JPH088373A - 放熱装置 - Google Patents
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- JPH088373A JPH088373A JP14190194A JP14190194A JPH088373A JP H088373 A JPH088373 A JP H088373A JP 14190194 A JP14190194 A JP 14190194A JP 14190194 A JP14190194 A JP 14190194A JP H088373 A JPH088373 A JP H088373A
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- heat sink
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
-
- 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
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
-
- 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
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放熱性に優れ、且つ熱衝撃試験時にも不良の
発生しない放熱装置を提供することを目的とする。 【構成】 配線基板１１上に回路パターン１２を固着
し、ＦＥＴトランジスタなどの大電力用半導体素子１３
を、リード１４により接続する。配線基板１１の裏面に
は配線基板１１より大面積銅箔の裏面パターン１５を形
成し、その端部はプレス加工により屈曲加工を行なった
後、凹部側が配線基板側となるように配線基板１１に固
着する。屈曲部１６は、裏面パターン１５とヒートシン
クベース１７との接合面から配線基板１１の端面までの
間で屈曲する。半田１８を用いることにより、配線基板
１１をヒートシンクベース１７に接続する。ヒートシン
クベース１７は、ねじ１９を用いてヒートシンク２０に
取り付ける。
発生しない放熱装置を提供することを目的とする。 【構成】 配線基板１１上に回路パターン１２を固着
し、ＦＥＴトランジスタなどの大電力用半導体素子１３
を、リード１４により接続する。配線基板１１の裏面に
は配線基板１１より大面積銅箔の裏面パターン１５を形
成し、その端部はプレス加工により屈曲加工を行なった
後、凹部側が配線基板側となるように配線基板１１に固
着する。屈曲部１６は、裏面パターン１５とヒートシン
クベース１７との接合面から配線基板１１の端面までの
間で屈曲する。半田１８を用いることにより、配線基板
１１をヒートシンクベース１７に接続する。ヒートシン
クベース１７は、ねじ１９を用いてヒートシンク２０に
取り付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、配線基板の搭載され
た発熱部品の発熱を放熱する放熱装置に関する。
た発熱部品の発熱を放熱する放熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＥＴなどの大電力半導体素子は、その
動作時に非常に高温となるために、いかに効率よく放熱
させるかが重要な課題である。近年においては窒化アル
ミなどの熱伝導性の良好な配線基板上に直接、半導体素
子を実装し、配線基板をヒートシンクに搭載するような
構造がとられるようになってきた。
動作時に非常に高温となるために、いかに効率よく放熱
させるかが重要な課題である。近年においては窒化アル
ミなどの熱伝導性の良好な配線基板上に直接、半導体素
子を実装し、配線基板をヒートシンクに搭載するような
構造がとられるようになってきた。
【０００３】図１１は従来の放熱装置の構造断面図を示
したものである。図中、５１は窒化アルミなどの配線基
板であり、配線基板５１上には銅箔により回路パターン
５２を形成する。回路パターン５２上にはＦＥＴトラン
ジスタなどの大電力用半導体素子５３をＴＡＢ実装法な
どを用いて、リード５４により回路パターン５２と電気
的に接続する。また配線基板５１の裏面には配線基板と
ほぼ同面積の銅箔の裏面パターン５５を形成し、半田５
６を用いることによってヒートシンクベース５７上に絶
縁基板５１を固定する。その後ヒートシンクベース５５
は、ねじ５８によってヒートシンク５９にねじ止めす
る。
