JPS6239826B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6239826B2 JPS6239826B2 JP56095423A JP9542381A JPS6239826B2 JP S6239826 B2 JPS6239826 B2 JP S6239826B2 JP 56095423 A JP56095423 A JP 56095423A JP 9542381 A JP9542381 A JP 9542381A JP S6239826 B2 JPS6239826 B2 JP S6239826B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- ceramic layer
- heat diffusion
- layer
- semiconductor device
- Prior art date
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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
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/10—Arrangements for heating
-
- 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
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/01—Manufacture or treatment
- H10W40/03—Manufacture or treatment of arrangements for cooling
- H10W40/037—Assembling together parts thereof
-
- 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
- H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
- H10W40/20—Arrangements for cooling
- H10W40/25—Arrangements for cooling characterised by their materials
- H10W40/255—Arrangements for cooling characterised by their materials having a laminate or multilayered structure, e.g. direct bond copper [DBC] ceramic substrates
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電力用半導体装置およびその製造方
法に関する。
法に関する。
半導体装置とその基材との間にアルミナ製タイ
ルをはさんで基材から電気的に絶縁しながら、こ
の半導体装置を基材に熱結合するような電力用半
導体装置（半導体パワーデバイス）が提案されて
いる。ここで、熱拡散部に対するはんだ付けを可
能にするとともに熱拡散部にはんだ付けされない
側を基材に取り付けるための、使用されるアルミ
ナ・タイルは、その一面または両面がメタライズ
される。前記パワーデバイスは前記熱拡散部には
んだ付けされる。ここで、放熱器として用いられ
る基材と前記パワーデバイスとの間の熱結合を良
好にするためには、前記アルミナ・タイル板を可
能な限り薄くすることが必要である。このような
半導体装置では、パワーデバイス、熱拡散部およ
びアルミナ・タイルからなるアセンブリを基材に
取り付ける工程に加えて、２度のはんだ付け工程
が必要となる。このため、上記半導体装置の組立
工数は、相対的に増大しかつ複雑化してしまう。
さらに、上述したようなアルミナ・タイルは比較
的高価であり比較的もろいものである。このこと
は、製品コストを増大させるばかりでなく、製造
工程における取扱かいにくさといつた問題の原因
にもなる。
ルをはさんで基材から電気的に絶縁しながら、こ
の半導体装置を基材に熱結合するような電力用半
導体装置（半導体パワーデバイス）が提案されて
