JPH0739238Y2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH0739238Y2 JPH0739238Y2 JP1987166036U JP16603687U JPH0739238Y2 JP H0739238 Y2 JPH0739238 Y2 JP H0739238Y2 JP 1987166036 U JP1987166036 U JP 1987166036U JP 16603687 U JP16603687 U JP 16603687U JP H0739238 Y2 JPH0739238 Y2 JP H0739238Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal layer
- semiconductor chip
- hole
- metal
- metal layers
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、自動車用交流発電機の出力整流用ダイォード
等の半導体装置に関するものである。
等の半導体装置に関するものである。
自動車用交流発電機の出力整流用ダイォードを第４図に
示す如く、シリコンダイォードチップ１と、これが半田
２で固着されているコップ状の放熱支持板３と、ダイォ
ードチップ１に半田４で結合されたリード５と、保護樹
脂６とで構成することは公知である。また、耐熱衝撃性
を高めるために、支持板３を鉄層７と銅層８、９とから
成る銅クラッド鉄構造にすることは、特開昭60-165744
号公報に開示されている。
示す如く、シリコンダイォードチップ１と、これが半田
２で固着されているコップ状の放熱支持板３と、ダイォ
ードチップ１に半田４で結合されたリード５と、保護樹
脂６とで構成することは公知である。また、耐熱衝撃性
を高めるために、支持板３を鉄層７と銅層８、９とから
成る銅クラッド鉄構造にすることは、特開昭60-165744
号公報に開示されている。
ところで、支持板３を第４図の銅クラッド鉄構造にすれ
ば、熱衝撃によるダイォードチップ１の破壊を防止する
ことができるが、大電流での使用に耐えるダイォードを
得ることが困難であつた。
ば、熱衝撃によるダイォードチップ１の破壊を防止する
ことができるが、大電流での使用に耐えるダイォードを
得ることが困難であつた。
即ち、熱抵抗の小さい銅層８、９と熱抵抗の大きい鉄層
７とが直列に接続された状態となり、支持板３の総熱抵
抗が著しく増大し、十分な放熱効果が得られなかつた。
７とが直列に接続された状態となり、支持板３の総熱抵
抗が著しく増大し、十分な放熱効果が得られなかつた。
支持板３の鉄層７を薄くすることで放熱性を高めること
も考えられるが、あまり薄くしすぎると熱衝撃緩和の効
果が十分に得られなくなる。
も考えられるが、あまり薄くしすぎると熱衝撃緩和の効
果が十分に得られなくなる。
上述のような問題を解決するために、銅層と鉄層と銅層
とから成る三層構造の支持板において、中間の鉄層に透
孔を設け、ここに銅を埋め込んで熱伝導性を高めること
が、特開昭60-27151号公報に開示されている。しかし、
この公報には、半導体チップの周縁近傍部分の支持板か
らの剥離を防ぐ技術は開示されていない。
とから成る三層構造の支持板において、中間の鉄層に透
孔を設け、ここに銅を埋め込んで熱伝導性を高めること
が、特開昭60-27151号公報に開示されている。しかし、
この公報には、半導体チップの周縁近傍部分の支持板か
らの剥離を防ぐ技術は開示されていない。
そこで、本考案の目的は、熱衝撃緩和効果と放熱性とが
優れていると共に、半導体チップの周縁近傍部分の支持
板からの剥離を防ぐことができる半導体装置を提供する
ことにある。
優れていると共に、半導体チップの周縁近傍部分の支持
板からの剥離を防ぐことができる半導体装置を提供する
ことにある。
上記目的を達成するための本考案は、実施例を示す図面
の符号を参照して説明すると、放熱作用を有する支持板
13上に半導体チップ11を固着した構造の半導体装置にお
いて、前記支持板13が、この一方の主面側の第１の金属
層17と、この他方の主面側の第２の金属層18と、前記第
１及び第２の金属層17、18の相互間に配置され且つ前記
半導体チップ11の下部に対応する領域に１個の貫通孔20
を有している第３の金属層19と、前記貫通孔20に充填さ
れた充填物21とから成り、前記第１及び第２の金属層1
7、18が熱伝導性の優れた金属から成り、前記第３の金
属層19が前記第１及び第２の金属層17、18よりも熱膨張
係数が小さく且つ前記第１及び第２の金属層17、18より
も前記半導体チップ11の熱膨張係数に近い熱膨張係数を
有する材料から成り、前記充填物21が前記第３の金属層
19よりも熱伝導性が優れた材料から成り、前記半導体チ
ップ11の主面に対して垂直な方向から見て前記貫通孔20
が前記半導体チップ11の周縁よりも内側に配置されてい
ると共にその中心が前記半導体チップ11の中心に一致す
るように配置され且つ前記半導体チップ11と相似形に形
成されていることを特徴とする半導体装置に係わるもの
である。
の符号を参照して説明すると、放熱作用を有する支持板