したものである。図中、５１は窒化アルミなどの配線基
板であり、配線基板５１上には銅箔により回路パターン
５２を形成する。回路パターン５２上にはＦＥＴトラン
ジスタなどの大電力用半導体素子５３をＴＡＢ実装法な
どを用いて、リード５４により回路パターン５２と電気
的に接続する。また配線基板５１の裏面には配線基板と
ほぼ同面積の銅箔の裏面パターン５５を形成し、半田５
６を用いることによってヒートシンクベース５７上に絶
縁基板５１を固定する。その後ヒートシンクベース５５
は、ねじ５８によってヒートシンク５９にねじ止めす
る。
【０００４】このような構造にすることにより、動作中
に熱を発生した半導体素子５３の熱は、絶縁基板５１、
裏面パターン５５、半田５６、ヒートシンクベース５
７、ヒートシンク５９を通じて放射される。よって、放
熱性に優れた放熱装置を得ることができる。
に熱を発生した半導体素子５３の熱は、絶縁基板５１、
裏面パターン５５、半田５６、ヒートシンクベース５
７、ヒートシンク５９を通じて放射される。よって、放
熱性に優れた放熱装置を得ることができる。
【０００５】しかしながら、上記した構造では配線基板
５１とヒートシンクベース５７の熱膨脹係数が違うため
に熱衝撃試験などを行なうと、両者間の接続に用いてい
る半田５６に応力が加わる。このとき裏面パターン５５
の端面の半田フィレット部６０は基板中央より距離が遠
いため、特に大きな応力が加わり、クラックが発生す
る。この半田フィレット部を大きく、且つ厚くしてやれ
ば、応力を緩和することができる。従来の半田ペースト
をスクリーン印刷してのリフロー半田付けでは、いくら
スクリーン厚を増やして半田ペーストを厚く形成して
も、そのリフロー半田付け時に半田が流出してしまうな
どの不具合が生じ、十分な効果は得られなかった。
５１とヒートシンクベース５７の熱膨脹係数が違うため
に熱衝撃試験などを行なうと、両者間の接続に用いてい
る半田５６に応力が加わる。このとき裏面パターン５５
の端面の半田フィレット部６０は基板中央より距離が遠
いため、特に大きな応力が加わり、クラックが発生す
る。この半田フィレット部を大きく、且つ厚くしてやれ
ば、応力を緩和することができる。従来の半田ペースト
をスクリーン印刷してのリフロー半田付けでは、いくら
スクリーン厚を増やして半田ペーストを厚く形成して
も、そのリフロー半田付け時に半田が流出してしまうな
どの不具合が生じ、十分な効果は得られなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の放熱装
置においては、配線基板・ヒートシンクベース間の半田
接続においては、半田フィレットを大きく、且つ厚くす
ることができなかったために、熱衝撃試験時などに半田
フィレット部にクラックなどの不良が発生していた。
置においては、配線基板・ヒートシンクベース間の半田
接続においては、半田フィレットを大きく、且つ厚くす
ることができなかったために、熱衝撃試験時などに半田
フィレット部にクラックなどの不良が発生していた。
【０００７】この発明は、放熱性に優れ、且つ熱衝撃試
験時にも不良の発生しない放熱装置を提供することを目
的とする。
験時にも不良の発生しない放熱装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の放熱装置は、発熱性の電子部品が搭載され
た配線基板の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置
において、前記配線基板が半田を介してヒートシンクと
熱的結合を行なうために設けられたパターン部の少なく
とも一部は前記配線基板外周より大きくし、且つ前記パ
ターンの配線基板からのはみ出し部を前記配線基板側に
屈曲したことを特徴とする放熱装置。前記パターン屈曲
部は少なくとも、前記配線基板中央より最も遠い配線基
板縁部に設けることを特徴とする。
にこの発明の放熱装置は、発熱性の電子部品が搭載され
た配線基板の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置
において、前記配線基板が半田を介してヒートシンクと
熱的結合を行なうために設けられたパターン部の少なく
とも一部は前記配線基板外周より大きくし、且つ前記パ
ターンの配線基板からのはみ出し部を前記配線基板側に
屈曲したことを特徴とする放熱装置。前記パターン屈曲
部は少なくとも、前記配線基板中央より最も遠い配線基
板縁部に設けることを特徴とする。
【０００９】発熱性の電子部品が搭載された配線基板の
熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、前
記配線基板が半田を介してヒートシンクと熱的結合を行
なうために設けられたパターン側の配線基板端部の少な
くとも一部に傾斜を設けることを特徴とする放熱装置。
前記配線基板の傾斜部は少なくとも、前記配線基板中央
より最も遠い配線基板縁部に設けることを特徴とする。
熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、前
記配線基板が半田を介してヒートシンクと熱的結合を行
なうために設けられたパターン側の配線基板端部の少な
くとも一部に傾斜を設けることを特徴とする放熱装置。
前記配線基板の傾斜部は少なくとも、前記配線基板中央
より最も遠い配線基板縁部に設けることを特徴とする。
【００１０】発熱性の電子部品が搭載された配線基板の
熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、ヒ
ートシンクと半田を介して熱的結合を行なうパターン部
と共に前記配線基板端部の少なくとも一部を屈曲させる
ことを特徴とする放熱装置。前記配線基板の屈曲部は少
なくとも、前記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部
に設けることを特徴とする。
熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、ヒ
ートシンクと半田を介して熱的結合を行なうパターン部
と共に前記配線基板端部の少なくとも一部を屈曲させる
ことを特徴とする放熱装置。前記配線基板の屈曲部は少
なくとも、前記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部
に設けることを特徴とする。
【００１１】さらに、発熱性の電子部品が搭載された配
線基板の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置にお
いて、前記配線基板が半田を介して熱的結合を行なう前
記ヒートシンクの結合部に凸部を設け、且つ、前記凸部
は前記配線基板外形よりも小さくすることを特徴とする
放熱装置。前記ヒートシンクの凸部は少なくとも、前記
配線基板中央より最も遠い配線基板縁部下には設けない
ことを特徴とする。
線基板の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置にお
いて、前記配線基板が半田を介して熱的結合を行なう前
記ヒートシンクの結合部に凸部を設け、且つ、前記凸部
は前記配線基板外形よりも小さくすることを特徴とする
放熱装置。前記ヒートシンクの凸部は少なくとも、前記
配線基板中央より最も遠い配線基板縁部下には設けない
ことを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記手段により、配線基板の裏面パターン端部
の半田フィレットを増大させることができ、熱衝撃試験
時には応力を緩和することができるため、半田クラック
に対して耐性があり、且つ裏面パターン面積も増大する
ため、放熱性にも優れた放熱装置を得ることができる。
の半田フィレットを増大させることができ、熱衝撃試験
時には応力を緩和することができるため、半田クラック
に対して耐性があり、且つ裏面パターン面積も増大する
ため、放熱性にも優れた放熱装置を得ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例を説明
するための放熱装置の構造断面図である。図において、
１１は窒化アルミなどの配線基板であり、配線基板１１
上には銅箔により回路パターン１２を固着する。回路パ
ターン１２の上にはＦＥＴトランジスタなどの大電力用
半導体素子１３をＴＡＢ実装法などを用いて、回路パタ
ーン１２とリード１４で電気的に接続する。配線基板１
１の裏面には銅箔により裏面パターン１５を形成する。
この裏面パターン１５は配線基板１１より大面積とし、
その端部はプレス加工により屈曲加工を行なった後、凹
部側が配線基板側となるように配線基板１１に固着す
る。このとき屈曲部１６は、裏面パターン１５とヒート
シンクベース１７との接合面から配線基板端面までの間
で屈曲する。半田１８を用いることにより、配線基板１
１をヒートシンクベース１７に接続する。そしてヒート
シンクベース１７は、ねじ１９を用いてヒートシンク２
０に取り付ける。
して詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例を説明
するための放熱装置の構造断面図である。図において、
１１は窒化アルミなどの配線基板であり、配線基板１１
上には銅箔により回路パターン１２を固着する。回路パ
ターン１２の上にはＦＥＴトランジスタなどの大電力用
半導体素子１３をＴＡＢ実装法などを用いて、回路パタ
ーン１２とリード１４で電気的に接続する。配線基板１
１の裏面には銅箔により裏面パターン１５を形成する。
この裏面パターン１５は配線基板１１より大面積とし、
その端部はプレス加工により屈曲加工を行なった後、凹
部側が配線基板側となるように配線基板１１に固着す
る。このとき屈曲部１６は、裏面パターン１５とヒート
シンクベース１７との接合面から配線基板端面までの間
で屈曲する。半田１８を用いることにより、配線基板１
１をヒートシンクベース１７に接続する。そしてヒート
シンクベース１７は、ねじ１９を用いてヒートシンク２
０に取り付ける。
【００１４】このとき半田１８は裏面パターン１５に形
成された屈曲部１６下面に入りこむため、従来よりも大
きな半田フィレット２１を形成することができる。通
常、半田接合部の疲労寿命Ｎｆは、コフィン・マンソン
の式と呼ばれる、次式により与えられる。
成された屈曲部１６下面に入りこむため、従来よりも大
きな半田フィレット２１を形成することができる。通
常、半田接合部の疲労寿命Ｎｆは、コフィン・マンソン
の式と呼ばれる、次式により与えられる。
【００１５】Ｎｆ＝Ｃ・Δεn ただし、Δεは非弾性歪み範囲、Ｃおよびｎは材料定数
である。
である。
【００１６】非弾性歪み範囲Δεは、配線基板１１の裏
面半田付け部における半田厚みをｔ、基板中央からの距
離をｌとした場合に、ｌ／ｔとは比例関係にある。また
一般にΔεが小さいほど寿命Ｎｆを延ばすことができ
る。従って、ｌを小さく、またｔを大きくしてやれば疲
労寿命を延長してやることができる。しかしｌを小さく
することは、配線基板を小さくすることであり、これは
配線基板上に形成された回路などに制限されるために、
大幅な縮小は困難である。ｔを大きくしてやればよい
が、単純に半田の形成厚みを増大させても、リフロー半
田付け時に半田が流れてしまい、効果的に厚みを稼ぐこ
とが困難であった。
面半田付け部における半田厚みをｔ、基板中央からの距
離をｌとした場合に、ｌ／ｔとは比例関係にある。また
一般にΔεが小さいほど寿命Ｎｆを延ばすことができ
る。従って、ｌを小さく、またｔを大きくしてやれば疲
労寿命を延長してやることができる。しかしｌを小さく
することは、配線基板を小さくすることであり、これは
配線基板上に形成された回路などに制限されるために、
大幅な縮小は困難である。ｔを大きくしてやればよい
が、単純に半田の形成厚みを増大させても、リフロー半
田付け時に半田が流れてしまい、効果的に厚みを稼ぐこ
とが困難であった。
【００１７】そこで大きな応力の加わる配線基板縁部
に、裏面パターンによるはみ出し部を設け、このはみ出
し部を屈曲させることにより、はみ出し部分に半田溜ま
りを設け、応力集中部の半田厚を効果的に増大させてや
ることができる。半田厚のある応力集中部が熱衝撃を受
けた時にも、半田部で効果的に応力を吸収することがで
きる。
に、裏面パターンによるはみ出し部を設け、このはみ出
し部を屈曲させることにより、はみ出し部分に半田溜ま
りを設け、応力集中部の半田厚を効果的に増大させてや
ることができる。半田厚のある応力集中部が熱衝撃を受
けた時にも、半田部で効果的に応力を吸収することがで
きる。
【００１８】従来の構造での半田厚みは１５０μｍ程度
であり、このような放熱装置において熱衝撃試験を行な
うと、１００サイクル程度で半田クラックが発生してい
た。しかし、半田厚を３００μｍとした放熱装置におい
ては、３００サイクル経過後においてもクラックは発生
しないことが実験により確認でき、十分な信頼性が確保
されることがわかった。そこでこの屈曲部においても数
１００μｍ程度のそりを設ければ十分な効果が得られ
る。
であり、このような放熱装置において熱衝撃試験を行な
うと、１００サイクル程度で半田クラックが発生してい
た。しかし、半田厚を３００μｍとした放熱装置におい
ては、３００サイクル経過後においてもクラックは発生
しないことが実験により確認でき、十分な信頼性が確保
されることがわかった。そこでこの屈曲部においても数
１００μｍ程度のそりを設ければ十分な効果が得られ
る。
【００１９】また、このような構造により裏面パターン
