JPS60189942A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS60189942A JPS60189942A JP59045587A JP4558784A JPS60189942A JP S60189942 A JPS60189942 A JP S60189942A JP 59045587 A JP59045587 A JP 59045587A JP 4558784 A JP4558784 A JP 4558784A JP S60189942 A JPS60189942 A JP S60189942A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- semiconductor device
- case
- copper
- bonded
- 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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- 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
-
- 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
- H10W72/351—Materials of die-attach connectors
- H10W72/353—Materials of die-attach connectors not comprising solid metals or solid metalloids, e.g. ceramics
- H10W72/354—Materials of die-attach connectors not comprising solid metals or solid metalloids, e.g. ceramics comprising polymers
-
- 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
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/754—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
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】
この発明は大電力用モジコールに好適な半導体装置に関
し、特に従来品よりも著しく耐久性の大きな半導体装置
に関するものである。
し、特に従来品よりも著しく耐久性の大きな半導体装置
に関するものである。
［発明の技術的背景］
従来の大電力用モジュールに使用されている半導体装置
をｆｆ１１図に示Ｊ０ 同図において、１は取−缶用基板を並ねる金属製の放熱
板（ヒートシンク）であり、該放熱板１上には側壁部分
のみから成るケース２がシリコーン接着剤３を介して接
着されている。 ケース２内の該放熱板１上にはアルミ
ナ（Ａ１．２０３ ）製の基板材４Ａの両面に銅又は調
合金製のシー１−４Ｂ及び４ＣをＣＩＪ Ｃｕ＊Ｏ共品
接金品接合るいわゆる。Ｄ Ｂ ＣＷ板４． （１）
１ｒｅｃｔ ［３ｏｎｄｅｄ Ｃ，ｏｐｐｅｒＢａｓｅ
）が半田等により接着されている。 ＤＢＣ基板４の上
方のシート４Ｂ上には半導体素子５がダイボンドされて
おり、まＩこ該シー１〜４Ｂ十には外部接続リード６８
〜６ｆの下端が半田づけされている。 また、７は半導
体素子５と外部接続リードとを接続するボンデイングワ
イ■、８はケース２内に注入され口つ硬化されたゲル状
シリコーン、９はケース２内の上部空間に充填され口つ
硬化されたエポキシ樹脂の如きキャスティング樹脂であ
る。
をｆｆ１１図に示Ｊ０ 同図において、１は取−缶用基板を並ねる金属製の放熱
板（ヒートシンク）であり、該放熱板１上には側壁部分
のみから成るケース２がシリコーン接着剤３を介して接
着されている。 ケース２内の該放熱板１上にはアルミ
ナ（Ａ１．２０３ ）製の基板材４Ａの両面に銅又は調
合金製のシー１−４Ｂ及び４ＣをＣＩＪ Ｃｕ＊Ｏ共品
接金品接合るいわゆる。Ｄ Ｂ ＣＷ板４． （１）
１ｒｅｃｔ ［３ｏｎｄｅｄ Ｃ，ｏｐｐｅｒＢａｓｅ
）が半田等により接着されている。 ＤＢＣ基板４の上
方のシート４Ｂ上には半導体素子５がダイボンドされて
おり、まＩこ該シー１〜４Ｂ十には外部接続リード６８
〜６ｆの下端が半田づけされている。 また、７は半導
体素子５と外部接続リードとを接続するボンデイングワ
イ■、８はケース２内に注入され口つ硬化されたゲル状
シリコーン、９はケース２内の上部空間に充填され口つ
硬化されたエポキシ樹脂の如きキャスティング樹脂であ
る。
［前頭技術の問題点］
一般に電力用半導体装置はＡンＡフ動作に伴う発熱と冷
却の繰返し、すなわちパワーサイクルを長期にわたって
受ける。 このように長期のパワーサイクルを受けると
半導体素子上の電極金属膜の劣化が進行し、徐々にボン
ディングワイヤと該電極金属膜との結合が劣化して最終
的にワイヤオープンの状態となって使用不能となる。
却の繰返し、すなわちパワーサイクルを長期にわたって
受ける。 このように長期のパワーサイクルを受けると
半導体素子上の電極金属膜の劣化が進行し、徐々にボン
