JPS5861637A - 絶縁モ−ルド型半導体装置 - Google Patents

絶縁モ−ルド型半導体装置

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JPS5861637A
JPS5861637A JP56160209A JP16020981A JPS5861637A JP S5861637 A JPS5861637 A JP S5861637A JP 56160209 A JP56160209 A JP 56160209A JP 16020981 A JP16020981 A JP 16020981A JP S5861637 A JPS5861637 A JP S5861637A
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山崎　龍雄
Noritoshi Kotsuji
小辻　宣俊
Toshiki Kurosu
黒須　俊樹
Yoichi Nakajima
中島　羊一
Isao Kojima
小島　勲
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Hitachi Ltd
Hitachi Haramachi Electronics Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はろう材の熱疲労耐量を向上さ・せた絶縁モール
ド型半導体装置に関するものである。
従来の絶縁モールド型半導体装置は放熱フィンとしての
金属基板の一生表面上に副金属板、絶縁板を順次ろう材
によ多積層接着し、絶縁板上に所定の半導体チップとそ
の電極をろう付して一生表面側をレジンでモールドして
いた。副金属基板は金属基板と絶縁板間の接着強度を高
めるために設けられているもので、金属基板、副金属基
板、絶縁板の各々の線膨張係数、厚さをα１．α２．α
８゜ｔｌ　ｙ　’２　ｓ　”ａ　とすると、α３〈α２
＝αｓ　＃　”２　＜”ｓ　＜ｔｌの関係に置かれてい
た。このため、副金属基板の線膨張は絶縁板の線膨張の
影響を多大に受け、実質的には線膨張量が小さくなり、
α２＝αｌが成立しなくなって、金属基板と副金属基板
間のろう材に熱応力が加わり、このろう材の熱疲労耐量
が乏しく、信頼性に欠けていた。
それ故１本発明の目的は熱疲労耐量が大きく、信頼性の
高い絶縁モールド型半導体装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは金属基
板、副金属基板および絶縁板の各々の線　　゛膨張係数
α１．α２．α３そして厚さ’Ｉ　＋　ｔ２　＋　ｔａ
　　がα３〈α１〈α２．ｔ２〈ｔａ〈ｔｌの関係を持
っていることにある。
以下、本発明を図面に示す実施例と共に説明する。
第１図において、１は全体として本発明になる絶縁モー
ルド型半導体装置を示している。２は金属基板でその上
側主表面に副金属基板３、絶縁板４が順次ろう材５，６
により積層接着されている。
絶縁板４上にはＬ字状のリード電極７〜９がろう材、１
０〜１２によって接着され、リード電極８上にはろう材
１３を介して半導体チップ１４が接着されている。半導
体チップ１４とリード電極７゜９の間はポンディングリ
ード１５，１６、ろう材１７〜２０によって接続されて
いる。半導体チップ１４におけるｐｎ接合露出端部は図
示していないパツペーション材によシ被覆されており、
金属基板２の上側主表面の副金属基板３の周囲に溝２１
が設けられて、ここにエポキシ製ケース２２が当接され
、ケース２２内にはエポキシレジン２３が注型硬化され
、半導体チップ１４等をモールドしてい一〇 半導体チップ１４は例えばトライアック機能を持つもの
であり、リード電極７，８が主端子、リード電極９がゲ
ート端子である。
本発明においては、金属基板２．副金属基板３および絶
縁板４の線膨張係数α１．α２．α、はα。
くα、〈α２の関係にある。−例として金属基板２は冷
間圧延により作った鉄、副金属基板３は銅、絶縁板４は
アルミナを用いる。また、これらの厚さ’１　ｅ　ｔ２
　＋　ｔａは１２（１，（１，の関係にあり、−例とし
て金属基板２は２ｍ＋＋、副金属基板３は０．１■、絶
縁板４は０．５　ｔｔａｎである。尚、厚さｔ、〜ｔ３
は第２図に示すように、積層方向での厚さである。
以上の関係により、金属基板２と副金属基板３の間のろ
う材５の熱疲労耐量は大幅に向上する。
即ち、α、くα２　ｅ　ｔ２　＜’ｓの関係から、α２
の実効的な値α２．はα３の影響を受けてα２．〈α２
　となる。一方、α１はｔｌが大きいので、他の影響を
余り受けない。従って、α１〈α２からα１ユα２１と
なり、ろう材５に加わる熱応力は小さな値となり、大き
な熱疲労耐量が得られる。α、はα１．となって実効値