いる。ここで、熱拡散部に対するはんだ付けを可
能にするとともに熱拡散部にはんだ付けされない
側を基材に取り付けるための、使用されるアルミ
ナ・タイルは、その一面または両面がメタライズ
される。前記パワーデバイスは前記熱拡散部には
んだ付けされる。ここで、放熱器として用いられ
る基材と前記パワーデバイスとの間の熱結合を良
好にするためには、前記アルミナ・タイル板を可
能な限り薄くすることが必要である。このような
半導体装置では、パワーデバイス、熱拡散部およ
びアルミナ・タイルからなるアセンブリを基材に
取り付ける工程に加えて、２度のはんだ付け工程
が必要となる。このため、上記半導体装置の組立
工数は、相対的に増大しかつ複雑化してしまう。
さらに、上述したようなアルミナ・タイルは比較
的高価であり比較的もろいものである。このこと
は、製品コストを増大させるばかりでなく、製造
工程における取扱かいにくさといつた問題の原因
にもなる。
この発明は上記事情にかんがみなされたもの
で、上述した問題を除去もしくは緩和できる電力
用半導体装置およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
で、上述した問題を除去もしくは緩和できる電力
用半導体装置およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
上記目的を達成するために、この発明に係る半
導体装置は、セラミツク層によつて裏打ちされる
熱拡散部に取り付けられた電力用半導体部と、前
記セラミツク層を基材に結合させる手段とを備え
ている。
導体装置は、セラミツク層によつて裏打ちされる
熱拡散部に取り付けられた電力用半導体部と、前
記セラミツク層を基材に結合させる手段とを備え
ている。
また、上記目的を達成するために、この発明に
係る半導体装置の製造方法においては、まず熱拡
散部上にセラミツク層を設け、次に電力用半導体
部を熱拡散部に取り付け、そして前記セラミツク
層を基材に結合している。
係る半導体装置の製造方法においては、まず熱拡
散部上にセラミツク層を設け、次に電力用半導体
部を熱拡散部に取り付け、そして前記セラミツク
層を基材に結合している。
通常は、前記セラミツク層の厚さは0.25mmくら
いまでである。とはいうものの、実際には、使用
されるセラミツクの熱伝導性および電気的絶縁性
に応じて、前記セラミツク層の厚さが決定され
る。たとえば、標準的なアルミニウム酸化物層を
用いるとすれば、500V以上の実効耐圧を有する
絶縁を実現する場合、この酸化物の層厚はおよそ
0.15mmとなる。耐圧が300Vまででよいときは、
標準アルミニウム酸化物の層厚は0.1mmあればよ
い。
いまでである。とはいうものの、実際には、使用
されるセラミツクの熱伝導性および電気的絶縁性
に応じて、前記セラミツク層の厚さが決定され
る。たとえば、標準的なアルミニウム酸化物層を
用いるとすれば、500V以上の実効耐圧を有する
絶縁を実現する場合、この酸化物の層厚はおよそ
0.15mmとなる。耐圧が300Vまででよいときは、
標準アルミニウム酸化物の層厚は0.1mmあればよ
い。
アルミニウム酸化物のほかにも、たとえば
ZrO2、TiO2およびMgOのような、他の酸化物セ
ラミツクを用いることができる。同様に、Si3N4
のようなチツ化物セラミツクを用いることもでき
る。
ZrO2、TiO2およびMgOのような、他の酸化物セ
ラミツクを用いることができる。同様に、Si3N4
のようなチツ化物セラミツクを用いることもでき
る。
一般的にいつて、前記熱拡散部にスプレーされ
るセラミツク原料のサイズは、５ないし45ミクロ
ンといつたわずかなものになる。このセラミツク
原料が上記サイズを超えるときは、少なくともこ
のセラミツク材で薄いコーテイングを作る限り、
このコーテイングは多孔性となり、実用的でなく
なる。
るセラミツク原料のサイズは、５ないし45ミクロ
ンといつたわずかなものになる。このセラミツク
原料が上記サイズを超えるときは、少なくともこ
のセラミツク材で薄いコーテイングを作る限り、
このコーテイングは多孔性となり、実用的でなく
なる。
前記セラミツク層を次のようにして基材に取り
付けらることは、とくに好ましい。すなわち、セ
ラミツク層コーテイングの周辺端よりも内側にあ
る（好ましくは１mm以上周辺端から離れている）