面積も増大しているために、より放熱性の向上が図れ、
且つ応力に対しても強く信頼性の高い放熱装置を得るこ
とができる。
面積も増大しているために、より放熱性の向上が図れ、
且つ応力に対しても強く信頼性の高い放熱装置を得るこ
とができる。
【００２０】図２はこの発明の他の実施例を説明するた
めの斜視図である。この実施例では、配線基板１１の上
面には銅箔により回路パターン１２を固着する。また配
線基板１１の裏面には銅箔により裏面パターン１５が形
成されているが、配線基板１１からのはみだし部は、配
線基板１１の上面方向に屈曲して屈曲部１６ａを形成す
る。この屈曲部１６ａにより半田付け部の半田厚をかせ
ぐことができ、熱衝撃時の応力を吸収することができ
る。
めの斜視図である。この実施例では、配線基板１１の上
面には銅箔により回路パターン１２を固着する。また配
線基板１１の裏面には銅箔により裏面パターン１５が形
成されているが、配線基板１１からのはみだし部は、配
線基板１１の上面方向に屈曲して屈曲部１６ａを形成す
る。この屈曲部１６ａにより半田付け部の半田厚をかせ
ぐことができ、熱衝撃時の応力を吸収することができ
る。
【００２１】図３はこの発明の第１の他の実施例におけ
る斜視図である。この実施例は配線基板１１の形状が長
方形であるために、特に応力は基板中央部から距離の大
きい短辺部に集中する。そこで、この短辺部のクラック
を防止するために、裏面パターン１５の屈曲部１６ｂは
この短辺部、２辺だけに設けてもよい。このことによ
り、第１の実施例と同様の効果が得られる。
る斜視図である。この実施例は配線基板１１の形状が長
方形であるために、特に応力は基板中央部から距離の大
きい短辺部に集中する。そこで、この短辺部のクラック
を防止するために、裏面パターン１５の屈曲部１６ｂは
この短辺部、２辺だけに設けてもよい。このことによ
り、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００２２】また図４はこの発明の第２の他の実施例に
おける、配線基板１１の斜視図である。配線基板中の角
部は基板中で基板中央より最も遠い点となり、矩形状の
基板においては４点存在することとなる。従って、この
点においては基板中で最も大きな応力が加わり、半田ク
ラックが発生することとなる。よって、この角部の半田
厚を増加させ、応力を吸収させることによって半田クラ
ックを防止することができる。そこで、この角部に裏面
パターン１５をはみ出させ、この部分に屈曲部１６ｃを
設ける。このような構造により、この角部における半田
厚みを増大させて応力を吸収し、クラックを防止するこ
とができる。
おける、配線基板１１の斜視図である。配線基板中の角
部は基板中で基板中央より最も遠い点となり、矩形状の
基板においては４点存在することとなる。従って、この
点においては基板中で最も大きな応力が加わり、半田ク
ラックが発生することとなる。よって、この角部の半田
厚を増加させ、応力を吸収させることによって半田クラ
ックを防止することができる。そこで、この角部に裏面
パターン１５をはみ出させ、この部分に屈曲部１６ｃを
設ける。このような構造により、この角部における半田
厚みを増大させて応力を吸収し、クラックを防止するこ
とができる。
【００２３】図５はこの発明の第３の他の実施例におけ
る、配線基板１１の断面図である。裏面パターン１５の
屈曲部１６ｄは配線基板１１の端面まで屈曲させてもよ
い。このことによって、半田が配線基板１１の表面近傍
の高さまで濡れることによって、大きな半田フィレット
を形成することができる。このことにより半田厚を増加
したのと同様な効果が得られ、配線基板１１縁部の応力
をこのフィレット部によって吸収することが可能とな
る。従って熱衝撃時に発生する半田クラックを防止でき
る。
る、配線基板１１の断面図である。裏面パターン１５の
屈曲部１６ｄは配線基板１１の端面まで屈曲させてもよ
い。このことによって、半田が配線基板１１の表面近傍
の高さまで濡れることによって、大きな半田フィレット
を形成することができる。このことにより半田厚を増加
したのと同様な効果が得られ、配線基板１１縁部の応力
をこのフィレット部によって吸収することが可能とな
る。従って熱衝撃時に発生する半田クラックを防止でき
る。
【００２４】図６はこの発明の第４の他の実施例におけ
る、配線基板１１の断面図である。このように裏面パタ
ーン１５のはみ出し部を円弧状にした屈曲部１６ｅを形
成することも可能である。この構造の場合においても配
線基板〜ヒートシンクベース間の半田付け部における応
