JPS60186046A

JPS60186046A - ヒ−トシンク

Info

Publication number: JPS60186046A
Application number: JP59041602A
Authority: JP
Inventors: Takashi Miyamoto; 隆宮本
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-03-05
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 1985-09-21

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】イ、産業上の第１ｊ用分野本発明は、半導体装置に取シ付けられるヒートシンクの
構造に関するものである。

口、従来技術近年の半導体装置、特に高集積化、高速化された論理集
積回路は、その消費電力が１０ワツトを超えるものが出
現し、これを高信頼度に維持する為には、それから発生
した熱を効率良く放散する必要がある。熱放散の一方法
として、半導体装置にヒートシンクを取シつけることが
一般に行なわれている。従来のヒートシンクの取り付は
法は、例えば第１図に示すように、銅等でできたスタッ
ド１を、予じめセラミック・ケース２．にろう付けして
おき、ケース２の階段状凹部３の底面に半導体素子４を
固着し、しかる後に、アルミニウムや金を主成分とした
金属細線５で半導体素子４の一１極（図示せず）とケー
ス２側のパッド（図示せず）とを結線し、キヤ、プロで
凹部３を封止した後、アルミニウム等でできたフィン７
をスタッド１に嵌合させてヒートシンクとして機能させ
る。このように、取付けは比較的容易であるが、予めス
タ、ド１が突き出ているので、半導体素子を搭載する際
に不便が生じたシ、フィン７とスタッド１との嵌合強度
が十分に得られないなどの不都合がある０従来の第２のヒートシンク取付は方法は、上記　。

の不都合を解消するもので、第２図に示すように、スタ
ッド１を予じめフィン７に嵌合させて一体としたヒート
シンクを作っておき、前述と同様な方法で半導体装置と
組合せた後、ケー２２の表面に設けであるメタライズ層
８に、ろう劇９を挾んでヒートシンクを重ねろう材を融
かして接着する方法である。この方法によれば、ケース
側に余計な突起部が無くなシ、半導体装置の組み立てが
容易になるだけでなく、ヒートシンクと半導体装置とは
全編で接着されているので、強い引張強度を得ることが
できる。この例では、スタッド１は、フィン７に嵌合さ
れ史に上部でかしめであるので、フィン７がスタッド１
から抜けることは殆んどない。また、スタッド１とメタ
ライズＮｌ１８との接着はメタライズＩ−にニッケルめ
っきを施した後、金めつきを施し、スタッドは銅で形成
するか、更に同様にニッケル及び金めつきを施しておけ
ば、銀。

錫やインジウム、鉛や金、錫などのろう材を適当な厚さ
と大きさのシート状にして法むか、ペースト状にして塗
布して加熱することによシ容易に行なえる。必要ならは
、フラッフ艮を使用してもよい０しかし、この第２の方法では、シート状のろう材を一供
給したシ、ペースト状のろう材を塗布する際に手間がか
かるだけでなく、シートの載置位負のずれや、ペースト
の塗布ずれなどが生じるという欠点があった０ハ０発明の目的本発明の目的は、ヒートシンクを半導体装置の外囲器ケ
ースに接着する際に、ろう制シートの位置合せずれの慮
れなく、また、ペースト状ろう材を塗布するための手間
が省けて、信頼度の筒いヒートシンク付き半導体装置を
容易に製造することのできるヒートシンクを提供するに
ある。

二３発明の構成本発明によれば、ヒートシンク付き半導体装置を形成す
るだめの接着相手の半導体装置と接着する面に、予じめ
金鵬ろう材が付着されているヒートシンクが得られる。

ホ、実施例つぎに本発明を実施例によシ説明する。

第３図は本発明の一実施例の断面図である０第３図にお
いて、銅でできているスタッド１は、アルミニウムで形
成されたフィン７に嵌合さ孔ている。スタッド１は、フ
ィン７に嵌合する前に、ヒートシンク付き半導体装置を
形成するための接着相手の半導体装置と接着する面、す
なわち、底面にニッケルめっきが２〜５μｍの厚さに施
されておシ、さらにその上に、金めつきが１μｍ以上の
厚さに施されている。さらに、前記接着面に、例えば直
径ＩＱｍｓ、厚さ５０μｍの金、錫合金ろう材のシート
９を重ね、溶接用電極１０ａ、１０ｂを押し当て、過当
な電流を流すことによシスポット溶接で付着させる。ま
たは、電極１０ａ、１０ｂをそれぞれスタッド１の底面
と上面に押し当てて霜、流を流してもよい。

