JPH10256442A - 放熱板及びそれを用いた複合半導体装置 - Google Patents
放熱板及びそれを用いた複合半導体装置Info
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- JPH10256442A JPH10256442A JP7459697A JP7459697A JPH10256442A JP H10256442 A JPH10256442 A JP H10256442A JP 7459697 A JP7459697 A JP 7459697A JP 7459697 A JP7459697 A JP 7459697A JP H10256442 A JPH10256442 A JP H10256442A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 放熱板の最終的な反り量を小さくし、絶縁基
板の割れや半導体ペレットの特性変化を少なくした複合
半導体装置を得る。 【解決手段】 放熱板１２の上面にプレス加工による加
工硬化部１３を形成する。また、この放熱板１２を用い
て複合半導体装置を組み立てる。
板の割れや半導体ペレットの特性変化を少なくした複合
半導体装置を得る。 【解決手段】 放熱板１２の上面にプレス加工による加
工硬化部１３を形成する。また、この放熱板１２を用い
て複合半導体装置を組み立てる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、経時的変化による
反りを可能な限り小さくした放熱板及びそれを使用して
組み立てた複合半導体装置に関するものである。
反りを可能な限り小さくした放熱板及びそれを使用して
組み立てた複合半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の複合半導体装置の概略構造を図
３に示す。図において、１は複合半導体装置全体を示
し、この複合半導体装置１はその底面に放熱板２を備え
ている。この放熱板２上に絶縁基板３がソルダ付けさ
れ、この絶縁基板２上に半導体ペレット４、外部導出端
子５等の電子部品が載置・固着されている。外部導出端
子５の他端は蓋体６の透孔７を介して外部に引き出され
ている。両端開口の絶縁ケース８の一方の開口部には放
熱板２の外周部が当接し、、他方の開口部は蓋体６が被
せられている。なお、絶縁ケース８の内部には封止用樹
脂が充填され半導体ペレット４等が封止される。
３に示す。図において、１は複合半導体装置全体を示
し、この複合半導体装置１はその底面に放熱板２を備え
ている。この放熱板２上に絶縁基板３がソルダ付けさ
れ、この絶縁基板２上に半導体ペレット４、外部導出端
子５等の電子部品が載置・固着されている。外部導出端
子５の他端は蓋体６の透孔７を介して外部に引き出され
ている。両端開口の絶縁ケース８の一方の開口部には放
熱板２の外周部が当接し、、他方の開口部は蓋体６が被
せられている。なお、絶縁ケース８の内部には封止用樹
脂が充填され半導体ペレット４等が封止される。
【０００３】ところで、上記放熱板２の上面には図４
（ｂ）に示すように、絶縁基板３の導体パターン３ａ上
に半導体ペレット４がソルダ付けされるが、絶縁基板３
の下面のメタライズ層（図示省略）と放熱板２とも、ソ
ルダにより固着される。
（ｂ）に示すように、絶縁基板３の導体パターン３ａ上
に半導体ペレット４がソルダ付けされるが、絶縁基板３
の下面のメタライズ層（図示省略）と放熱板２とも、ソ
ルダにより固着される。
【０００４】かかる場合に、絶縁基板３と銅材からなる
放熱板２とをソルダ付けすると、両者の熱膨張の差によ
り反りが発生する。この反りの発生方向は図４（ｂ）に
示すように、下面中央部２ａが凹状（上方に向かって凸
状）になる。この状態のままで図３に示す複合半導体装
置１を組み立てると、図示を省略した放熱板２の取付穴
によって、該複合半導体装置１を他の部材に取り付けた
際に、放熱板の下面と他の部材間に隙間が形成されてし
まい、放熱効果を悪くする。これを防ぐため、従来では
放熱板３を製作する時に図４（ａ）に示すように、あら
かじめ下面の中央部２ａを凸状にして反り量Ｓ１を制御
している。
放熱板２とをソルダ付けすると、両者の熱膨張の差によ
り反りが発生する。この反りの発生方向は図４（ｂ）に
示すように、下面中央部２ａが凹状（上方に向かって凸
