JPH03135053A - ヒートシンク材 - Google Patents
ヒートシンク材Info
- Publication number
- JPH03135053A JPH03135053A JP27150289A JP27150289A JPH03135053A JP H03135053 A JPH03135053 A JP H03135053A JP 27150289 A JP27150289 A JP 27150289A JP 27150289 A JP27150289 A JP 27150289A JP H03135053 A JPH03135053 A JP H03135053A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- heat
- brazing material
- brazing
- main plane
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置用のヒートシンク材の改善に関する
ものである。
ものである。
レーザーダクオード、超高周波デバイス等、発熱量の大
きい半導体素子を装置に組立てる場合、熱伝導度の良好
な銅を基体に用いることが多い。
きい半導体素子を装置に組立てる場合、熱伝導度の良好
な銅を基体に用いることが多い。
ところが半導体素子に用いるＳｉ 、 ＧａＡｓ等と銅
とは熱膨張係数の差が大き過ぎ、これを直接ろう材を用
いて接合すると、素子が動作中に割れることがある。こ
の点を解消するため熱伝導度が良好でしかも熱膨張係数
が半導体素子のそれに近い材料を基体と素子との間に介
在させるのが一般的になっており、このような介在物を
ヒートシンクと称している。ヒートシンク材料としては
ＡｊｌＮ、 ＢＮ。
とは熱膨張係数の差が大き過ぎ、これを直接ろう材を用
いて接合すると、素子が動作中に割れることがある。こ
の点を解消するため熱伝導度が良好でしかも熱膨張係数
が半導体素子のそれに近い材料を基体と素子との間に介
在させるのが一般的になっており、このような介在物を
ヒートシンクと称している。ヒートシンク材料としては
ＡｊｌＮ、 ＢＮ。
ＳｉＣ、タイヤモンド等のセラミックス材料、Ｍｏ。
ｗ等の金属材料が主に用いられている。
そして、上記ヒートシンク材料を基体及び素子と接合す
るのに用いるろう材はＡｕ −Ｓｎ合金、Ｐｂ−５ｎ合
金、Ｉｎ等が一般的で、これらは薄片として供される。
るのに用いるろう材はＡｕ −Ｓｎ合金、Ｐｂ−５ｎ合
金、Ｉｎ等が一般的で、これらは薄片として供される。
ヒートシンク材料がセラミックス材料の場合は直接ろう
付けできないので、その表面には予めＴｉ、 Ｎｉ、
Ａｕ等のメタライズ層を設けておくのが通常である。
付けできないので、その表面には予めＴｉ、 Ｎｉ、
Ａｕ等のメタライズ層を設けておくのが通常である。
装置の組立ては先ず、上記のような部品、即ち半導体素
子、ろう材薄片、ヒートシンク８ろう材薄片及び基体を
、それぞれ所定の位置になるように重ね合せて加熱し、
素子とヒートシンク及び基体をろう付けするのであるが
、上記各部品は寸法が小さく、特に半導体素子は０．５
ｍ程度と極めて小さいものであって重ね合せに大変手
間が掛る上、わずかの振動で容易に位置ズレしてしまう
。素子とヒートシンク及び基体との位置のズレは熱放散
をアンバランスにする上、素子上の電極の接Ｍ４１長さ
も変わるので、品種に応じて許容できる位置ズレの大き
さが定められており、位置精度の要求品質の厳しい半導
体装置においてはこのための不良品の発生が問題となる
。
子、ろう材薄片、ヒートシンク８ろう材薄片及び基体を
、それぞれ所定の位置になるように重ね合せて加熱し、
素子とヒートシンク及び基体をろう付けするのであるが
、上記各部品は寸法が小さく、特に半導体素子は０．５
ｍ程度と極めて小さいものであって重ね合せに大変手
間が掛る上、わずかの振動で容易に位置ズレしてしまう
。素子とヒートシンク及び基体との位置のズレは熱放散
をアンバランスにする上、素子上の電極の接Ｍ４１長さ
も変わるので、品種に応じて許容できる位置ズレの大き
さが定められており、位置精度の要求品質の厳しい半導
体装置においてはこのための不良品の発生が問題となる
。
本発明の目的は、素子、ヒートシンク及び基体の位置ズ
レを小さ（し、半導体装置の不良率を低減し得るヒート
シンク材を提供することにある。
レを小さ（し、半導体装置の不良率を低減し得るヒート
シンク材を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明のヒートシンク材は高熱
伝導性材料の板の少くとも一方の主平面にろう材が被着
されている点に特徴がある。
伝導性材料の板の少くとも一方の主平面にろう材が被着
されている点に特徴がある。
〔作用〕
高熱伝導性材料板とは、前述のＡＩＮ、 ＢＮ、 Ｓｉ
Ｃダイヤモンド等のセラミックス材料又はＭｏ、 Ｗ
。
Ｃダイヤモンド等のセラミックス材料又はＭｏ、 Ｗ
。
Ｓｔ等の金属材料の板である。これらは少くとも一対の
主平面を有し、各主平面は素子又は基体と接合される部
位となる。この一対の主平面のうち、少くとも一方にろ
う材が被着されている必要があり、両面にろう材が被着
されていることがより好ましい。その理由はろう付けの
際の部品点数が少くなれば、それだけ位置合せが容易に
