JPS617637A - 半導体 - Google Patents
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- JPS617637A JPS617637A JP59128907A JP12890784A JPS617637A JP S617637 A JPS617637 A JP S617637A JP 59128907 A JP59128907 A JP 59128907A JP 12890784 A JP12890784 A JP 12890784A JP S617637 A JPS617637 A JP S617637A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体に関づるもので、特に発熱量の大きいパ
ワーＩＣやトランジスター等の熱歪に基づく障害を解消
したものである。
ワーＩＣやトランジスター等の熱歪に基づく障害を解消
したものである。
一般に半導体は、電極又は基板（以下電極等と略記）上
に、半導体素子（以下素子と略記）を搭載し、該素子に
外部リードを接続した後、これをレジンモールド等によ
り封止したもので、電極等には伝熱性や導電性に優れた
Ｃｕ又はＣｕ合金が用いられている。しかしながら素子
とＣｕ又はＣｕ合金では熱膨張率が大ぎく異なるため、
素子を搭載するダイボンディング時の高温からの冷却や
使用（動作）時の発熱において、熱膨張差による過大な
応力が素子に作用し、該素子の性能低下や素子にクラッ
クを発生りる欠点がある。
に、半導体素子（以下素子と略記）を搭載し、該素子に
外部リードを接続した後、これをレジンモールド等によ
り封止したもので、電極等には伝熱性や導電性に優れた
Ｃｕ又はＣｕ合金が用いられている。しかしながら素子
とＣｕ又はＣｕ合金では熱膨張率が大ぎく異なるため、
素子を搭載するダイボンディング時の高温からの冷却や
使用（動作）時の発熱において、熱膨張差による過大な
応力が素子に作用し、該素子の性能低下や素子にクラッ
クを発生りる欠点がある。
これを改善するため、従来は第３図に示すように、電極
等（１）の上に素子（２）をダイボンドにより搭載する
高Ｐｂ半田層（３）内に、ＷやＭＯからなる緩衝材（９
）を設けるか、又は電極等（１）をコバールやＮｉ−Ｆ
ｅ合金で形成している。面図において、（４）は素子（
２）のエミッターやベースを外部リード（５）（６）と
接続するＡ（−１％３ｉ合金線、（７）は素子（２）の
コレクターを電極等（１）を通して接続する外部リード
を示す。
等（１）の上に素子（２）をダイボンドにより搭載する
高Ｐｂ半田層（３）内に、ＷやＭＯからなる緩衝材（９
）を設けるか、又は電極等（１）をコバールやＮｉ−Ｆ
ｅ合金で形成している。面図において、（４）は素子（
２）のエミッターやベースを外部リード（５）（６）と
接続するＡ（−１％３ｉ合金線、（７）は素子（２）の
コレクターを電極等（１）を通して接続する外部リード
を示す。
Ｗ、’ＭＯ、’：］バール、Ｆｅ−Ｎｉ合金等は何れも
高価な金属で、伝熱性も劣るため、これを電極等に用い
ると半導体の熱抵抗を大きくし、これが設計上の障害と
なっており、このような障害は素子の大型化においても
重大な問題となっている。
高価な金属で、伝熱性も劣るため、これを電極等に用い
ると半導体の熱抵抗を大きくし、これが設計上の障害と
なっており、このような障害は素子の大型化においても
重大な問題となっている。
これを解決するため、電極等や緩衝材をＣｕとカーボン
繊維の複合材で形成することが試みられている。しかる
にＣｕとカーボン１Ｊｌｆｔを強固に界面接合させるた
めには、特殊な処理が必要となり、更に電極等や緩衝材
の成型を高温で行なうため、カーボンｍＨの損傷をまね
き易く、性能的にも、コスト的にも不都合なものとなる
。
繊維の複合材で形成することが試みられている。しかる
にＣｕとカーボン１Ｊｌｆｔを強固に界面接合させるた
めには、特殊な処理が必要となり、更に電極等や緩衝材
の成型を高温で行なうため、カーボンｍＨの損傷をまね
き易く、性能的にも、コスト的にも不都合なものとなる
。
本発明はこれに鑑み、種々検討の結果、高性能で小型、
軽量化にも貢献できる経済的な半導体を開発したもので
、電極等の上に素子を搭載し、該素子に外部リードを接
続した後、これをレジンモールドにより封止した半導体
において、電極等を５ｉＣＩＩ維とＡア又はＡ（合金か
らなる複合材で形成したことを特徴とするものである。
軽量化にも貢献できる経済的な半導体を開発したもので
、電極等の上に素子を搭載し、該素子に外部リードを接
