JPS6015937A - 半導体支持電極用クラツド材 - Google Patents
半導体支持電極用クラツド材Info
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- JPS6015937A JPS6015937A JP58123649A JP12364983A JPS6015937A JP S6015937 A JPS6015937 A JP S6015937A JP 58123649 A JP58123649 A JP 58123649A JP 12364983 A JP12364983 A JP 12364983A JP S6015937 A JPS6015937 A JP S6015937A
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- invar
- cladding material
- plate
- invar plate
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W72/30—Die-attach connectors
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- 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
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- 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
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- 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】
〔発明の背景と目的〕
本発明は半導体支持電極用クラツド材に間する。
一般に半導体装置では半導体素子と電極材とが半［１］
等により接続された構造となっているが、例えば高集偵
化されたＩＣやパワー素子においては素子からの発熱が
非常に大きい。このため電極材としては電気伝導性の良
いことと共に、素子に発生ずる熱を速やかに放散させる
ために熱伝乃性の良いこと、及び熱衝撃に耐えるために
ｌ’Ｊｌ ｋ張係数が素子との間で極端な差がなく整合
性がとれていること、且つ半導体装置に対して必要な形
状に加工することが容易であること、さらに素子との接
着が容易であること等の性質が要求される。
等により接続された構造となっているが、例えば高集偵
化されたＩＣやパワー素子においては素子からの発熱が
非常に大きい。このため電極材としては電気伝導性の良
いことと共に、素子に発生ずる熱を速やかに放散させる
ために熱伝乃性の良いこと、及び熱衝撃に耐えるために
ｌ’Ｊｌ ｋ張係数が素子との間で極端な差がなく整合
性がとれていること、且つ半導体装置に対して必要な形
状に加工することが容易であること、さらに素子との接
着が容易であること等の性質が要求される。
この様なことから、一般に電極材としてはＣｕが用いら
れるが、その熱膨張係数は１６．５Ｘ１０−’／℃であ
り、半導体素子の例えばＳｉの３．５ Ｘｌ０−６／℃
と比べれば非常に大きく、昇温次の熱歪差が問題となる
。
れるが、その熱膨張係数は１６．５Ｘ１０−’／℃であ
り、半導体素子の例えばＳｉの３．５ Ｘｌ０−６／℃
と比べれば非常に大きく、昇温次の熱歪差が問題となる
。
このため、従来は第３図に示されるように、例えばＳｉ
ｌの半導体素子とＣｕ電極材２”の中間に熱膨張係数整
合用のＭＯ３′あるいはＷを挟んで半田付しているが、
このＭＯやＷは資源的に偏在する希少材料であるために
高価であり、またプレスによる紋り加工がほとんど不可
能であるなと半導体装置のように非常に小型で精密性が
要求されるものにとっては成形性が良くないという難点
がある。なお、第３図において、４′は半田付部、５′
はアルミナ絶縁体、６′はＣｕ支持板である。
ｌの半導体素子とＣｕ電極材２”の中間に熱膨張係数整
合用のＭＯ３′あるいはＷを挟んで半田付しているが、
このＭＯやＷは資源的に偏在する希少材料であるために
高価であり、またプレスによる紋り加工がほとんど不可
能であるなと半導体装置のように非常に小型で精密性が
要求されるものにとっては成形性が良くないという難点
がある。なお、第３図において、４′は半田付部、５′
はアルミナ絶縁体、６′はＣｕ支持板である。
このような従来技術に対し、出願人は予てよりＣｕ電極
材及びＭｏやＷに代わる新しい熱膨張整合材どして、Ｃ
ｕとインバー（Ｆｅ −３６，５％Ｎｉ合金）のクラッ
ト材の開発を検討してきた。その結果、Ｃｕとインバー
のクラツド材ではその構成によっては熱膨張整合性を兼
ね備えた電極材として非當に有用であることが確認され
た。
材及びＭｏやＷに代わる新しい熱膨張整合材どして、Ｃ
ｕとインバー（Ｆｅ −３６，５％Ｎｉ合金）のクラッ
ト材の開発を検討してきた。その結果、Ｃｕとインバー
のクラツド材ではその構成によっては熱膨張整合性を兼
ね備えた電極材として非當に有用であることが確認され
た。
本発明の目的は、かかるクラツド材の改良として、熱放