なる上、位置ズレの機会も減少するからである。特に素
子接合の側にろう材が被着されている場合の位置ズレ防
止効果が大きい。両面にろう材を被着する場合、各面の
ろう材は必要により異種のものを選択できる。
主平面を有し、各主平面は素子又は基体と接合される部
位となる。この一対の主平面のうち、少くとも一方にろ
う材が被着されている必要があり、両面にろう材が被着
されていることがより好ましい。その理由はろう付けの
際の部品点数が少くなれば、それだけ位置合せが容易に
なる上、位置ズレの機会も減少するからである。特に素
子接合の側にろう材が被着されている場合の位置ズレ防
止効果が大きい。両面にろう材を被着する場合、各面の
ろう材は必要により異種のものを選択できる。
ろう材の被着方法は蒸着法、熱圧着法、半田リフロー法
等何れであっても良い。又、ろう材の被着面の大きさは
接合に必要な大きさであれば良く、必ずしも主平面全面
に被着する必要はない。高熱伝導性材料の板がセラミッ
クス材料である場合は、何れの主平面も予めＴｉ、 Ｎ
ｉ、 Ａｕ等のメタライズ層を設けておくことは当然で
ある。ろう材の被着厚さは、薄着法の場合２〜５μｍ、
熱圧着法の場合は５〜１０μｍが適当である。熱圧着法
はろう材を薄く圧延した箔を融点以下の温度に加熱しつ
つ高熱伝導性材料の板に圧着する方法であり、箔の厚さ
は圧延の限界から制約される。蒸着法の場合はろう材の
厚さは時間に比例するので、これを不必要に厚くするこ
とはコスト高を招くので好ましくない。ろう材の被着は
高熱伝導性材料板を最終的寸法に成形してから行なって
も良いし、広い面積の板にろう材を施してから所要の寸
法に切断しても良い。
等何れであっても良い。又、ろう材の被着面の大きさは
接合に必要な大きさであれば良く、必ずしも主平面全面
に被着する必要はない。高熱伝導性材料の板がセラミッ
クス材料である場合は、何れの主平面も予めＴｉ、 Ｎ
ｉ、 Ａｕ等のメタライズ層を設けておくことは当然で
ある。ろう材の被着厚さは、薄着法の場合２〜５μｍ、
熱圧着法の場合は５〜１０μｍが適当である。熱圧着法
はろう材を薄く圧延した箔を融点以下の温度に加熱しつ
つ高熱伝導性材料の板に圧着する方法であり、箔の厚さ
は圧延の限界から制約される。蒸着法の場合はろう材の
厚さは時間に比例するので、これを不必要に厚くするこ
とはコスト高を招くので好ましくない。ろう材の被着は
高熱伝導性材料板を最終的寸法に成形してから行なって
も良いし、広い面積の板にろう材を施してから所要の寸
法に切断しても良い。
０．３０厚さのＭｏ板から金型を用いて１重履角に打抜
いてＭｏヒートシンクとし、このＭｏヒートシンクの両
面に厚さ０．５．ｃｒｍ、１ｆｌ角のＡｕ ２０Ｓｎ
合金（Ｓｎを２０重量％含有する金−錫合金の意）箔を
重ね、治具中で熱圧着して複合ヒートシンク材を得た。
いてＭｏヒートシンクとし、このＭｏヒートシンクの両
面に厚さ０．５．ｃｒｍ、１ｆｌ角のＡｕ ２０Ｓｎ
合金（Ｓｎを２０重量％含有する金−錫合金の意）箔を
重ね、治具中で熱圧着して複合ヒートシンク材を得た。
１．５１１角の銅基板上にこの複合ヒートシンク材を載
せ、更にヒートシンク上にＱ、 ５ ｘｘ角のＧａＡｓ
半導体チップを重ね合わせて３５０℃に加熱し、ＡｕＳ
ｎろう材を介してＧａＡｓチップ、ヒートシンク及び基
板を互いに接合した。５０個について位置ズレを測定し
た結果何れも１０〜２０μｍの範囲内であった。比較の
ためＡｕ −Ｓｎろう材を予めヒートシンクに圧着せず
、基板、ヒートシンク、 ＧａＡｓチップの各間にＡｕ
−Ｓｎろう打箔を挟んで重ね合わせ、３５０℃に加熱
して接合を行ったところ、５０個についての位置ズレは
３０〜１００μｍの間で変動していた。
せ、更にヒートシンク上にＱ、 ５ ｘｘ角のＧａＡｓ
半導体チップを重ね合わせて３５０℃に加熱し、ＡｕＳ
ｎろう材を介してＧａＡｓチップ、ヒートシンク及び基
板を互いに接合した。５０個について位置ズレを測定し
た結果何れも１０〜２０μｍの範囲内であった。比較の
ためＡｕ −Ｓｎろう材を予めヒートシンクに圧着せず
、基板、ヒートシンク、 ＧａＡｓチップの各間にＡｕ
−Ｓｎろう打箔を挟んで重ね合わせ、３５０℃に加熱
して接合を行ったところ、５０個についての位置ズレは
３０〜１００μｍの間で変動していた。
この結果から本発明の複合ヒートシンク材は位置ズレ抑
制に極めて効果的であることが分る。
制に極めて効果的であることが分る。
本発明により半導体素子、ヒートシンク及び基体の位置
ズレを効果的に低減できるようになった。
ズレを効果的に低減できるようになった。
これにより半導体装置の不良率低減に大きく寄与するこ
とができる。
とができる。
Claims (1)
- （１）半導体装置用のヒートシンク材であって、高熱伝
導性材料の板の少くとも一方の主平面にろう材が被着さ
れていることを特徴とするヒートシンク材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27150289A JPH03135053A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ヒートシンク材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27150289A JPH03135053A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ヒートシンク材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135053A true JPH03135053A (ja) | 1991-06-10 |
Family
ID=17500953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27150289A Pending JPH03135053A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | ヒートシンク材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03135053A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63141355A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Hitachi Ltd | 高出力混成集積回路組立方法 |
| JPS63233591A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体素子用サブマウント |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27150289A patent/JPH03135053A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63141355A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | Hitachi Ltd | 高出力混成集積回路組立方法 |
| JPS63233591A (ja) * | 1987-03-23 | 1988-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | 光半導体素子用サブマウント |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100940164B1 (ko) | 서브마운트 및 반도체 장치 | |
| US5844310A (en) | Heat spreader semiconductor device with heat spreader and method for producing same | |
| JP6776953B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板 | |
| JP2013055237A (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法 | |
| JP6201828B2 (ja) | 放熱板付パワーモジュール用基板の製造方法 | |
| US4700879A (en) | Method for manufacturing semiconductor power modules with an insulated contruction | |
| US20240321676A1 (en) | Method of manufacturing power semiconductor module, and power semiconductor module manufactured thereby | |
| KR102564818B1 (ko) | 파워모듈 및 그 제조방법 | |
| KR102764614B1 (ko) | 파워모듈 및 그 제조방법 | |
| JPH03135053A (ja) | ヒートシンク材 | |
| JP6221590B2 (ja) | 絶縁基板と冷却器の接合構造体、その製造方法、パワー半導体モジュール、及びその製造方法 | |
| JP2014143342A (ja) | 半導体モジュール及びその製造方法 | |
| JPS61121489A (ja) | 基板製造用Ｃｕ配線シ−ト | |
| KR102871510B1 (ko) | 하이브리드 베이스 플레이트 및 그 제조방법 | |
| JPH04230063A (ja) | 多層ヒートシンク | |
| JPH0786444A (ja) | 半導体用複合放熱基板の製造方法 | |
| KR20220023023A (ko) | 파워모듈 및 그 제조방법 | |
| JP2017168635A (ja) | パワーモジュール用基板及びパワーモジュールの製造方法 | |
| JP2004327737A (ja) | 複合基板及びその製造方法 | |
| JPH02146748A (ja) | 半導体容器 | |
| JP2715686B2 (ja) | セラミック−金属接合体の製造方法 | |
| KR20180017635A (ko) | 고주파 기판과 그 제조 방법 | |
| JP2002373955A (ja) | パワーモジュール基板 | |
| JP2503774B2 (ja) | 半導体装置用基板 | |
| JPH0255271A (ja) | 窒化アルミニウム基板と金属板との接合構造 |