が小さくなり、それだけ、α３にも近付くので、副金属
基板３と絶縁板４間のろう材６の熱疲労耐量も向上する
。
第１図、第２図に示すように、金属基板２、副金属基板
３、絶縁板４の長さｔｌ、　ｔ２　、　ｔｓをｔ。
＞ｔ２＞ｔｓの関係におき、所謂、オーバーハング部を
なくすことによって、モールドレジン２３の熱膨張によ
る絶縁板４の引きはがし現象、即ち、オーバーハング部
函のモールドレジンが熱膨張して副金属基板３と絶縁板
４間のろう材６による接着部を引きはがすようなことは
なく、熱疲労耐量は更に向上する。
厚さｔ、〜ｔ３は絶縁板４の厚さｔ、を基準として決め
られる。即ち、絶縁板４は熱抵抗が大きいので、絶縁板
４における熱抵抗ができるだけ小さくなるような厚さｔ
ａが先ず決められ、次に金属基板２や副金属基板３の厚
さｔ、’、ｔ、が決められる。従って、”２　＜”ｓ　
＜もの関係であっても半導体チップ１４から金属基板２
に至る熱抵抗は増大しない。むしろ、副金属基板３の厚
さｔ２が薄くされることによシ、熱抵抗が小さくなって
いる。
このため、放熱性は良好で、金属基板２と半導体チップ
１４間の温度差は小さくなり、この点からも、ろう材５
，６に加わる熱応力は低減され、熱疲労耐量は向上する
。
本発明によればろう材５，６の熱疲労耐量が向上する結
果、金属基板〜絶縁板間の接着は確実となり、信頼性が
向上した絶縁モフルド型半導体装置が得られる。
以上の実施例では絶縁板４上に１個の半導体チップを積
載した例で説明したが、本発明では、複数個の半導体チ
ップが積載されたものにも適用できる。また、半導体チ
ップ以外の素子、例えば抵抗、コンデンサ等が積載され
、所定の電気回路を構成しているモジュール等にも適用
できる。そして、半導体チップ周辺を一旦バツファコー
トレジンで被覆してからモールドレジンを注型硬化した
ものや、モールドレジンの注型硬化後にケースを除去し
たものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す絶縁モールド型半導体
装置の断面図、第２図は第１図の要部を示した断面図で
ある。 ２・・・金属基板、３・・・副金属基板、４・・・絶縁
板、５゜６．１１．１３・・・ろう材、１４・・・半導
体チップ、１建１５　　　ノ　　　　図 第　　２　　　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、金属基板の一生表面上に副金属基板、絶縁板が順次
    ろう材たより積層接着され、上記絶縁板上に少なくとも
    １個の半導体チップおよび該半導体チップに通電するた
    めの電極がろう材によシ接着され、上記−主表面側をレ
    ジンでモｉルドした絶縁モールド型半導体装置において
    、金属基板、副金属基板および絶縁板の線膨張係数、積
    層方向における厚さの各々をαｌｔα２・α３　＊　ｔ
    ｌ　廖ｔ２　＊　ｔａとしたとき、α、〈α１〈α２．
    　ｔ２＜ｔａ　＜’ｔとなっていることを特徴とする絶
    縁モールド型半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、金属基板。 副金属基板および絶縁板の各々の長さを４，４゜ｔａ　
    としたとき、４　＞　ｚｔ＞　Ａｓであることを特徴と
    する絶縁モールド型半導体装置。
JP56160209A 1981-10-09 1981-10-09 絶縁モ−ルド型半導体装置 Granted JPS5861637A (ja)

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JPS5861637A true JPS5861637A (ja) 1983-04-12
JPS6326543B2 JPS6326543B2 (ja) 1988-05-30

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1107310A3 (de) * 1999-12-08 2005-04-27 DaimlerChrysler Rail Systems GmbH Isolationsverbesserung bei Hochleistungs-Halbleitermodulen
EP0921565A3 (en) * 1997-12-08 2005-07-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Package for semiconductor power device and method for assembling the same

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