JP2868007B1 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2868007B1 JP9314088A JP31408897A JP2868007B1 JP 2868007 B1 JP2868007 B1 JP 2868007B1 JP 9314088 A JP9314088 A JP 9314088A JP 31408897 A JP31408897 A JP 31408897A JP 2868007 B1 JP2868007 B1 JP 2868007B1
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8338Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/83385Shape, e.g. interlocking features

Abstract

【要約】 【課題】 金属放熱板の腐食及び剥離の進行を防止する
ことができると共に、デバイスの放熱特性を向上させる
ことができ、低コストで製造することができる半導体装
置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 先ず、モリブデン板2の両面に銅板1を
クラッドし、このクラッド板をプレス加工により打ち抜
きした後、このクラッド板の表面に、無電解ニッケルリ
ンメッキ層4を形成して、放熱板を作製する。次いで、
放熱板上に銀銅ろう材を介してセラミック枠を配置して
加熱すると、銀銅ろう材が溶融し、放熱板とセラミック
枠とがろう付接合されると共に、溶融したろう材が流れ
出して放熱板の端面及び半導体素子搭載面に到達し、放
熱板の表面上及び端面上等にろう材の材料からなる銀銅
合金膜7が形成される。その後、全面に金メッキを施す
ことにより、表面全面に金メッキ層が形成される。
The present invention provides a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which can prevent the progress of corrosion and peeling of a metal heat radiating plate, improve the heat radiation characteristics of a device, and can be manufactured at low cost. I do. SOLUTION: First, a copper plate 1 is clad on both sides of a molybdenum plate 2 and the clad plate is punched by press working, and then an electroless nickel-phosphorus plating layer 4 is formed on the surface of the clad plate to form a heat sink. Is prepared. Then
When a ceramic frame is placed on a heat sink through a silver-copper brazing material and heated, the silver-copper brazing material melts and the heat sink and the ceramic frame are brazed and joined, and the molten brazing material flows out to release heat. A silver-copper alloy film 7 made of a brazing material is formed on the end surface of the plate and the semiconductor element mounting surface, and on the surface and end surface of the heat sink. Thereafter, gold plating is applied to the entire surface to form a gold plating layer on the entire surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属放熱板を有す
る半導体装置及びその製造方法に関し、特に、半導体素
子の放熱性の低下を防止することができる金属放熱板を
有する半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a metal radiator plate and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a metal radiator plate capable of preventing a decrease in heat dissipation of a semiconductor element and a method of manufacturing the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子が搭載される放熱
板としては、素子の放熱性の向上を目的として、種々の
構造のものが提案されている(特開平5−29507号
公報、特開平5−21667号公報)。図6は従来の半
導体装置の構造を示す斜視図であり、図7及び図8はそ
の一部を拡大して示す断面図である。図6に示すよう
に、金属放熱板23表面の半導体素子搭載面29上に
は、半導体素子33が搭載されていると共に、この半導
体素子33を取り囲む形状のセラミック枠25がろう付
接合されている。なお、金属放熱板23は、モリブデン
板22の両面に銅板21がクラッドされた3層構造のク
ラッド板の表面に、電解ニッケルメッキ層24が形成さ
れたものである。また、セラミック枠25上には、半導
体素子33内の配線と、外部の配線とを接続するリード
26が形成されている。
2. Description of the Related Art Hitherto, as a radiator plate on which a semiconductor element is mounted, various types of structures have been proposed for the purpose of improving the heat radiation of the element (JP-A-5-29507, JP-A-5-29507). No. 5-21667). FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a conventional semiconductor device, and FIGS. 7 and 8 are sectional views showing a part of the structure in an enlarged manner. As shown in FIG. 6, a semiconductor element 33 is mounted on a semiconductor element mounting surface 29 on the surface of the metal heat sink 23, and a ceramic frame 25 surrounding the semiconductor element 33 is brazed and joined. . The metal heat radiating plate 23 is formed by forming an electrolytic nickel plating layer 24 on the surface of a three-layer clad plate in which the copper plate 21 is clad on both surfaces of a molybdenum plate 22. Further, on the ceramic frame 25, a lead 26 for connecting a wiring inside the semiconductor element 33 and an external wiring is formed.