状）になる。この状態のままで図３に示す複合半導体装
置１を組み立てると、図示を省略した放熱板２の取付穴
によって、該複合半導体装置１を他の部材に取り付けた
際に、放熱板の下面と他の部材間に隙間が形成されてし
まい、放熱効果を悪くする。これを防ぐため、従来では
放熱板３を製作する時に図４（ａ）に示すように、あら
かじめ下面の中央部２ａを凸状にして反り量Ｓ１を制御
している。
【０００５】さらに、絶縁基板３を放熱板２にソルダ付
けした直後の反り量Ｓ２は、数日間放置しておくと、該
反り量Ｓ２は小さくなり、遂には図４（ｃ）の反り量Ｓ
３に示すように、放熱板２の中央部が凸状に変化して安
定する。このようなことを考慮して従来では完成品での
放熱板２の反り量Ｓ３が最小になるように放熱板２の製
作時に逆方向の反り量Ｓ１を最初に決めておくようにし
ている。
けした直後の反り量Ｓ２は、数日間放置しておくと、該
反り量Ｓ２は小さくなり、遂には図４（ｃ）の反り量Ｓ
３に示すように、放熱板２の中央部が凸状に変化して安
定する。このようなことを考慮して従来では完成品での
放熱板２の反り量Ｓ３が最小になるように放熱板２の製
作時に逆方向の反り量Ｓ１を最初に決めておくようにし
ている。
【０００６】図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の反り量を１
２個のサンプルについて計測し、これを表１に示す。
２個のサンプルについて計測し、これを表１に示す。
【表１】そこで、まず、放熱板２の製作時には中央部２
ａを凸状にして反り量Ｓ１の平均値を４４．５μｍ程度
になるように加工しておく。この放熱板２に絶縁基板３
をソルダ付けすると、ソルダ付け直後で中央部２ａの凹
部の反り量Ｓ２が平均で１１４．６μｍに逆に反る。こ
の時の変化量は、ΔＳａ＝｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜で表わさ
れ、ΔＳａ＝４４．５＋１１４．６＝１５９．１μｍと
なる。これを数日間放置すると、放熱板２の中央部２ａ
が凸状に変化し、反り量Ｓ３が平均２１．３μｍとな
る。この放置後の変化量ΔＳは、ΔＳ＝｜Ｓ２｜＋｜Ｓ
３｜で表わされので、ΔＳ＝１１４．６＋２１．３＝１
３５．９μｍとなる。
ａを凸状にして反り量Ｓ１の平均値を４４．５μｍ程度
になるように加工しておく。この放熱板２に絶縁基板３
をソルダ付けすると、ソルダ付け直後で中央部２ａの凹
部の反り量Ｓ２が平均で１１４．６μｍに逆に反る。こ
の時の変化量は、ΔＳａ＝｜Ｓ１｜＋｜Ｓ２｜で表わさ
れ、ΔＳａ＝４４．５＋１１４．６＝１５９．１μｍと
なる。これを数日間放置すると、放熱板２の中央部２ａ
が凸状に変化し、反り量Ｓ３が平均２１．３μｍとな
る。この放置後の変化量ΔＳは、ΔＳ＝｜Ｓ２｜＋｜Ｓ
３｜で表わされので、ΔＳ＝１１４．６＋２１．３＝１
３５．９μｍとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような処置では次のような解決すべき課題がある。絶縁
基板３を放熱板２にソルダ付け後、ΔＳａ，ΔＳもの反
り量、すなわち１００μｍ以上の反りが２回も反転する
ので、絶縁基板３に機械的ストレスが加わり、延いては
絶縁基板３上の半導体ペレット４にも悪影響を与え、複
合半導体装置の特性が劣化するおれがある。
ような処置では次のような解決すべき課題がある。絶縁
基板３を放熱板２にソルダ付け後、ΔＳａ，ΔＳもの反
り量、すなわち１００μｍ以上の反りが２回も反転する
ので、絶縁基板３に機械的ストレスが加わり、延いては
絶縁基板３上の半導体ペレット４にも悪影響を与え、複
合半導体装置の特性が劣化するおれがある。
【０００８】
【発明の目的】本発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、放熱板２の最終的な反り量Ｓ３を
小さくするとともに、反りの変化量ΔＳａ及びΔＳを小
さくして絶縁基板３の割れや半導体ペレット４の特性変
化を少なくすることができる放熱板及びそれを使用した
複合半導体装置を提供することを目的とするものであ
る。
めになされたもので、放熱板２の最終的な反り量Ｓ３を
小さくするとともに、反りの変化量ΔＳａ及びΔＳを小
さくして絶縁基板３の割れや半導体ペレット４の特性変
化を少なくすることができる放熱板及びそれを使用した
