JP2003303933A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップが実装された基板を筐体内に収
納した半導体装置の放熱板を、冷却特性上好ましい筐体
外側に凸の形状とする。 【解決手段】 筐体５０の開口面の中央部に、開口面の
周縁部５６より放熱板１６側へ突出した突起５８を設け
る。放熱板１６の弾性力が大きい場合、筐体５０の縁部
６０に放熱板１６へ向けた押圧力を及ぼし、筐体５０を
放熱板に向けた凹形状に撓める。この状態で縁部６０と
放熱板の周縁部とを接着剤２２で固定する。その後、押
圧力を除去すると、筐体５０は平らな状態に復元し、そ
れに伴い放熱板１６が筐体５０とは反対側に凸形状に反
る。放熱板１６の弾性力が小さい場合、放熱板１６の縁
部６０-1に筐体５０へ向けた押圧力を及ぼし、これによ
り放熱板１６が筐体５０とは反対側に凸形状に反る。こ
の形状により、放熱板１６と冷却器が十分に密着し、こ
の間の熱抵抗が減少する。
納した半導体装置の放熱板を、冷却特性上好ましい筐体
外側に凸の形状とする。 【解決手段】 筐体５０の開口面の中央部に、開口面の
周縁部５６より放熱板１６側へ突出した突起５８を設け
る。放熱板１６の弾性力が大きい場合、筐体５０の縁部
６０に放熱板１６へ向けた押圧力を及ぼし、筐体５０を
放熱板に向けた凹形状に撓める。この状態で縁部６０と
放熱板の周縁部とを接着剤２２で固定する。その後、押
圧力を除去すると、筐体５０は平らな状態に復元し、そ
れに伴い放熱板１６が筐体５０とは反対側に凸形状に反
る。放熱板１６の弾性力が小さい場合、放熱板１６の縁
部６０-1に筐体５０へ向けた押圧力を及ぼし、これによ
り放熱板１６が筐体５０とは反対側に凸形状に反る。こ
の形状により、放熱板１６と冷却器が十分に密着し、こ
の間の熱抵抗が減少する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筐体に納められた
半導体チップを有する半導体装置に関し、特にその放熱
性を確保するための製造方法に関する。
半導体チップを有する半導体装置に関し、特にその放熱
性を確保するための製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、半導体チップを筐体内に納め、
筐体の一面に放熱板を固定した半導体装置の概要を示す
断面図である。半導体チップ１０は、絶縁基板１２上に
ハンダ層１４によって固定されている。さらに、この絶
縁基板１２は、放熱板１６上にハンダまたは接着剤の層
１８によって固定されている。放熱板１６は、少なくと
も一面が開放された略直方体の筐体２０の開口面に、こ
の開口面をふさぐように配置されている。これによっ
て、半導体チップ１０が筐体２０内に納められる。放熱
板１６は、接着剤２２により筐体２０に結合されてい
る。さらに、放熱板１６は、グリス層２４を介して冷却
器２６に押し付けられている。
筐体の一面に放熱板を固定した半導体装置の概要を示す
断面図である。半導体チップ１０は、絶縁基板１２上に
ハンダ層１４によって固定されている。さらに、この絶
縁基板１２は、放熱板１６上にハンダまたは接着剤の層
１８によって固定されている。放熱板１６は、少なくと
も一面が開放された略直方体の筐体２０の開口面に、こ
の開口面をふさぐように配置されている。これによっ
て、半導体チップ１０が筐体２０内に納められる。放熱
板１６は、接着剤２２により筐体２０に結合されてい
る。さらに、放熱板１６は、グリス層２４を介して冷却
器２６に押し付けられている。
【０００３】半導体チップ１０で発生した熱は、絶縁基
板１２およびハンダ層１４を介して放熱板１６に伝導
し、さらにハンダまたは接着剤の層１８およびグリス層
２４を介して伝導し、冷却器２６によって放熱される。
これによって、半導体チップ１０で発生した熱が放熱さ
れる。
板１２およびハンダ層１４を介して放熱板１６に伝導
し、さらにハンダまたは接着剤の層１８およびグリス層
２４を介して伝導し、冷却器２６によって放熱される。
これによって、半導体チップ１０で発生した熱が放熱さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、半導体
チップ１０で発生した熱は、放熱板１６から冷却器２６
によって吸収されるので、放熱板１６と冷却器２６の間
の熱抵抗は小さいことが望ましい。したがって、グリス
層２４内に気泡が混入しないようにする必要があり、さ
らにグリス層２４の厚さそのものも、できるだけ薄いこ
とが好ましい。しかし、一般的に放熱板１６の熱膨張係
数は、絶縁基板１２のそれより大きく、ハンダ接合した
