JPS594032A - 圧接型半導体装置 - Google Patents
圧接型半導体装置Info
- Publication number
- JPS594032A JPS594032A JP57112944A JP11294482A JPS594032A JP S594032 A JPS594032 A JP S594032A JP 57112944 A JP57112944 A JP 57112944A JP 11294482 A JP11294482 A JP 11294482A JP S594032 A JPS594032 A JP S594032A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- pressure
- semiconductor element
- contact
- base body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/073—Connecting or disconnecting of die-attach connectors
-
- 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
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/073—Connecting or disconnecting of die-attach connectors
- H10W72/07331—Connecting techniques
- H10W72/07337—Connecting techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone or epoxy
Landscapes
- Die Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔−発明の技術分野〕
この発明は、圧接型半導体装置ζ二関する。
電力用半導体装置の発展に伴ない圧接型半導体装置が多
くなった。これは、半導体基体内で生じる電力損失によ
る発熱を抑制するため、加圧接触型にして半導体素子の
２つの面から熱をはこび出すことを主眼とするものであ
る。
くなった。これは、半導体基体内で生じる電力損失によ
る発熱を抑制するため、加圧接触型にして半導体素子の
２つの面から熱をはこび出すことを主眼とするものであ
る。
圧接型半導体装置は実用に際しては、第１図に示すよう
に多くの構成物よりなる半導体スタックを組むのが一般
的である。第１図において半導体素子基体１０の一方の
面を例えばモリブデン等からなる温度補償板１１に接触
せしめ、他方の面をタングステン等からなる機械的支持
′板Ｉ２に接触させる。これら二つの板１１．１２の外
側に電極金属スタンプ７ 、？ 、 １４を介してそれ
ぞれＡ／等からなる冷却フィン１５．１６を設ける。２
２は外囲器である。更に一方の冷却フィン１５は、絶縁
板１７および鋼等からなる点接触治具１９を介して加圧
板２θと接触させ、他吐 方の冷却フィン１６は、然縁板１８を介して加圧板２１
に接触せしめる。下側の加圧板２ノは通常加圧時には固
定板となり、上部の加圧板２０側から矢印の方向に力を
加えることにより、半導体素子基体１０は、電気的、熱
的に外部と接続される。この構造は半導体スタックと呼
ばれる。
に多くの構成物よりなる半導体スタックを組むのが一般
的である。第１図において半導体素子基体１０の一方の
面を例えばモリブデン等からなる温度補償板１１に接触
せしめ、他方の面をタングステン等からなる機械的支持
′板Ｉ２に接触させる。これら二つの板１１．１２の外
側に電極金属スタンプ７ 、？ 、 １４を介してそれ
ぞれＡ／等からなる冷却フィン１５．１６を設ける。２
２は外囲器である。更に一方の冷却フィン１５は、絶縁
板１７および鋼等からなる点接触治具１９を介して加圧
板２θと接触させ、他吐 方の冷却フィン１６は、然縁板１８を介して加圧板２１
に接触せしめる。下側の加圧板２ノは通常加圧時には固
定板となり、上部の加圧板２０側から矢印の方向に力を
加えることにより、半導体素子基体１０は、電気的、熱
的に外部と接続される。この構造は半導体スタックと呼
ばれる。
＠１図の点接触治具Ｉ９の目的を第２図を用いて説明す
る。半導体素子基体３０を金属スタンプ３１、絶縁物３
２、点接触治具３３及び加圧板３４からなる加圧スタッ
ドを考えた時、加圧板３４の底面、即ち点接触治具３．
？側力；同図の如く軸（ｃ−ｃ’）に対して直角の面で
かυ１場合にも、半導体素子基体３０にかたよった圧力
が加わらぬように一点で力を伝達しようとするのが点接
触治具３，９の目的である。
る。半導体素子基体３０を金属スタンプ３１、絶縁物３
２、点接触治具３３及び加圧板３４からなる加圧スタッ
ドを考えた時、加圧板３４の底面、即ち点接触治具３．
？側力；同図の如く軸（ｃ−ｃ’）に対して直角の面で
かυ１場合にも、半導体素子基体３０にかたよった圧力
が加わらぬように一点で力を伝達しようとするのが点接
触治具３，９の目的である。
ところで第１図の如く構成されたスタックにおいて、半