散性・電気伝導性・熱膨張整合性・半ｌ１１１付性に総
合的に優れた半導体支持電極用クラッド祠を提供するこ
とにある。
散性・電気伝導性・熱膨張整合性・半ｌ１１１付性に総
合的に優れた半導体支持電極用クラッド祠を提供するこ
とにある。
すなわち本発明の要旨は、インバー板の両面に銅板を配
置しこれらを積層一体化したクラツド材からなるものに
おいて、前記インバー板の体積比率をクラット材全体の
２０〜８０％としたことがある。
置しこれらを積層一体化したクラツド材からなるものに
おいて、前記インバー板の体積比率をクラット材全体の
２０〜８０％としたことがある。
インバーは周知のように優れた低熱膨張係数（１，２＞
（１０−６／”Ｃ）を有する合金であり、しかもＣｕな
どと同じように一般材わ１として豊富であると共に軟か
く加工しやすい特徴を有している。
（１０−６／”Ｃ）を有する合金であり、しかもＣｕな
どと同じように一般材わ１として豊富であると共に軟か
く加工しやすい特徴を有している。
第１図はインバー板ｌの両面にＣｕ板２，２を配置し、
これら冷間圧延により圧接一体化したクラツド材３の断
面構造を示す。第２図はこのようなりラッド材３におい
て、インバー板ｌの板厚を変えることによりその体積比
率を変えた場合の板面に平行方行の熱膨張係数αと、熱
伝導重大の変化をみたものである。つぎにこの第２図作
成に用いたクラット材３を電極材として第４図のような
半導体装置を組立て、これにより実際の実負荷試験を行
った。この結果、このようなりラット材からなる電極材
としては、インバーの体積比率が２０％未満ではυ１膨
張係数がＣｕの値に近づきすぎ半導１体素子との熱膨張
整合性に問題があり、またインバーの体積比率が８０％
を越ると実装状態において熱放散性の面で不十分である
ことが認められた。なお、かかる限定、範囲は飽くまで
もインバー板の両面に銅板を配置した３層構造のクラッ
ト材からなるものの場合であり、クラット材の構造が異
なればその限定範囲も自ずと異なってくるものと思われ
る。さらに本発明のクラット材は、銅板が外側表面に位
置されたことにより、特に熱放散性・電気 伝導性・半
田付性に優れているものである。
これら冷間圧延により圧接一体化したクラツド材３の断
面構造を示す。第２図はこのようなりラッド材３におい
て、インバー板ｌの板厚を変えることによりその体積比
率を変えた場合の板面に平行方行の熱膨張係数αと、熱
伝導重大の変化をみたものである。つぎにこの第２図作
成に用いたクラット材３を電極材として第４図のような
半導体装置を組立て、これにより実際の実負荷試験を行
った。この結果、このようなりラット材からなる電極材
としては、インバーの体積比率が２０％未満ではυ１膨
張係数がＣｕの値に近づきすぎ半導１体素子との熱膨張
整合性に問題があり、またインバーの体積比率が８０％
を越ると実装状態において熱放散性の面で不十分である
ことが認められた。なお、かかる限定、範囲は飽くまで
もインバー板の両面に銅板を配置した３層構造のクラッ
ト材からなるものの場合であり、クラット材の構造が異
なればその限定範囲も自ずと異なってくるものと思われ
る。さらに本発明のクラット材は、銅板が外側表面に位
置されたことにより、特に熱放散性・電気 伝導性・半
田付性に優れているものである。
第４図は本発明の一実施（り゛）に係る半導体装置の構
造を示す。この半導体装置は第１図に示されるＣｕとイ
ンバーの３ｒＦＡ構造のクラツド材３を電極材４とし、
この上に直接シリコンを半田（ｔ Ｌ、たものである。
造を示す。この半導体装置は第１図に示されるＣｕとイ
ンバーの３ｒＦＡ構造のクラツド材３を電極材４とし、
この上に直接シリコンを半田（ｔ Ｌ、たものである。
なお、６は半田付部・７はアルミナ絶縁体・８はＣｕ支
持板である。
持板である。
このほかに前記クラツド材の半導体装置への適用例とし
ては、サイリスタやパワートランジスタなどへの応用が
ある。
ては、サイリスタやパワートランジスタなどへの応用が
ある。
さて第４図の半導体装置において、実負荷状態において
熱■υ張性のはかζご注目しなければならないことばυ
１放散性であり、この場合シリコン５から発生する熱を
いかに放熱させ、そして各構成材を通してＣｕ支持板（
ヒートシンク）８に伝えるかであるが、熱伝導率で比較
し！ご場合、従来のＭＯは約帆３５ｃａｌ ／ｃｍ−ｓ
ｅｃ −’Ｃであるが、本クラット材３てはインバーの
体積１．ヒ率が８０％で約帆０３Ｃａ１／Ｃｍ１ＳｅＣ
１℃てあリインバーの体積比率が２０％で約０．１．５
ｃａｌ ／ｃｍ ” ｓｅｃ ・℃とＭＯと比較して小
さい値であることから、熱放散性の面で心配がある。し
かしながら本クラツド材によれば、銅板を外側に配置し
た構成とすることにより、半導体装置実負荷時の温度分
布解析例（図示せず）をみるとわかるように、板面方向
への熱拡がりが太きいために全体の熱抵抗はＭＯの場合
と大差がない。
熱■υ張性のはかζご注目しなければならないことばυ
１放散性であり、この場合シリコン５から発生する熱を
いかに放熱させ、そして各構成材を通してＣｕ支持板（
ヒートシンク）８に伝えるかであるが、熱伝導率で比較
し！ご場合、従来のＭＯは約帆３５ｃａｌ ／ｃｍ−ｓ
ｅｃ −’Ｃであるが、本クラット材３てはインバーの