後冷えると、収縮量の差によって放熱板１６は、絶縁基
板１２が配置された側に凸となるように反る。これによ
って、放熱板１６と冷却器２６の間隔が増加し、この部
分の熱抵抗が高くなる。従来、この反りを考慮して、放
熱板１６をあらかじめ逆に反らせて作製し、最終的に冷
却器２６側に凸となるようにしていた。しかし、放熱板
１６をあらかじめ反らせて作製するには、そのための工
程が必要となるという問題があった。さらに、放熱板１
６に加工性の良くない材料を用いる場合は、あらかじめ
反らせておくこと自体、困難な場合があった。
チップ１０で発生した熱は、放熱板１６から冷却器２６
によって吸収されるので、放熱板１６と冷却器２６の間
の熱抵抗は小さいことが望ましい。したがって、グリス
層２４内に気泡が混入しないようにする必要があり、さ
らにグリス層２４の厚さそのものも、できるだけ薄いこ
とが好ましい。しかし、一般的に放熱板１６の熱膨張係
数は、絶縁基板１２のそれより大きく、ハンダ接合した
後冷えると、収縮量の差によって放熱板１６は、絶縁基
板１２が配置された側に凸となるように反る。これによ
って、放熱板１６と冷却器２６の間隔が増加し、この部
分の熱抵抗が高くなる。従来、この反りを考慮して、放
熱板１６をあらかじめ逆に反らせて作製し、最終的に冷
却器２６側に凸となるようにしていた。しかし、放熱板
１６をあらかじめ反らせて作製するには、そのための工
程が必要となるという問題があった。さらに、放熱板１
６に加工性の良くない材料を用いる場合は、あらかじめ
反らせておくこと自体、困難な場合があった。
【０００５】本発明は、前述の問題点を解決するために
なされたものであり、あらかじめ放熱板を反らした形状
に加工せずに、冷却器側、すなわち筐体の外側に向けて
凸となる形状を得ることができる半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
なされたものであり、あらかじめ放熱板を反らした形状
に加工せずに、冷却器側、すなわち筐体の外側に向けて
凸となる形状を得ることができる半導体装置の製造方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明に係る半導体装置の製造方法は、筐体の開
口面に、半導体チップを実装した基板が載置された放熱
板を、前記基板を筐体側に向けて取り付け、半導体実装
基板を筐体に収納した半導体装置を製造する方法であっ
て、前記筐体の前記開口面の中央部において前記放熱板
を前記開口面の周縁部で規定される水準面から所定距離
に保つスペーサを配し、前記筐体と前記放熱板とを重ね
合わせ、前記筐体の周縁部の互いに向き合う部分に前記
放熱板側へ向けた押圧力を作用させて、前記筐体を前記
放熱板に向けて凹の状態に反らす筐体湾曲工程と、前記
筐体が前記放熱板に向けて凹に反らされた状態で、前記
筐体の周縁部のうち前記放熱板に近づけられた部分を前
記放熱板に固定し、前記放熱板を前記筐体に取り付ける
固定工程と、前記押圧力を除去し、前記筐体の復元力に
より、前記放熱板を前記筐体とは反対側へ凸の状態に反
らせる放熱板湾曲工程とを含む。
めに、本発明に係る半導体装置の製造方法は、筐体の開
口面に、半導体チップを実装した基板が載置された放熱
板を、前記基板を筐体側に向けて取り付け、半導体実装
基板を筐体に収納した半導体装置を製造する方法であっ
て、前記筐体の前記開口面の中央部において前記放熱板
を前記開口面の周縁部で規定される水準面から所定距離
に保つスペーサを配し、前記筐体と前記放熱板とを重ね
合わせ、前記筐体の周縁部の互いに向き合う部分に前記
放熱板側へ向けた押圧力を作用させて、前記筐体を前記
放熱板に向けて凹の状態に反らす筐体湾曲工程と、前記
筐体が前記放熱板に向けて凹に反らされた状態で、前記
筐体の周縁部のうち前記放熱板に近づけられた部分を前
記放熱板に固定し、前記放熱板を前記筐体に取り付ける
固定工程と、前記押圧力を除去し、前記筐体の復元力に
より、前記放熱板を前記筐体とは反対側へ凸の状態に反
らせる放熱板湾曲工程とを含む。
【０００７】他の本発明に係る半導体装置の製造方法
は、筐体の開口面に、半導体チップを実装した基板が載
置された放熱板を、前記基板を筐体側に向けて取り付
け、半導体実装基板を筐体に収納した半導体装置を製造
する方法であって、前記筐体の前記開口面の中央部にお
いて前記放熱板を前記開口面の周縁部で規定される水準
面から所定距離に保つスペーサを配し、前記筐体と前記
放熱板とを重ね合わせ、前記放熱板に前記筐体の周縁部
へ向けた押圧力を作用させて、前記放熱板を前記筐体と
は反対側へ凸の状態に反らす放熱板湾曲工程と、前記放
熱板が前記筐体とは反対側へ凸に反らされた状態で、前