導体素子基体１０の面内応力分。布を実測すると第３図
の如くなる。実線Ａが温度補償板１１と接する側の半導
体素子基体１０の表面近傍の応力分布であり、実線Ｂは
冷却フィン１５と絶縁板１７の境界面における応力分布
である。横軸りのＲ８は温度補償板１１の半径である。
導体素子基体１０の面内応力分。布を実測すると第３図
の如くなる。実線Ａが温度補償板１１と接する側の半導
体素子基体１０の表面近傍の応力分布であり、実線Ｂは
冷却フィン１５と絶縁板１７の境界面における応力分布
である。横軸りのＲ８は温度補償板１１の半径である。
図の如＜：Ａ、Ｂ共中心部（Ｘ：０ ）の応力が極めて
高い。これは、第１図で示した点接触治具Ｉ９が外から
一点で力を受は伝達するため力が中央に集中するためで
ある。この上う（二応力が集中すると、部分的に熱抵抗
がトったり、電力集中を起こしたり゛し、最終的には半
導体素子基体が破壊する問題点をもっていた。
高い。これは、第１図で示した点接触治具Ｉ９が外から
一点で力を受は伝達するため力が中央に集中するためで
ある。この上う（二応力が集中すると、部分的に熱抵抗
がトったり、電力集中を起こしたり゛し、最終的には半
導体素子基体が破壊する問題点をもっていた。
本発明は上記の点に鑑み、半導体基体内の応力分布を均
一にして信頼性向」二を図った圧接型半導体装置を提供
するものである。
一にして信頼性向」二を図った圧接型半導体装置を提供
するものである。
本発明は、第１図のような半導体スタックにおいて点接
触治具と半導体素子基体との間に、周辺部が中央よりも
肉厚であって、加圧時の変形により半導体素子基体の面
内応力分布を均一にする圧力分散用部材を介在させる。
触治具と半導体素子基体との間に、周辺部が中央よりも
肉厚であって、加圧時の変形により半導体素子基体の面
内応力分布を均一にする圧力分散用部材を介在させる。
本発明によれば、半導体基体の内部応力を均一化して、
部分的なコンタクトによる電力集中や熱抵抗の増大によ
る破壊を防雨し、圧接型半導体装置の信頼性向ｔが図ら
れる。
部分的なコンタクトによる電力集中や熱抵抗の増大によ
る破壊を防雨し、圧接型半導体装置の信頼性向ｔが図ら
れる。
本発明の一実施例を図を用いながら説明する。
第４図は本発明の一実施例（二おける圧力分散用部材と
しての金属板４１であって、同図（ａ））ｉ断面図、同
図（ｈ）は平面図である。図の如く、金属板４１は中心
部の厚さより周辺部の厚さ力を厚し）ものでＡ／または
Ｃｕ等力）らな＆】、例えトｆ直１蚤Ｄ＝６０１を程度
の場合、周辺部と中１１１部の厚みの差が３０〜４０（
μｍ）程度でよＸＩ）。このようにつくられた厚さの不
均一な金属板４１を第５図に示す如く、絶縁板１７と冷
却フィン１５の間に挿入して図の上部から矢印の向き１
′″−加圧する。なお第５図において、＠１図と対し６
する部分には第１図と同一、符号を付しである。力をよ
、・点接触治具１７を通過するどきに軸（Ｃ−Ｃ’）の
中央に集中するが金属板４１のところで周端部が厚いこ
とによって力の伝達力を中央部よＩ）密となる。その結
果点接触治具１９のところで集中した力が再び分散され
て均一化するため、半導体素子基体ＩＯには面内Ｃ二１
ヨヲ新一様な力カー力ロわることになる。
しての金属板４１であって、同図（ａ））ｉ断面図、同
図（ｈ）は平面図である。図の如く、金属板４１は中心
部の厚さより周辺部の厚さ力を厚し）ものでＡ／または
Ｃｕ等力）らな＆】、例えトｆ直１蚤Ｄ＝６０１を程度
の場合、周辺部と中１１１部の厚みの差が３０〜４０（
μｍ）程度でよＸＩ）。このようにつくられた厚さの不
均一な金属板４１を第５図に示す如く、絶縁板１７と冷
却フィン１５の間に挿入して図の上部から矢印の向き１
′″−加圧する。なお第５図において、＠１図と対し６
する部分には第１図と同一、符号を付しである。力をよ
、・点接触治具１７を通過するどきに軸（Ｃ−Ｃ’）の
中央に集中するが金属板４１のところで周端部が厚いこ
とによって力の伝達力を中央部よＩ）密となる。その結
果点接触治具１９のところで集中した力が再び分散され
て均一化するため、半導体素子基体ＩＯには面内Ｃ二１
ヨヲ新一様な力カー力ロわることになる。
＠６図は本実施例による温度補イ賞板１１と半導体素子
基体ＩＯとの境界面における圧縮応力を測定したもので
ある。同図の如く、はぼ一様な応力分布が得られた。
基体ＩＯとの境界面における圧縮応力を測定したもので
ある。同図の如く、はぼ一様な応力分布が得られた。
尚、本発明のスタックを構成する場合、圧力分散用部材
を挿入する位置は、絶縁板と冷却フィンどの間にこだわ
らず、点接触治具と半導体素子基体の間ならどこでもよ
い。
を挿入する位置は、絶縁板と冷却フィンどの間にこだわ
らず、点接触治具と半導体素子基体の間ならどこでもよ
い。
第７図ｆａ）、 （ｂ）は本発明の他の実施例の圧力分
散用部材の断面図と平面図で、内径の異なる金属リング
を三枚重ねて構成１．ている。図の如く、中央部に金属
がないものも本発明に含まれる。
散用部材の断面図と平面図で、内径の異なる金属リング
を三枚重ねて構成１．ている。図の如く、中央部に金属
がないものも本発明に含まれる。