体積１．ヒ率が８０％で約帆０３Ｃａ１／Ｃｍ１ＳｅＣ
１℃てあリインバーの体積比率が２０％で約０．１．５
ｃａｌ ／ｃｍ ” ｓｅｃ ・℃とＭＯと比較して小
さい値であることから、熱放散性の面で心配がある。し
かしながら本クラツド材によれば、銅板を外側に配置し
た構成とすることにより、半導体装置実負荷時の温度分
布解析例（図示せず）をみるとわかるように、板面方向
への熱拡がりが太きいために全体の熱抵抗はＭＯの場合
と大差がない。
したがって本クラット材は十分ＭＯの代替として使用で
きることが確認された。なお、この点については次の試
験によっても認めることができる。
きることが確認された。なお、この点については次の試
験によっても認めることができる。
第５図および第６図は本クラツド材をパワートランジス
タの電極材として応用した場合の温度（Ｊイクルの試験
結果を示す。温度サイクルは、いずれも１５（１℃（２
５分）→室温（５）→−５５°Ｃ（２５分）→室温（５
分）という条件で行なわれた。
タの電極材として応用した場合の温度（Ｊイクルの試験
結果を示す。温度サイクルは、いずれも１５（１℃（２
５分）→室温（５）→−５５°Ｃ（２５分）→室温（５
分）という条件で行なわれた。
第７１４および第８図は本クラツド材をパワートランジ
スタの電極材として応用した場合のパワーサイクル試験
結果を示す。パワーサイクル試験は５０°Ｃ〜８０℃の
間で行なわれた。
スタの電極材として応用した場合のパワーサイクル試験
結果を示す。パワーサイクル試験は５０°Ｃ〜８０℃の
間で行なわれた。
第５〜８図をみるとわかるように、いずれの試験におい
ても熱抵抗が非常に安定しており、木クラット材は熱放
散性の面で実用上問題のないことが確認された。
ても熱抵抗が非常に安定しており、木クラット材は熱放
散性の面で実用上問題のないことが確認された。
以」−のように本発明の半導体支持電極用クラット材に
よれば、インバー板の両面に銅板を配置した構成のクラ
ツド材において、インバー板の体積比率を全体の２０〜
８０％としたことにより、熱膨張整合性を兼ね備えた電
極材として良好な熱放散性・電気伝導性・半田付性を示
すと共に熱抵抗が非常に安定しているために従来のＭｏ
やＷに代わる新しい材料として使用することができる。
よれば、インバー板の両面に銅板を配置した構成のクラ
ツド材において、インバー板の体積比率を全体の２０〜
８０％としたことにより、熱膨張整合性を兼ね備えた電
極材として良好な熱放散性・電気伝導性・半田付性を示
すと共に熱抵抗が非常に安定しているために従来のＭｏ
やＷに代わる新しい材料として使用することができる。
また、本クラツド材を使用することにより半導体装置の
コストダウン、小型化を大幅に前進させることが可能と
なり、その工業的価値はきわめて大きいものがある。
コストダウン、小型化を大幅に前進させることが可能と
なり、その工業的価値はきわめて大きいものがある。
第１図はＣｕ／インバー／ Ｃｕクラット材の断面図、
第２図はインバーの体積比率に関係する特性図、第３図
は従来の半導体装置の構造を示す部分断面図、第４図は
本発明の一実施例に係る半導体装置の構造を示す部分断
面図、第５図及び第６図は夫々温度サイクル試験結果を
示す説明図、第７図及び第８図は夫々パワーサイクル試
験結果を示す説明図である。 １：インバー板、２：銅板、３：クラット材。 ０ ２（１４０６０８０＋ｏ。 イノｌ＼−のイ本＃、よヒ率（九） Ｎ３図 第 ４０ ６′ 斥 ｓ５ 見 ′ｒ図 ハ＠７−サイフル数 （回） 宛 ８ 図 １マフ−サイ２ル数 （回り 第１頁の続き ０発 明 者 大高達也 土浦市木田余町３５５０番地日立電 線株式会社金属研究所内
第２図はインバーの体積比率に関係する特性図、第３図
は従来の半導体装置の構造を示す部分断面図、第４図は
本発明の一実施例に係る半導体装置の構造を示す部分断
面図、第５図及び第６図は夫々温度サイクル試験結果を
示す説明図、第７図及び第８図は夫々パワーサイクル試
験結果を示す説明図である。 １：インバー板、２：銅板、３：クラット材。 ０ ２（１４０６０８０＋ｏ。 イノｌ＼−のイ本＃、よヒ率（九） Ｎ３図 第 ４０ ６′ 斥 ｓ５ 見 ′ｒ図 ハ＠７−サイフル数 （回） 宛 ８ 図 １マフ−サイ２ル数 （回り 第１頁の続き ０発 明 者 大高達也 土浦市木田余町３５５０番地日立電 線株式会社金属研究所内
Claims (1)
- （１） インバー板の両面に銅板を配置しこれらを積層
一体化したクラツド材からなるものにおいて、前記イン
バー板の体積比率をクラツド材全体の２０〜８０％とし
たことを特徴とする半導体支持電極用クラッド材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123649A JPS6015937A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 半導体支持電極用クラツド材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123649A JPS6015937A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 半導体支持電極用クラツド材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6015937A true JPS6015937A (ja) | 1985-01-26 |
