JPH06140540A - ヒートシンク及びそのヒートシンクを用いた半導体装置の実装方法 - Google Patents
ヒートシンク及びそのヒートシンクを用いた半導体装置の実装方法Info
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- JPH06140540A JPH06140540A JP4284778A JP28477892A JPH06140540A JP H06140540 A JPH06140540 A JP H06140540A JP 4284778 A JP4284778 A JP 4284778A JP 28477892 A JP28477892 A JP 28477892A JP H06140540 A JPH06140540 A JP H06140540A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ヒートシンクを介して半導体装置を回路基板
に実装する際、半導体装置とヒートシンクの接合工程、
ヒートシンクと回路基板の接合工程の２段階に分けずに
一度の工程で半田接合し工程削減する。 【構成】 ヒートシンク１上に半導体装置実装用凹部６
を形成した後、半田３ｂを介してヒートシンク１に半導
体装置２を、半田３ａを介してヒートシンク１を回路基
板５上の電極パッド８にそれぞれ配置し、加熱により半
田接合する。 【効果】 ヒートシンク１上の凹部６により、接合工程
での加熱時、半導体装置２の実装位置ズレが防げるた
め、半導体装置２とヒートシンク１と回路基板５上の電
極パッド８を一度に半田接合できる。
に実装する際、半導体装置とヒートシンクの接合工程、
ヒートシンクと回路基板の接合工程の２段階に分けずに
一度の工程で半田接合し工程削減する。 【構成】 ヒートシンク１上に半導体装置実装用凹部６
を形成した後、半田３ｂを介してヒートシンク１に半導
体装置２を、半田３ａを介してヒートシンク１を回路基
板５上の電極パッド８にそれぞれ配置し、加熱により半
田接合する。 【効果】 ヒートシンク１上の凹部６により、接合工程
での加熱時、半導体装置２の実装位置ズレが防げるた
め、半導体装置２とヒートシンク１と回路基板５上の電
極パッド８を一度に半田接合できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートシンクの構造及
びそのヒートシンクを用いて半導体装置を回路基板に実
装する方法に関するものである。
びそのヒートシンクを用いて半導体装置を回路基板に実
装する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の実装方法により電子部品
を回路基板上に実装した一例を示すものであり、図中、
１はヒートシンク、２は半導体装置、３ａは半田、４は
半田３ａより融点の高い高融点半田、５は回路基板、７
はコンデンサ、抵抗、サイリスタなどの電子部品、８は
電極パッド、９はワイヤである。
を回路基板上に実装した一例を示すものであり、図中、
１はヒートシンク、２は半導体装置、３ａは半田、４は
半田３ａより融点の高い高融点半田、５は回路基板、７
はコンデンサ、抵抗、サイリスタなどの電子部品、８は
電極パッド、９はワイヤである。
【０００３】ヒートシンクを要する半導体装置を回路基
板に実装する場合、実装工程として先ず図６（ａ）のよ
うにヒートシンク１の上面に、高融点半田４を塗布し、
半導体装置２の裏面電極と半田接合を行った後、そのヒ
ートシンク１を図６（ｂ）のように半田３ａにて回路基
板５上の電極パッド８と接合するという２段階の工程を
経ていた。半導体装置２とヒートシンク１の接合に高融
点半田４を用いるのは、ヒートシンク１と回路基板５上
の電極パッド８の接合工程で、半導体装置２とヒートシ
ンク１間の半田が溶融して、半導体装置２の実装位置が
変化するのを防止するためである。
板に実装する場合、実装工程として先ず図６（ａ）のよ
うにヒートシンク１の上面に、高融点半田４を塗布し、
半導体装置２の裏面電極と半田接合を行った後、そのヒ
ートシンク１を図６（ｂ）のように半田３ａにて回路基
板５上の電極パッド８と接合するという２段階の工程を
経ていた。半導体装置２とヒートシンク１の接合に高融
点半田４を用いるのは、ヒートシンク１と回路基板５上
の電極パッド８の接合工程で、半導体装置２とヒートシ
ンク１間の半田が溶融して、半導体装置２の実装位置が
変化するのを防止するためである。
【０００４】図７は、半導体装置２とヒートシンク１と
回路基板５上の電極パッド８を、同融点の半田３ａ、３
ｂで一度の加熱工程にて接合した場合の問題点を示すも
のである。図において、ヒートシンク１と半導体装置２
間の半田３ｂは溶融すると、その位置を規制するものが
ないため、半導体装置２の実装箇所の外側に流れ出す。
このため溶融した半田３ｂ上に浮かんでいる半導体装置
２も、その位置を変えてしまうか、又は回転してしまう
という不具合が発生する。回路基板５上の電極パッド８
への半田接合工程で、半導体装置２に別の部材を当てて
実装位置を規制するのは、設備構成上、実施が難しいの
に対し、固定したヒートシンク１上で半導体装置２の位
置を規制しながら接合することは実施容易である。
回路基板５上の電極パッド８を、同融点の半田３ａ、３
ｂで一度の加熱工程にて接合した場合の問題点を示すも
のである。図において、ヒートシンク１と半導体装置２
間の半田３ｂは溶融すると、その位置を規制するものが
ないため、半導体装置２の実装箇所の外側に流れ出す。
このため溶融した半田３ｂ上に浮かんでいる半導体装置
２も、その位置を変えてしまうか、又は回転してしまう
という不具合が発生する。回路基板５上の電極パッド８
