JPS6046037A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6046037A JPS6046037A JP15281684A JP15281684A JPS6046037A JP S6046037 A JPS6046037 A JP S6046037A JP 15281684 A JP15281684 A JP 15281684A JP 15281684 A JP15281684 A JP 15281684A JP S6046037 A JPS6046037 A JP S6046037A
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- metal substrate
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- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
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- 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
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
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- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
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- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
- H01L2924/07802—Adhesive characteristics other than chemical not being an ohmic electrical conductor
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
- H01L2924/3511—Warping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体装置に関するもので、特にそりの少ない
絶縁型電力用に最適な半導体装置に係るものである。
絶縁型電力用に最適な半導体装置に係るものである。
絶縁型電力用半導体装置は、第１図に示すように、半導
体ペレット１と金属基板２を絶縁板３を介して、ろう材
４を用いて、接合した構造となっている。この半導体装
置は、さらに、放熱板５にねじ６で取りつけられて、使
用される。
体ペレット１と金属基板２を絶縁板３を介して、ろう材
４を用いて、接合した構造となっている。この半導体装
置は、さらに、放熱板５にねじ６で取りつけられて、使
用される。
このような構成により、半導体ペレット１を、金属基板
２および放熱板５から電気的に絶縁することができる。
２および放熱板５から電気的に絶縁することができる。
また、半導体ペレット１が電力を消費することによって
発生した熱を、ろう材４゜絶縁板３．金属基板２を通し
て、放熱板５に逃すことができる。
発生した熱を、ろう材４゜絶縁板３．金属基板２を通し
て、放熱板５に逃すことができる。
一般に、半導体ペレット１には、シリコンが、金属基板
２には、銅が、絶縁板３には、アルミナセラミックが、
ろう材４には、鉛錫系半田が用いられることが多い。
２には、銅が、絶縁板３には、アルミナセラミックが、
ろう材４には、鉛錫系半田が用いられることが多い。
半田付の工程で、温度を上昇させ、ろう材４をとかし、
次に、温度を下げ、ろう材４の凝固点に達するまでは、
半導体ペレット１と絶縁板３と金属基板２の３つの部品
は、互いに自由に膨張収縮できるが、凝固点でろう材４
が固まると、３つの部品は互いに接合される。このろう
材４の凝固点から常温に下げる過程で、それぞれの部品
の収縮量の差によって、そりが生ずる。
次に、温度を下げ、ろう材４の凝固点に達するまでは、
半導体ペレット１と絶縁板３と金属基板２の３つの部品
は、互いに自由に膨張収縮できるが、凝固点でろう材４
が固まると、３つの部品は互いに接合される。このろう
材４の凝固点から常温に下げる過程で、それぞれの部品
の収縮量の差によって、そりが生ずる。
一般に、金属基板２のｔＩＡ膨張係数は、絶縁板３およ
び半導体ペレット１の線膨張係数より大きい。
び半導体ペレット１の線膨張係数より大きい。
したがって、金属基板２が最も熱収縮量が大きくなるが
、金属基板２の上面は、熱収縮量の小さい絶縁板３で拘
束されているため、下面より収縮量が小さくなる。この
ため、金属基板２は下に凹なそりを生ずることになる。
、金属基板２の上面は、熱収縮量の小さい絶縁板３で拘
束されているため、下面より収縮量が小さくなる。この
ため、金属基板２は下に凹なそりを生ずることになる。
大きなそりが生ずると、金属基板２と放熱板５との間に
隙間７が生ずる。このため、半導体ペレット１で発生し
た熱が逃げにくくなり、半導体ペレット１の温度が上昇
し、特性の劣化が生じ易くなる。
隙間７が生ずる。このため、半導体ペレット１で発生し
た熱が逃げにくくなり、半導体ペレット１の温度が上昇
し、特性の劣化が生じ易くなる。
本発明は、金属基板のそりが放熱などに与える影響を除
去し、金属基板と放熱板との間に密着性の良い半導体装
置を提供することを目的とするものである。
去し、金属基板と放熱板との間に密着性の良い半導体装
置を提供することを目的とするものである。
（発明の概要〕
本発明の特徴とするところは、金属基板の上に絶縁板、
半導体ペレットをろう材で接合してなる半導体装置にお
いて、金属基板の厚さ−と絶縁板の厚さの関係を一方を
他方に比べ十分厚くしたものである。
半導体ペレットをろう材で接合してなる半導体装置にお
いて、金属基板の厚さ−と絶縁板の厚さの関係を一方を
他方に比べ十分厚くしたものである。
以下、本発明の半導体装置の一実施例を第２図により説
明する。半導体ペレット１と金属基板２′を、絶縁板３
′を介して、ろう材４で接合した構造となっているが、
ここで、金属基板２′は、絶縁板３′の下の部分で薄く
形成されている。この半導体装置は、さらに、放熱板５
にねじ６で取りつけられて、使用される。
明する。半導体ペレット１と金属基板２′を、絶縁板３
′を介して、ろう材４で接合した構造となっているが、
ここで、金属基板２′は、絶縁板３′の下の部分で薄く
形成されている。この半導体装置は、さらに、放熱板５
にねじ６で取りつけられて、使用される。
第３図は本発明の半導体装置の他の実施例で、この場合
、金属基板２＃は絶縁板３″′の下の部分で他端に厚い
ものとなっている。
、金属基板２＃は絶縁板３″′の下の部分で他端に厚い
ものとなっている。
このような構成により、半導体ペレット１が金属基板２
′又は２′および放熱板５から電気的に絶縁できること
、半導体ペレット１で発生した熱をろう材４．絶縁板３
′又は３′、金属基板２′又は２′を通して、放熱板５
に逃すことができる。