【0003】このような従来の半導体装置は、以下に示
すようにして製造される。図7に示すように、先ず、モ
リブデン板22の両面に銅板21をクラッドし、これを
プレス加工により所定の形状に外形打ち抜きする。次
に、打ち抜きされたクラッド板の表面に、電解ニッケル
メッキ層24を形成して、放熱板23を作製する。次い
で、銀銅ろう材27を使用して、放熱板23上にセラミ
ック枠25を接合する。その後、セラミック枠25の上
面にリード26を接合した後、全面に金メッキ層8を形
成する。
[0003] Such a conventional semiconductor device is manufactured as follows. As shown in FIG. 7, first, a copper plate 21 is clad on both sides of a molybdenum plate 22, and this is punched into a predetermined shape by press working. Next, an electrolytic nickel plating layer 24 is formed on the surface of the punched clad plate, and a heat sink 23 is manufactured. Next, the ceramic frame 25 is joined onto the heat sink 23 using the silver-copper brazing material 27. Thereafter, after the leads 26 are joined to the upper surface of the ceramic frame 25, the gold plating layer 8 is formed on the entire surface.

【0004】その後、図8に示すように、セラミック枠
25に囲まれた半導体素子搭載面29上に、マウント材
34を介して半導体素子33を搭載し、半導体素子33
内の配線と、リード26とを接続する。
[0004] Thereafter, as shown in FIG. 8, a semiconductor element 33 is mounted on a semiconductor element mounting surface 29 surrounded by a ceramic frame 25 via a mounting material 34.
And the lead 26 are connected.

【0005】このように構成された半導体装置において
は、両面に熱伝導率が高い銅板21が接合された金属放
熱板23を使用しているので、半導体素子の熱を効率的
に放熱させることができる。また、クラッド板を所定の
形状に加工する際には、プレス加工により打ち抜きする
方法が使用されるので、低コストで放熱板23を作成す
ることができる。更に、2枚の銅板21とその間のモリ
ブデン板22からなる金属放熱板23を使用しているの
で、セラミック枠25に印加される応力が低減される。
In the semiconductor device configured as described above, since the metal heat radiating plate 23 having the copper plate 21 having high thermal conductivity bonded to both surfaces is used, the heat of the semiconductor element can be efficiently radiated. it can. Further, when the clad plate is processed into a predetermined shape, a method of punching by press working is used, so that the heat radiating plate 23 can be formed at low cost. Further, since the metal heat radiating plate 23 composed of the two copper plates 21 and the molybdenum plate 22 therebetween is used, the stress applied to the ceramic frame 25 is reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6及
び7に示す従来の半導体装置においては、以下に示す問
題点がある。第1の問題点は、放熱板23の端面におい
て、銅板21とモリブデン板22との剥離が発生しやす
いという点である。これは、クラッドされた銅板21と
モリブデン板22との界面の接合力が弱いため、プレス
加工により銅板21とモリブデン板22との間に間隙部
32が発生するからである。即ち、この間隙部32が起
点となって、熱的ストレスにより剥離が発生する。この
ように、放熱板の端面に剥離が発生すると、半導体装置
の組立時における熱履歴及び温度サイクル試験等により
剥離が進行して、デバイスの特性が劣化する。
However, the conventional semiconductor device shown in FIGS. 6 and 7 has the following problems. The first problem is that peeling between the copper plate 21 and the molybdenum plate 22 is likely to occur on the end surface of the heat sink 23. This is because the bonding force at the interface between the clad copper plate 21 and the molybdenum plate 22 is weak, so that a gap 32 is generated between the copper plate 21 and the molybdenum plate 22 by press working. That is, the gap 32 serves as a starting point, and peeling occurs due to thermal stress. As described above, when peeling occurs on the end surface of the heat sink, the peeling progresses due to a heat history and a temperature cycle test at the time of assembling the semiconductor device, and the characteristics of the device deteriorate.