前記セラミツク層の特定部分を、基材に接着させ
るとよい。なぜならば、とくにコーテイング厚が
薄い場合は、セラミツク・コーテイングの端部に
ヘアライン状のクラツクが入りやすいからであ
る。このようなクラツクがあると、セラミツク層
を基材に接着させるときに、接着剤の一部がクラ
ツクに侵入し、基材と熱拡散部との間に接着剤に
よるブリツジが形成されてしまう。加えて、この
ような一部の接着剤は、押圧によりはみ出して、
セラミツク層の端部において熱拡散部と基材との
間に直接橋絡部を形成することがある。ここに使
用される接着剤には良好な熱伝導性が要求される
ので、通常、この種の接着剤は導電性を有するこ
とが多いことに注意しなければならない。
付けらることは、とくに好ましい。すなわち、セ
ラミツク層コーテイングの周辺端よりも内側にあ
る（好ましくは１mm以上周辺端から離れている）
前記セラミツク層の特定部分を、基材に接着させ
るとよい。なぜならば、とくにコーテイング厚が
薄い場合は、セラミツク・コーテイングの端部に
ヘアライン状のクラツクが入りやすいからであ
る。このようなクラツクがあると、セラミツク層
を基材に接着させるときに、接着剤の一部がクラ
ツクに侵入し、基材と熱拡散部との間に接着剤に
よるブリツジが形成されてしまう。加えて、この
ような一部の接着剤は、押圧によりはみ出して、
セラミツク層の端部において熱拡散部と基材との
間に直接橋絡部を形成することがある。ここに使
用される接着剤には良好な熱伝導性が要求される
ので、通常、この種の接着剤は導電性を有するこ
とが多いことに注意しなければならない。
通常、基材にセラミツク層を取り付けるときに
用いられる接着剤には、導電性粒子たとえば銀の
微粒を含んだエポキシ樹脂が用いられる。一方、
セラミツク層の一部もしくは全体を、はんだ付け
可能な金属でコーテイングしてもよい。この金属
コーテイングは、たとえばワイヤエースプレー法
または高周波イオンプレーテイング法を用いて銅
やニツケルなどを付着させることで、行なうこと
ができる。このコーテイングのあと、セラミツク
層は、はんだ付け（ろう付け）によつて基材に固
定される。
用いられる接着剤には、導電性粒子たとえば銀の
微粒を含んだエポキシ樹脂が用いられる。一方、
セラミツク層の一部もしくは全体を、はんだ付け
可能な金属でコーテイングしてもよい。この金属
コーテイングは、たとえばワイヤエースプレー法
または高周波イオンプレーテイング法を用いて銅
やニツケルなどを付着させることで、行なうこと
ができる。このコーテイングのあと、セラミツク
層は、はんだ付け（ろう付け）によつて基材に固
定される。
エポキシ樹脂を用いるときは、未硬化の拡散を
防ぐために、エポキシ樹脂をセラミツクに付けた
あと、可能な限り早くこの樹脂を硬化させること
が望ましい。上記末硬化樹脂の拡散は、接合の機
械的強度を劣化させるからである。
防ぐために、エポキシ樹脂をセラミツクに付けた
あと、可能な限り早くこの樹脂を硬化させること
が望ましい。上記末硬化樹脂の拡散は、接合の機
械的強度を劣化させるからである。
前述した、熱拡散部と基材との間の接着剤によ
る橋絡の問題を解決するために、熱拡散部それ自
体に面取り端を設け、この面取り端を含む熱拡散
部の底をおおうようにセラミツク・コーテイング
を行なつてもよい。このようにすることにより面
取り端をおおうセラミツク材を基材から離せば、
この面取り端のセラミツクは、セラミツク層と基
材とを接合する部分でなくなる。一方、基材は、
セラミツク・コーテイングの表面領域よりもせま
い表面をもつた隆起部を備えていてもよい。この
場合、接着は、基材の隆起部とセラミツク・コー
テイングのうちその周辺端よりも内側の領域との
間で行なわれる。
る橋絡の問題を解決するために、熱拡散部それ自
体に面取り端を設け、この面取り端を含む熱拡散
部の底をおおうようにセラミツク・コーテイング
を行なつてもよい。このようにすることにより面
取り端をおおうセラミツク材を基材から離せば、
この面取り端のセラミツクは、セラミツク層と基
材とを接合する部分でなくなる。一方、基材は、
セラミツク・コーテイングの表面領域よりもせま
い表面をもつた隆起部を備えていてもよい。この
場合、接着は、基材の隆起部とセラミツク・コー
テイングのうちその周辺端よりも内側の領域との
間で行なわれる。
もちろん、セラミツク層が接着される基材の特