13上に半導体チップ11を固着した構造の半導体装置にお
いて、前記支持板13が、この一方の主面側の第１の金属
層17と、この他方の主面側の第２の金属層18と、前記第
１及び第２の金属層17、18の相互間に配置され且つ前記
半導体チップ11の下部に対応する領域に１個の貫通孔20
を有している第３の金属層19と、前記貫通孔20に充填さ
れた充填物21とから成り、前記第１及び第２の金属層1
7、18が熱伝導性の優れた金属から成り、前記第３の金
属層19が前記第１及び第２の金属層17、18よりも熱膨張
係数が小さく且つ前記第１及び第２の金属層17、18より
も前記半導体チップ11の熱膨張係数に近い熱膨張係数を
有する材料から成り、前記充填物21が前記第３の金属層
19よりも熱伝導性が優れた材料から成り、前記半導体チ
ップ11の主面に対して垂直な方向から見て前記貫通孔20
が前記半導体チップ11の周縁よりも内側に配置されてい
ると共にその中心が前記半導体チップ11の中心に一致す
るように配置され且つ前記半導体チップ11と相似形に形
成されていることを特徴とする半導体装置に係わるもの
である。
［考案の作用及び効果］ 本考案は次の作用効果を有する。
（イ）第１及び第２の金属層17、18の間に熱膨張係数の
小さい材料から成る部分と熱伝導性が優れた材料から成
る部分とが並列配置された状態になるために、熱衝撃緩
和作用を得ることができると共に放熱性を向上させるこ
とができる。
小さい材料から成る部分と熱伝導性が優れた材料から成
る部分とが並列配置された状態になるために、熱衝撃緩
和作用を得ることができると共に放熱性を向上させるこ
とができる。
（ロ）第３の金属層19に貫通孔20を設けると、半導体チ
ップ11の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する第３の金
属層19による熱衝撃緩和作用が低下する。しかし、本考
案では貫通孔20が、半導体チップ11の周縁よりも内側に
配置され、半導体チップ11の中心に一致するように配置
され、更に半導体チップ11に相似形に形成されているの
で、半導体チップ11の周縁の下側には第３の金属層19が
存在する。従って、半導体チップ11の周縁近傍部分にお
ける熱衝撃緩和作用を貫通孔20を設けない場合とほぼ同
様に得ることができ、半導体チップ11の周縁近傍部分の
支持板13からの剥離を防止することができる。
ップ11の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する第３の金
属層19による熱衝撃緩和作用が低下する。しかし、本考
案では貫通孔20が、半導体チップ11の周縁よりも内側に
配置され、半導体チップ11の中心に一致するように配置
され、更に半導体チップ11に相似形に形成されているの
で、半導体チップ11の周縁の下側には第３の金属層19が
存在する。従って、半導体チップ11の周縁近傍部分にお
ける熱衝撃緩和作用を貫通孔20を設けない場合とほぼ同
様に得ることができ、半導体チップ11の周縁近傍部分の
支持板13からの剥離を防止することができる。
次に、本考案の実施例に係わるダイォードを第１図〜第
３図に基づいて説明する。
３図に基づいて説明する。
pn接合を含むシリコンと一対の電極とから成るシリコン
ダイォードチップ11の一方の主面は半田12によつて放熱
作用するコップ状支持板13に固着されている。ダイォー
ドチップ11の他方の主面には半田14によつてリード15が
結合され、ダイォードチップ11を囲むように保護樹脂16
が設けられている。
ダイォードチップ11の一方の主面は半田12によつて放熱
作用するコップ状支持板13に固着されている。ダイォー
ドチップ11の他方の主面には半田14によつてリード15が
結合され、ダイォードチップ11を囲むように保護樹脂16
が設けられている。
支持板13はこの一方の主面側の第１の金属層17と他方の
主面側の第２の金属層18とこれ等の間に介在している第
３の金属層19とから成る。第３の金属層19の中央には貫
通孔20が設けられ、この貫通孔20は充填物21によつて満
たされている。
主面側の第２の金属層18とこれ等の間に介在している第
３の金属層19とから成る。第３の金属層19の中央には貫
通孔20が設けられ、この貫通孔20は充填物21によつて満
たされている。
第１及び第２の金属層17、18は共に熱伝導性の優れた銅
から成り、バイメタル効果による曲がりを防止するため
に同一の厚さに形成されている。
から成り、バイメタル効果による曲がりを防止するため
に同一の厚さに形成されている。
第３の金属層19は銅よりもシリコンの熱膨張係数に近い
小さな熱膨張係数を有する鉄板から成る。この第３の金
属層19には第２図に示す如く平面形状円形の貫通孔20が
設けられている。貫通孔20は第２図で鎖線で示すダイォ
ードチップ11の平面位置の内側に同軸的に配設され、且
つ平面形状円形のダイォードチップ11に相似に形成され
ている。
小さな熱膨張係数を有する鉄板から成る。この第３の金
属層19には第２図に示す如く平面形状円形の貫通孔20が
設けられている。貫通孔20は第２図で鎖線で示すダイォ
ードチップ11の平面位置の内側に同軸的に配設され、且