複合半導体装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の放熱板は、放熱
板の上面に絶縁基板がソルダ付けされ、該絶縁基板の上
面に半導体ペレットがソルダ付けされる構造の放熱板に
おいて、上記放熱板の上面にプレス加工による加工硬化
部を設けたことを特徴とするものである。また、本発明
の複合半導体装置は、放熱板上に、ソルダ付けにより半
導体ペレット等の電子部品が載置される絶縁基板を有す
る複合半導体装置において、上記放熱板の絶縁基板がソ
ルダ付けされる側の面に、ソルダ付けによる反りの発生
を小さくするための加工硬化部を設けた放熱板を用いて
組み立てたことを特徴とするものである。
板の上面に絶縁基板がソルダ付けされ、該絶縁基板の上
面に半導体ペレットがソルダ付けされる構造の放熱板に
おいて、上記放熱板の上面にプレス加工による加工硬化
部を設けたことを特徴とするものである。また、本発明
の複合半導体装置は、放熱板上に、ソルダ付けにより半
導体ペレット等の電子部品が載置される絶縁基板を有す
る複合半導体装置において、上記放熱板の絶縁基板がソ
ルダ付けされる側の面に、ソルダ付けによる反りの発生
を小さくするための加工硬化部を設けた放熱板を用いて
組み立てたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
１を参照して説明する。図１において、放熱板１２の絶
縁基板がソルダ付けされる面にプレス機械等により凹状
に加工し、加工硬化部１３を形成する。この実施例では
板厚３ｍｍの放熱板１２に対して０．５ｍｍの深さの凹
部なるまで押圧し、加工硬化部１３を形成した。また、
加工硬化部１３の面積は少なくとも絶縁基板のソルダ付
けされる外周部の面積の大きさとし、図１のように一定
の幅を持つ帯状の加工硬化部１２でも良いが、そのよう
に帯状にせずに全体的に押圧して該加工硬化部１３を形
成しても良い。
１を参照して説明する。図１において、放熱板１２の絶
縁基板がソルダ付けされる面にプレス機械等により凹状
に加工し、加工硬化部１３を形成する。この実施例では
板厚３ｍｍの放熱板１２に対して０．５ｍｍの深さの凹
部なるまで押圧し、加工硬化部１３を形成した。また、
加工硬化部１３の面積は少なくとも絶縁基板のソルダ付
けされる外周部の面積の大きさとし、図１のように一定
の幅を持つ帯状の加工硬化部１２でも良いが、そのよう
に帯状にせずに全体的に押圧して該加工硬化部１３を形
成しても良い。
【００１１】上記のように加工硬化部１３を形成した放
熱板１２を、図２（ａ）に示すように、放熱板１２の製
作時にあらかじめ、中央部１２ａが反り量Ｓ１０となる
ように凸状に形成しておく。なお、種々の実験の結果、
Ｓ１０＝０〜３０μｍの範囲で反り量を決めると、最終
的に良好な結果が得られることが判明した。次いで、絶
縁基板３をソルダ付けすると、図２（ｂ）に示すように
中央部１２ａが反り量Ｓ２０の凹状となる。その後、数
日間放置すると、図２（ｃ）に示すように中央部１２ａ
が反り量Ｓ３０の僅かな反りとなり安定した形状とな
る。上記図２（ａ），（ｂ）及び（ｃ）の反り量を表１
に示す。
熱板１２を、図２（ａ）に示すように、放熱板１２の製
作時にあらかじめ、中央部１２ａが反り量Ｓ１０となる
ように凸状に形成しておく。なお、種々の実験の結果、
Ｓ１０＝０〜３０μｍの範囲で反り量を決めると、最終
的に良好な結果が得られることが判明した。次いで、絶
縁基板３をソルダ付けすると、図２（ｂ）に示すように
中央部１２ａが反り量Ｓ２０の凹状となる。その後、数
日間放置すると、図２（ｃ）に示すように中央部１２ａ
が反り量Ｓ３０の僅かな反りとなり安定した形状とな
る。上記図２（ａ），（ｂ）及び（ｃ）の反り量を表１
に示す。
【表２】表２から放熱板製作後の反り（Ｓ１０）の平均
は２２．６μｍ、絶縁基板ソルダ付け後の反りの平均
は、−６９．２μｍであるから反り変化量ΔＳａ＝｜Ｓ
１０｜＋｜Ｓ２０｜＝｜２２．６｜＋｜６９．２｜＝９
１．８μｍとなる。また、放熱板放置後の反りの平均Ｓ
３０は、７．３μｍであり、放置後変化量ΔＳ＝｜Ｓ２
０｜＋｜Ｓ３０｜＝｜６９．２｜＋｜７．３｜＝７６．
５μｍとなる。このように、本発明によれば、放熱板放
置後の反りＳ３０は、従来のＳ３に比較し、約１／３程
度となる。また、製作途中における反りの変化量ΔＳａ