力集中を半田厚を増加させることによって緩和させるこ
とができる。また、このような円弧状の屈曲部１６ｅで
あれば、１点で屈曲させたときのように角が形成されな
いため、屈曲部の角に応力が集中するようなこともな
く、より半田クラックの防止に効果がある。
る、配線基板１１の断面図である。このように裏面パタ
ーン１５のはみ出し部を円弧状にした屈曲部１６ｅを形
成することも可能である。この構造の場合においても配
線基板〜ヒートシンクベース間の半田付け部における応
力集中を半田厚を増加させることによって緩和させるこ
とができる。また、このような円弧状の屈曲部１６ｅで
あれば、１点で屈曲させたときのように角が形成されな
いため、屈曲部の角に応力が集中するようなこともな
く、より半田クラックの防止に効果がある。
【００２５】さらに図７に示すこの発明の第５の他の実
施例のように、屈曲部１６ｆを２段階もしくは数段階に
屈曲させても、屈曲部の角での応力集中は分散されるた
めに同様の効果が得られる。
施例のように、屈曲部１６ｆを２段階もしくは数段階に
屈曲させても、屈曲部の角での応力集中は分散されるた
めに同様の効果が得られる。
【００２６】図８はこの発明の第６の他の実施例におけ
る、配線基板１１の断面図である。このように配線基板
１１の裏面の端部に傾斜部１１ａを設け、裏面パターン
１５ａをこの傾斜部にまで形成することによって、これ
までの実施例と同様に配線基板縁部の応力集中部の半田
厚みを増加させて、応力を緩和させることができ、半田
クラックを防止できる。
る、配線基板１１の断面図である。このように配線基板
１１の裏面の端部に傾斜部１１ａを設け、裏面パターン
１５ａをこの傾斜部にまで形成することによって、これ
までの実施例と同様に配線基板縁部の応力集中部の半田
厚みを増加させて、応力を緩和させることができ、半田
クラックを防止できる。
【００２７】図９はこの発明の第７の他の実施例におけ
る、配線基板１１の断面図である。このように電子部品
配置上の問題の無い領域において、配線基板１１の端部
１１ｂを屈曲して、回路パターン１２と裏面パターン１
５もそれぞれ屈曲する。これまでの実施例と同様に配線
基板縁部の応力集中部の半田厚みを増加させて、応力を
緩和させることができ、半田クラックを防止できる。こ
の実施例では、金属印刷配線板などの加工性に優れた基
板において特に有効である。
る、配線基板１１の断面図である。このように電子部品
配置上の問題の無い領域において、配線基板１１の端部
１１ｂを屈曲して、回路パターン１２と裏面パターン１
５もそれぞれ屈曲する。これまでの実施例と同様に配線
基板縁部の応力集中部の半田厚みを増加させて、応力を
緩和させることができ、半田クラックを防止できる。こ
の実施例では、金属印刷配線板などの加工性に優れた基
板において特に有効である。
【００２８】図１０はこの発明の第８の他の実施例にお
ける放熱装置の構造断面図である。図において、３１は
窒化アルミなどの配線基板であり、配線基板３１上には
銅箔などにより回路パターン３２が固着されている。回
路パターン３２上にはＦＥＴトランジスタなどの大電力
用半導体素子３３がＴＡＢ実装法などにより、回路パタ
ーン３２とリード３４で電気的に接続されている。配線
基板３１の裏面には銅箔により裏面パターン３５が形成
されている。そして半田３６を用いることにより、配線
基板３１をヒートシンクベース３７に接続する。このヒ
ートシンクベースの配線基板下部には凸部３８を配線基
板３１の外形よりも小さくなるように形成する。そして
ヒートシンクベース３７は、ねじ３９を用いてヒートシ
ンク４０に取り付ける。
ける放熱装置の構造断面図である。図において、３１は
窒化アルミなどの配線基板であり、配線基板３１上には
銅箔などにより回路パターン３２が固着されている。回
路パターン３２上にはＦＥＴトランジスタなどの大電力
用半導体素子３３がＴＡＢ実装法などにより、回路パタ
ーン３２とリード３４で電気的に接続されている。配線
基板３１の裏面には銅箔により裏面パターン３５が形成
されている。そして半田３６を用いることにより、配線
基板３１をヒートシンクベース３７に接続する。このヒ
ートシンクベースの配線基板下部には凸部３８を配線基
板３１の外形よりも小さくなるように形成する。そして
ヒートシンクベース３７は、ねじ３９を用いてヒートシ
ンク４０に取り付ける。
【００２９】このような構造の実施例にすることによっ
ても、配線基板１１の縁部の応力集中部である半田フィ
レットの厚みや大きさを増加させて、応力を緩和させる