つ平面形状円形のダイォードチップ11に相似に形成され
ている。
支持板13の対称性を良くするために、貫通孔20の一端側
の直径L1と他端側の直径L2とは第３図に示す如くほぼ等
しい。貫通孔20の表面はダイォードチップ11の面積の25
〜85％とすることが望ましく、60〜80％にすることがよ
り望ましい。
の直径L1と他端側の直径L2とは第３図に示す如くほぼ等
しい。貫通孔20の表面はダイォードチップ11の面積の25
〜85％とすることが望ましく、60〜80％にすることがよ
り望ましい。
この実施例では、第３図に示す如く第３の金属層19を得
るための鉄板19aを中心にして第１及び第２の金属層1
7、18と充填物21とを得るための第１及び第２の銅板17
a、18aを両側に配置し、これ等を圧延加工することによ
つて支持板13を得ている。従つて、第３の金属層19の貫
通孔20の中の充填物21は第１及び第２の銅板17a、18aに
基づく銅から成り、第１及び第２の金属層17、18の延在
部である。なお、第３図の第１及び第２の銅板17a、18a
は同一の厚さを有する。
るための鉄板19aを中心にして第１及び第２の金属層1
7、18と充填物21とを得るための第１及び第２の銅板17
a、18aを両側に配置し、これ等を圧延加工することによ
つて支持板13を得ている。従つて、第３の金属層19の貫
通孔20の中の充填物21は第１及び第２の銅板17a、18aに
基づく銅から成り、第１及び第２の金属層17、18の延在
部である。なお、第３図の第１及び第２の銅板17a、18a
は同一の厚さを有する。
本実施例は次の利点を有する。
（１）熱伝導性の良好な第１の金属層17と第２の金属層
18との間に熱衝撃緩和の効果を有する第３の金属層19が
介在し、かつ第１の金属層17と第２の金属層18とが貫通
孔20の充填物21を介してつながつているので、熱衝撃緩
和効果と放熱性効果がバランス良く両立して得られる。
即ち、シリコンダイォードチップ11からの放散される熱
の一部は、第１の金属層17から充填物21を通じて第２の
金属層18に至る放熱経路をたどり効率よく放熱される。
つまり、第１の金属層17と第３の金属層19と第２の金属
層18から成る比較的熱抵抗の高い経路に第１の金属層17
と充填物21と第２の金属層18とから成る熱抵抗の低い経
路が並列に接続された構造となつているため、支持板13
の総熱抵抗は従来よりも大幅に小さくなつている。これ
により従来と同等の熱衝撃緩和効果が得られると共に放
熱性も良好となる。
18との間に熱衝撃緩和の効果を有する第３の金属層19が
介在し、かつ第１の金属層17と第２の金属層18とが貫通
孔20の充填物21を介してつながつているので、熱衝撃緩
和効果と放熱性効果がバランス良く両立して得られる。
即ち、シリコンダイォードチップ11からの放散される熱
の一部は、第１の金属層17から充填物21を通じて第２の
金属層18に至る放熱経路をたどり効率よく放熱される。
つまり、第１の金属層17と第３の金属層19と第２の金属
層18から成る比較的熱抵抗の高い経路に第１の金属層17
と充填物21と第２の金属層18とから成る熱抵抗の低い経
路が並列に接続された構造となつているため、支持板13
の総熱抵抗は従来よりも大幅に小さくなつている。これ
により従来と同等の熱衝撃緩和効果が得られると共に放
熱性も良好となる。
（２）貫通孔20及び充填物21が平面的にダイォードチッ
プ11の周縁よりも内側に同軸的に配置され、且つダイォ
ードチップ11に対して相似に形成されているので、ダイ
ォードチップ11の周辺部の応力を有効に緩和することが
できる。従つて、特に発生し易いダイォードチップ11の
周縁部での支持板13からの剥離を防止することができ
る。
プ11の周縁よりも内側に同軸的に配置され、且つダイォ
ードチップ11に対して相似に形成されているので、ダイ
ォードチップ11の周辺部の応力を有効に緩和することが
できる。従つて、特に発生し易いダイォードチップ11の
周縁部での支持板13からの剥離を防止することができ
る。
（３）第１の金属層17と第２の金属層18との厚さが等し
いのでバイメタル効果が生じない。また、貫通孔20及び
充填物21の上側の径L1と下側の径L2が略等しいので、第
３の金属層19の上面と下面の熱膨張が等しくなる。この
ため、支持板13に曲がりが生じることがなく、ダイォー
ドチップ11の破壊が有効に防止される。
いのでバイメタル効果が生じない。また、貫通孔20及び
充填物21の上側の径L1と下側の径L2が略等しいので、第
３の金属層19の上面と下面の熱膨張が等しくなる。この
ため、支持板13に曲がりが生じることがなく、ダイォー
ドチップ11の破壊が有効に防止される。
（４）貫通孔20の充填物21は第１及び第２の金属層17、
18の延長部であるので、これを容易に得ることができる
のみでなく、第１及び第２の金属層17、18を第３の金属
層19に対して強固に一体化することができる。
18の延長部であるので、これを容易に得ることができる
のみでなく、第１及び第２の金属層17、18を第３の金属
層19に対して強固に一体化することができる。
本考案は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。