定部分に、セラミツク層の表面部分を可能な限り
接近させることが必要である。通常は、互いに接
合される表面部分は平坦である。これは、セラミ
ツク層の形成時および種々の清浄化操作時に、熱
拡散部を平坦な支持面にクランプすることで実現
される。前記清浄化操作としては、たとえば粗粉
を爆風で吹きつけるグリツト・ブラステイング
（grit blasting）がある。
定部分に、セラミツク層の表面部分を可能な限り
接近させることが必要である。通常は、互いに接
合される表面部分は平坦である。これは、セラミ
ツク層の形成時および種々の清浄化操作時に、熱
拡散部を平坦な支持面にクランプすることで実現
される。前記清浄化操作としては、たとえば粗粉
を爆風で吹きつけるグリツト・ブラステイング
（grit blasting）がある。
前記セラミツク・コーテイングに適用されるス
プレー技術として、代表的なものにプラズマスプ
レー操作がある。この操作によれば、製造ライン
における品質および信頼性の自動的かつ連続的な
管理を完全に行なうことができる。また、多数の
熱拡散部を互いに接近させて配置し、このような
複数の熱拡散部に前記スプレー操作を施こせば、
セラミツク材を大幅に節約することができる。こ
の方法は、セラミツク・コーテイングでカバーす
る必要のない基材に対してマスキングしなければ
ならない部分があるためにセラミツク材の無駄が
生じるような場合にあつては、基材の所定領域上
にプラズマスプレー法を用いてセラミツク・コー
テイングする場合よりも無駄が少ない。
プレー技術として、代表的なものにプラズマスプ
レー操作がある。この操作によれば、製造ライン
における品質および信頼性の自動的かつ連続的な
管理を完全に行なうことができる。また、多数の
熱拡散部を互いに接近させて配置し、このような
複数の熱拡散部に前記スプレー操作を施こせば、
セラミツク材を大幅に節約することができる。こ
の方法は、セラミツク・コーテイングでカバーす
る必要のない基材に対してマスキングしなければ
ならない部分があるためにセラミツク材の無駄が
生じるような場合にあつては、基材の所定領域上
にプラズマスプレー法を用いてセラミツク・コー
テイングする場合よりも無駄が少ない。
次に図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第１図はこの発明に係る電力用半導体装置
を示す。ここで、パワートランジスタ・チツプ１
０は、はんだ層１１によつて銅製の熱拡散部１２
に取り付けられる。熱拡散部１２の上面には金ま
たはニツケルの薄い層１３が形成されている。こ
の層１３の厚さは通常３ミクロンくらいであり、
適度な時間熱拡散部１２に対するはんだの乗り易
さを改善するために、層１３が設けられている。
熱拡散部１２はまた、面取りされ、層１４が付着
された下面を有している。この層１４は、アルミ
ニウム酸化物をプラズマ・スプレー操作によつて
付着形成したものである。層１４は、熱拡散部１
２の面取り端側にも広がつている。アルミニウム
酸化物（セラミツク）層１４は、層１６を介して
銅製の基材すなわち放熱器１５に接着される。こ
の層１６は、熱伝導性を良くするように銀の微粒
を含んだエポキシ樹脂である。セラミツク層１４
が接着されるところの基材１５の表面部分は、こ
の基材１５に接着されるセラミツク層１４の表面
部分と同様に、平坦化されている。熱拡散部１２
の面取り端に広がるセラミツク・コーテイング１
４の部分は基材１５から離れており、この部分で
は基材１５と層１４とは接合されない。すなわ
ち、層１６を介して基材１５に接合されるところ
の層１４の部分は、層１４の周辺よりも内側にあ
る。このようにする理由は、すでに述べた通りで
ある。
する。第１図はこの発明に係る電力用半導体装置
を示す。ここで、パワートランジスタ・チツプ１
０は、はんだ層１１によつて銅製の熱拡散部１２
に取り付けられる。熱拡散部１２の上面には金ま
たはニツケルの薄い層１３が形成されている。こ
の層１３の厚さは通常３ミクロンくらいであり、
適度な時間熱拡散部１２に対するはんだの乗り易
さを改善するために、層１３が設けられている。
熱拡散部１２はまた、面取りされ、層１４が付着
された下面を有している。この層１４は、アルミ
ニウム酸化物をプラズマ・スプレー操作によつて
付着形成したものである。層１４は、熱拡散部１