続した後、これをレジンモールドにより封止した半導体
において、電極等を５ｉＣＩＩ維とＡア又はＡ（合金か
らなる複合材で形成したことを特徴とするものである。
即ち本発明半導体は、第１図に示すように、電極等（１
）をＳｉＣ繊維とＡ（又はＡλ金合金複合材で形成し、
該電極等（１）の上に高ｐｂ半田を用いて素子（２）を
ダイボンディングにより搭載し、該素子（２）の１ミツ
ターを外部リード（５）と、ベースを外部リード（６）
と、それぞれＡＪ！−１％８１合金線（４）により接続
し、素子（２）のコレクターを電極等（１）を通じて外
部リード（７）に接続し、しかる後第２図に示すように
、レジンモールド（８）を施して封止したものである。
）をＳｉＣ繊維とＡ（又はＡλ金合金複合材で形成し、
該電極等（１）の上に高ｐｂ半田を用いて素子（２）を
ダイボンディングにより搭載し、該素子（２）の１ミツ
ターを外部リード（５）と、ベースを外部リード（６）
と、それぞれＡＪ！−１％８１合金線（４）により接続
し、素子（２）のコレクターを電極等（１）を通じて外
部リード（７）に接続し、しかる後第２図に示すように
、レジンモールド（８）を施して封止したものである。
ＳｉＣｍＮとしては、有機珪素化合物ポリマーを紡糸し
た先駆体を焼成して直径５〜５０μ程度の繊維とするか
、又はカーボン繊維を芯線としてその表面に、例えば化
学気相反応（ＣＶＤ）を応用して、ジクロルメチルシラ
ン蒸気とＨ２ガスの混合気流中、約１２００℃でＳｉＣ
を析出させた繊維を用いる。また複合材としＣは、上記
繊維を束ねて所望形状とし、これにＡ（又はｌｅ合金溶
湯を含浸させるか、あるいは繊維を束ねてシート状とし
、これとＡ（又はＡ（合金箔を積層するか、又はこれに
Ａ（又はへア合金粉をスラリー状として充填し、これを
ホットプレスにより所望形状に成型して複合化させると
共に電極等を形成する。
た先駆体を焼成して直径５〜５０μ程度の繊維とするか
、又はカーボン繊維を芯線としてその表面に、例えば化
学気相反応（ＣＶＤ）を応用して、ジクロルメチルシラ
ン蒸気とＨ２ガスの混合気流中、約１２００℃でＳｉＣ
を析出させた繊維を用いる。また複合材としＣは、上記
繊維を束ねて所望形状とし、これにＡ（又はｌｅ合金溶
湯を含浸させるか、あるいは繊維を束ねてシート状とし
、これとＡ（又はＡ（合金箔を積層するか、又はこれに
Ａ（又はへア合金粉をスラリー状として充填し、これを
ホットプレスにより所望形状に成型して複合化させると
共に電極等を形成する。
このようにして形成した電極等に直接素子をダイボンデ
ィングにより搭載するか、又は電極等にＮｉ、Ｃｏ又は
これ等の合金、例えばＮ１−Ｃｏ 、Ｎ１−Ｂ、Ｎｉ
−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ −８ｎ 、Ｃｏ−８ｎ等の合金を電
気メッキや蒸着等により被覆し、その上に素子を搭載づ
゛るか、更にはその上にＣｕ 、Ａｇ、Ａｕ １Ｓｎ
、５ｎ−Ｐｂ合金等を被覆して、その上に素子を搭載す
る。
ィングにより搭載するか、又は電極等にＮｉ、Ｃｏ又は
これ等の合金、例えばＮ１−Ｃｏ 、Ｎ１−Ｂ、Ｎｉ
−Ｃｏ−Ｐ、Ｎｉ −８ｎ 、Ｃｏ−８ｎ等の合金を電
気メッキや蒸着等により被覆し、その上に素子を搭載づ
゛るか、更にはその上にＣｕ 、Ａｇ、Ａｕ １Ｓｎ
、５ｎ−Ｐｂ合金等を被覆して、その上に素子を搭載す
る。
上記繊維とＡ（又はＡＪ２合金の複合材は、繊維の特性
、配列、配合量にもよるが、ＳｉＣ単独の！！紐を用い
た場合で熱膨張率を約５〜１０×１０−８／’Ｃの範囲
とすることが実用的であり、これよりＳｉＣを過剰にす
ると複合材全体の強度低下をきたす。この熱膨張率は素
子の３．１×１０’／’Ｃより大きいが、ＭＯｌＷ、４
２％Ｎｉ −Ｆｅ合金の熱膨張率に近・く、ダイボンデ
ィング時や使用時における素子の特性低下やクラック発
生を有効に防止することができる。更に低熱膨張率化し
たい場合にはカーボン繊維上にＳｉＣを析出させたｍ維
を用いる。カーボン繊維はＳｉＣよりも低熱膨張率であ
るが、ＡＪ２との濡れ性が悪く、Ａ（との間にＡｆ＋
０３等の反応生成物を発生し易いため、そのままでは使
用できないが、表面にＳｉＣを析出させて被覆すること
により、上記欠陥は解消し、熱膨張率も３〜８ｘ１０’
／’Ｃ程度とすることができる。
、配列、配合量にもよるが、ＳｉＣ単独の！！紐を用い
た場合で熱膨張率を約５〜１０×１０−８／’Ｃの範囲
とすることが実用的であり、これよりＳｉＣを過剰にす
ると複合材全体の強度低下をきたす。この熱膨張率は素
子の３．１×１０’／’Ｃより大きいが、ＭＯｌＷ、４
２％Ｎｉ −Ｆｅ合金の熱膨張率に近・く、ダイボンデ
