JPH0126540B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0126540B2 JPH0126540B2 JP58088433A JP8843383A JPH0126540B2 JP H0126540 B2 JPH0126540 B2 JP H0126540B2 JP 58088433 A JP58088433 A JP 58088433A JP 8843383 A JP8843383 A JP 8843383A JP H0126540 B2 JPH0126540 B2 JP H0126540B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- metal body
- heat dissipation
- semiconductor element
- semiconductor
- 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.)
- Expired
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/25—Arrangements for cooling characterised by their materials
- H10W40/255—Arrangements for cooling characterised by their materials having a laminate or multilayered structure, e.g. direct bond copper [DBC] ceramic substrates
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置、特に高出力半導体装置の
放熱構造に関するものである。
放熱構造に関するものである。
一般に半導体装置、特に高出力の半導体装置に
於ては、高出力を得る為に半導体装置稼動中に半
導体素子より発生する熱を充分に放散させること
が重要である。この為、従来の高出力半導体装置
は、高熱伝導性の例えば銅の如き金属よりなる放
熱用ベースに直接半導体素子をろう材、例えば金
―シリコン、鉛―錫―銀等の合金材で固着してい
た。このような従来の半導体装置に於いては、放
熱用ベースと半導体素子との熱膨張係数差に起因
して生じる応力により、機械的強度が弱い方の半
導体素子に割れた生じたり、素子が放熱用ベース
から剥離するといつた事故がしばしば発生してい
た。特に、高出力化が進み、半導体素子チツプ自
体が大きくなるにつれ、こうした事故の発生が顕
著になつてきた。そこでこうした事故を防止する
ことを目的として、放熱用ベースに該放熱用ベー
スに比し熱膨張係数の小さい例えば、タングステ
ン、モリブデン等の金属よりなる金属支持体を固
定することにより放熱用ベースと半導体素子の熱
膨張係数差に起因して生じる応力を緩和した半導
体装置が提案されている。
於ては、高出力を得る為に半導体装置稼動中に半
導体素子より発生する熱を充分に放散させること
が重要である。この為、従来の高出力半導体装置
は、高熱伝導性の例えば銅の如き金属よりなる放
熱用ベースに直接半導体素子をろう材、例えば金
―シリコン、鉛―錫―銀等の合金材で固着してい
た。このような従来の半導体装置に於いては、放
熱用ベースと半導体素子との熱膨張係数差に起因
して生じる応力により、機械的強度が弱い方の半
導体素子に割れた生じたり、素子が放熱用ベース
から剥離するといつた事故がしばしば発生してい
た。特に、高出力化が進み、半導体素子チツプ自
体が大きくなるにつれ、こうした事故の発生が顕
著になつてきた。そこでこうした事故を防止する
ことを目的として、放熱用ベースに該放熱用ベー
スに比し熱膨張係数の小さい例えば、タングステ
ン、モリブデン等の金属よりなる金属支持体を固
定することにより放熱用ベースと半導体素子の熱
膨張係数差に起因して生じる応力を緩和した半導
体装置が提案されている。
しかし、このような金属支持体を有する従来の
半導体装置に於ては半導体素子より発生した熱
は、放熱用ベースに比して熱伝導性に劣る金属支
持体を介し放熱用ベースより放熱されるため、金
属支持体部で放熱が阻害されるという欠点を有し
ている。また、金属支持体としてモリブデン、タ
ングステン等の高価な材料を使用しなければなら
ない為、半導体装置を安価に提供できないといつ
た欠点を有している。
半導体装置に於ては半導体素子より発生した熱
は、放熱用ベースに比して熱伝導性に劣る金属支
持体を介し放熱用ベースより放熱されるため、金
属支持体部で放熱が阻害されるという欠点を有し
ている。また、金属支持体としてモリブデン、タ
ングステン等の高価な材料を使用しなければなら