２の面取り端側にも広がつている。アルミニウム
酸化物（セラミツク）層１４は、層１６を介して
銅製の基材すなわち放熱器１５に接着される。こ
の層１６は、熱伝導性を良くするように銀の微粒
を含んだエポキシ樹脂である。セラミツク層１４
が接着されるところの基材１５の表面部分は、こ
の基材１５に接着されるセラミツク層１４の表面
部分と同様に、平坦化されている。熱拡散部１２
の面取り端に広がるセラミツク・コーテイング１
４の部分は基材１５から離れており、この部分で
は基材１５と層１４とは接合されない。すなわ
ち、層１６を介して基材１５に接合されるところ
の層１４の部分は、層１４の周辺よりも内側にあ
る。このようにする理由は、すでに述べた通りで
ある。
以上述べた半導体装置は、清浄化のためにグリ
ツト・プラステイングを用いて製造され、つい
で、この清浄化面上に、アルミニウム酸化物層１
４がプラズマスプレー・コーテイングされる。こ
のあと、湿式電気プレーテイング法によつて、前
述した金またはニツケル層１３が形成される。層
１３を形成する前に層１４を作つておくと、比較
的高価な金もしくはニツケル層１３によつてコー
テイングされるべきでない熱拡散部１２の表面
を、マスキングすることができる。このことか
ら、金もしくはニツケルの浪費を最小限にくい止
めることができる。
ツト・プラステイングを用いて製造され、つい
で、この清浄化面上に、アルミニウム酸化物層１
４がプラズマスプレー・コーテイングされる。こ
のあと、湿式電気プレーテイング法によつて、前
述した金またはニツケル層１３が形成される。層
１３を形成する前に層１４を作つておくと、比較
的高価な金もしくはニツケル層１３によつてコー
テイングされるべきでない熱拡散部１２の表面
を、マスキングすることができる。このことか
ら、金もしくはニツケルの浪費を最小限にくい止
めることができる。
プラズマスプレー操作で使用されるアルミニウ
ム酸化物の粉末は、摩耗防止用に使用されるコー
テイング材のような、ごく一般的な標準品でよ
い。しかしながら、ここに使用されるアルミニウ
ム酸化物の粉末は、粒子サイズが５ないし45ミク
ロン程度のものである。このような粒子サイズを
選択することにより、稠密なコーテイングを得る
ことが可能になる。すると、少なくとも、層１６
によつて基材１５に接合しようとするところの層
１４の領域は、十分に緻密になる。
ム酸化物の粉末は、摩耗防止用に使用されるコー
テイング材のような、ごく一般的な標準品でよ
い。しかしながら、ここに使用されるアルミニウ
ム酸化物の粉末は、粒子サイズが５ないし45ミク
ロン程度のものである。このような粒子サイズを
選択することにより、稠密なコーテイングを得る
ことが可能になる。すると、少なくとも、層１６
によつて基材１５に接合しようとするところの層
１４の領域は、十分に緻密になる。
層１３の形成がすんだあと、パワートランジス
タのチツプ１０が層１３にはんだ付けされる。
タのチツプ１０が層１３にはんだ付けされる。
このはんだ付けに続いて、層１６にセラミツ
ク・コーテイング層１４を対向させて、熱拡散部
１２を押圧する。この場合、層１６は、スクリー
ン印刷技術によつてあらかじめ基材１５上に形成
されている。コーテイング層１４を層１６に付け
たすぐあとに、未硬化の層１６がセラミツク・コ
ーテイング層１４へ不用意に拡散することを防止
するために、この層１６を硬化させる。
ク・コーテイング層１４を対向させて、熱拡散部
１２を押圧する。この場合、層１６は、スクリー
ン印刷技術によつてあらかじめ基材１５上に形成
されている。コーテイング層１４を層１６に付け
たすぐあとに、未硬化の層１６がセラミツク・コ
ーテイング層１４へ不用意に拡散することを防止
するために、この層１６を硬化させる。
第２図は他の実施例を示す。第２図において
は、第１図の対応構成物の参照符号の前に、おの
おの「１」が付されている。この実施例において
は、熱拡散部１１２は面取り端を有しておらず、
セラミツク層１１４は完全に平面である。第２図
に示されるような隆起部１１７を形成するため
に、基材１１５はプレス加工される。この隆起部
１１７の上面は、熱拡散部１１２よりも小さい面
積を有している（ここでは断面が示されてい
る）。この隆起部１１７の上面にはエポキシ樹脂
層１１６が付着される。次に層１１６の上に熱拡
散部１１２が配置される。この配置は、層１１６