【0007】第2の問題点は、放熱板23の端面におい
て、プレス加工により発生した銅板21とモリブデン板
22との間の間隙部32に金メッキ層28が形成されに
くい点である。金メッキ層28は放熱板23の腐食を防
止する作用を有しているので、放熱板23に金メッキ層
28の未着部分が存在すると、この未着部分から腐食が
発生する。
The second problem is that it is difficult to form the gold plating layer 28 in the gap 32 between the copper plate 21 and the molybdenum plate 22 generated by press working on the end surface of the heat radiating plate 23. Since the gold-plated layer 28 has a function of preventing corrosion of the heat radiating plate 23, if there is an unattached portion of the gold-plated layer 28 on the heat radiating plate 23, corrosion occurs from this unattached portion.

【0008】第3の問題点は、図8に示すように、金属
放熱板23表面の電解ニッケルメッキ層24及び金メッ
キ層28の表面には凹凸が形成されており、半導体素子
搭載面29上に半導体素子33を搭載する際に、金メッ
キ層28の表面の凹凸とマウント材34との間にボイド
37が形成される点である。このボイド37が半導体素
子33の搭載後においても残存すると、ボイド37が半
導体素子33の熱を放出させる際に熱抵抗となって、金
属放熱板23の放熱特性が低下する。
A third problem is that, as shown in FIG. 8, irregularities are formed on the surfaces of the electrolytic nickel plating layer 24 and the gold plating layer 28 on the surface of the metal radiator plate 23, and When mounting the semiconductor element 33, a void 37 is formed between the unevenness on the surface of the gold plating layer 28 and the mount material 34. If the voids 37 remain even after the semiconductor element 33 is mounted, the voids 37 become thermal resistance when releasing the heat of the semiconductor element 33, and the heat radiation characteristics of the metal heat radiating plate 23 deteriorate.

【0009】これらの問題点のうち、特に、放熱板の端
面における剥離及びメッキ層の未着による腐食の発生を
防止することができる放熱板が開示されている(特開平
63−016582号公報)。この放熱板は、銅−タン
グステン焼結合金板に、無電解ニッケルメッキ層を形成
したものである。銅−タングステン焼結合金板は、硬度
が高い脆性材料であるので、プレス加工ではなく、切削
加工により所定の形状に加工される。従って、放熱板の
端面は平坦であるので、剥離及びメッキ層の未着による
腐食等が発生することはない。
[0009] Among these problems, a heat radiating plate capable of preventing the occurrence of corrosion due to peeling of the end surface of the heat radiating plate and the non-adhesion of the plating layer has been disclosed (Japanese Patent Laid-Open No. 63-016582). . This radiator plate is obtained by forming an electroless nickel plating layer on a copper-tungsten sintered alloy plate. Since the copper-tungsten sintered alloy plate is a brittle material having high hardness, it is processed into a predetermined shape by cutting instead of pressing. Therefore, since the end surface of the heat sink is flat, there is no occurrence of peeling and corrosion due to the non-adhesion of the plating layer.

【0010】しかしながら、特開平63−016582
号公報に開示された放熱板においては、切削加工により
加工されるので、その加工コストが著しく高くなるとい
う問題点がある。また、放熱板の放熱特性は、図6及び
7に示す半導体装置の放熱板よりも低いという問題点も
ある。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-016582 discloses
In the radiator plate disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260, there is a problem that the processing cost is significantly increased because the processing is performed by cutting. There is also a problem that the heat radiation characteristics of the heat radiation plate are lower than those of the semiconductor device shown in FIGS.