記筐体の周縁部のうち前記放熱板に近づけられた部分を
前記放熱板に固定し、前記放熱板を前記筐体に取り付け
る固定工程と、前記押圧力を除去した後も、前記筐体の
保持力により、前記放熱板が前記筐体とは反対側へ凸に
反った状態を保持させる押圧力解放工程とを含む。
は、筐体の開口面に、半導体チップを実装した基板が載
置された放熱板を、前記基板を筐体側に向けて取り付
け、半導体実装基板を筐体に収納した半導体装置を製造
する方法であって、前記筐体の前記開口面の中央部にお
いて前記放熱板を前記開口面の周縁部で規定される水準
面から所定距離に保つスペーサを配し、前記筐体と前記
放熱板とを重ね合わせ、前記放熱板に前記筐体の周縁部
へ向けた押圧力を作用させて、前記放熱板を前記筐体と
は反対側へ凸の状態に反らす放熱板湾曲工程と、前記放
熱板が前記筐体とは反対側へ凸に反らされた状態で、前
記筐体の周縁部のうち前記放熱板に近づけられた部分を
前記放熱板に固定し、前記放熱板を前記筐体に取り付け
る固定工程と、前記押圧力を除去した後も、前記筐体の
保持力により、前記放熱板が前記筐体とは反対側へ凸に
反った状態を保持させる押圧力解放工程とを含む。
【０００８】これら本発明によれば、撓めた筐体の復元
力、又は筐体が放熱板の復元力に抗して状態を保持しよ
うとする保持力を利用して、放熱板を筐体とは反対側へ
凸の状態に反らすことができ、前に放熱板を反らす加工
が不要となる。
力、又は筐体が放熱板の復元力に抗して状態を保持しよ
うとする保持力を利用して、放熱板を筐体とは反対側へ
凸の状態に反らすことができ、前に放熱板を反らす加工
が不要となる。
【０００９】本発明の好適な態様においては、前記スペ
ーサが、予め前記筐体に形成され、前記水準面よりも前
記放熱板側へ突出した突起部である。本発明の他の好適
な態様においては、前記スペーサが、予め前記放熱板に
形成され、当該放熱板の表面より前記筐体側へ突出した
突起部である。
ーサが、予め前記筐体に形成され、前記水準面よりも前
記放熱板側へ突出した突起部である。本発明の他の好適
な態様においては、前記スペーサが、予め前記放熱板に
形成され、当該放熱板の表面より前記筐体側へ突出した
突起部である。
【００１０】また、本発明の別の好適な態様は、さらに
前記筐体と前記放熱板とを固定する部分に接着剤を配す
る工程を含み、前記固定工程が、前記接着剤を硬化する
工程を含む半導体装置の製造方法である。
前記筐体と前記放熱板とを固定する部分に接着剤を配す
る工程を含み、前記固定工程が、前記接着剤を硬化する
工程を含む半導体装置の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。なお、本
実施形態の説明において、図５の装置と同等の構成要素
については、同じ符号を付して説明する。
実施形態という）を、図面に従って説明する。なお、本
実施形態の説明において、図５の装置と同等の構成要素
については、同じ符号を付して説明する。
【００１２】図１は、本実施形態に用いられる筐体の開
口面（下面）側から見た模式的な斜面図である。筐体５
０は平面形状が基本的に矩形であり、それに対応して開
口面は矩形の開口５２を有する。開口面の中央部には、
開口５２を二分する梁５４が設けられる。この梁５４の
一方の水平面は、開口面の周縁部５６と同一平面上にあ
り、その梁５４の水平面には下方に向かって突出した突
起５８が配置される。突起５８は、例えば、梁５４の方
向に沿って一列に複数個配列される。
口面（下面）側から見た模式的な斜面図である。筐体５
０は平面形状が基本的に矩形であり、それに対応して開
口面は矩形の開口５２を有する。開口面の中央部には、
開口５２を二分する梁５４が設けられる。この梁５４の
一方の水平面は、開口面の周縁部５６と同一平面上にあ
り、その梁５４の水平面には下方に向かって突出した突
起５８が配置される。突起５８は、例えば、梁５４の方
向に沿って一列に複数個配列される。
【００１３】図２は、半導体実装基板が載置された側
（上面側）から見た放熱板の模式的な斜視図である。放
熱板１６はその周縁部が開口面の周縁部５６に重なるよ
うな大きさを有する。この放熱板１６の上面には、筐体
５０の開口５２に収納される大きさの絶縁基板１２が、
開口５２に向き合う位置に取り付けられる。絶縁基板１
２の上には、半導体チップ１０が配置される。
（上面側）から見た放熱板の模式的な斜視図である。放
熱板１６はその周縁部が開口面の周縁部５６に重なるよ
うな大きさを有する。この放熱板１６の上面には、筐体
５０の開口５２に収納される大きさの絶縁基板１２が、
開口５２に向き合う位置に取り付けられる。絶縁基板１
２の上には、半導体チップ１０が配置される。