ディングワイヤと該電極金属膜との結合が劣化して最終
的にワイヤオープンの状態となって使用不能となる。
半２９体素子−にの電極金属膜の劣化は一般に電流密庶
の大きい部分はど大きく、温度上昇の大きな部分はど著
しいことがわかっている。
の大きい部分はど大きく、温度上昇の大きな部分はど著
しいことがわかっている。
１１Ｆ８記の如き構成の従来の半導体装置に長期パワー
→ノイクル試験を実施すると、ワイヤオープンが＋ｏｏ
ｏｏ〜１５０００サイクルで発生していたが、この値は
高信頼性を要求される電力用半導体波防として望ましい
ものではなく、従って従来の半導体装置においては耐久
性が低いという欠点があった。
→ノイクル試験を実施すると、ワイヤオープンが＋ｏｏ
ｏｏ〜１５０００サイクルで発生していたが、この値は
高信頼性を要求される電力用半導体波防として望ましい
ものではなく、従って従来の半導体装置においては耐久
性が低いという欠点があった。
［発明の目的コ
この弁明の目的は従来の半導体装置よりも著しく耐久性
が高く、且つ製造コストを著しく高騰ざけることなく製
造することのできる、改良された半導体装置を提供する
ことである。
が高く、且つ製造コストを著しく高騰ざけることなく製
造することのできる、改良された半導体装置を提供する
ことである。
［発明の概要］
本発明者は、長期パワーザイクル試験において従来の半
導体装置にライ−１フフ１−プンを生ずる原因が主とし
て従来のＤ Ｂ Ｏ基板の熱伝導性の低さにあることに
着目し、それ故、半導体素子上の電極金属膜のン品度上
界を防止するためにＤＢＣ基板の素材及び寸法等につい
て種々の試験を行った結果、本発明によれば、製造コス
トを著しく高騰させることな〈従来の半導体装置よりｂ
著しく耐久性の高い半導体装置を稗られることがわかっ
た。
導体装置にライ−１フフ１−プンを生ずる原因が主とし
て従来のＤ Ｂ Ｏ基板の熱伝導性の低さにあることに
着目し、それ故、半導体素子上の電極金属膜のン品度上
界を防止するためにＤＢＣ基板の素材及び寸法等につい
て種々の試験を行った結果、本発明によれば、製造コス
トを著しく高騰させることな〈従来の半導体装置よりｂ
著しく耐久性の高い半導体装置を稗られることがわかっ
た。
本発明により改良された半導体装置は、窒化アルミニウ
ム（△ＩＮ）板の少くとも一方の面に銅又は調合金製の
シートをＣ１ｌ −Ｃｕ ２０ＪＩ：晶接合して成る新
規なり８０Ｍ板を有し、該基板の該シー１〜にに半導体
チップをダイボンディングしたものであり、従来の半導
体装置よりも著しく長期パワーザイクル試験値が高く、
従って耐久性が高いことを特長とする。 本発明の半導
体装置のもう一つの特長は、従来の製造工程を変更する
ことな〈従来の半導体装置の製造条件と同−条件及び同
一工程で！ｌＩ！７造することができ、その結果、性能
が著しく向上するにもかかわらず、製造コストの高騰は
全くないということにある。
ム（△ＩＮ）板の少くとも一方の面に銅又は調合金製の
シートをＣ１ｌ −Ｃｕ ２０ＪＩ：晶接合して成る新
規なり８０Ｍ板を有し、該基板の該シー１〜にに半導体
チップをダイボンディングしたものであり、従来の半導
体装置よりも著しく長期パワーザイクル試験値が高く、
従って耐久性が高いことを特長とする。 本発明の半導
体装置のもう一つの特長は、従来の製造工程を変更する
ことな〈従来の半導体装置の製造条件と同−条件及び同
一工程で！ｌＩ！７造することができ、その結果、性能
が著しく向上するにもかかわらず、製造コストの高騰は
全くないということにある。
［発明の実施例］
以下に本発明の一実施例について説明する。
第２図に示す本発明の実施例では、半導体素子を搭載す
る基板のみが従来の半導体装置とは異る部分であるため
、以下の記載では第１図に示した部分についての説明は
必要がない限り省略Ｊ−る。
る基板のみが従来の半導体装置とは異る部分であるため
、以下の記載では第１図に示した部分についての説明は
必要がない限り省略Ｊ−る。
第２図に示した本発明の実施例では、アルミナよりも３
倍も熱化）９性のよい窒化アルミニウム（ΔＩＮ）板１
０△の両面に銅又は調合金製のシート１０Ｂ、ＩＯＣを
共晶接合させて（ずなわちＣ１ｌどＣ１１２０との共晶
合金が生ずるように融着させて）構成されＩＣ新規なり
ＢＣ基板１０を用いて従来と同じ方法で第２図の如き半
導体装置を多数製作した。 すなわち、窒化アルミニウ
ム板１０Ａの両面に銅又は調合金製のシー１〜ＩＯＢ及
び１０Ｃを共晶接合させた新規なりＩ３Ｇ基板１０の一
方の面に半導体素子５をダイボンティングするとともに
該基板１０の他方の面を放熱板１」−に半田等を用いて
接着した後、該放熱板１上にシリコーン接着剤３′ｃケ
ース２を接着することにより該基板１０及び半導体素子
５を該ケース２内に収容する。 次に該ケース２内にゲ
ル状シリコーン８を注入した後、これを硬化させ、更に
エポキシ樹脂等のキャスティング樹脂９を該ケース２内
に充填した後、該キャスティング樹脂９を硬化させて本
発明の半導体装置を完成する。
倍も熱化）９性のよい窒化アルミニウム（ΔＩＮ）板１
０△の両面に銅又は調合金製のシート１０Ｂ、ＩＯＣを
共晶接合させて（ずなわちＣ１ｌどＣ１１２０との共晶
合金が生ずるように融着させて）構成されＩＣ新規なり
ＢＣ基板１０を用いて従来と同じ方法で第２図の如き半
導体装置を多数製作した。 すなわち、窒化アルミニウ