【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、金属放熱板の腐食及び剥離の進行を防止す
ることができると共に、デバイスの放熱特性を向上させ
ることができ、低コストで製造することができる半導体
装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can prevent corrosion and peeling of a metal heat radiating plate from proceeding, improve the heat radiating characteristics of a device, and reduce the cost. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be manufactured and a manufacturing method thereof.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
は、放熱板と、前記放熱板上に搭載される半導体素子
と、前記放熱板上にろう付され前記半導体素子を囲む形
状の枠材と、を有する半導体装置において、前記放熱板
は、モリブデン板の両面に銅板がクラッドされた3層構
造のクラッド板と、前記クラッド板の表面に形成された
無電解ニッケルリンメッキ層とを有することを特徴とす
る。
A semiconductor device according to the present invention comprises a heat sink, a semiconductor element mounted on the heat sink, and a frame member brazed on the heat sink and surrounding the semiconductor element. Wherein the heat sink has a clad plate having a three-layer structure in which a copper plate is clad on both sides of a molybdenum plate, and an electroless nickel-phosphorus plating layer formed on the surface of the clad plate. It is characterized by.

【0013】この半導体装置は、更に、前記放熱板上に
おける半導体素子搭載予定領域上及び前記放熱板の端面
上に形成され前記ろう付の材料からなる金属膜を有する
ことが好ましい。また、前記金属膜の表面上に形成され
た金メッキ層を有することができる。更に、前記金属膜
の表面上に形成された電解ニッケルメッキ層と、前記電
解ニッケルメッキ層の表面上に形成された金メッキ層
と、を有することが好ましい。更にまた、前記金属膜の
表面上に形成された銀メッキ層を有することが望まし
い。
It is preferable that the semiconductor device further includes a metal film made of the brazing material formed on a region where the semiconductor element is to be mounted on the heat sink and on an end face of the heat sink. Further, it may have a gold plating layer formed on the surface of the metal film. Further, it is preferable to have an electrolytic nickel plating layer formed on the surface of the metal film and a gold plating layer formed on the surface of the electrolytic nickel plating layer. Further, it is desirable to have a silver plating layer formed on the surface of the metal film.

【0014】更にまた、前記枠材は銀銅ろう材により前
記放熱板上にろう付されたものとすることができ、この
場合、前記金属膜は銀銅合金膜とすることができる。更
にまた、前記枠材はセラミックからなるものとすること
ができる。
Further, the frame material may be brazed on the heat sink with a silver-copper brazing material, and in this case, the metal film may be a silver-copper alloy film. Furthermore, the frame material may be made of ceramic.

【0015】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体素子を搭載する放熱板を作製する工程と、前記放熱
板上における半導体素子搭載予定領域を囲む形状の枠材
を前記放熱板上にろう付する工程と、前記半導体素子搭
載予定領域上に半導体素子を搭載する工程と、を有する
半導体装置の製造方法において、前記放熱板を作製する
工程は、モリブデン板の両面に銅板をクラッドして3層
構造のクラッド板を作製する工程と、前記クラッド板を
プレス加工による打ち抜きにより所定の形状に加工する
工程と、所定の形状のクラッド板表面に無電解ニッケル
リンメッキを施す工程と、を有することを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of manufacturing a heat sink on which a semiconductor element is mounted, and a step of forming a frame material surrounding a region where the semiconductor element is to be mounted on the heat sink on the heat sink. And a step of mounting a semiconductor element on the area where the semiconductor element is to be mounted. In the method of manufacturing a semiconductor device, the step of manufacturing the heat sink includes cladding a copper plate on both sides of a molybdenum plate. A step of manufacturing a clad plate having a layer structure, a step of punching the clad plate into a predetermined shape by press working, and a step of performing electroless nickel phosphorus plating on the surface of the clad plate having the predetermined shape. It is characterized by.