がセラミツク・コーテイング層１１４の所定部分
にだけ接触するよう行なわれる。この所定部分
は、図示されるように、コーテイング層１１４の
周辺端よりも内側にある。
は、第１図の対応構成物の参照符号の前に、おの
おの「１」が付されている。この実施例において
は、熱拡散部１１２は面取り端を有しておらず、
セラミツク層１１４は完全に平面である。第２図
に示されるような隆起部１１７を形成するため
に、基材１１５はプレス加工される。この隆起部
１１７の上面は、熱拡散部１１２よりも小さい面
積を有している（ここでは断面が示されてい
る）。この隆起部１１７の上面にはエポキシ樹脂
層１１６が付着される。次に層１１６の上に熱拡
散部１１２が配置される。この配置は、層１１６
がセラミツク・コーテイング層１１４の所定部分
にだけ接触するよう行なわれる。この所定部分
は、図示されるように、コーテイング層１１４の
周辺端よりも内側にある。
上述した電力用半導体装置の組立て工程は、第
１図の場合と同様である。
１図の場合と同様である。
第１図の装置を試作するにあつたて、基材１５
としてはTO3型ヘツダーが用いられた。また、
熱拡散部１２としては、45゜角の面取り端を有す
る銅パツドが用いられた。絶縁層１４は厚さ0.15
mmであり、この層はメトコ社（Metco Inc.）製の
メトコP1055F―14型プラズマスプレー機を用い
て、プラズマスプレー法により形成された。層１
６は12ミクロン厚の無電解ニツケル平板層であ
る。チツプ１０はPL40HVDチツプであり、この
チツプは（95／５）H.M.P型マルチコアはんだ線
（s.w.g.16）を用いてはんだ付けされた。
としてはTO3型ヘツダーが用いられた。また、
熱拡散部１２としては、45゜角の面取り端を有す
る銅パツドが用いられた。絶縁層１４は厚さ0.15
mmであり、この層はメトコ社（Metco Inc.）製の
メトコP1055F―14型プラズマスプレー機を用い
て、プラズマスプレー法により形成された。層１
６は12ミクロン厚の無電解ニツケル平板層であ
る。チツプ１０はPL40HVDチツプであり、この
チツプは（95／５）H.M.P型マルチコアはんだ線
（s.w.g.16）を用いてはんだ付けされた。
エポキシ樹脂としては、EPO―TEK H20E型
銀入り２成分エポキシ樹脂が用いられた。この樹
脂は米国のエポキシ・テクノロジー社（Fpoxy
Technology Inc.）製である。層１６の厚さは
0.08mmであり、熱拡散部１２およびチツプ１０の
アセンブリーは、指先の押圧力によつて層１６に
取り付けられた。そして、エポキシ樹脂は、オー
ブンを用い、150℃で15分間かけて硬化された。
銀入り２成分エポキシ樹脂が用いられた。この樹
脂は米国のエポキシ・テクノロジー社（Fpoxy
Technology Inc.）製である。層１６の厚さは
0.08mmであり、熱拡散部１２およびチツプ１０の
アセンブリーは、指先の押圧力によつて層１６に
取り付けられた。そして、エポキシ樹脂は、オー
ブンを用い、150℃で15分間かけて硬化された。
上述した条件で試作された電力用半導体装置
は、次のような試験に十分合格するものであつ
た。
は、次のような試験に十分合格するものであつ
た。
熱衝撃サイクル…−15℃ないし120℃で1000サ
イクル 絶縁試験…………500V以上 そして、前記試作半導体装置はアルミナ・タイ
ル板を用いた半導体装置と同等な性能を備えてい
ることがわかつた。
イクル 絶縁試験…………500V以上 そして、前記試作半導体装置はアルミナ・タイ
ル板を用いた半導体装置と同等な性能を備えてい
ることがわかつた。
上述した実施例においては、熱拡散部１２およ
び１１２は、グリツト・プラステイング操作やプ
ラズマ・デポジシヨン操作によつて破損されない
よう、十分な厚さを有している。しかしながら、
もし破損が問題となるときは、上記操作中に熱拡
散部をクランプし、基材に対する適切な接合を行
えるようにしてもよい。
び１１２は、グリツト・プラステイング操作やプ
ラズマ・デポジシヨン操作によつて破損されない
よう、十分な厚さを有している。しかしながら、
もし破損が問題となるときは、上記操作中に熱拡
散部をクランプし、基材に対する適切な接合を行
えるようにしてもよい。
第１図はこの発明の一実施例に係る電力用半導