への半田接合工程で、半導体装置２に別の部材を当てて
実装位置を規制するのは、設備構成上、実施が難しいの
に対し、固定したヒートシンク１上で半導体装置２の位
置を規制しながら接合することは実施容易である。
【０００５】以上の理由により、従来の実装方法で半導
体装置２とヒートシンク１と回路基板５上の電極パッド
８を同時に接合することは実用的ではなかった。
体装置２とヒートシンク１と回路基板５上の電極パッド
８を同時に接合することは実用的ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
実装方法では、半導体装置２とヒートシンク１の接合工
程と、ヒートシンク１と回路基板５上の電極パッド８の
接合工程の２工程を必要としていた。
実装方法では、半導体装置２とヒートシンク１の接合工
程と、ヒートシンク１と回路基板５上の電極パッド８の
接合工程の２工程を必要としていた。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、半導体装置とヒートシン
クと回路基板上の電極を、一度の工程で接合でき、工程
削減が図れる半導体装置の実装方法及びその実装方法に
用いるヒートシンクの構造を提供することにある。
で、その目的とするところは、半導体装置とヒートシン
クと回路基板上の電極を、一度の工程で接合でき、工程
削減が図れる半導体装置の実装方法及びその実装方法に
用いるヒートシンクの構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載のヒートシンクにあっては、上面に半
導体装置実装用の凹部を設けたことを特徴とするもので
あり、請求項２記載の半導体装置実装方法にあっては、
半導体装置と上面に半導体装置実装用凹部を設けたヒー
トシンクと回路基板上の電極パッドを半田を介して一度
の工程で接合することを特徴とするものである。
め、請求項１記載のヒートシンクにあっては、上面に半
導体装置実装用の凹部を設けたことを特徴とするもので
あり、請求項２記載の半導体装置実装方法にあっては、
半導体装置と上面に半導体装置実装用凹部を設けたヒー
トシンクと回路基板上の電極パッドを半田を介して一度
の工程で接合することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】本発明によれば、ヒートシンクに形成した半導
体装置実装用凹部に半田を介して半導体装置を配置する
ことにより、半田溶融時の半導体装置の移動は前記凹部
内に限定されるため実装位置が変わったり回転したりし
ない。
体装置実装用凹部に半田を介して半導体装置を配置する
ことにより、半田溶融時の半導体装置の移動は前記凹部
内に限定されるため実装位置が変わったり回転したりし
ない。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２に基づいて
説明する。図１においてヒートシンク１には片面に半導
体装置実装用の凹部６が形成されている。凹部６は例え
ばプレスにより形成され、その外形寸法は、半導体装置
２をその内部に配置できるように半導体装置２の外形寸
法に対してクリアランスを設けた寸法とする。例えば半
導体装置２の大きさを５ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍとしヒ
ートシンクの大きさを７ｍｍ角、厚さ１ｍｍとすると凹
部６の大きさは５．２ｍｍ角、深さ０．１〜０．３ｍｍ
とする。
説明する。図１においてヒートシンク１には片面に半導
体装置実装用の凹部６が形成されている。凹部６は例え
ばプレスにより形成され、その外形寸法は、半導体装置
２をその内部に配置できるように半導体装置２の外形寸
法に対してクリアランスを設けた寸法とする。例えば半
導体装置２の大きさを５ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍとしヒ
ートシンクの大きさを７ｍｍ角、厚さ１ｍｍとすると凹
部６の大きさは５．２ｍｍ角、深さ０．１〜０．３ｍｍ
とする。
【００１１】このヒートシンク１の凹部６に半田３ｂを
介して半導体装置２を配置し、そのヒートシンク１を、
半田３ａを介して回路基板５上の電極パッド８上に配置
した後、加熱して半導体装置２とヒートシンク１と回路
基板５上の電極パッド８を一度に半田接合する。
介して半導体装置２を配置し、そのヒートシンク１を、
半田３ａを介して回路基板５上の電極パッド８上に配置
した後、加熱して半導体装置２とヒートシンク１と回路
基板５上の電極パッド８を一度に半田接合する。
【００１２】図２は、以上の実装方法により部材配置し
加熱した状態を示す断面図である。図に示されるように
半導体装置２は、その下部が凹部６内に入っているた
め、その水平方向の移動はその領域内に限定される。半
田３ｂの供給量は、溶融時に半導体装置２の下部が凹部
６内に入るように設定する。半田３ｂとしてペースト状
のものを使用する場合、溶融時に、含有しているフラッ
クス成分が揮発し容積が減少するので、その点を考慮し
て供給量を決める。例えば、１０％フラックス入り半田
ペーストでは加熱後、およそ半分の容積となる。リボン
状の半田の場合、溶融しても容積はほとんど変わらない
ので接合後の半田容積と同量の半田を供給すればよい。
ヒートシンク１の材料としては、銅が一般的であるが、
他にもニッケル、コバール等の半田に濡れやすい材料で
あれば使用できる。
加熱した状態を示す断面図である。図に示されるように
半導体装置２は、その下部が凹部６内に入っているた
め、その水平方向の移動はその領域内に限定される。半
田３ｂの供給量は、溶融時に半導体装置２の下部が凹部