【0016】前記枠材を前記放熱板上にろう付する工程
は、前記放熱板と前記枠材との間にろう材を配置する工
程と、前記ろう材を加熱して溶融させ、前記枠材と前記
放熱板とをろう付すると共に、前記放熱板上の前記半導
体素子搭載予定領域及び前記放熱板の端面に溶融したろ
う付の材料からなる金属膜を被着させる工程と、を有す
ることが好ましい。
The step of brazing the frame material on the radiator plate includes the steps of disposing a braze material between the radiator plate and the frame material, and heating and melting the braze material to form the frame material. And brazing the radiator plate and applying a metal film made of a molten brazing material to an area where the semiconductor element is to be mounted on the radiator plate and an end surface of the radiator plate. preferable.

【0017】また、前記放熱板上の前記半導体素子搭載
予定領域及び前記放熱板の端面に金属膜を被着させる工
程と前記半導体素子搭載予定領域上に半導体素子を搭載
する工程との間に、前記金属膜の表面に金メッキを施す
工程を有することができる。更に、前記放熱板上の前記
半導体素子搭載予定領域及び前記放熱板の端面に金属膜
を被着させる工程と前記半導体素子搭載予定領域上に半
導体素子を搭載する工程との間に、前記金属膜の表面に
電解ニッケルメッキを施す工程と、前記電解ニッケルメ
ッキにより形成された電解ニッケルメッキ層の表面に金
メッキを施す工程と、を有することが好ましい。更にま
た、前記放熱板上の前記半導体素子搭載予定領域及び前
記放熱板の端面に金属膜を被着させる工程と前記半導体
素子搭載予定領域上に半導体素子を搭載する工程との間
に、前記金属膜の表面に銀メッキを施す工程を有するこ
とをが望ましい。
Further, between the step of attaching a metal film on the semiconductor element mounting area on the heat sink and the end face of the heat sink, and the step of mounting the semiconductor element on the semiconductor element mounting area, The method may include a step of plating the surface of the metal film with gold. Further, between the step of attaching a metal film to the semiconductor element mounting area on the heat sink and the end face of the heat sink, and the step of mounting a semiconductor element on the semiconductor element mounting area, It is preferable to include a step of applying electrolytic nickel plating to the surface of the substrate and a step of applying gold plating to the surface of the electrolytic nickel plating layer formed by the electrolytic nickel plating. Furthermore, between the step of attaching a metal film to the semiconductor element mounting area on the heat sink and the end face of the heat sink, and the step of mounting a semiconductor element on the semiconductor element mounting area, It is desirable to have a step of applying silver plating to the surface of the film.

【0018】更にまた、前記ろう材は銀銅ろう材とする
ことができ、この場合、前記金属膜は銀銅合金膜とする
ことができる。更にまた、前記枠材はセラミックにより
形成することができる。
Still further, the brazing material may be a silver-copper brazing material, and in this case, the metal film may be a silver-copper alloy film. Furthermore, the frame material can be formed of ceramic.

【0019】本発明においては、モリブデン板の両面に
銅板がクラッドされた3層構造のクラッド板の表面に、
無電解ニッケルリンメッキ層が形成された放熱板を使用
している。無電解ニッケルリンメッキ層の表面は、溶融
したろう材が流れやすい状態になっているので、クラッ
ド板に無電解ニッケルリンメッキを施して放熱板を形成
した後に、ろう材により放熱板と枠材とを接合すると、
溶融したろう材は無電解ニッケルリンメッキ層の表面を
流れて、放熱板の端面に到達する。そして、このろう材
は、銅板とモリブデン板との間の間隙部に侵入し、この
間隙部はろう材の材料からなる金属膜により完全に埋設
される。これにより、放熱板の端面における銅板とモリ
ブデン板との間に強固な金属結合が得られ、銅板とモリ
ブデン板との間の剥離の進行を防止することができる。
In the present invention, the surface of a three-layer clad plate in which a copper plate is clad on both sides of a molybdenum plate,
A heat sink having an electroless nickel phosphorus plating layer formed thereon is used. Since the surface of the electroless nickel-phosphorous plating layer is in a state where the molten brazing material is easy to flow, the cladding plate is subjected to electroless nickel-phosphorous plating to form a heat radiating plate, and then the heat radiating plate and frame material are formed by the brazing material. And joining
The molten brazing material flows on the surface of the electroless nickel-phosphorous plating layer and reaches the end surface of the heat sink. Then, the brazing material enters the gap between the copper plate and the molybdenum plate, and the gap is completely buried by the metal film made of the brazing material. As a result, a strong metal bond is obtained between the copper plate and the molybdenum plate at the end surface of the heat radiating plate, and the progress of peeling between the copper plate and the molybdenum plate can be prevented.