また、スポット溶接の際に酸化物などが生じてヒートシ
ンクのケースへの取シ付けに好ましくない場合は、第４
図のようにろう材シート９をスタッド１の底面よりも大
きめにするか、はぼ同じ大きさにしテ、ローラー１、極
１１ａ、１１１）で、その縁を全周にわたって溶接して
もよいし、直径方向の２点をスポット溶接してもよい。

また、ろう材の付着はめっき法によっても可能である。

例えば、第３図の例では、銅のスタッド１の底面にはん
だめっきを施して、アルミニウムのフィン７に嵌合して
も良いし、スタッド１をフィン７に嵌合した後、電解め
っきをしても、通常はアルミニウムの表面にめっきはさ
れないから、銅のスタッド部にのみ選択的にめっきが施
される。

また、蒸着法によってもろう利の付着が可能でるる。第
３図の例で、スタッド１の底面のみ紐出するようにマス
クで覆っておき、ろう材となるべき合金またはその合金
の成分の全編を同時に蒸着すればよい。

本発明の適用は以上の例罠限られない０例えば。

第５図に示すように、塔形のヒートシンク７の複数箇所
にろう材９ａ、９ｂを付着させることも可能である。こ
の例の場合、アルミニウムで形成したフィン７の底面に
杜、カッパライジング法あるいは爆着法によシ銅の層を
設け、これに直接にろう材を密着させるか、前述のよう
にめっき処理を施した上に、ろう材を付着させてもよい
。また、ろう材シートを接着する方法は、上述のような
スポット溶接だけには限らない。例えば、ヒートシンク
と半導体装置ケースとの接着をはんだなどで行う場合、
フシックスで半田シートを接着しておけば、その部分に
強い力を加えない限シ、半田シートが剥れることはなく
、後工程のはんだ付けの際に支障が起ることはない。

なお、本発明によれば、前記従来の第１図の例の場合の
ヒートシンク取付けに際しても効果を発揮することがで
きる。すなわち、第６図に示すように、アルミニウムで
作られたフィン７の中央部を凹状にしておき、その凹み
部内面に前記のカッパライジング法によシ銅の層を形成
し、その上にめっきなどによりろう材層９を形成してお
く。この凹み部に、半導体装置のケース上に設けられた
スタッド１を加熱しながら挿入すれば、ろう材９が融け
て、スタッド１と金属的に強固な密着が可能となる。こ
の例では、フィン７に設けた凹み部はフィンの上面に貫
通していないが、第１図の例のように貫通させることも
できる。また、フィン７を、銅や、銅とタングステンの
複合合金、モリブデンなどの金属で作れば、上述のカッ
パライジング処理は必要としない。

へ０発明の効果上述のとおシ、本発明によれば、ヒートシンクの取付け
が確実、容易となシ、このヒートシンクを取付けた半導
体装置の信頼度および製造歩留まシを上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のヒートシンクを半導体装置に取付けた状
態を示す断面図、第２図は他の従来例のヒートシンクを
半導体装置に取付けた状態を示す断面図、第３図、第４
図および第５図はそれぞれ本発明の一実施例、他の実施
例、およびさらに他の実施例の断面図、第６図は第１図
の従来例のフィンとスタッドの接着における本発明の一
応用例を示す断面図である。１・・・・・・スタッド、２・山・・セラミック・ケー
ス、３・・・・・・凹部、４・・・・・・半導体素子、
訃・・・・・金属細線、６・・・・・・キャップ、７・
旧・・フィン、８・旧・・メタライズ層、９・・・・・
・ろう材シー）、１０．ａ’、１０ｂ・・団・溶接用′
＆極ｂ　１１ａ、１１ｂ・川・・ローラー電極。

Claims

【特許請求の範囲】

半導体装置に取付けられるヒートシンクにおいて、前記
半導体装置と接着する面に、予じめ金属ろう材が＋ｊ着
されていることを特徴とするヒートシンク。