【００１４】これら半導体実装基板が載置された放熱板
１６と筐体５０とを組み合わせることによって、半導体
装置が構成される。図３は、本実施形態の半導体装置の
製造方法における主要段階を示す説明図である。図３
（ａ）は、半導体チップ１０を実装した絶縁基板１２と
放熱板１６をハンダまたは接着剤の層１８により接合す
る工程を示す模式的な側面図である。例えば、ハンダを
用いて接合する場合、放熱板１６および絶縁基板１２の
間にハンダを挟んで高温下に置き、ハンダを一旦融か
し、その後、冷却してハンダを固化させることにより、
絶縁基板１２と放熱板１６とが接合される。
１６と筐体５０とを組み合わせることによって、半導体
装置が構成される。図３は、本実施形態の半導体装置の
製造方法における主要段階を示す説明図である。図３
（ａ）は、半導体チップ１０を実装した絶縁基板１２と
放熱板１６をハンダまたは接着剤の層１８により接合す
る工程を示す模式的な側面図である。例えば、ハンダを
用いて接合する場合、放熱板１６および絶縁基板１２の
間にハンダを挟んで高温下に置き、ハンダを一旦融か
し、その後、冷却してハンダを固化させることにより、
絶縁基板１２と放熱板１６とが接合される。
【００１５】図３（ｂ）は、同図（ａ）に示す半導体実
装基板を載置された放熱板１６を、筐体５０の開口面側
に重ね合わせた状態の模式的な断面図である。重ね合わ
せる前に、筐体５０の周縁部５６と放熱板１６の周縁部
との間に接着剤２２が配される。筐体５０には周縁部５
６で規定される水準面から突出した突起５８が設けられ
ており、これが放熱板１６とのスペーサの役目を果た
す。よって、単に両者を重ね合わせた状態では、放熱板
１６は突起５８には当接するが、放熱板１６の周縁部は
筐体５０の周縁部５６には接触しない。
装基板を載置された放熱板１６を、筐体５０の開口面側
に重ね合わせた状態の模式的な断面図である。重ね合わ
せる前に、筐体５０の周縁部５６と放熱板１６の周縁部
との間に接着剤２２が配される。筐体５０には周縁部５
６で規定される水準面から突出した突起５８が設けられ
ており、これが放熱板１６とのスペーサの役目を果た
す。よって、単に両者を重ね合わせた状態では、放熱板
１６は突起５８には当接するが、放熱板１６の周縁部は
筐体５０の周縁部５６には接触しない。
【００１６】図３（ｃ）は、筐体５０を湾曲させ、さら
に接着剤２２を硬化させて、筐体５０と放熱板１６とを
固定し結合する工程を示す。図３（ｂ）に示す筐体５０
及び放熱板１６の積層体が、接着剤２２が硬化する前に
治具７０にセットされる。積層体は放熱板１６を治具７
０の平らなステージ７２に向けて、当該ステージ７２上
に載置される。そして、筐体５０の両端の縁部６０の上
面にそれぞれ押圧部材７４が当接され、これら押圧部材
７４が縁部６０に下向きの押圧力を及ぼす。例えば、押
圧部材７４とステージ７２との間隔をネジ締めにより狭
めることにより、押圧部材７４から縁部６０へ押圧力が
作用する。これにより、縁部６０はステージ７２上の放
熱板１６に押し付けられる。その一方で、筐体５０の中
央部は突起５８により放熱板１６との距離を保つ。その
結果、筐体５０は放熱板１６に向けて凹の状態に撓む。
この状態で、接着剤２２を硬化させる。例えば、接着剤
２２が熱硬化性のものであれば、加熱して硬化を促進さ
せる。
に接着剤２２を硬化させて、筐体５０と放熱板１６とを
固定し結合する工程を示す。図３（ｂ）に示す筐体５０
及び放熱板１６の積層体が、接着剤２２が硬化する前に
治具７０にセットされる。積層体は放熱板１６を治具７
０の平らなステージ７２に向けて、当該ステージ７２上
に載置される。そして、筐体５０の両端の縁部６０の上
面にそれぞれ押圧部材７４が当接され、これら押圧部材
７４が縁部６０に下向きの押圧力を及ぼす。例えば、押
圧部材７４とステージ７２との間隔をネジ締めにより狭
めることにより、押圧部材７４から縁部６０へ押圧力が
作用する。これにより、縁部６０はステージ７２上の放
熱板１６に押し付けられる。その一方で、筐体５０の中
央部は突起５８により放熱板１６との距離を保つ。その
結果、筐体５０は放熱板１６に向けて凹の状態に撓む。
この状態で、接着剤２２を硬化させる。例えば、接着剤
２２が熱硬化性のものであれば、加熱して硬化を促進さ
せる。
【００１７】図３（ｄ）は、放熱板の弾性力が小さいと
きの実施形態において、放熱板１６を湾曲させ、さらに
接着剤２２を硬化させて、筐体５０と放熱板１６とを固
定し結合する工程を示す。図３（ｂ）に示す筐体５０及
び放熱板１６の積層体が、接着剤２２が硬化する前に治
具７０-1にセットされる。積層体は放熱板１６を治具７