次の変形が可能なものである。
（１）貫通孔20を平面形状四角形としてもよい。
（２）第１、第２及び第３の金属層17、18、19に対して
更に多くの金属層を積層してもよい。
更に多くの金属層を積層してもよい。
（３）第１及び第２の金属層17、18を銅以外の熱伝導性
の良い物質とし、第３の金属層19を鉄以外の熱膨張係数
がシリコンに近い材料としてもよい。
の良い物質とし、第３の金属層19を鉄以外の熱膨張係数
がシリコンに近い材料としてもよい。
（４）第５図に示す如く貫通孔20に第１及び第２の金属
層17、18の銅とは別な熱伝導性の良い材料から成る充填
物21aを満たしてもよい。
層17、18の銅とは別な熱伝導性の良い材料から成る充填
物21aを満たしてもよい。
（５）ダイォード以外のトランジスタ、サイリスタ等に
も適用可能である。
も適用可能である。
第１図は本考案の実施例に係わるダイォードの断面図、 第２図は第１図のII-II線部分の断面図、 第３図は支持板の形成方法を説明するための断面図、 第４図は従来のダイォードの断面図、 第５図は変形例の支持板の一部を示す断面図である。 11……ダイォードチップ、13……支持板、17……第１の
金属層、18……第２の金属層、19……第３の金属層、20
……貫通孔、21……充填物。
金属層、18……第２の金属層、19……第３の金属層、20
……貫通孔、21……充填物。
Claims (2)
- 【請求項１】放熱作用を有する支持板（13）上に半導体
チップ（11）を固着した構造の半導体装置において、 前記支持板（13）が、この一方の主面側の第１の金属層
（17）と、この他方の主面側の第２の金属層（18）と、
前記第１及び第２の金属層（17）（18）の相互間に配置
され且つ前記半導体チップ（11）の下部に対応する領域
に１個の貫通孔（20）を有している第３の金属層（19）
と、前記貫通孔（20）に充填された充填物（21）とから
成り、 前記第１及び第２の金属層（17）（18）が熱伝導性の優
れた金属から成り、 前記第３の金属層（19）が前記第１及び第２の金属層
（17）（18）よりも熱膨張係数が小さく且つ前記第１及
び第２の金属層（17）（18）よりも前記半導体チップ
（11）の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する材料から
成り、 前記充填物（21）が前記第３の金属層（19）よりも熱伝
導性が優れた材料から成り、 前記半導体チップ（11）の主面に対して垂直な方向から
見て前記貫通孔（20）が前記半導体チップ（11）の周縁
よりも内側に配置されていると共にその中心が前記半導
体チップ（11）の中心に一致するように配置され且つ前
記半導体チップ（11）と相似形に形成されていることを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】前記第１の金属層（17）が前記第２の金属
層（18）と同一材料から成り、前記充填物（21）が前記
第１の及び第２の金属層（17）（18）と同一材料から成
る実用新案登録請求の範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987166036U JPH0739238Y2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987166036U JPH0739238Y2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0170353U JPH0170353U (ja) | 1989-05-10 |
| JPH0739238Y2 true JPH0739238Y2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=31453062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987166036U Expired - Lifetime JPH0739238Y2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739238Y2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027151A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体素子搭載用複合金属条 |
| JPS60165744A (ja) * | 1984-02-09 | 1985-08-28 | Toshiba Corp | 半導体整流素子 |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP1987166036U patent/JPH0739238Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0170353U (ja) | 1989-05-10 |
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