Family
ID=14865822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123649A Pending JPS6015937A (ja) | 1983-07-07 | 1983-07-07 | 半導体支持電極用クラツド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015937A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04184964A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-01 | Toshiba Corp | 窒化アルミニウムパッケージ |
| US5506447A (en) * | 1993-06-15 | 1996-04-09 | Fuji Electric Co., Ltd. | Hybrid integrated circuit |
| WO2004105141A1 (ja) * | 2003-05-22 | 2004-12-02 | Neomax Materials Co., Ltd. | 電極線材およびその線材によって形成された接続用リード線を備えた太陽電池 |
| WO2005114751A1 (ja) | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Neomax Materials Co., Ltd. | 太陽電池用電極線材 |
| JP2006245153A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Neomax Material:Kk | 太陽電池用電極接続線材及びその線材によって接続された太陽電池 |
| JP2019114651A (ja) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 晶呈科技股▲分▼有限公司 | 垂直型発光ダイオードダイの構造およびその製造方法 |
| CN117621562A (zh) * | 2023-11-13 | 2024-03-01 | 海特信科新材料科技有限公司 | 一种因瓦合金-铜复合板的制备工艺 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842243A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Hitachi Cable Ltd | 半導体素子用支持電極板 |
-
1983
- 1983-07-07 JP JP58123649A patent/JPS6015937A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5842243A (ja) * | 1981-09-07 | 1983-03-11 | Hitachi Cable Ltd | 半導体素子用支持電極板 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04184964A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-01 | Toshiba Corp | 窒化アルミニウムパッケージ |
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| WO2005114751A1 (ja) | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Neomax Materials Co., Ltd. | 太陽電池用電極線材 |
| US7754973B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-07-13 | Neomax Materials Co., Ltd. | Electrode wire for solar cell |
| EP3012872A2 (en) | 2004-05-21 | 2016-04-27 | Hitachi Metals, Ltd. | Solar cell |
| JP2006245153A (ja) * | 2005-03-02 | 2006-09-14 | Neomax Material:Kk | 太陽電池用電極接続線材及びその線材によって接続された太陽電池 |
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| CN117621562A (zh) * | 2023-11-13 | 2024-03-01 | 海特信科新材料科技有限公司 | 一种因瓦合金-铜复合板的制备工艺 |
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