ない為、半導体装置を安価に提供できないといつ
た欠点を有している。
本発明は放熱性に優れ、かつチツプ割れのない
安価な半導体装置を提供することを目的とするも
のである。
安価な半導体装置を提供することを目的とするも
のである。
本発明は金属支持体として高熱伝導性を有する
例えば銅の如き第１の金属体と、低膨張係数を有
する例えば鉄―ニツケル、鉄―コバルト―ニツケ
ル等の合金の如き第２の金属体とでこれを構成
し、第１の金属体の側面に第２の金属体が取付け
られた構造とし、半導体素子を該第１の金属体の
上部端面に固定したことを特徴とする。
例えば銅の如き第１の金属体と、低膨張係数を有
する例えば鉄―ニツケル、鉄―コバルト―ニツケ
ル等の合金の如き第２の金属体とでこれを構成
し、第１の金属体の側面に第２の金属体が取付け
られた構造とし、半導体素子を該第１の金属体の
上部端面に固定したことを特徴とする。
このような本発明の半導体装置に於ては、半導
体素子は高熱伝導性の金属支持体の第１の金属体
上に固定されているので、半導体装置稼動中に半
導体素子より発生する熱は高熱伝導性の第１の金
属体を介し直接放熱用ベースより放散できる為、
充分な熱放散を行なうことができる。また、半導
体素子は、熱膨張係数の大きい第１の金属体上に
固定されているが、第１の金属体の側面に取付け
られた熱膨張係数の小さい第２の金属体が、第１
の金属体の熱膨張を抑制するよう作用する。この
為、半導体素子と第１の金属体との熱膨張係数差
により生じ、半導体素子へ加わる応力を緩和する
ことができ、半導体素子の割れや金属体からの剥
離を防止することができる。また金属支持体は
銅、鉄―ニツケル合金の如き安価な材料の組合せ
で構成できるという利点も有している。
体素子は高熱伝導性の金属支持体の第１の金属体
上に固定されているので、半導体装置稼動中に半
導体素子より発生する熱は高熱伝導性の第１の金
属体を介し直接放熱用ベースより放散できる為、
充分な熱放散を行なうことができる。また、半導
体素子は、熱膨張係数の大きい第１の金属体上に
固定されているが、第１の金属体の側面に取付け
られた熱膨張係数の小さい第２の金属体が、第１
の金属体の熱膨張を抑制するよう作用する。この
為、半導体素子と第１の金属体との熱膨張係数差
により生じ、半導体素子へ加わる応力を緩和する
ことができ、半導体素子の割れや金属体からの剥
離を防止することができる。また金属支持体は
銅、鉄―ニツケル合金の如き安価な材料の組合せ
で構成できるという利点も有している。
このように本発明の半導体装置によれば、放熱
性に優れ、半導体素子の割れ、支持体からの剥離
といつた欠陥を除去した、半導体装置を安価にか
つ容易に提供することが可能である。
性に優れ、半導体素子の割れ、支持体からの剥離
といつた欠陥を除去した、半導体装置を安価にか
つ容易に提供することが可能である。
次に本発明を図面を用いて更に詳細に説明す
る。第１図は従来の半導体装置を示す縦断面図で
あり、第２図は本発明の一実施例を示す縦断面図
である。第３図ａ，ｂは本発明に係る金属支持体
の製法例を示す概要図である。
る。第１図は従来の半導体装置を示す縦断面図で
あり、第２図は本発明の一実施例を示す縦断面図
である。第３図ａ，ｂは本発明に係る金属支持体
の製法例を示す概要図である。
第１図（第２図）に於いて、１０１，２０１は
例えば銅の如き高熱伝導性を有する金属よりなる
放熱用ベースで、放熱用ベース１０１，２０１に
は例えばアルミナ等の絶縁物よりなり中央部に開
孔部１０２，２０２を有する壁部材１０３，２０
３が取付けられている。半導体素子１０４，２０
４を搭載する為の金属支持体１０５，２０５は、
前記壁部材１０３，２０３の開孔部１０２，２０
２に於て、前記放熱用ベース１０１，２０１に固
定されている。半導体素子１０１，２０１は、金
属支持体１０５，２０５に固定され、その各電極
は壁部材１０３，２０３に形成された金属層と金
属細線１０８，２０８で接続され、金属層を介し
て外部導出リード１０９，２０９と電気的に接続
されている。
例えば銅の如き高熱伝導性を有する金属よりなる
放熱用ベースで、放熱用ベース１０１，２０１に
は例えばアルミナ等の絶縁物よりなり中央部に開
孔部１０２，２０２を有する壁部材１０３，２０
３が取付けられている。半導体素子１０４，２０
４を搭載する為の金属支持体１０５，２０５は、
前記壁部材１０３，２０３の開孔部１０２，２０
２に於て、前記放熱用ベース１０１，２０１に固
定されている。半導体素子１０１，２０１は、金
属支持体１０５，２０５に固定され、その各電極
は壁部材１０３，２０３に形成された金属層と金
属細線１０８，２０８で接続され、金属層を介し
て外部導出リード１０９，２０９と電気的に接続
されている。