′又は２′および放熱板５から電気的に絶縁できること
、半導体ペレット１で発生した熱をろう材４．絶縁板３
′又は３′、金属基板２′又は２′を通して、放熱板５
に逃すことができる。
第２図に示すように、金属基板２′の絶縁板３′の下の
部分を絶縁板３より非常に薄くすれば、ろう付時の金属
基板２′と絶縁板３′の収縮差は、金属基板２′の絶縁
板の下の部分が全体的に引きのばされることにより吸収
され、そり量は小さくなる。そり量が小さくなわば、半
導体装置を放熱板に取り付けた場合の金属基板２′と放
熱板３′の密着がよくなり、放熱特性が向上する。
部分を絶縁板３より非常に薄くすれば、ろう付時の金属
基板２′と絶縁板３′の収縮差は、金属基板２′の絶縁
板の下の部分が全体的に引きのばされることにより吸収
され、そり量は小さくなる。そり量が小さくなわば、半
導体装置を放熱板に取り付けた場合の金属基板２′と放
熱板３′の密着がよくなり、放熱特性が向上する。
一方、第３図に示すように、金属基板での絶縁板の下の
部分を絶縁板３′より十分に厚くすれば、ろう付時の金
属基板２＃と絶縁板３″の収縮差は、絶縁板３′が全体
的に圧縮されることにより吸収され、そり量は小さくな
る。
部分を絶縁板３′より十分に厚くすれば、ろう付時の金
属基板２＃と絶縁板３″の収縮差は、絶縁板３′が全体
的に圧縮されることにより吸収され、そり量は小さくな
る。
ろう付後の冷却によって生ずるそり量に及ぼす金属基板
と絶縁板の厚さの比の影響を計算した例を、金属基板を
銅、＃！！緑板をアルミナセラミック。
と絶縁板の厚さの比の影響を計算した例を、金属基板を
銅、＃！！緑板をアルミナセラミック。
ろう材を鉛錫系半田とした場合について、第４図に示す
。
。
第４図より、金属基板の厚さを絶縁板の厚さより、十分
薄くするか、または、十分厚くすることにより、そり量
を小さくすることができることがわかる。
薄くするか、または、十分厚くすることにより、そり量
を小さくすることができることがわかる。
今、そり量の許容値を０．１ ｗｒｈ程度とすれば、金
属基板厚さを絶縁板厚さの一以下または、４倍以上とす
ればよいことがわかる。
属基板厚さを絶縁板厚さの一以下または、４倍以上とす
ればよいことがわかる。
（発明の効果〕
本発明によれば、金属基板のそり量が小さくなるので、
絶縁板との間の密着性が良くなり、放熱特性が向上する
。
絶縁板との間の密着性が良くなり、放熱特性が向上する
。
第１図は、従来の絶縁型電力用半導体装置を放熱板に取
り付けた状態を示す側面図、第２図は、本発明の一実施
例を示す側面図、第３図は、本発明の他の実施例を示す
側面図、第４図は、ろう付後の冷却によって生ずるそり
量を及ぼす金属基板と絶縁板の厚さの比の影響を計算し
た例を示す図である。 １・・・半導体ペレット、２’ 、２’・・・金属基板
、五 ＩＩｉ］ 肩 Ｚｌｌｕ ＹＪ ３ 図 第４図 Ｓｐ、’：５ｌｌ− Ｕ弓〆
り付けた状態を示す側面図、第２図は、本発明の一実施
例を示す側面図、第３図は、本発明の他の実施例を示す
側面図、第４図は、ろう付後の冷却によって生ずるそり
量を及ぼす金属基板と絶縁板の厚さの比の影響を計算し
た例を示す図である。 １・・・半導体ペレット、２’ 、２’・・・金属基板
、五 ＩＩｉ］ 肩 Ｚｌｌｕ ＹＪ ３ 図 第４図 Ｓｐ、’：５ｌｌ− Ｕ弓〆
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、金属基板の上に絶縁板、半導体ペレットをろう材で
接合してなる半導体装置において、金属基板の厚さと絶
縁板の厚さとの関係を一方を他方に比べ十分厚くしたこ
とを特徴とする半導体装置。 ２、金属基板の厚さを絶縁板の厚さの一以下としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 ３、金属基板の厚さを絶縁板の厚さの４倍以上としたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15281684A JPS6046037A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15281684A JPS6046037A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046037A true JPS6046037A (ja) | 1985-03-12 |
Family
ID=15548781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15281684A Pending JPS6046037A (ja) | 1984-07-25 | 1984-07-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046037A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378924A (en) * | 1992-09-10 | 1995-01-03 | Vlsi Technology, Inc. | Apparatus for thermally coupling a heat sink to a lead frame |
| US7102226B2 (en) * | 2001-12-21 | 2006-09-05 | Intel Corporation | Device and method for package warp compensation in an integrated heat spreader |
-
1984
- 1984-07-25 JP JP15281684A patent/JPS6046037A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5378924A (en) * | 1992-09-10 | 1995-01-03 | Vlsi Technology, Inc. | Apparatus for thermally coupling a heat sink to a lead frame |
| US5442234A (en) * | 1992-09-10 | 1995-08-15 | Vlsi Technology, Inc. | Apparatus for thermally coupling a heat sink to a leadframe |
| US7102226B2 (en) * | 2001-12-21 | 2006-09-05 | Intel Corporation | Device and method for package warp compensation in an integrated heat spreader |
| US7256058B2 (en) | 2001-12-21 | 2007-08-14 | Intel Corporation | Device and method for package warp compensation in an integrated heat spreader |
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