ことができ、半田クラックを防止できる。
ても、配線基板１１の縁部の応力集中部である半田フィ
レットの厚みや大きさを増加させて、応力を緩和させる
ことができ、半田クラックを防止できる。
【００３０】表１は、従来例と１〜９の各実施例におけ
る熱衝撃に対する試験結果を比較したものである。
る熱衝撃に対する試験結果を比較したものである。
【００３１】
【表１】 この試験条件は、−３０℃〜８５℃で３０分サイクルで
行なっている。また配線基板には１２．７ｍｍ×２５．
４ｍｍ×０．６３５ｍｍの窒化アルミ基板を使用してい
る。
行なっている。また配線基板には１２．７ｍｍ×２５．
４ｍｍ×０．６３５ｍｍの窒化アルミ基板を使用してい
る。
【００３２】表１から明らかなように、従来の場合は１
００サイクル程度で半田クラックが発生していたのに対
して、１〜９実施例ではいずれも、３００サイクル後に
おいても半田クラックはまったく発生しておらず、十分
な信頼性が確保できることが確認できた。
００サイクル程度で半田クラックが発生していたのに対
して、１〜９実施例ではいずれも、３００サイクル後に
おいても半田クラックはまったく発生しておらず、十分
な信頼性が確保できることが確認できた。
【００３３】
【発明の効果】以上記載したようにこの発明の放熱装置
によれば、良好な放熱性が得られるとともに、熱衝撃を
受けたときも応力を緩和して半田クラックを防止し、信
頼性の向上を図ることができる。
によれば、良好な放熱性が得られるとともに、熱衝撃を
受けたときも応力を緩和して半田クラックを防止し、信
頼性の向上を図ることができる。
【図１】この発明の一実施例を説明するための構造断面
図。
図。
【図２】図１の絶縁基板の斜視図。
【図３】この発明の他の実施例を説明するための斜視
図。
図。
【図４】この発明の第２の他の実施例を説明するための
斜視図。
斜視図。
【図５】この発明の第３の他の実施例を説明するための
断面図。
断面図。
【図６】この発明の第４の他の実施例を説明するための
断面図。
断面図。
【図７】この発明の第５の他の実施例を説明するための
断面図。
断面図。
【図８】この発明の第６の他の実施例を説明するための
断面図。
断面図。
【図９】この発明の第７の他の実施例を説明するための
断面図。
断面図。
【図１０】この発明の第８の他の実施例を説明するため
の構造断面図。
の構造断面図。
【図１１】従来の放熱装置を説明するための構造断面
図。
図。
１１，３１…絶縁基板、１２，３２…回路パターン、１
３，３３…半導体素子、１４，３４…リード、１５，３
５…裏面パターン、１６…屈曲部、１７，３７…ヒート
シンクベース、１８，３６…半田、１９，３９…ねじ、
２０，４０…ヒートシンク、２１…半田フィレット、３
８…凸部。
３，３３…半導体素子、１４，３４…リード、１５，３
５…裏面パターン、１６…屈曲部、１７，３７…ヒート
シンクベース、１８，３６…半田、１９，３９…ねじ、
２０，４０…ヒートシンク、２１…半田フィレット、３
８…凸部。
Claims (8)
- 【請求項１】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、 前記配線基板が半田を介してヒートシンクと熱的結合を
行なうために設けられたパターン部の少なくとも一部
は、前記配線基板外周より大きくするとともに、前記パ
ターンの配線基板からのはみ出し部を前記配線基板側に
屈曲したことを特徴とする放熱装置。 - 【請求項２】 前記パターン屈曲部は、少なくとも前記
配線基板中央より最も遠い配線基板縁部に設けることを
特徴とする請求項１記載の放熱装置。 - 【請求項３】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、 前記配線基板が半田を介してヒートシンクと熱的結合を
行なうために設けられたパターン側の配線基板端部の、
少なくとも一部に傾斜を設けることを特徴とする放熱装
置。 - 【請求項４】 前記配線基板の傾斜部は、少なくとも前
記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部に設けること
を特徴とする請求項３記載の放熱装置。 - 【請求項５】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、
ヒートシンクと半田を介して熱的結合を行なうパターン
部と共に前記配線基板端部の少なくとも一部を屈曲させ
ることを特徴とする放熱装置。 - 【請求項６】 前記配線基板の屈曲部は、少なくとも前
