金からなり、かつ４００℃でのボイド検出試験において
発現するボイドの個数が５個／１０ｃｍ＾２以下である
易半田性金属のメッキ層を、銅もしくは銅合金の場合に
は任意に、それ以外の場合は必須に有するヒートシンク
とを具備し、当該ヒートシンクは半導体素子の使用時の
発熱量を該半導体素子に支障をきたさない温度にまで放
熱するに十分な包絡体積を有し、半導体素子のメタライ
ズ層とヒートシンクのメッキ層とを半田付けしたことを
特徴とするヒートシンクを備えた半導体素子。(1) A semiconductor chip, a ceramic substrate on which the semiconductor chip is attached, and a semiconductor element having a metallized layer provided on the lower surface of the ceramic substrate, and made of aluminum or aluminum alloy, copper or copper alloy, or iron or iron alloy, and A plated layer of easily solderable metal with less than 5 voids/10cm^2 in the void detection test at ℃ is optionally included in the case of copper or copper alloy, and mandatory in other cases. The heat sink has a sufficient envelope volume to dissipate the amount of heat generated during use of the semiconductor element to a temperature that does not harm the semiconductor element, and the heat sink has a metallized layer of the semiconductor element and a plating layer of the heat sink. A semiconductor element equipped with a heat sink characterized by soldering.
ヒートシンクを有し、当該組み込みヒートシンクとメッ
キ層とを半田付けしたことを特徴とする請求項（１）記
載のヒートシンクを備えた半導体素子。(2) The semiconductor device equipped with a heat sink according to claim 1, wherein the semiconductor device has a built-in heat sink under the metallized layer, and the built-in heat sink and the plating layer are soldered.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21719588A JPH0265263A (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Semiconductor element provided with heat sink |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21719588A JPH0265263A (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Semiconductor element provided with heat sink |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265263A true JPH0265263A (en) | 1990-03-05 |
Family
ID=16700348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21719588A Pending JPH0265263A (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Semiconductor element provided with heat sink |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0265263A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5729052A (en) * | 1996-06-20 | 1998-03-17 | International Business Machines Corporation | Integrated ULSI heatsink |
| EP0895284A1 (en) * | 1996-04-12 | 1999-02-03 | Dowa Mining Co., Ltd. | Metal-ceramic composite circuit substrates |
| JP2007250638A (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Mitsubishi Materials Corp | Cooler |
| JP2016103619A (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Ｃｂｃエスト株式会社 | Heat sink for cooling device and method of manufacturing the same, and electronic cooling apparatus using the same |
| CZ306788B6 (en) * | 2016-07-14 | 2017-07-07 | Západočeská Univerzita V Plzni | An interlayer for a soldered connection |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP21719588A patent/JPH0265263A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0895284A1 (en) * | 1996-04-12 | 1999-02-03 | Dowa Mining Co., Ltd. | Metal-ceramic composite circuit substrates |
| US6071592A (en) * | 1996-04-12 | 2000-06-06 | Dowa Mining Co., Ltd. | Metal-ceramic composite substrate |
| US5729052A (en) * | 1996-06-20 | 1998-03-17 | International Business Machines Corporation | Integrated ULSI heatsink |
| US5773362A (en) * | 1996-06-20 | 1998-06-30 | International Business Machines Corporation | Method of manufacturing an integrated ULSI heatsink |
| JP2007250638A (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Mitsubishi Materials Corp | Cooler |
| JP2016103619A (en) * | 2014-11-27 | 2016-06-02 | Ｃｂｃエスト株式会社 | Heat sink for cooling device and method of manufacturing the same, and electronic cooling apparatus using the same |
| CZ306788B6 (en) * | 2016-07-14 | 2017-07-07 | Západočeská Univerzita V Plzni | An interlayer for a soldered connection |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6797797B2 (en) | Ceramic metal circuit board and semiconductor device using it | |
| TWI620289B (en) | Power module substrate having heatsink, power module substrate having cooler, and power module | |
| US6799628B1 (en) | Heat exchanger having silicon nitride substrate for mounting high power electronic components | |
| CN104919585A (en) | Power module substrate, power module substrate with heat sink, and power module with heat sink | |
| US9773721B2 (en) | Lead-free solder alloy, connecting member and a method for its manufacture, and electronic part | |
| JP2008041752A (en) | Semiconductor module, and radiation board for it | |
| US20030221816A1 (en) | Finned heat sink | |
| CN104885207B (en) | Power module | |
| JP4014549B2 (en) | Heat sink and manufacturing method thereof | |
| JP2007299974A (en) | Circuit board and semiconductor module employing it | |
| JP5614507B2 (en) | Sn-Cu lead-free solder alloy | |
| JP2004263210A (en) | SURFACE TREATED Al SHEET SUPERIOR IN SOLDERABILITY, HEAT SINK USING IT, AND METHOD FOR MANUFACTURING SURFACE TREATED Al SHEET SUPERIOR IN SOLDERABILITY | |
| JPH0265263A (en) | Semiconductor element provided with heat sink | |
| JPH0265261A (en) | Semiconductor heat sink | |
| KR101902254B1 (en) | Heat radiating substrate for high power LED | |
| CN105387439A (en) | Manufacturing method of LED light source module radiator and manufacturing method of LED lighting equipment | |
| JP2858196B2 (en) | Lead frame for semiconductor device | |
| JPH0265262A (en) | Semiconductor heat sink | |
| JP7014695B2 (en) | Conductive materials, molded products and electronic components | |
| JPS6015706B2 (en) | Surface treatment method of Al and Al alloy for soldering | |
| JP4461268B2 (en) | Semiconductor device component, manufacturing method thereof, and semiconductor device using the same | |
| JP2000087291A (en) | Base sheet for electronic apparatus made of aluminum base composite material and its production | |
| JP4954575B2 (en) | Heat sink made of copper or copper-containing alloy and joining method thereof | |
| JP2000087293A (en) | Base sheet for electronic apparatus made of nickel plating aluminum base composite material and its production | |
| KR20190006936A (en) | Heat radiating substrate for high power LED |