ィング時や使用時における素子の特性低下やクラック発
生を有効に防止することができる。更に低熱膨張率化し
たい場合にはカーボン繊維上にＳｉＣを析出させたｍ維
を用いる。カーボン繊維はＳｉＣよりも低熱膨張率であ
るが、ＡＪ２との濡れ性が悪く、Ａ（との間にＡｆ＋
０３等の反応生成物を発生し易いため、そのままでは使
用できないが、表面にＳｉＣを析出させて被覆すること
により、上記欠陥は解消し、熱膨張率も３〜８ｘ１０’
／’Ｃ程度とすることができる。
しかしてＳｉＣ析出被覆厚さはＡｊ！どの濡れ性の面か
ら０．１μ以上、実用上０．１〜１．０μとすることが
望ましい。
ら０．１μ以上、実用上０．１〜１．０μとすることが
望ましい。
本発明半導体は上記複合材からなる電極等の上に素子を
搭載したものであるが、Ａ柔酸化皮膜の発生により、素
子のダイボンディングの障害となる場合には、電極等の
上にＮｉ、Ｃｏ又はこれ等の合金を被覆するとよい。こ
れ等の被覆は電極等の耐食性を向上するばかりか、／’
１とろう材の拡散反応による接合劣化を防止することも
できる。しかしてその厚さは１０μ以下とする必要があ
り、皮膜厚さが１０μを越えると熱歪が再発する恐れが
ある。更にまたＣＵ 、Ａ（１。
搭載したものであるが、Ａ柔酸化皮膜の発生により、素
子のダイボンディングの障害となる場合には、電極等の
上にＮｉ、Ｃｏ又はこれ等の合金を被覆するとよい。こ
れ等の被覆は電極等の耐食性を向上するばかりか、／’
１とろう材の拡散反応による接合劣化を防止することも
できる。しかしてその厚さは１０μ以下とする必要があ
り、皮膜厚さが１０μを越えると熱歪が再発する恐れが
ある。更にまたＣＵ 、Ａ（１。
ＡＵ 、、Ｓｎ 、５ｎ−ｐｂ金合金を被ｉ ｔ ｈ
’Ｌ；ｆ、素子の搭載接合作業を容易にし、半導体とし
ての特性を長時間安定させることかできる。
’Ｌ；ｆ、素子の搭載接合作業を容易にし、半導体とし
ての特性を長時間安定させることかできる。
〔実施例）
有機珪素化合物ポリマーを紡糸した先駆体を焼成して線
径１２μのＳｉＣ繊維を作成し、これを平面上で直角に
交差ざゼて配置し、これに純ＡＪ２溶湯を含浸させてＳ
ｉＣ量６０ ｖｏ１％、厚さ１．２＃、巾１８麿、長さ
ｉｏｍのコレクターを兼ねた電極を作成し、その表面に
厚さ３．５μのＮｉメッキを施した後、第１図に示づよ
うに電極上に高Ｐｂ半田を用いで３ｉ素子をダイボンデ
ィングにより搭載した。次に素子のエミッター及びベー
スをそれぞれ線径３５μのＡＪ！−１％３ｉ合金線によ
り外部リードと接続し・、コレクターを電極を介して外
部リードと接続した。外部リードには高導電性のＣｕ
−０，１５％ｓｎ合金条（厚さ０．３５Ｉｌｌｆｆ）を
プレス打抜きにより成形し、表面にＡｇメッキを施した
。次に第２図に示すように素子をゲル状絶縁物Ｃ処理し
てからレジンモールドを施して本発明半導体を製造した
。
径１２μのＳｉＣ繊維を作成し、これを平面上で直角に
交差ざゼて配置し、これに純ＡＪ２溶湯を含浸させてＳ
ｉＣ量６０ ｖｏ１％、厚さ１．２＃、巾１８麿、長さ
ｉｏｍのコレクターを兼ねた電極を作成し、その表面に
厚さ３．５μのＮｉメッキを施した後、第１図に示づよ
うに電極上に高Ｐｂ半田を用いで３ｉ素子をダイボンデ
ィングにより搭載した。次に素子のエミッター及びベー
スをそれぞれ線径３５μのＡＪ！−１％３ｉ合金線によ
り外部リードと接続し・、コレクターを電極を介して外
部リードと接続した。外部リードには高導電性のＣｕ
−０，１５％ｓｎ合金条（厚さ０．３５Ｉｌｌｆｆ）を
プレス打抜きにより成形し、表面にＡｇメッキを施した
。次に第２図に示すように素子をゲル状絶縁物Ｃ処理し
てからレジンモールドを施して本発明半導体を製造した
。
この本発明半導体について、重量及び熱抵抗を測定した
。これを高導電性の無酸素銅条（厚さ０．８５ ｔｔｔ
ｍ、中１８舖、長さ１０＃）からなる電極を用い、第３
図に示すように高半田ｐｂ層中にＭＯ板を緩衝材として
用いて素子を搭載した従来の半導体と比較ターると、本
発明半導体は重量で約半分、熱抵抗で０．０２℃／Ｗと
従来半導体の０．０３℃／Ｗより約３５％低くなった。
。これを高導電性の無酸素銅条（厚さ０．８５ ｔｔｔ
ｍ、中１８舖、長さ１０＃）からなる電極を用い、第３
図に示すように高半田ｐｂ層中にＭＯ板を緩衝材として
用いて素子を搭載した従来の半導体と比較ターると、本
発明半導体は重量で約半分、熱抵抗で０．０２℃／Ｗと
従来半導体の０．０３℃／Ｗより約３５％低くなった。
以上はトランジスターの例について説明したが、これに
限るものではなく、ＩＣその他の半導体についても同様
の効果を得ることができるものである。
