JPH02126661A - 半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子が金属板と絶縁板とを固着してな
る基板の金属板上に搭載され、その半導体素子搭載用基
板の金属板上に固着された外部導出端子により外部回路
と接続可能な半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体素子を外部と絶縁するためにはｋｌ　ｔＯｓ、　
ＡＩ　Ｎ等のセラミックよりなる絶縁板に金属板を結合
した基板を用い、その上に半導体素子を導電的に固着し
て搭載し、さらに外部回路との接続のための外部導出端
子をその基板の金属板上に固着する。

このような半導体素子搭載用基板としては、セラミック
に直接銅板を接合したダイレクト・ボンディング・カッ
パー基板（Ｄ　Ｂ　Ｃ基板）と呼ばれるものあるいはセ
ラミックと銅板をＴｉ系接合材を用いて貼り合わせたも
のが用いられている。第２図（ａｌ、（ｂ）はそのよう
な半導体素子搭載用基板を示し、図（ａｌはＤＢＣ基板
でＣｕ板１がＡ７　ｔＯ，またはＡ７Ｎなどのセラミッ
ク板２の両面に接合されている。この接合には銅および
セラミック中の酸素の析出により中間に酸化物層が生ず
ることを利用している。

図中）はＣｕ板１を、例えばＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ合金から
なるＴｉ系接合材３を用いてセラミック板２の両面に貼
り合わせたものである。このようにＣｕ板１がセラミッ
ク２の両面に接合されているのは、Ｃｕとセラミックの
熱膨張係数の差により、接合時に搭載用基板がそるのを
防止するためである。そして基板全体としての熱膨張係
数は、セラミックの熱膨張係数に支配されて小さい値を
示す、従ってその上に搭載される半導体素子の半導体材
料との熱膨張係数の差が小さく、素子に歪を及ぼすこと
がない。

〔発明が解決しようとする！１１１１）既に述べたよう
にこの半導体素子の搭載用基板には、半導体素子と外部
との接続のための外部導出端子が金属板上においてろう
材等により導電的に固着される。この外部導出端子には
、通常銅系金属材料が使用されることから、端子とセラ
ミックとの熱膨張係数差が大きく、ヒートサイクル試験
等の際の繰り返し熱応力が加わる場合、金属板１とセラ
ミック板２との接合部が破壊することがある。このよう
な問題の解決策として、第３図に示すように銅板１にプ
レス加工により０．５　ｆｉ以上の段差のある段付部４
を形成し、外部導出端子の固着部における繰り返し熱応
力がセラミック板２に加わらないように工夫した例が知
られている。

しかしこのような段付部４は、第４図に示すように外部
導出端子５をろう材６によりろう付けするとき変形しや
すく、端子の位置精度が低下するという問題があった。

端子の位置精度の低下は、製品における取付寸法精度に
影響するばかりか、ろう材の厚さのばらつき等による端
子ろう付けの信鯨性にも影響する。

本発明の課題は、この問題を解決して絶縁板に金属板を
固着してなる半導体素子搭載用基板の金属板に外部導出
端子を固着することによる絶縁板。

金属板間の接合部の破壊が生ずることのなく、また外部
導出端子の位置精度が良好な半導体装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題の解決のために、半導体素子が金属板と絶縁
板とを固着してなる基板の金属板上に搭載され、その半
導体素子搭載用基板の金属板上の一部に半導体素子を外
部と接続するための外部導出端子が固着される半導体装
置において、金属板と絶縁板とが外部導出端子固着部分
の下を除いて両者の間に介在する接合材により固着され
たものとする。

〔作用〕

外部導出端子固着部の下には接合材が存在しないため、
端子の熱膨張が絶縁板に応力を加えることがなく、従っ
て絶縁板、金属板間の接合部の破壊が生ずることがない
、また接合材の厚さは高々０．１ｆｉ以下であるため、
接合材のないことの外部導出端子の位置精度に対する影
響は少ない。

〔実施例〕

以下、第２ないし第４図と共通の部分に同一の符号を付
した第１図＋８）、（ｂ）を引用して本発明の一実施例
について説明する。

第１図ｆａｌはセラミック板２の下面には全面にＴｉ系
接合材３を塗布するが印刷スクリーンを用いて上面には
一部に塗布しないでＣｕ板１を接合した状態を示す、従
って、上部のＣｕ板１とセラミック板２との間の一部分
に未接合部分７が生ずる。このような半導体素子搭載用
基板に半導体チップ８と外部導出端子５をろう材６を用
いてろう付けする。

既に述べたように半導体材料とセラミックとの熱膨張係
数の差は小さいので、ヒートサイクルがあっても半導体
チップの下のＣｕ板１とセラミック板２との接合部の破
壊は生じない、そして、半導体材料より熱膨張係数の大
きい端子５の下ではＣｕ板１とセラミック板２が接合さ
れていないので接合部の破壊はない、外部導出端子５の
ろう材６によるＣｕ板１へのろう付けの際のＣｕ板１の
変形は僅かで、端子５の位置精度への影響、ろう材の厚
さのばらつきはほとんど生じない、なお、図示しないが
半導体チップ８の上部電極はＣｕ板１に絶縁板を介して
固着された外部導出端子と２１線のボンディングによっ
て接続される。

〔発明の効果〕

本発明は、半導体素子搭載用基板として絶縁板に金属板
を固着する際、全面的に接合せず、外部導出端子の固着
される部分の下は接合しないでおくことにより、外部導
出端子の固着部がヒートサイクル、パワーサイクル等の
温度繰り返し変化のために劣化し、剥離３割れ等が発生
することへの対策が可能となるばかりか、段付加工も不
必要となるので外部導出端子の位置精度の低下、ろう付
は部の劣化も防止でき、品質の向上した半導体装置が得
られた。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａｌ、（ｂｌは本発明の一実施例を示し、（ａ
ｌは半導体素子搭載用基板の断面図、（′ｂ）は搭載後
の断面図、第２図ｔａ＋、（ｂｌは従来の半導体素子搭
載用基板の二つの例の断面図、第３図は段付半導体素子
搭載用基板の断面図、第４図は第３図の基板への端子ろ
う付は後の断面図である。 １：ｗ４仮、２：セラミック板、３；接合材、５：外部
導出端子、６：ろう材、７：未接合部分、第１ 図 第３図 １ｇ４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）半導体素子が金属板と絶縁板とを固着してなる基板
   の金属板上に搭載され、その半導体素子搭載用基板の金
   属板上の一部に半導体素子を外部と接続するための外部
   導出端子が固着されるものにおいて、金属板と絶縁板と
   が外部導出端子固着部分の下を除いて両者の間に介在す
   る接合材により固着されたことを特徴とする半導体装置
   。