体装置を示す図、第２図はこの発明の他の実施例
に係る電力用半導体装置を示す図である。 １０，１１０…パワートランジスタ・チツプ
（電力用半導体部）、１１，１１１…はんだ層、１
２，１１２…熱拡散部、１３，１１３…金属層、
１４，１１４…セラミツク層、１５，１１５…基
材（放熱器）、１６，１１６…エポキシ樹脂（結
合手段）、１１７…隆起部。
体装置を示す図、第２図はこの発明の他の実施例
に係る電力用半導体装置を示す図である。 １０，１１０…パワートランジスタ・チツプ
（電力用半導体部）、１１，１１１…はんだ層、１
２，１１２…熱拡散部、１３，１１３…金属層、
１４，１１４…セラミツク層、１５，１１５…基
材（放熱器）、１６，１１６…エポキシ樹脂（結
合手段）、１１７…隆起部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電力用半導体部と；前記半導体部が取り付け
られる熱拡散部と；基材と；前記熱拡散部上にス
プレーコーテイングされるものであつて、前記熱
拡散部を前記基材に電気的に絶縁して取り付ける
セラミツク層とを備えたものにおいて、前記セラ
ミツク層の周辺端よりも内側の所定部分が前記基
材に取り付けられる電力用半導体装置。 ２ 前記基材は隆起部を有し、この隆起部の表面
が前記セラミツク層の所定部分に接合される特許
請求の範囲第１項に記載の半導体装置。 ３ 前記熱拡散部は前記基材から離れた面取り端
を備える底部を有し、前記セラミツク層が前記面
取り端ごと前記底部をおおう特許請求の範囲第１
項または第２項に記載の半導体装置。 ４ 前記セラミツク層の所定部分が熱伝導性の接
合手段を介して前記基材に固定される特許請求の
範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の半導
体装置。 ５ 前記接合手段が熱伝導性の小片を含む樹脂を
備える特許請求の範囲第４項に記載の半導体装
置。 ６ 前記接合手段が、前記基材と前記セラミツク
層に形成される金属とに付着されたはんだを備え
る特許請求の範囲第４項に記載の半導体装置。 ７ 前記セラミツク層がプラズマ・スプレー層で
ある特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
かに記載の半導体装置。 ８ 熱拡散部に電力用半導体部を取り付けるとと
もに基材から電気的に絶縁されるように前記熱拡
散部をこの基材に取り付ける工程を有する電力用
半導体装置の製造方法であつて、次の工程を有す
ることを特徴とする： 前記熱拡散部上にセラミツク層をスプレーコー
テイングして前記熱拡散部に前記半導体部を取り
付け、次に前記セラミツク層に前記基材を取り付
ける。 ９ 前記基材および前記熱拡散部の接合面は平坦
であり、前記セラミツク層をコーテイングする工
程において、前記熱拡散部を平坦な面にクランプ
する特許請求の範囲第８項に記載の製造方法。 １０ 前記熱拡散部は複数あり、前記セラミツク
層をスプレーする工程が、互いに接近して配置さ
れた前記複数の熱拡散部に対して適用される特許
請求の範囲第８項または第９項に記載の製造方
法。 １１ 前記スプレー工程に用いられるセラミツク
の原料サイズがおおよそ45ミクロン以下である特
許請求の範囲第８項ないし第１０項のいずれかに
記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8020407 | 1980-06-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5728346A JPS5728346A (en) | 1982-02-16 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9542381A Granted JPS5728346A (en) | 1980-06-21 | 1981-06-22 | Power semiconductor device and method of producing same |
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| JP (1) | JPS5728346A (ja) |
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