限るものではなく、ＩＣその他の半導体についても同様
の効果を得ることができるものである。
このように本発明によれば、特に大電流半導体や大径素
子を用いた半導体において、最大の問題である熱歪を解
消することができるもので、工業上顕著な効果を秦する
ものである。
子を用いた半導体において、最大の問題である熱歪を解
消することができるもので、工業上顕著な効果を秦する
ものである。
第１図は本発明半導体の素子搭載状態の一例を示す平面
図、第２図は本発明半導体の一例を示す断面図、第３図
は従来半導体の一例を示す断面図である。 １・・・電極等 ２・・・素子 ３・・・高ｐｂ合金半田 ４・・・Ａぶ−１％Ｓ１合金線 ５．６．７・・・外部リード ８・・・レジンモールド ９・・・緩衝材
図、第２図は本発明半導体の一例を示す断面図、第３図
は従来半導体の一例を示す断面図である。 １・・・電極等 ２・・・素子 ３・・・高ｐｂ合金半田 ４・・・Ａぶ−１％Ｓ１合金線 ５．６．７・・・外部リード ８・・・レジンモールド ９・・・緩衝材
Claims (2)
- （１）電極又は基板上に半導体素子を搭載し、該素子に
外部リードを接続した後、これをレジンモールドにより
封止した半導体において、電極又は基板をＳｉＣ繊維と
Ａｌ又はＡｌ合金からなる複合材で形成したことを特徴
とする半導体である。 - （２）ＳｉＣ繊維とＡｌ又はＡｌ合金の複合材で形成し
た電極又は基板上に、Ｎｉ、Ｃｏ又はこれ等の合金を被
覆して半導体素子を搭載する特許請求の範囲第１項記載
の半導体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59128907A JPS617637A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 半導体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59128907A JPS617637A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 半導体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS617637A true JPS617637A (ja) | 1986-01-14 |
Family
ID=14996307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59128907A Pending JPS617637A (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 半導体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS617637A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0725433A3 (en) * | 1995-02-01 | 1998-03-04 | Motorola, Inc. | leadframe and method of fabrication |
| EP1195810A4 (en) * | 2000-03-15 | 2007-10-10 | Sumitomo Electric Industries | ALUMINUM SILICON CARBIDE SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND ITS MANUFACTURING METHOD |
-
1984
- 1984-06-22 JP JP59128907A patent/JPS617637A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0725433A3 (en) * | 1995-02-01 | 1998-03-04 | Motorola, Inc. | leadframe and method of fabrication |
| EP1195810A4 (en) * | 2000-03-15 | 2007-10-10 | Sumitomo Electric Industries | ALUMINUM SILICON CARBIDE SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND ITS MANUFACTURING METHOD |
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