JPH06268120A - パワースイッチングモジュールのヒートシンク - Google Patents
パワースイッチングモジュールのヒートシンクInfo
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- JPH06268120A JPH06268120A JP5055379A JP5537993A JPH06268120A JP H06268120 A JPH06268120 A JP H06268120A JP 5055379 A JP5055379 A JP 5055379A JP 5537993 A JP5537993 A JP 5537993A JP H06268120 A JPH06268120 A JP H06268120A
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- JP
- Japan
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- heat sink
- insulating plate
- solder
- reduced
- heat
- Prior art date
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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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/30—Die-attach connectors
- H10W72/381—Auxiliary members
-
- 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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
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-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5524—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising aluminium [Al]
-
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ヒートシンクの熱変形を低減し、半田接続寿命
が向上するヒートシンクを提供すること。 【構成】ヒートシンク１に厚膜形成により電子回路基板
２が接着固定されている。一方、トランジスタ部はトラ
ンジスタチップ３，絶縁板９と積み重ね、ヒートシンク
１の底面に凸部１ａを設け、半田接続部に凹部を設け、
更に、４ヵ所の凸部（小突起）１ｂを設けたヒートシン
ク１に各々をはんだ１０を用いて接続固定しＡｌワイヤ
１１を用いてトランジスタチップ電極３ａとボンデイン
グパッド４を電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成
している。 【効果】半導体素子が自己発熱した熱量を効率良くヒー
トシンクへ熱伝導することが出来る。又、ヒートシンク
の熱変形を低減することができ、絶縁板のクラックを低
減することができる。
が向上するヒートシンクを提供すること。 【構成】ヒートシンク１に厚膜形成により電子回路基板
２が接着固定されている。一方、トランジスタ部はトラ
ンジスタチップ３，絶縁板９と積み重ね、ヒートシンク
１の底面に凸部１ａを設け、半田接続部に凹部を設け、
更に、４ヵ所の凸部（小突起）１ｂを設けたヒートシン
ク１に各々をはんだ１０を用いて接続固定しＡｌワイヤ
１１を用いてトランジスタチップ電極３ａとボンデイン
グパッド４を電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成
している。 【効果】半導体素子が自己発熱した熱量を効率良くヒー
トシンクへ熱伝導することが出来る。又、ヒートシンク
の熱変形を低減することができ、絶縁板のクラックを低
減することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートシンクと絶縁板
との接合方法にかかわり、特にはんだ接続部への熱スト
レスを緩和し、又、放熱板の熱変形を低減するのに好適
な混成回路用放熱板に関する。
との接合方法にかかわり、特にはんだ接続部への熱スト
レスを緩和し、又、放熱板の熱変形を低減するのに好適
な混成回路用放熱板に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のヒートシンクは、特願昭54−2558
7号公報に記載のように、絶縁板，はんだ接続部のヒー
トシンク形状は、平坦となっていた。
7号公報に記載のように、絶縁板，はんだ接続部のヒー
トシンク形状は、平坦となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般にヒートシンク及
び絶縁板は、半導体素子の自己発熱を効率よく外部へ放
熱する必要があり、特に半導体素子は熱に弱いため非常
に重要である。
び絶縁板は、半導体素子の自己発熱を効率よく外部へ放
熱する必要があり、特に半導体素子は熱に弱いため非常
に重要である。
【０００４】通常、ヒートシンクと絶縁板との接続は半
田等によって接続固定されるが、ヒートシンクの残留応
力及び絶縁板との線膨張差によりヒートシンクが熱変形
し、半田接続部に過大な応力が印加され、接続界面を起
点にクラックが生じ半導体素子発熱の熱伝導を悪化させ
る。
田等によって接続固定されるが、ヒートシンクの残留応
力及び絶縁板との線膨張差によりヒートシンクが熱変形
し、半田接続部に過大な応力が印加され、接続界面を起
点にクラックが生じ半導体素子発熱の熱伝導を悪化させ
る。
【０００５】又、熱変形により絶縁板に引張力が働き、
例えば窒化アルミニウムを主成分とする絶縁板にクラッ
クが発生する問題があった。
例えば窒化アルミニウムを主成分とする絶縁板にクラッ
クが発生する問題があった。
【０００６】本発明の目的は、ヒートシンクの熱変形を
低減するため、ヒートシンクの絶縁板接続部に凹部を設
け、ヒートシンクの剛性を向上できるヒートシンクを提
供することにある。
低減するため、ヒートシンクの絶縁板接続部に凹部を設
け、ヒートシンクの剛性を向上できるヒートシンクを提
供することにある。
【０００７】更には、凹部の中に凸部を設け、半田厚さ
を確保できるヒートシンクを提供することにある。
を確保できるヒートシンクを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、絶縁板をはんだ接続するヒートシンク上の半田接続
部にまず凹部を設け、更に凸部を設けることにより、半
田接続部の熱疲労寿命が向上する。
に、絶縁板をはんだ接続するヒートシンク上の半田接続
部にまず凹部を設け、更に凸部を設けることにより、半
田接続部の熱疲労寿命が向上する。
【０００９】従って導体素子が自己発熱した熱量を効率
良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
【００１０】又、ヒートシンクの熱変形を低減すること
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
【００１１】
【作用】本発明によるヒートシンクは、絶縁板を半田接
続する場所に凹部を設け、更には凸部を設けることによ
って、ヒートシンクの剛性をアップし、熱変形を低減す
る。
続する場所に凹部を設け、更には凸部を設けることによ
って、ヒートシンクの剛性をアップし、熱変形を低減す
る。
【００１２】従って、半田接続部への応力が緩和され、
半導体素子が自己発熱した熱量を効率良く、ヒートシン
クに熱伝導することができる。
半導体素子が自己発熱した熱量を効率良く、ヒートシン
クに熱伝導することができる。
【００１３】更に、半田厚を確保できるので、半田接続
部寿命が向上する。
部寿命が向上する。
【００１４】又、熱変形を低減することにより、絶縁板
のクラックも低減することができる。
のクラックも低減することができる。
【００１５】
【実施例】図１，図２に本発明の一実施例と従来例を示
す。
す。
【００１６】ヒートシンク１に厚膜形成により、電子回
路基板２が接着固定されている。
路基板２が接着固定されている。
【００１７】一方、トランジスタ部はトランジスタチッ
プ３，絶縁板９を積み重ね、前記ヒートシンク１の底面
の凸部１ａを設け、半田付部にはまず凹部を設け、更に
４箇所の凸部（小突起）１ｂを設けたヒートシンク１に
各々を半田１０を用いて接続固定し、Ａｌワイヤ１１を
用いてトランジスタ電極３ａとボンデイングパッド４を
電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成している。
プ３，絶縁板９を積み重ね、前記ヒートシンク１の底面
の凸部１ａを設け、半田付部にはまず凹部を設け、更に
４箇所の凸部（小突起）１ｂを設けたヒートシンク１に
各々を半田１０を用いて接続固定し、Ａｌワイヤ１１を
用いてトランジスタ電極３ａとボンデイングパッド４を
電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成している。
【００１８】このような構造において、絶縁板９はトラ
ンジスタチップ３とヒートシンク１との電気的絶縁を行
うと同時に、トランジスタチップ３で発熱した熱を速や
かにヒートシンク１へ伝熱する機能を有する。
ンジスタチップ３とヒートシンク１との電気的絶縁を行
うと同時に、トランジスタチップ３で発熱した熱を速や
かにヒートシンク１へ伝熱する機能を有する。
【００１９】図３は、本発明のヒートシンク１の正面図
である。図４は、本実施例と従来例による絶縁板９とヒ
ートシンク１間のはんだ１０の耐熱疲労性を示す。
である。図４は、本実施例と従来例による絶縁板９とヒ
ートシンク１間のはんだ１０の耐熱疲労性を示す。
【００２０】絶縁板９は例えば窒化アルミであり、ヒー
トシンク１は例えばアルミ板である場合、線膨張係数差
は約１９×１０6／℃ であるため、温度変化によって、
半田１０に繰返し応力が発生する。
トシンク１は例えばアルミ板である場合、線膨張係数差
は約１９×１０6／℃ であるため、温度変化によって、
半田１０に繰返し応力が発生する。
【００２１】半田１０の接続寿命予測は、一般にCoffin
−Mansonの式で予測でき、本実施例では理論式に従い、
はんだ厚みを厚くし、熱応力の低減を図ったものであ
る。
−Mansonの式で予測でき、本実施例では理論式に従い、
はんだ厚みを厚くし、熱応力の低減を図ったものであ
る。
【００２２】図５は、本実施例と従来例による絶縁板９
のクラック発生数を示したものである。
のクラック発生数を示したものである。
【００２３】本実施例では、ヒートシンク１の熱変形が
ないため、絶縁板９にクラックが発生することはない。
ないため、絶縁板９にクラックが発生することはない。
【００２４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２５】絶縁板をはんだ接合するヒートシンク上の
半田接続面に凹部を設け、更に小突起を設けることによ
り、はんだ接続部の熱疲労寿命を向上することができ
る。
半田接続面に凹部を設け、更に小突起を設けることによ
り、はんだ接続部の熱疲労寿命を向上することができ
る。
【００２６】従って、半導体素子が自己発熱した熱量を
効率良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
効率良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
【００２７】又、ヒートシンクの熱変形を低減すること
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
【図１】本発明の一実施例の断面構造図である。
【図２】従来例の断面構造図である。
【図３】本発明のヒートシンクの正面図である。
【図４】本発明実施例と従来例のはんだ接続部の耐熱疲
労性の特性図である。
労性の特性図である。
【図５】本発明実施例と従来例の絶縁板の耐クラック性
を示す図である。
を示す図である。
１…ヒートシンク、１ａ…凸部、１ｂ…凸部（小突
起）、２…セラミック基板、３…トランジスタチップ、
９…絶縁板、１０…はんだ。
起）、２…セラミック基板、３…トランジスタチップ、
９…絶縁板、１０…はんだ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 光敏 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 小池 博 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 片岸 健一 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】半導体素子，絶縁板，放熱板を半田接続し
てなるパワースイッチングモジュールにおいて、絶縁板
の半田付部に凹部を形成し、更に凸部を形成することを
特徴とするパワースイッチングモジュールのヒートシン
ク。 - 【請求項２】請求項１において、前記ヒートシンクの凹
部は絶縁板と同形同面積とすることを特徴とするパワー
スイッチングモジュールのヒートシンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5055379A JPH06268120A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | パワースイッチングモジュールのヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5055379A JPH06268120A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | パワースイッチングモジュールのヒートシンク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268120A true JPH06268120A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12996858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5055379A Pending JPH06268120A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | パワースイッチングモジュールのヒートシンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268120A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333551B1 (en) | 2000-09-07 | 2001-12-25 | International Business Machines Corporation | Surface profiling in electronic packages for reducing thermally induced interfacial stresses |
| JP2008151792A (ja) * | 2007-12-17 | 2008-07-03 | Hitachi Ltd | 圧力検出装置 |
| US10002837B2 (en) | 2015-05-18 | 2018-06-19 | Denso Corporation | Semiconductor device |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5055379A patent/JPH06268120A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6333551B1 (en) | 2000-09-07 | 2001-12-25 | International Business Machines Corporation | Surface profiling in electronic packages for reducing thermally induced interfacial stresses |
| JP2008151792A (ja) * | 2007-12-17 | 2008-07-03 | Hitachi Ltd | 圧力検出装置 |
| US10002837B2 (en) | 2015-05-18 | 2018-06-19 | Denso Corporation | Semiconductor device |
| US10366957B2 (en) | 2015-05-18 | 2019-07-30 | Denso Corporation | Semiconductor device |
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