第８図（ａｌ 、 （ｂ＋は更に別の実施例の圧力分散
用部材の断面図と平面図で、同図ｆｎｌの断面で示す如
く両面が凹状になって、いてもよい。
用部材の断面図と平面図で、同図ｆｎｌの断面で示す如
く両面が凹状になって、いてもよい。
第１図は従来の半導体スタックの断面図、第２図はその
点接触治具の働きを説明するための図、第３図は従来の
半導体スタックにおける半導体素子基体の面内応力分布
を示す図、第４図（ａｌ ｌ （ｂ）は本発明の一実施
例に用いる圧力分散用渣材としての金属板を示す図、第
５図は同実施例の半導体スタック構成図、第６図は同実
施例による半導体素子基体内の面内応力分布を示す図、
第７図（ａｌ 、 （ｂｌおよび第８図（ａ） 、 （
ｂｌは本発明の他の実施例の圧力分散用部材を示す図で
ある。 １０・・・半導体素子基体、１１・・・温度補償板、１
２・・・支持板、１．９ 、 Ｚ ４・・・金属スタン
プ、１５゜１６・・・冷却フィン、１７．ＩＦｔ・・・
絶縁板、１９・・・点接触治具、２０．２１・・・加！
王板、２２・・・外囲器、４）・・・金属板（圧力分散
用部材）。 出願入代押入 弁理士 鈴 圧式 彦第１図 第８図 １５４− （ａ） （ｂ）
点接触治具の働きを説明するための図、第３図は従来の
半導体スタックにおける半導体素子基体の面内応力分布
を示す図、第４図（ａｌ ｌ （ｂ）は本発明の一実施
例に用いる圧力分散用渣材としての金属板を示す図、第
５図は同実施例の半導体スタック構成図、第６図は同実
施例による半導体素子基体内の面内応力分布を示す図、
第７図（ａｌ 、 （ｂｌおよび第８図（ａ） 、 （
ｂｌは本発明の他の実施例の圧力分散用部材を示す図で
ある。 １０・・・半導体素子基体、１１・・・温度補償板、１
２・・・支持板、１．９ 、 Ｚ ４・・・金属スタン
プ、１５゜１６・・・冷却フィン、１７．ＩＦｔ・・・
絶縁板、１９・・・点接触治具、２０．２１・・・加！
王板、２２・・・外囲器、４）・・・金属板（圧力分散
用部材）。 出願入代押入 弁理士 鈴 圧式 彦第１図 第８図 １５４− （ａ） （ｂ）
Claims (1)
- 半導体素子基体の両面にそれぞれ金属スタンプと冷却フ
ィンを積ね、これらの積層体に更に点接触治具を介して
加圧板を積ねて構成される圧接型半導体装置において、
前記点接触治具と半導体素子基体との間に、周辺部が中
央部より肉厚で加圧時の変形により半導体素子への面内
応力分布を均一にする圧力分散用部材を介在させたこと
を特徴とする圧接型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112944A JPS594032A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 圧接型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112944A JPS594032A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 圧接型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594032A true JPS594032A (ja) | 1984-01-10 |
Family
ID=14599411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57112944A Pending JPS594032A (ja) | 1982-06-30 | 1982-06-30 | 圧接型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0393997A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-18 | Showa Doboku Kk | 泥水加圧推進装置 |
| US5229915A (en) * | 1990-02-07 | 1993-07-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Power semiconductor device with heat dissipating property |
-
1982
- 1982-06-30 JP JP57112944A patent/JPS594032A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0393997A (ja) * | 1989-09-04 | 1991-04-18 | Showa Doboku Kk | 泥水加圧推進装置 |
| US5229915A (en) * | 1990-02-07 | 1993-07-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Power semiconductor device with heat dissipating property |
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