第１図に示す従来の半導体装置に於ては、前記
半導体素子１０４を搭載する為の金属支持体１０
５には、半導体素子１０４との熱膨張係数差に起
因して生じる半導体素子１０４の割れ、金属支持
体１０５からの剥離を防止する為、放熱用ベース
１０１に比して、熱膨張係数の小さい例えば、タ
ングステン、モリブデン等の金属が使用されてい
る。
半導体素子１０４を搭載する為の金属支持体１０
５には、半導体素子１０４との熱膨張係数差に起
因して生じる半導体素子１０４の割れ、金属支持
体１０５からの剥離を防止する為、放熱用ベース
１０１に比して、熱膨張係数の小さい例えば、タ
ングステン、モリブデン等の金属が使用されてい
る。
このような従来の半導体装置に於ては半導体素
子１０４より発生した熱は、放熱用ベース１０１
に比して熱伝導性に劣る金属支持体１０５を介し
て放熱用ベース１０１より放散されるため、金属
支持体１０５で放熱が粗害されるという欠点を有
している。また金属支持体１０５にタングステ
ン、モリブデン等の高価な材料を使用しなければ
ならない為、半導体装置を安価に提供できないと
いつた欠点を有している。
子１０４より発生した熱は、放熱用ベース１０１
に比して熱伝導性に劣る金属支持体１０５を介し
て放熱用ベース１０１より放散されるため、金属
支持体１０５で放熱が粗害されるという欠点を有
している。また金属支持体１０５にタングステ
ン、モリブデン等の高価な材料を使用しなければ
ならない為、半導体装置を安価に提供できないと
いつた欠点を有している。
これに対して、第２図の実施例に於ては、半導
体素子２０４を固定する為の金属支持体２０５
は、高熱伝導性を有する例えば銅、銅合金等より
なる第１の金属体２０６と、第１の金属体２０６
の側面に、低膨張係数を有する例えば鉄―ニツケ
ル、鉄―コバルト―ニツケル等の合金よりなる第
２の金属体２０７を取付けた構造を有し、半導体
素子２０４は第１の金属体２０６の上部端面に固
定されている。
体素子２０４を固定する為の金属支持体２０５
は、高熱伝導性を有する例えば銅、銅合金等より
なる第１の金属体２０６と、第１の金属体２０６
の側面に、低膨張係数を有する例えば鉄―ニツケ
ル、鉄―コバルト―ニツケル等の合金よりなる第
２の金属体２０７を取付けた構造を有し、半導体
素子２０４は第１の金属体２０６の上部端面に固
定されている。
このような本発明の半導体装置に於ては、半導
体素子２０４より発生する熱は高熱伝導性を有す
る第１の金属体２０６を介し放熱用ベース２０１
より放散される為、充分な熱放散が可能である。
また半導体素子２０４は熱膨張係数の大きい第１
の金属体２０６上に固定されているが、第１の金
属体２０６の側面に取付けられた熱膨張係数の小
さい第２の金属体２０７が第１の金属体２０６の
熱膨張を抑制するよう作用する。この為、半導体
素子２０４と第１の金属体２０６との熱膨張係数
差により生じる応力を緩和することができ、半導
体素子２０４の割れ、第１の金属体２０６からの
剥離を防止することができる。また、金属支持体
２０５は銅、鉄―ニツケル合金の如き安価な材料
で構成でき、第３図ａに示すように例えば銅の如
き高熱伝導性の金属板２０６の両面に例えば鉄―
ニツケル合金の如き低膨張係数を有する金属板２
０７をクラツドした条を、図の斜線で示すように
切断することによつて容易に得ることができる。
また第３図ｂに示すように、例えば銅の如き高熱
伝導性の金属線２０６外周に、例えば鉄―ニツケ
ル合金の如き低膨張係数を有する金属２０７をク
ラツドした線を、図の斜線で示すように軸方向に
垂直に切断することによつても容易に得ることが
できる。
体素子２０４より発生する熱は高熱伝導性を有す
る第１の金属体２０６を介し放熱用ベース２０１
より放散される為、充分な熱放散が可能である。
また半導体素子２０４は熱膨張係数の大きい第１
の金属体２０６上に固定されているが、第１の金
属体２０６の側面に取付けられた熱膨張係数の小
さい第２の金属体２０７が第１の金属体２０６の
熱膨張を抑制するよう作用する。この為、半導体
素子２０４と第１の金属体２０６との熱膨張係数
差により生じる応力を緩和することができ、半導
体素子２０４の割れ、第１の金属体２０６からの
剥離を防止することができる。また、金属支持体
２０５は銅、鉄―ニツケル合金の如き安価な材料
で構成でき、第３図ａに示すように例えば銅の如
き高熱伝導性の金属板２０６の両面に例えば鉄―
ニツケル合金の如き低膨張係数を有する金属板２
０７をクラツドした条を、図の斜線で示すように
切断することによつて容易に得ることができる。
また第３図ｂに示すように、例えば銅の如き高熱
伝導性の金属線２０６外周に、例えば鉄―ニツケ
ル合金の如き低膨張係数を有する金属２０７をク
ラツドした線を、図の斜線で示すように軸方向に
垂直に切断することによつても容易に得ることが