６内に入るように設定する。半田３ｂとしてペースト状
のものを使用する場合、溶融時に、含有しているフラッ
クス成分が揮発し容積が減少するので、その点を考慮し
て供給量を決める。例えば、１０％フラックス入り半田
ペーストでは加熱後、およそ半分の容積となる。リボン
状の半田の場合、溶融しても容積はほとんど変わらない
ので接合後の半田容積と同量の半田を供給すればよい。
ヒートシンク１の材料としては、銅が一般的であるが、
他にもニッケル、コバール等の半田に濡れやすい材料で
あれば使用できる。
【００１３】図３は本発明の異なる実施例を示すもの
で、前記実施例と異なる点は、前記凹部６を図３（ａ）
のようなロ字形状の囲み部材１０を、ろう材１１により
ヒートシインク１に、ろう付けすることによって形成し
た点である。尚、他の構成は前記実施例と同様であるの
で、同等構成に同一符号を付すことにより説明を省略す
る。この実施例は、図２に示す実施例に比べ別部材が必
要であるが放熱面積が増加するため放熱性が良くなる。
囲み部材１０の材料としては金属が一般的であるが、特
に限定しない。囲み部材１０は、１部材とする必要はな
く複数の部材の組合せにより構成してもよい。また、ろ
う材８の代わりに接着剤を使用してもよい。
で、前記実施例と異なる点は、前記凹部６を図３（ａ）
のようなロ字形状の囲み部材１０を、ろう材１１により
ヒートシインク１に、ろう付けすることによって形成し
た点である。尚、他の構成は前記実施例と同様であるの
で、同等構成に同一符号を付すことにより説明を省略す
る。この実施例は、図２に示す実施例に比べ別部材が必
要であるが放熱面積が増加するため放熱性が良くなる。
囲み部材１０の材料としては金属が一般的であるが、特
に限定しない。囲み部材１０は、１部材とする必要はな
く複数の部材の組合せにより構成してもよい。また、ろ
う材８の代わりに接着剤を使用してもよい。
【００１４】図４は更に異なる実施例を示すもので、図
２に示す実施例と異なる点は、前記凹部６の形状を、そ
の開口部が底部より広くなるようにテーパーを設けたこ
とである。このように構成することにより図４（ａ）に
示すように各部材を配置した後、加熱により半田を溶融
させると図４（ｂ）に示すように半田３ｂは凹部６内に
拡がるため、また半導体装置２自体も自重により沈むた
め、半導体装置２の位置は下がり、その下部が凹部６の
傾斜面に接するようになり半導体装置２はその位置が規
制されるようになる。この実施例は図２及び図３の実施
例に比べ、クリアランスを設けなくてよいので半導体装
置２の実装位置精度が、前記実施例の場合よりも良い。
２に示す実施例と異なる点は、前記凹部６の形状を、そ
の開口部が底部より広くなるようにテーパーを設けたこ
とである。このように構成することにより図４（ａ）に
示すように各部材を配置した後、加熱により半田を溶融
させると図４（ｂ）に示すように半田３ｂは凹部６内に
拡がるため、また半導体装置２自体も自重により沈むた
め、半導体装置２の位置は下がり、その下部が凹部６の
傾斜面に接するようになり半導体装置２はその位置が規
制されるようになる。この実施例は図２及び図３の実施
例に比べ、クリアランスを設けなくてよいので半導体装
置２の実装位置精度が、前記実施例の場合よりも良い。
【００１５】
【発明の効果】請求項１記載のヒートシンクにおいて
は、上面に半導体装置実装用凹部を設けているので半導
体装置とヒートシンクと回路基板上の電極パッドとの半
田接合時、半導体装置を実装位置に固定できる効果を有
している。
は、上面に半導体装置実装用凹部を設けているので半導
体装置とヒートシンクと回路基板上の電極パッドとの半
田接合時、半導体装置を実装位置に固定できる効果を有
している。
【００１６】又、請求項２記載の半導体装置の実装方法
においては、半導体装置とヒートシンクと回路基板上の
電極パッドとを一度の加熱工程により接合することが可
能となるため工程削減が図れる。また、加熱する工程が
１回で済み、半導体装置に対する熱的ストレスを低減で
きるため、耐熱性の低い薄膜材料を用いた高機能な半導
体装置にも適用可能となる。
においては、半導体装置とヒートシンクと回路基板上の
電極パッドとを一度の加熱工程により接合することが可
能となるため工程削減が図れる。また、加熱する工程が
１回で済み、半導体装置に対する熱的ストレスを低減で
きるため、耐熱性の低い薄膜材料を用いた高機能な半導
体装置にも適用可能となる。
【図１】本発明に用いられる構成部材を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る実装方法により部材配置され加熱
されて半田が溶融した状態を示す断面図である。
されて半田が溶融した状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）は本発明に係る実施例方法に用いる囲み
部材の一例を示す斜視図である。（ｂ）は、それを用い
て実装された状態を示す断面図である。
部材の一例を示す斜視図である。（ｂ）は、それを用い
て実装された状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る実施例方法により実装された状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】従来方法により電子部品が実装された状態を示
す図である。
す図である。
【図６】従来方法の実装工程を示す斜視図である。
【図７】半導体装置と半導体装置実装用凹部を形成して
いないヒートシンクと回路基板上の電極パッドを同一半
田で一度に接合した状態を示す斜視図である。
いないヒートシンクと回路基板上の電極パッドを同一半
田で一度に接合した状態を示す斜視図である。