記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部に設けること
を特徴とする請求項５記載の放熱装置。 - 【請求項７】 発熱性の電子部品が搭載された配線基板
の熱をヒートシンクにより放熱する放熱装置において、 前記配線基板が半田を介して熱的結合を行なう前記ヒー
トシンクの結合部に凸部を設け、且つ前記凸部は前記配
線基板外形よりも小さくすることを特徴とする放熱装
置。 - 【請求項８】 前記ヒートシンクの凸部は、少なくとも
前記配線基板中央より最も遠い配線基板縁部下には設け
ないことを特徴とする請求項７記載の放熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14190194A JPH088373A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 放熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14190194A JPH088373A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 放熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088373A true JPH088373A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15302800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14190194A Withdrawn JPH088373A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 放熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088373A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09331150A (ja) * | 1996-06-11 | 1997-12-22 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP2000252387A (ja) * | 1999-03-04 | 2000-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | パワー半導体モジュール及びその製造方法、並びにモジュール基板 |
| JP2014506014A (ja) * | 2011-11-09 | 2014-03-06 | 東莞勤上光電股▲ふん▼有限公司 | ハイパワーｌｅｄ放熱構造の製造プロセス |
| JP2016082088A (ja) * | 2014-10-17 | 2016-05-16 | 株式会社Uacj | 回路基板付きヒートシンク及びその製造方法 |
| CN105900231A (zh) * | 2014-07-18 | 2016-08-24 | 富士电机株式会社 | 半导体装置 |
| US9466548B2 (en) | 2012-02-22 | 2016-10-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2017098526A (ja) * | 2015-11-17 | 2017-06-01 | 日本特殊陶業株式会社 | 配線基板 |
| JP2020009995A (ja) * | 2018-07-12 | 2020-01-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置、電力変換装置、及び半導体装置の製造方法 |
| WO2021153447A1 (ja) * | 2020-01-30 | 2021-08-05 | ローム株式会社 | 半導体装置 |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP14190194A patent/JPH088373A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9466548B2 (en) | 2012-02-22 | 2016-10-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |