JPS6016431A - 半導体装置 - Google Patents
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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】
半導体装置は半導体素子、電極板、ヒートシンク板、絶
縁板等で構成されている。半導体素子は一般に半田層等
を介して電極板に接合されるが、との′電極板に対して
は半導体素子の使用中等における温度上昇に対処するた
め次の2つの特性が要求される。すなわち、その1つは
熱応力による素子又は半田層の破壊を防止するためにシ
リコン等から成る素子の熱膨張率に近似した低膨張率を
有することであシ、他の1つは半導体素子の発熱を速や
かに取り去って温度上昇を小さく抑えるだめの高熱伝導
率を有することである。これら両省性を併有する材料と
して、従来モリブデンやタングステンが熱応力の緩衝材
として一部で使用されているが、これらの金属材料は高
価である上、加工性が悪いという大きな欠点を鳴してい
る。そこで、新しい試みとして低熱膨張金属と高熱伝導
金属とから成る多層複合材の電極板が提案されている。
縁板等で構成されている。半導体素子は一般に半田層等
を介して電極板に接合されるが、との′電極板に対して
は半導体素子の使用中等における温度上昇に対処するた
め次の2つの特性が要求される。すなわち、その1つは
熱応力による素子又は半田層の破壊を防止するためにシ
リコン等から成る素子の熱膨張率に近似した低膨張率を
有することであシ、他の1つは半導体素子の発熱を速や
かに取り去って温度上昇を小さく抑えるだめの高熱伝導
率を有することである。これら両省性を併有する材料と
して、従来モリブデンやタングステンが熱応力の緩衝材
として一部で使用されているが、これらの金属材料は高
価である上、加工性が悪いという大きな欠点を鳴してい
る。そこで、新しい試みとして低熱膨張金属と高熱伝導
金属とから成る多層複合材の電極板が提案されている。
ところで、従来の半導体装置の構成は第1図に示すよう
に半導体素子1、熱応力緩衝材2′、電極板2、絶縁板
3及び熱吸収板4を半田層5等を介して次々に績み重ね
て行くものである。しかしながら、上記の多層複合電極
板を使用した場合、一般に低熱j杉張拐はその熱伝4率
が小さいために、この低熱膨張Hの層を横切る方向の熱
抵抗が大きく、第1図のような構造の半導体装置では素
子の温度を十分低く保つことができないという問題があ
った。
に半導体素子1、熱応力緩衝材2′、電極板2、絶縁板
3及び熱吸収板4を半田層5等を介して次々に績み重ね
て行くものである。しかしながら、上記の多層複合電極
板を使用した場合、一般に低熱j杉張拐はその熱伝4率
が小さいために、この低熱膨張Hの層を横切る方向の熱
抵抗が大きく、第1図のような構造の半導体装置では素
子の温度を十分低く保つことができないという問題があ
った。
したがって本発明の目的は、前記した問題点を解消し、
本導体素子に加わる熱応力及び素子の温度上昇を十分小
さく保つことのできる新規な半導体装置を提供すること
にある。
本導体素子に加わる熱応力及び素子の温度上昇を十分小
さく保つことのできる新規な半導体装置を提供すること
にある。
すなわち本発明の要旨とするところは、低熱膨張材と高
熱伝導材とから成る多層複合電極板の半導体素子を塔載
する面が高熱伝導材で形成され、且つこの高熱伝導材に
直接もしくは半田層等を介して間接に半導体素子及び熱
の吸収帯の両者を塔載したことにある。ここで、高熱伝
導材としては銅、アルミニウム等が用いられ、また低熱
膨張材としてはイン・々(商品名)等のF’e−Ni合
金、コノミール(間品名)等のFe−Ni−Co合金な
どの全域材料の他、ガラス−エポキシ樹脂等の複合プラ
スチックス材料が使用される。
熱伝導材とから成る多層複合電極板の半導体素子を塔載
する面が高熱伝導材で形成され、且つこの高熱伝導材に
直接もしくは半田層等を介して間接に半導体素子及び熱
の吸収帯の両者を塔載したことにある。ここで、高熱伝
導材としては銅、アルミニウム等が用いられ、また低熱
膨張材としてはイン・々(商品名)等のF’e−Ni合
金、コノミール(間品名)等のFe−Ni−Co合金な
どの全域材料の他、ガラス−エポキシ樹脂等の複合プラ
スチックス材料が使用される。
以下、本発明による半導体装置の実施例について陰付の
図面と共に説明する。
図面と共に説明する。
第2〜4図は本発明の実施例による半導体装置の主要部
品の構成を示す説明図である。
品の構成を示す説明図である。
第2崗は銅6−インノ” (Fe−36%Ni)’7−
銅8の3順接合電極板2を使用し、この電極板2の銅層
6側に半導体素子lと熱の吸収帯でるるヒートシンク4
とを塔載した例である。インパフの両面に銅6,8を配
置した理由は温度変化に対してノζイメタル効果を生じ
させないだめである。なお、この例では銅とインパの厚
さの比は1:0.5:1〜1:5:1の範囲で、また電
極相2としての全体の厚さは1〜3爾?の範囲で行なっ
たが、実際には各使用条件における熱膨張率及び熱放散
率等の面からみて最適設定に応じた電極材の構成とする
ことができる。
銅8の3順接合電極板2を使用し、この電極板2の銅層
6側に半導体素子lと熱の吸収帯でるるヒートシンク4
とを塔載した例である。インパフの両面に銅6,8を配
置した理由は温度変化に対してノζイメタル効果を生じ
させないだめである。なお、この例では銅とインパの厚
さの比は1:0.5:1〜1:5:1の範囲で、また電
極相2としての全体の厚さは1〜3爾?の範囲で行なっ
たが、実際には各使用条件における熱膨張率及び熱放散
率等の面からみて最適設定に応じた電極材の構成とする
ことができる。
第3図は銅6−インパ7−銅8の3層重極板2の半導体
素子lを塔載した同じ銅層6側に熱放散を目的とした放
熱フィン9を設けたi+lJである。
素子lを塔載した同じ銅層6側に熱放散を目的とした放
熱フィン9を設けたi+lJである。
第4図は熱の吸収を冷却水を用いて行なう場会、多層電
極板2の半導体素子1を塔載した高熱伝導層6側に冷却
水の循猿銅、aイゾlOを絶縁材3を介して取り付けた
例である。なお、この例では半導体素子及び熱の吸収帯
を塔載した側の尚熱伝導層6をこれと反対側の間熱伝導
層8よりも厚くしているが、その理由は、?インタル効
果による反シの許容範囲内で熱の移動に大きな影響を及
ぼす前記高熱伝導層6を厚くした方が熱放散性が同上し
、従って半導体素子の温度を低下させることができるか
らである。
極板2の半導体素子1を塔載した高熱伝導層6側に冷却
水の循猿銅、aイゾlOを絶縁材3を介して取り付けた
例である。なお、この例では半導体素子及び熱の吸収帯
を塔載した側の尚熱伝導層6をこれと反対側の間熱伝導
層8よりも厚くしているが、その理由は、?インタル効
果による反シの許容範囲内で熱の移動に大きな影響を及
ぼす前記高熱伝導層6を厚くした方が熱放散性が同上し
、従って半導体素子の温度を低下させることができるか
らである。
以上述べた如く、本発明によれば半導体素子に加わる熱
応力及び素子の温度上昇を十分さく保つことのできる半
導体装置を提供することができる。
応力及び素子の温度上昇を十分さく保つことのできる半
導体装置を提供することができる。
第1図は従来の半導体装置の主要部品め構成を示す説明
図、第2〜4図は本発明の実施例による半導体装置の主
要部品の構成を示す説明図である。 1・・・・・・半導体素子 2・・・・・・電極材 2′・・・・・熱応力緩衝材 3・・・・・・絶縁材 4・・・・・・ヒートシンク 5・・・・・半田層 6.8・・・・・高熱伝導材 7・・・・低熱膨張材 9・・・・・・放熱ファン 10・・・・・・冷却水パイプ 葎 1 日 犀3日 毘 2 図 坪4図
図、第2〜4図は本発明の実施例による半導体装置の主
要部品の構成を示す説明図である。 1・・・・・・半導体素子 2・・・・・・電極材 2′・・・・・熱応力緩衝材 3・・・・・・絶縁材 4・・・・・・ヒートシンク 5・・・・・半田層 6.8・・・・・高熱伝導材 7・・・・低熱膨張材 9・・・・・・放熱ファン 10・・・・・・冷却水パイプ 葎 1 日 犀3日 毘 2 図 坪4図
Claims (1)
- 低熱膨張材と高熱伝導材とから成る多層複合半導体゛電
極板を有する半導体装置において、該電極板の半導体素
子を塔載する面が高熱伝導材で形成され、且つこの高熱
伝導相に直接もしくは半田層弄を介して間接に半導体素
子及び熱の吸収帯の雨氷発明は半導体素子を塔載した半
導体装置に関する。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58125133A JPS6016431A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58125133A JPS6016431A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6016431A true JPS6016431A (ja) | 1985-01-28 |
Family
ID=14902669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58125133A Pending JPS6016431A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6016431A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996026560A1 (de) * | 1995-02-22 | 1996-08-29 | Dilas Diodenlaser Gmbh | Diodenlaserbauelement mit kühlelement sowie diodenlasermodul |
WO1997030494A1 (de) * | 1996-02-14 | 1997-08-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Kühlkörper mit einer montagefläche für ein elektronisches bauteil |
US6753093B2 (en) | 2001-09-21 | 2004-06-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat dissipating material and manufacturing method thereof |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP58125133A patent/JPS6016431A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996026560A1 (de) * | 1995-02-22 | 1996-08-29 | Dilas Diodenlaser Gmbh | Diodenlaserbauelement mit kühlelement sowie diodenlasermodul |
WO1997030494A1 (de) * | 1996-02-14 | 1997-08-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Kühlkörper mit einer montagefläche für ein elektronisches bauteil |
US6753093B2 (en) | 2001-09-21 | 2004-06-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat dissipating material and manufacturing method thereof |
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