ム板１０Ａの両面に銅又は調合金製のシー１〜ＩＯＢ及
び１０Ｃを共晶接合させた新規なりＩ３Ｇ基板１０の一
方の面に半導体素子５をダイボンティングするとともに
該基板１０の他方の面を放熱板１」−に半田等を用いて
接着した後、該放熱板１上にシリコーン接着剤３′ｃケ
ース２を接着することにより該基板１０及び半導体素子
５を該ケース２内に収容する。 次に該ケース２内にゲ
ル状シリコーン８を注入した後、これを硬化させ、更に
エポキシ樹脂等のキャスティング樹脂９を該ケース２内
に充填した後、該キャスティング樹脂９を硬化させて本
発明の半導体装置を完成する。
［発明の効果］
前記のように新規な窒化アルミニウムのＤＢＣ基板を含
む本発明の半導体装置の多数に対して長期パワー１ノイ
クル試験を実施した結果、本発明の半導体装置では５０
０００ザイクルのパワー］ノイクルの後にもワイヤオー
プンを生じた半導体装置は全くなかった。
む本発明の半導体装置の多数に対して長期パワー１ノイ
クル試験を実施した結果、本発明の半導体装置では５０
０００ザイクルのパワー］ノイクルの後にもワイヤオー
プンを生じた半導体装置は全くなかった。
以上の結果から明らかなように、本発明によれば、従来
の半導体装置の製造工程と全く同じ二［程で製造するこ
とができるとともに従来の半導体装置よりも著しく耐久
性の高い半導体装置を提供づることができる。
の半導体装置の製造工程と全く同じ二［程で製造するこ
とができるとともに従来の半導体装置よりも著しく耐久
性の高い半導体装置を提供づることができる。
なお、前記実施例は本発明を限定１把−ｂのではなく、
本発明は前記実施例以外の半導体装置としても実現でき
ることは明らかである。
本発明は前記実施例以外の半導体装置としても実現でき
ることは明らかである。
第１図は従来の半導体装置の一部破断概略図、第２図は
本発明の半導体装置の一部破断概略図である。 １・・・放熱板、 ２・・・ケース、 ３・・・シリコ
ーン接盾剤、 ４・・・ｌ） Ｂ Ｃ単板、 ４Ａ・・
・基板材、＝ｑ＋３，４ｃ・・・（銅又は調合金製の）
シート、 ５・・・半）〃体素子、 ６ａ〜６［・・・
外部接続リード、７・・・ボンディングワイＡ７、８・
・・ゲル状シリコーン、 ９・・・キャスティング樹脂
、１０・・・ＤＢＣ基板、 １０Ａ・・・窒化アルミニ
ウム板、 １０１３゜１０Ｃ・・・（銅又は調合金製の
）シー１へ。 躬１許出願人 東京芝浦電気株式会社 代理人 弁理士 諸１）英ニ 第１図 第２図
本発明の半導体装置の一部破断概略図である。 １・・・放熱板、 ２・・・ケース、 ３・・・シリコ
ーン接盾剤、 ４・・・ｌ） Ｂ Ｃ単板、 ４Ａ・・
・基板材、＝ｑ＋３，４ｃ・・・（銅又は調合金製の）
シート、 ５・・・半）〃体素子、 ６ａ〜６［・・・
外部接続リード、７・・・ボンディングワイＡ７、８・
・・ゲル状シリコーン、 ９・・・キャスティング樹脂
、１０・・・ＤＢＣ基板、 １０Ａ・・・窒化アルミニ
ウム板、 １０１３゜１０Ｃ・・・（銅又は調合金製の
）シー１へ。 躬１許出願人 東京芝浦電気株式会社 代理人 弁理士 諸１）英ニ 第１図 第２図
Claims (1)
- １ 窒化アルミニウム板の少くとも一方の面に銅又は調
合金製のシートをＣＬＩ −Ｃ’ｕ ２０共品接合して
成る基板を有し、該基板の該シーＩ〜しに半導体素子を
ダイボンディングして成ることを特徴とする半導体装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045587A JPS60189942A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59045587A JPS60189942A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60189942A true JPS60189942A (ja) | 1985-09-27 |
Family
ID=12723472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59045587A Pending JPS60189942A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60189942A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62178555U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 | ||
| JPS62178554U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP59045587A patent/JPS60189942A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62178555U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 | ||
| JPS62178554U (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 |
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