０-1の平らなステージ７２-1に向けて、当該ステージ７
２-1上に載置される。そして、筐体５０の両端の縁部６
０の上面にそれぞれ押圧部材７４-1が当接され、これら
押圧部材７４-1が縁部６０に下向きの押圧力を及ぼすこ
とにより、ステージ７２-1が放熱板縁部６０-1に上向き
の押圧力を及ぼす。例えば、押圧部材７４-1とステージ
７２-1との間隔をネジ締めにより狭めることにより、ス
テージ７２-1から放熱板縁部６０-1へ押圧力が作用す
る。これにより、放熱板縁部６０-1は筐体縁部６０に押
し付けられる。その一方で、筐体５０の中央部は突起５
８により放熱板１６との距離を保つ。その結果、放熱板
１６は筐体５０とは反対側へ凸の状態に撓む。この状態
で、接着剤２２を硬化させる。例えば、接着剤２２が熱
硬化性のものであれば、加熱して硬化を促進させる。
きの実施形態において、放熱板１６を湾曲させ、さらに
接着剤２２を硬化させて、筐体５０と放熱板１６とを固
定し結合する工程を示す。図３（ｂ）に示す筐体５０及
び放熱板１６の積層体が、接着剤２２が硬化する前に治
具７０-1にセットされる。積層体は放熱板１６を治具７
０-1の平らなステージ７２-1に向けて、当該ステージ７
２-1上に載置される。そして、筐体５０の両端の縁部６
０の上面にそれぞれ押圧部材７４-1が当接され、これら
押圧部材７４-1が縁部６０に下向きの押圧力を及ぼすこ
とにより、ステージ７２-1が放熱板縁部６０-1に上向き
の押圧力を及ぼす。例えば、押圧部材７４-1とステージ
７２-1との間隔をネジ締めにより狭めることにより、ス
テージ７２-1から放熱板縁部６０-1へ押圧力が作用す
る。これにより、放熱板縁部６０-1は筐体縁部６０に押
し付けられる。その一方で、筐体５０の中央部は突起５
８により放熱板１６との距離を保つ。その結果、放熱板
１６は筐体５０とは反対側へ凸の状態に撓む。この状態
で、接着剤２２を硬化させる。例えば、接着剤２２が熱
硬化性のものであれば、加熱して硬化を促進させる。
【００１８】図３（ｅ）は、接着剤２２が硬化した後に
治具７０又は７０-1から取り外した筐体５０及び放熱板
１６の積層体の断面図である。図３（ｃ）の積層体の場
合には、治具７０から取り外すことにより、縁部６０へ
の押圧力が除去される。すると、筐体５０はその弾性に
基づいて、撓んでいない状態へ復元する。これに伴い、
放熱板１６の周縁部には筐体５０側への力が作用する。
突起５８により筐体５０の開口面の中央部と放熱板１６
との間隔は一定に保たれるため、放熱板１６はその周縁
部に作用する力により、筐体とは反対側へ凸の状態に反
らされる。図３（ｄ）の積層体の場合には、治具７０-1
から取り外した後も、筐体５０が放熱板１６の復元力に
抗することにより、図３（ｅ）の形状が保持される。
治具７０又は７０-1から取り外した筐体５０及び放熱板
１６の積層体の断面図である。図３（ｃ）の積層体の場
合には、治具７０から取り外すことにより、縁部６０へ
の押圧力が除去される。すると、筐体５０はその弾性に
基づいて、撓んでいない状態へ復元する。これに伴い、
放熱板１６の周縁部には筐体５０側への力が作用する。
突起５８により筐体５０の開口面の中央部と放熱板１６
との間隔は一定に保たれるため、放熱板１６はその周縁
部に作用する力により、筐体とは反対側へ凸の状態に反
らされる。図３（ｄ）の積層体の場合には、治具７０-1
から取り外した後も、筐体５０が放熱板１６の復元力に
抗することにより、図３（ｅ）の形状が保持される。
【００１９】図４は、放熱板１６に冷却器２６を接合し
た状態の断面図を示している。前述のように放熱板１６
は、筐体５０とは反対側へ凸になるように反った状態で
あり、絶縁基板１２が配置された開口に対向する部分に
おいて、放熱板１６と冷却器２６との間隙が狭くなって
いる。したがって、この部分のグリス層２４は薄く、熱
抵抗が小さくなっている。また、筐体５０及び放熱板１
６の積層体を冷却器２６に取り付ける際、放熱板１６を
冷却器２６に押し付けるようにするだけで、放熱板１６
と冷却器２６の間のグリス層２４全体を薄くすることが
でき、さらに空気を容易に押し出すことができるので、
気泡の残存が防止され、グリスや気泡による熱抵抗の増
加を防止することができる。
た状態の断面図を示している。前述のように放熱板１６
は、筐体５０とは反対側へ凸になるように反った状態で
あり、絶縁基板１２が配置された開口に対向する部分に
おいて、放熱板１６と冷却器２６との間隙が狭くなって
いる。したがって、この部分のグリス層２４は薄く、熱
抵抗が小さくなっている。また、筐体５０及び放熱板１
６の積層体を冷却器２６に取り付ける際、放熱板１６を
冷却器２６に押し付けるようにするだけで、放熱板１６
と冷却器２６の間のグリス層２４全体を薄くすることが
でき、さらに空気を容易に押し出すことができるので、
気泡の残存が防止され、グリスや気泡による熱抵抗の増
加を防止することができる。
【００２０】なお、本実施形態においては、放熱板１６
の周縁部と筐体５０の周縁部５６とを結合固定する手段
として接着剤を用いたが、ボルトなどの他の種類の結合
手段を用いることも可能である。
の周縁部と筐体５０の周縁部５６とを結合固定する手段
として接着剤を用いたが、ボルトなどの他の種類の結合
手段を用いることも可能である。
【００２１】また、上述の構成では筐体５０側に突起５
８を設けたが、反対に放熱板１６の筐体５０側の面に突
起を設け、これが筐体５０に当接するように構成しても
よい。また、筐体５０と放熱板１６との間にそれらとは
別体のスペーサを挟み込んでもよい。
８を設けたが、反対に放熱板１６の筐体５０側の面に突
起を設け、これが筐体５０に当接するように構成しても
よい。また、筐体５０と放熱板１６との間にそれらとは
別体のスペーサを挟み込んでもよい。
【００２２】さらに、上述の構成では、突起５８は、錘
体やこぶ形状のようにピークが点状のものを示したが、
壁状にピークが一次元方向に延びるものであってもよ
い。また、上述の構成では、放熱板１６は一方向にしか
撓められていないが、更にこれに直交する方向にも撓め
る構成も可能である。
体やこぶ形状のようにピークが点状のものを示したが、
壁状にピークが一次元方向に延びるものであってもよ
い。また、上述の構成では、放熱板１６は一方向にしか
撓められていないが、更にこれに直交する方向にも撓め
る構成も可能である。
【００２３】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例を示す。本実施
例においては、前述の実施形態における放熱板１６の材
料としてＡl−ＳiＣ（アルミ−シリコンカーバイド）複
合材を、筐体５０の材料としてＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド）を採用する。Ａl−ＳiＣは、ＳiＣ（シ
リコンカーバイド）の特性を改善した複合材料であり、
ＳiＣの空隙にＡｌ（アルミ）を含浸することによっ
て、脆性および熱伝導率を改善したものである。熱伝導
係数が比較的高いことは、放熱板に要求される基本的な
性質であり、Ａl−ＳiＣはこの要求を満たすことができ
る。さらに、Ａl−ＳiＣは降伏応力が高いために、図４
などに示されるように放熱板１６の中央が最も突出する
形状を得ることができる。Ａl−ＳiＣは、高い硬度のた
めにあらかじめ凸形状に機械加工することなどが困難で
あるが、本実施例によれば、機械加工によらず筐体とは
反対側に凸の形状を得ることができる。言い換えれば、
前述の実施形態に示された方法により、放熱板の材料と
してＡl−ＳiＣを採用することができる。
例においては、前述の実施形態における放熱板１６の材
料としてＡl−ＳiＣ（アルミ−シリコンカーバイド）複
合材を、筐体５０の材料としてＰＰＳ（ポリフェニレン
サルファイド）を採用する。Ａl−ＳiＣは、ＳiＣ（シ
リコンカーバイド）の特性を改善した複合材料であり、
ＳiＣの空隙にＡｌ（アルミ）を含浸することによっ
て、脆性および熱伝導率を改善したものである。熱伝導
係数が比較的高いことは、放熱板に要求される基本的な
性質であり、Ａl−ＳiＣはこの要求を満たすことができ
る。さらに、Ａl−ＳiＣは降伏応力が高いために、図４
などに示されるように放熱板１６の中央が最も突出する
形状を得ることができる。Ａl−ＳiＣは、高い硬度のた
めにあらかじめ凸形状に機械加工することなどが困難で
あるが、本実施例によれば、機械加工によらず筐体とは
反対側に凸の形状を得ることができる。言い換えれば、
前述の実施形態に示された方法により、放熱板の材料と
してＡl−ＳiＣを採用することができる。
【図１】 本実施形態に用いられる筐体の開口面（下
面）側から見た模式的な斜面図である。
面）側から見た模式的な斜面図である。
【図２】 半導体実装基板が載置された側（上面側）か
ら見た放熱板の模式的な斜視図である。
ら見た放熱板の模式的な斜視図である。
【図３】 本実施形態の半導体装置の製造方法における
主要段階を示す説明図である。
主要段階を示す説明図である。
【図４】 放熱板に冷却器を接合した状態の模式的な断
面図である。
面図である。
【図５】 半導体チップを筐体内に納め、筐体の一面を
放熱板とした半導体装置の一般的な構成を示す断面図で
ある。
放熱板とした半導体装置の一般的な構成を示す断面図で
ある。
１０ 半導体チップ、１２ 絶縁基板、１６ 放熱板、
