JPH0590460A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0590460A JPH0590460A JP3247371A JP24737191A JPH0590460A JP H0590460 A JPH0590460 A JP H0590460A JP 3247371 A JP3247371 A JP 3247371A JP 24737191 A JP24737191 A JP 24737191A JP H0590460 A JPH0590460 A JP H0590460A
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- semiconductor element
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/071—Connecting or disconnecting
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電力半導体素子の熱ストレスを軽減し、金属
絶縁基板への接合を簡略にする。 【構成】 ヒートスプレッダ１２の両面に半田クラッド
技術にて半田材１４を圧着し、ヒートスプレッダ１２を
金属絶縁基板１３上に載置し、ヒートスプレッダ１２上
に電力半導体素子１１を載置する。これらを加熱工程に
投入し、電力半導体素子１１、ヒートスプレッダ１２お
よび金属絶縁基板１３とを同時に半田付けする。
絶縁基板への接合を簡略にする。 【構成】 ヒートスプレッダ１２の両面に半田クラッド
技術にて半田材１４を圧着し、ヒートスプレッダ１２を
金属絶縁基板１３上に載置し、ヒートスプレッダ１２上
に電力半導体素子１１を載置する。これらを加熱工程に
投入し、電力半導体素子１１、ヒートスプレッダ１２お
よび金属絶縁基板１３とを同時に半田付けする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力半導体装置の製造
方法に関し、特に、電力半導体素子と放熱板との接合工
程および放熱板と金属絶縁基板との接合工程に係る。
方法に関し、特に、電力半導体素子と放熱板との接合工
程および放熱板と金属絶縁基板との接合工程に係る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の半導体装置の工程フローチ
ャート、図４は従来の半導体装置の製造方法を示す概略
図、図５は半導体装置の断面図である。
ャート、図４は従来の半導体装置の製造方法を示す概略
図、図５は半導体装置の断面図である。
【０００３】従来の樹脂封止型半導体装置の製造方法を
図３に沿つて説明する。
図３に沿つて説明する。
【０００４】［１］ダイボンド工程において、図４の如
く、Ｃｕ材からなるヒートスプレッダ１に、クリーム半
田２（Ａｇ／Ｓｕ／Ｐｂ）３をスクリーン印刷し、その
上にＳｉ材からなる電力半導体素子３をセットする（Ｓ
０１）。
く、Ｃｕ材からなるヒートスプレッダ１に、クリーム半
田２（Ａｇ／Ｓｕ／Ｐｂ）３をスクリーン印刷し、その
上にＳｉ材からなる電力半導体素子３をセットする（Ｓ
０１）。
【０００５】［２］第一リフロー工程において、上記ダ
イボンド済みの各部材を、赤外線加熱式リフロー炉を通
し、半田付け接合を行う（Ｓ０２）。
イボンド済みの各部材を、赤外線加熱式リフロー炉を通
し、半田付け接合を行う（Ｓ０２）。
【０００６】［３］部品搭載工程において、金属絶縁基
板４上の電極５にクリーム半田６をスクリーン印刷し、
上記電力半導体素子３をマウントしたヒートスプレッダ
を搭載する（Ｓ０３）。
板４上の電極５にクリーム半田６をスクリーン印刷し、
上記電力半導体素子３をマウントしたヒートスプレッダ
を搭載する（Ｓ０３）。
【０００７】［４］第二リフロー工程において、上記ヒ
ートスプレッダ１をマウントした金属絶縁基板４を赤外
線加熱式リフロー炉を通し半田付け接合を行う（Ｓ０
４）。
ートスプレッダ１をマウントした金属絶縁基板４を赤外
線加熱式リフロー炉を通し半田付け接合を行う（Ｓ０
４）。
【０００８】［５］清浄工程にて、上記工程通過物の洗
浄を行う。ここで、洗浄が必要となるのは、クリーム半
田２，６はロジン糸のフラツクスを使用しているためで
ある（Ｓ０５）。
浄を行う。ここで、洗浄が必要となるのは、クリーム半
田２，６はロジン糸のフラツクスを使用しているためで
ある（Ｓ０５）。
【０００９】［６］以後の工程では、図５の如く、ワイ
ヤーボンド工程で、電力半導体素子３と、金属絶縁基板
４上の電極５とを、アルミワイヤー７で配線を行い（Ｓ
０６）、端子付け工程で、金属絶縁基板４上の電極５
に、タブ端子８をセットし、接合する（Ｓ０７）。
ヤーボンド工程で、電力半導体素子３と、金属絶縁基板
４上の電極５とを、アルミワイヤー７で配線を行い（Ｓ
０６）、端子付け工程で、金属絶縁基板４上の電極５
に、タブ端子８をセットし、接合する（Ｓ０７）。
【００１０】［７］また、枠付け工程で、外枠ケース９
を金属絶縁基板４と接着し（Ｓ０８）、その後、電力半
導体素子３および金属絶縁基板４上の電極５を保護する
ためのシリコーンゲル剤１０を注入、熱硬化を行い（Ｓ
０９）、次に半導体装置の内部と外部を遮断するための
エポキシ樹脂１１を注入し、熱硬化を行い（Ｓ１０）、
図５の如く、完成する。その後、検査を行い（Ｓ１
１）、出荷に供する（Ｓ１２）。
を金属絶縁基板４と接着し（Ｓ０８）、その後、電力半
導体素子３および金属絶縁基板４上の電極５を保護する
ためのシリコーンゲル剤１０を注入、熱硬化を行い（Ｓ
０９）、次に半導体装置の内部と外部を遮断するための
エポキシ樹脂１１を注入し、熱硬化を行い（Ｓ１０）、
図５の如く、完成する。その後、検査を行い（Ｓ１
１）、出荷に供する（Ｓ１２）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図３の工程フローチャ
ートに示す製造方法において、ヒートスプレッダ１上
に、半田付け接合された電力半導体素子３に、もう一度
リフロー工程を通すため、電力半導体素子３に、熱スト
レスを加えることになる。
ートに示す製造方法において、ヒートスプレッダ１上
に、半田付け接合された電力半導体素子３に、もう一度
リフロー工程を通すため、電力半導体素子３に、熱スト
レスを加えることになる。
【００１２】このとき、ヒートスプレッダ材、ハンダ材
および電力半導体素子材の熱膨張係数が各々異なるた
め、電力半導体素子３にひずみが生じ、ときには破壊す
る例もあつて、高品質化、高信頼性の実現が困難であつ
た。
および電力半導体素子材の熱膨張係数が各々異なるた
め、電力半導体素子３にひずみが生じ、ときには破壊す
る例もあつて、高品質化、高信頼性の実現が困難であつ
た。
【００１３】また、工程も複雑になつており、製造コス
トの低減の障害になつている。
トの低減の障害になつている。
【００１４】本発明は、上記課題に鑑み、電力半導体素
子の熱ストレスを軽減して各部材間の応力を軽減し、か
つ、これらの接合工程を簡素化し得る半導体装置の製造
方法の提供を目的とする。
子の熱ストレスを軽減して各部材間の応力を軽減し、か
つ、これらの接合工程を簡素化し得る半導体装置の製造
方法の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１，２の如く、電力半導体素子１１と、該電力
半導体素子１１を冷却する放熱板１２と、該放熱板１２
を冷却する金属絶縁基板１３とを互いに接合する半導体
装置の製造方法において、これらの接合前に、放熱板１
２の両面を半田材１４を接合し、片側の半田材１４に電
力半導体素子１１を、他側の半田材１４に金属絶縁基板
１３を接触させ、これらを加熱して同時に半田付け接合
することを特徴とするものである。
段は、図１，２の如く、電力半導体素子１１と、該電力
半導体素子１１を冷却する放熱板１２と、該放熱板１２
を冷却する金属絶縁基板１３とを互いに接合する半導体
装置の製造方法において、これらの接合前に、放熱板１
２の両面を半田材１４を接合し、片側の半田材１４に電
力半導体素子１１を、他側の半田材１４に金属絶縁基板
１３を接触させ、これらを加熱して同時に半田付け接合
することを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】上記課題解決手段において、放熱板１２の両面
に半田クラッド技術にて半田材１４を圧着し、放熱板１
２を金属絶縁基板１３上に載置し、放熱板１２上に電力
半導体素子１１を載置する。これらを加熱工程に投入
し、電力半導体素子１１、放熱板１２および金属絶縁基
板１３とを同時に半田付けする。
に半田クラッド技術にて半田材１４を圧着し、放熱板１
２を金属絶縁基板１３上に載置し、放熱板１２上に電力
半導体素子１１を載置する。これらを加熱工程に投入
し、電力半導体素子１１、放熱板１２および金属絶縁基
板１３とを同時に半田付けする。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す半導体装置の
製造方法の動作を示す概略図、図２は同じくその工程フ
ローチャートである。
製造方法の動作を示す概略図、図２は同じくその工程フ
ローチャートである。
【００１８】図示の如く、本実施例の半導体装置は、電
力半導体素子１１と、該電力半導体素子１１を冷却する
放熱板１２（以下、ヒートスプレッダという）と、該ヒ
ートスプレッダ１２を冷却する金属絶縁基板１３とが、
半田材１４を介して互いに接合されたものである。
力半導体素子１１と、該電力半導体素子１１を冷却する
放熱板１２（以下、ヒートスプレッダという）と、該ヒ
ートスプレッダ１２を冷却する金属絶縁基板１３とが、
半田材１４を介して互いに接合されたものである。
【００１９】前記電力半導体素子１１はＳｉ材、前記ヒ
ートスプレッダ１２はＣｕ材、前記半田材１４はＡｇ／
Ｓｕ／Ｐｂ材等が夫々使用された従来例と同様のもので
ある。
ートスプレッダ１２はＣｕ材、前記半田材１４はＡｇ／
Ｓｕ／Ｐｂ材等が夫々使用された従来例と同様のもので
ある。
【００２０】図１中、１５は金属絶縁基板１３の金属ベ
ース、１６は絶縁層、１７は銅箔による電極パターンで
ある。
ース、１６は絶縁層、１７は銅箔による電極パターンで
ある。
【００２１】次に、上記半導体装置の製造方法について
図２に沿つて説明する。
図２に沿つて説明する。
【００２２】まず、準備段階として、ヒートスプレッダ
１２の両面の全領域に、半田材１４を、既存のクラッド
技術、ここでは特に冷間圧延圧接法を用いて圧接を行な
う。
１２の両面の全領域に、半田材１４を、既存のクラッド
技術、ここでは特に冷間圧延圧接法を用いて圧接を行な
う。
【００２３】そして、ダイボンド工程において、両面に
半田材１４を被装したヒートスプレッダ１２を金属絶縁
基板１３上の電極パターン１７へ載置する。また、ヒー
トスプレッダ１２上へ、電力半導体素子１１を載置する
（Ｓ２１）。
半田材１４を被装したヒートスプレッダ１２を金属絶縁
基板１３上の電極パターン１７へ載置する。また、ヒー
トスプレッダ１２上へ、電力半導体素子１１を載置する
（Ｓ２１）。
【００２４】次に、リフロー工程において、上記の半導
体装置を赤外線加熱式リフロー炉へ通し、半田付け接合
を行う。ただし、半田材１４はヒートスプレッダ１２の
全領域に形成されているため、リフロー時に半田自体を
フラツクスにて溶かして延ばす必要がなく、故にフラツ
クスが不要となる。そのため、炉中が還元雰囲気に限ら
れ、ここでは従来あつた洗浄工程は省略されている（Ｓ
２２）。
体装置を赤外線加熱式リフロー炉へ通し、半田付け接合
を行う。ただし、半田材１４はヒートスプレッダ１２の
全領域に形成されているため、リフロー時に半田自体を
フラツクスにて溶かして延ばす必要がなく、故にフラツ
クスが不要となる。そのため、炉中が還元雰囲気に限ら
れ、ここでは従来あつた洗浄工程は省略されている（Ｓ
２２）。
【００２５】以下は、従来工程と同一で、ワイヤーボン
ド工程で電力半導体素子１１と金属絶縁基板１３上の電
極パターン１７とをアルミワイヤにて結線し（Ｓ２
３）、端子付け工程で金属絶縁基板１３上の電極１７に
タブ端子をセットし接合する（Ｓ２４）。枠付け工程
で、外枠ケースを金属絶縁基板１３に接着し（Ｓ２
５）、ゲル注入工程で、電力半導体素子１１および金属
絶縁基板１３上の電極１７を保護するためのシリコーン
ゲル剤を注入、熱硬化を行い（Ｓ２６）、エポキシ注入
工程で、半導体装置の内部と外部とを遮断するためにエ
ポキシ樹脂９を注入し熱硬化を行い（Ｓ２７）、半導体
装置は完成する。その後、半導体装置は検査工程を経て
（Ｓ２８）、出荷される（Ｓ２９）。
ド工程で電力半導体素子１１と金属絶縁基板１３上の電
極パターン１７とをアルミワイヤにて結線し（Ｓ２
３）、端子付け工程で金属絶縁基板１３上の電極１７に
タブ端子をセットし接合する（Ｓ２４）。枠付け工程
で、外枠ケースを金属絶縁基板１３に接着し（Ｓ２
５）、ゲル注入工程で、電力半導体素子１１および金属
絶縁基板１３上の電極１７を保護するためのシリコーン
ゲル剤を注入、熱硬化を行い（Ｓ２６）、エポキシ注入
工程で、半導体装置の内部と外部とを遮断するためにエ
ポキシ樹脂９を注入し熱硬化を行い（Ｓ２７）、半導体
装置は完成する。その後、半導体装置は検査工程を経て
（Ｓ２８）、出荷される（Ｓ２９）。
【００２６】以上の製造方法により、従来では二工程で
あつたリフロー工程を同時に行うとともに、加熱工程が
一回ですみ、ヒートスプレッダ１２の酸化防止および電
力半導体素子１１に加わる熱ストレスの低減ができ、電
力半導体素子１１自身の信頼性の向上、および電力半導
体装置の品質、性能向上を図り得る。
あつたリフロー工程を同時に行うとともに、加熱工程が
一回ですみ、ヒートスプレッダ１２の酸化防止および電
力半導体素子１１に加わる熱ストレスの低減ができ、電
力半導体素子１１自身の信頼性の向上、および電力半導
体装置の品質、性能向上を図り得る。
【００２７】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、従来では二工程あつたリフロー工程を一工程で
すまし、工程の簡素化とコストダウンを同時に行い得
る。
よると、従来では二工程あつたリフロー工程を一工程で
すまし、工程の簡素化とコストダウンを同時に行い得
る。
【００２９】また、リフロー工程での加熱回数が減るた
め、電力半導体素子に加わる熱ストレスが低減され、加
熱による素子破壊不良が軽減し、製造歩留が向上し、し
かも、高品質、高信頼性の半導体装置の供給が可能とな
るといつた優れた効果がある。
め、電力半導体素子に加わる熱ストレスが低減され、加
熱による素子破壊不良が軽減し、製造歩留が向上し、し
かも、高品質、高信頼性の半導体装置の供給が可能とな
るといつた優れた効果がある。
【図１】図１は本発明の一実施例を示す半導体装置の製
造方法の動作を示す概略図である。
造方法の動作を示す概略図である。
【図２】図２は同じくその工程フローチャートである。
【図３】図３は従来の半導体装置の製造方法を示す工程
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】図４は同じくその動作を示す概略図である。
【図５】図５は一般的な半導体装置の完成図である。
１１ 電力半導体素子 １２ 放熱板 １３ 金属絶縁基板 １４ 半田材
Claims (1)
- 【請求項１】 電力半導体素子と、該電力半導体素子を
冷却する放熱板と、該放熱板を冷却する金属絶縁基板と
を互いに接合する半導体装置の製造方法において、これ
らの接合前に、放熱板の両面に半田材を接合し、片側の
半田材に電力半導体素子を、他側の半田材に金属絶縁基
板を接触させ、これらを加熱して同時に半田付け接合す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247371A JPH0590460A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247371A JPH0590460A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590460A true JPH0590460A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17162438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3247371A Pending JPH0590460A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0590460A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228491A (ja) * | 1999-02-09 | 2000-08-15 | Toshiba Corp | 半導体モジュール及び電力変換装置 |
| CN1297046C (zh) * | 2003-05-20 | 2007-01-24 | 夏普株式会社 | 半导体发光设备及其制造方法 |
| KR100727728B1 (ko) * | 2006-05-29 | 2007-06-13 | 에스티에스반도체통신 주식회사 | 반도체 패키지 |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP3247371A patent/JPH0590460A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000228491A (ja) * | 1999-02-09 | 2000-08-15 | Toshiba Corp | 半導体モジュール及び電力変換装置 |
| CN1297046C (zh) * | 2003-05-20 | 2007-01-24 | 夏普株式会社 | 半导体发光设备及其制造方法 |
| KR100727728B1 (ko) * | 2006-05-29 | 2007-06-13 | 에스티에스반도체통신 주식회사 | 반도체 패키지 |
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