１ ヒートシンク ２ 半導体装置 ３ａ 半田 ３ｂ 半田 ４ 高融点半田 ５ 回路基板 ６ 凹部 ７ 電子部品 ８ 電極パッド ９ ワイヤ １０ 囲み部材 １１ ろう材
Claims (2)
- 【請求項１】 上面に半導体装置実装用凹部を設けたこ
とを特徴とするヒートシンク。 - 【請求項２】 請求項１記載のヒートシンクを用いた実
装方法であって、ヒートシンクの上面に形成された半導
体装置実装用凹部に半田を介して半導体装置を配置する
と共に、回路基板上に前記ヒートシンクを半田を介して
配置し、その後、加熱して半導体装置をヒートシンク
に、ヒートシンクを回路基板に、それぞれ接合したこと
を特徴とした半導体装置の実装方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284778A JPH06140540A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | ヒートシンク及びそのヒートシンクを用いた半導体装置の実装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284778A JPH06140540A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | ヒートシンク及びそのヒートシンクを用いた半導体装置の実装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140540A true JPH06140540A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17682896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284778A Pending JPH06140540A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | ヒートシンク及びそのヒートシンクを用いた半導体装置の実装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140540A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007034791A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | 半田層及びこれを用いた放熱基板並びにその製造方法 |
| JP2009094293A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
| WO2017130512A1 (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| US11448578B2 (en) | 2017-08-25 | 2022-09-20 | Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd. | Lamination shaping powder evaluation method and lamination shaping powder therefor |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP4284778A patent/JPH06140540A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007034791A1 (ja) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | 半田層及びこれを用いた放熱基板並びにその製造方法 |
| US8310047B2 (en) | 2005-09-26 | 2012-11-13 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | Solder layer, heat sink using such a solder layer and method for manufacturing such a heat sink |
| JP2009094293A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Toyota Motor Corp | 半導体装置 |
| WO2017130512A1 (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| JP6195689B1 (ja) * | 2016-01-28 | 2017-09-13 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| US10418295B2 (en) | 2016-01-28 | 2019-09-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Power module |
| US11448578B2 (en) | 2017-08-25 | 2022-09-20 | Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd. | Lamination shaping powder evaluation method and lamination shaping powder therefor |
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