２２ 接着剤、２６冷却器、５０ 筐体、５４ 梁、５
８ 突起、６０ 縁部。
２２ 接着剤、２６冷却器、５０ 筐体、５４ 梁、５
８ 突起、６０ 縁部。
Claims (5)
- 【請求項１】 筐体の開口面に、半導体チップを実装し
た基板が載置された放熱板を、前記基板を筐体側に向け
て取り付け、半導体実装基板を筐体に収納した半導体装
置を製造する方法であって、 前記筐体の前記開口面の中央部において前記放熱板を前
記開口面の周縁部で規定される水準面から所定距離に保
つスペーサを配し、 前記筐体と前記放熱板とを重ね合わせ、前記筐体の周縁
部に前記放熱板側へ向けた押圧力を作用させて、前記筐
体を前記放熱板に向けて凹の状態に反らす筐体湾曲工程
と、 前記筐体が前記放熱板に向けて凹に反らされた状態で、
前記筐体の周縁部のうち前記放熱板に近づけられた部分
を前記放熱板に固定し、前記放熱板を前記筐体に取り付
ける固定工程と、 前記押圧力を除去し、前記筐体の復元力により、前記放
熱板を前記筐体とは反対側へ凸の状態に反らせる放熱板
湾曲工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 筐体の開口面に、半導体チップを実装し
た基板が載置された放熱板を、前記基板を筐体側に向け
て取り付け、半導体実装基板を筐体に収納した半導体装
置を製造する方法であって、 前記筐体の前記開口面の中央部において前記放熱板を前
記開口面の周縁部で規定される水準面から所定距離に保
つスペーサを配し、 前記筐体と前記放熱板とを重ね合わせ、前記放熱板に前
記筐体の周縁部へ向けた押圧力を作用させて、前記放熱
板を前記筐体とは反対側へ凸の状態に反らす放熱板湾曲
工程と、 前記放熱板が前記筐体とは反対側へ凸に反らされた状態
で、前記筐体の周縁部のうち前記放熱板に近づけられた
部分を前記放熱板に固定し、前記放熱板を前記筐体に取
り付ける固定工程と、 前記押圧力を除去した後も、前記筐体の保持力により、
前記放熱板が前記筐体とは反対側へ凸に反った状態を保
持させる押圧力解放工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の半導体装
置の製造方法において、 前記スペーサは、予め前記筐体に形成され、前記水準面
よりも前記放熱板側へ突出した突起部であることを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の半導体装
置の製造方法において、 前記スペーサは、予め前記放熱板に形成され、当該放熱
板の表面より前記筐体側へ突出した突起部であることを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれか１つに
記載の半導体装置の製造方法において、 前記筐体と前記放熱板とを固定する部分に接着剤を配す
る工程を含み、 前記固定工程は、前記接着剤を硬化する工程を含むこ
と、 を特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002110451A JP2003303933A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002110451A JP2003303933A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003303933A true JP2003303933A (ja) | 2003-10-24 |
Family
ID=29393587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002110451A Pending JP2003303933A (ja) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003303933A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100403526C (zh) * | 2004-11-18 | 2008-07-16 | 丰田自动车株式会社 | 半导体器件的散热结构和半导体封装 |
| WO2014013883A1 (ja) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2015088653A (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| US9711430B2 (en) | 2012-09-13 | 2017-07-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device, method for installing heat dissipation member to semiconductor device, and a method for producing semiconductor device |