できる。
このように本発明の半導体装置によれば、放熱
性に優れ半導体素子２０４の割れ、金属支持体２
０５からの剥離といつた欠陥を除去した半導体装
置を安価にかつ容易に提供することができる。
性に優れ半導体素子２０４の割れ、金属支持体２
０５からの剥離といつた欠陥を除去した半導体装
置を安価にかつ容易に提供することができる。
以上、本発明の効果につき図面を参照して説明
したが、本発明の効果は金属支持体として第３図
ａに示す第１の金属体の２つの側面に第２の金属
体を取付つけた直方体形状のもの、あるいは第３
図ｂに示す第１の金属線の外周に第２の金属体を
取付けた円柱状のもの等、その形状ならびに第１
の金属体と第２の金属体の取付け方等には何ら制
限を受けるものではなく特許請求範囲に記すすべ
ての半導体装置に及ぶことは明らかであろう。
したが、本発明の効果は金属支持体として第３図
ａに示す第１の金属体の２つの側面に第２の金属
体を取付つけた直方体形状のもの、あるいは第３
図ｂに示す第１の金属線の外周に第２の金属体を
取付けた円柱状のもの等、その形状ならびに第１
の金属体と第２の金属体の取付け方等には何ら制
限を受けるものではなく特許請求範囲に記すすべ
ての半導体装置に及ぶことは明らかであろう。
第１図は従来の半導体装置を示す縦断面図であ
り、第２図は本発明の一実施例を示す縦断面図で
ある。第３図ａおよびｂは本発明に係る金属支持
体の製法例を示す概要図である。 １０１，２０１…放熱用ベース、１０２，２０
２…壁部材開孔部、１０３，２０３…壁部材、１
０４，２０４…半導体素子、１０５，２０５…金
属支持体、２０６…第１の金属体、２０７…第２
の金属体、１０８，２０８…金属細線、１０９，
２０９…外部導出リード。
り、第２図は本発明の一実施例を示す縦断面図で
ある。第３図ａおよびｂは本発明に係る金属支持
体の製法例を示す概要図である。 １０１，２０１…放熱用ベース、１０２，２０
２…壁部材開孔部、１０３，２０３…壁部材、１
０４，２０４…半導体素子、１０５，２０５…金
属支持体、２０６…第１の金属体、２０７…第２
の金属体、１０８，２０８…金属細線、１０９，
２０９…外部導出リード。
Claims (1)
- １ 放熱用ベースと、該放熱用ベース上に取付け
られ中央部に開口部を有する壁部材と、該壁部材
の前記中央部に露出する前記放熱用ベース上に設
けられた金属支持体とを有する容器に半導体素子
を収納してなる半導体装置に於いて、前記金属支
持体が高熱伝導性を有する第１の金属体と、該第
１の金属体の側面に取付けられた低熱膨張係数を
有する第２の金属体とを有し、前記半導体素子
は、前記金属支持体の前記第１の金属体上に搭載
されていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088433A JPS59214245A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58088433A JPS59214245A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59214245A JPS59214245A (ja) | 1984-12-04 |
| JPH0126540B2 true JPH0126540B2 (ja) | 1989-05-24 |
Family
ID=13942656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58088433A Granted JPS59214245A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59214245A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012134230A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Kyocera Corp | 回路基板およびそれを用いた電子装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5925384B2 (ja) * | 1976-10-22 | 1984-06-16 | 株式会社日立製作所 | 電子装置 |
-
1983
- 1983-05-20 JP JP58088433A patent/JPS59214245A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59214245A (ja) | 1984-12-04 |
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