は、従来のΔＳａに比較して約１／２程度になる。これ
らの結果から絶縁基板の割れの発生率が減少し、この絶
縁基板にソルダ付けされる半導体ペレットの特性変化を
少なくすることができる。
は２２．６μｍ、絶縁基板ソルダ付け後の反りの平均
は、−６９．２μｍであるから反り変化量ΔＳａ＝｜Ｓ
１０｜＋｜Ｓ２０｜＝｜２２．６｜＋｜６９．２｜＝９
１．８μｍとなる。また、放熱板放置後の反りの平均Ｓ
３０は、７．３μｍであり、放置後変化量ΔＳ＝｜Ｓ２
０｜＋｜Ｓ３０｜＝｜６９．２｜＋｜７．３｜＝７６．
５μｍとなる。このように、本発明によれば、放熱板放
置後の反りＳ３０は、従来のＳ３に比較し、約１／３程
度となる。また、製作途中における反りの変化量ΔＳａ
は、従来のΔＳａに比較して約１／２程度になる。これ
らの結果から絶縁基板の割れの発生率が減少し、この絶
縁基板にソルダ付けされる半導体ペレットの特性変化を
少なくすることができる。
【００１２】次に、上記の放熱板を使用し、従来と同様
に図３に示したように、放熱板１２の外周に両端開口の
絶縁ケース８の一方が当接し、他方の開口端には外部端
子５を導出した蓋体６を被せ、絶縁ケース８の内部には
樹脂を充填して複合半導体装置１を完成させる。こうし
て完成した複合半導体装置１は、放熱板１２の反り及び
放置後の変化量が少ないために、放熱板１２とソルダ付
けされる絶縁基板３の割れが少なくなり、最終的に複合
半導体装置１の特性への悪影響を効果的に防ぐことがで
きる。
に図３に示したように、放熱板１２の外周に両端開口の
絶縁ケース８の一方が当接し、他方の開口端には外部端
子５を導出した蓋体６を被せ、絶縁ケース８の内部には
樹脂を充填して複合半導体装置１を完成させる。こうし
て完成した複合半導体装置１は、放熱板１２の反り及び
放置後の変化量が少ないために、放熱板１２とソルダ付
けされる絶縁基板３の割れが少なくなり、最終的に複合
半導体装置１の特性への悪影響を効果的に防ぐことがで
きる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明の放熱板及びそれ
を用いた複合半導体装置は、放熱板の反りが小さくかつ
製作途中での反りの変化量を相対的に低く抑えることが
できるので、半導体ペレットに与える機械的ストレスも
少なく、結果的に複合半導体装置の特性を向上させるこ
とができる。
を用いた複合半導体装置は、放熱板の反りが小さくかつ
製作途中での反りの変化量を相対的に低く抑えることが
できるので、半導体ペレットに与える機械的ストレスも
少なく、結果的に複合半導体装置の特性を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の放熱板の平面図である。
【図２】同図（ａ）は本発明による放熱板の製作直後の
反りの状態を示す正面図、同図（ｂ）は本発明による放
熱板に絶縁基板及び半導体ペレットをソルダ付けした後
の反り状態を示す正面図、同図（ｃ）は本発明による放
熱板を所定期間放置後の反りの状態を示す正面図であ
る。
反りの状態を示す正面図、同図（ｂ）は本発明による放
熱板に絶縁基板及び半導体ペレットをソルダ付けした後
の反り状態を示す正面図、同図（ｃ）は本発明による放
熱板を所定期間放置後の反りの状態を示す正面図であ
る。
【図３】本発明及び従来の放熱板を使用して組み立てた
複合半導体装置の概略構造を示す断面図である。
複合半導体装置の概略構造を示す断面図である。
【図４】同図（ａ）は従来の放熱板の製作直後の反りの
状態を示す正面図、同図（ｂ）は従来の放熱板に絶縁基
板及び半導体ペレットをソルダ付けした後の反り状態を
示す正面図、同図（ｃ）は従来の放熱板を所定期間放置
後の反りの状態を示す正面図である。
状態を示す正面図、同図（ｂ）は従来の放熱板に絶縁基
板及び半導体ペレットをソルダ付けした後の反り状態を
示す正面図、同図（ｃ）は従来の放熱板を所定期間放置
後の反りの状態を示す正面図である。
１ 複合半導体装置 ３ 絶縁基板 ４ 半導体ペレット ５ 外部導出端子 ６ 蓋体 １２ 放熱板 １３ 加工硬化部
Claims (3)
- 【請求項１】 放熱板の上面に絶縁基板がソルダ付けさ
れ、該絶縁基板の上面に半導体ペレットがソルダ付けさ
れる構造の放熱板において、上記放熱板の上面にプレス
加工による加工硬化部を設けたことを特徴とする放熱
板。 - 【請求項２】 上記放熱板の加工硬化部を設けた後の下