| JP2017228811A (ja) * | 2017-10-10 | 2017-12-28 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| EP3340291A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-27 | Infineon Technologies AG | Method for procuding an electronic module assembly and electronic module assembly |
| CN113643992A (zh) * | 2020-04-27 | 2021-11-12 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置的制造方法及电力转换装置的制造方法 |
-
2002
- 2002-04-12 JP JP2002110451A patent/JP2003303933A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100403526C (zh) * | 2004-11-18 | 2008-07-16 | 丰田自动车株式会社 | 半导体器件的散热结构和半导体封装 |
| WO2014013883A1 (ja) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| US9196566B2 (en) | 2012-07-18 | 2015-11-24 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor device fabrication method |
| JP5854140B2 (ja) * | 2012-07-18 | 2016-02-09 | 富士電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| US9711430B2 (en) | 2012-09-13 | 2017-07-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device, method for installing heat dissipation member to semiconductor device, and a method for producing semiconductor device |
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| US9633918B2 (en) | 2013-10-31 | 2017-04-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device |
| EP3340291A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-27 | Infineon Technologies AG | Method for procuding an electronic module assembly and electronic module assembly |
| US10462921B2 (en) | 2016-12-23 | 2019-10-29 | Infineon Technologies Ag | Method for producing an electronic module assembly and electronic module assembly |
| JP2017228811A (ja) * | 2017-10-10 | 2017-12-28 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| CN113643992A (zh) * | 2020-04-27 | 2021-11-12 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置的制造方法及电力转换装置的制造方法 |
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