面は、Ｓ１０＝０〜３０μｍの範囲で全体が凸状に反り
を有することを特徴とする請求項１に記載の放熱板。 - 【請求項３】 放熱板上に、ソルダ付けにより半導体ペ
レット等の電子部品が載置される絶縁基板を有する複合
半導体装置において、 上記放熱板の絶縁基板がソルダ付けされる側の面に、ソ
ルダ付けによる反りの発生を小さくするための加工硬化
部を設けた放熱板を用いて組み立てたことを特徴とする
複合半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7459697A JP3807639B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 放熱板及びそれを用いた複合半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7459697A JP3807639B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 放熱板及びそれを用いた複合半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256442A true JPH10256442A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3807639B2 JP3807639B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=13551701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7459697A Expired - Lifetime JP3807639B2 (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 放熱板及びそれを用いた複合半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3807639B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005076675A1 (en) * | 2004-01-28 | 2005-08-18 | Infineon Technologies Ag | Method for bonding ceramic to copper, without creating a bow in the copper |
| JP2011249472A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | 半導体素子収納用パッケージおよびその製造方法 |
| JP5601384B2 (ja) * | 2011-02-08 | 2014-10-08 | 富士電機株式会社 | 半導体モジュール用放熱板の製造方法、その放熱板およびその放熱板を用いた半導体モジュール |
| JP2015170826A (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-28 | 三菱マテリアル株式会社 | 放熱板付パワーモジュール用基板の製造方法 |
| WO2019230826A1 (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 京セラ株式会社 | 電子素子搭載用基板、電子装置および電子モジュール |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP7459697A patent/JP3807639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2019230826A1 (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 京セラ株式会社 | 電子素子搭載用基板、電子装置および電子モジュール |
| JPWO2019230826A1 (ja) * | 2018-05-29 | 2021-06-17 | 京セラ株式会社 | 電子素子搭載用基板、電子装置および電子モジュール |
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