【0020】また、本発明においては、間隙部が金属膜
により完全に埋設されていると、放熱板の端面は実質的
に平坦面となる。従って、放熱板に金メッキを施した場
合に、放熱板の端面に金メッキ層の未着部分が形成され
ることなく、全面に金メッキ層が形成されるので、放熱
板の腐食を防止することができる。
In the present invention, when the gap is completely buried by the metal film, the end face of the heat sink becomes a substantially flat surface. Therefore, when the heat sink is plated with gold, the gold plated layer is formed on the entire surface without forming the unattached portion of the gold plated layer on the end surface of the heat sink, so that corrosion of the heat sink can be prevented. .

【0021】更に、本発明においては、溶融したろう材
が放熱板の表面の無電解ニッケルリンメッキ層の表面を
流れ出して、枠材に囲まれた半導体素子搭載予定領域に
到達すると、この領域はろう材の材料からなる金属膜に
より覆われて、放熱板の表面の平坦度が向上する。従っ
て、その後の工程で半導体素子を素子搭載予定領域に実
装したときに、実装するためのマウント材等の内部でボ
イドが発生することを抑制することができ、これによ
り、デバイスの放熱特性を向上させることができる。
Further, in the present invention, when the molten brazing material flows out of the surface of the electroless nickel-phosphorous plating layer on the surface of the heat sink and reaches the semiconductor element mounting area surrounded by the frame material, this area becomes The flatness of the surface of the heat sink is improved by being covered with the metal film made of the brazing material. Therefore, when the semiconductor element is mounted in the element mounting area in a subsequent step, it is possible to suppress the occurrence of voids inside the mounting material or the like for mounting, thereby improving the heat radiation characteristics of the device. Can be done.

【0022】なお、本発明において、金属膜の表面上
に、電解ニッケルメッキ層を形成し、その後に金メッキ
層を形成すると、この電解ニッケルメッキ層は、前記金
属膜が熱拡散により金メッキ層の表面に露出することを
防止する効果を有するので、金メッキ層の膜厚を薄くす
ることができ、低コストで半導体装置を製造することが
できる。また、本発明において、金属膜の表面上に銀メ
ッキ層を形成すると、金メッキ層を形成する場合と比較
して、更に一層低コストで半導体装置を製造することが
できる。
In the present invention, when an electrolytic nickel plating layer is formed on the surface of the metal film and then a gold plating layer is formed, the electrolytic nickel plating layer is formed by heat diffusion of the metal film on the surface of the gold plating layer. Has the effect of preventing the gold plating layer from being exposed to the substrate, so that the thickness of the gold plating layer can be reduced, and the semiconductor device can be manufactured at low cost. In the present invention, when a silver plating layer is formed on the surface of a metal film, a semiconductor device can be manufactured at a much lower cost than when a gold plating layer is formed.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る半導
体装置及びその製造方法について、添付の図面を参照し
て具体的に説明する。図1は本発明の第1の実施例に係
る半導体装置の構造を示す斜視図であり、図2(a)乃
至(c)及び図3はその製造方法を工程順に示す断面図
である。図1に示すように、金属放熱板3上には、半導
体素子13が搭載されていると共に、この半導体素子1
3を取り囲む形状のセラミック枠(枠材)5がろう付接
合されている。なお、金属放熱板3は、モリブデン板2
の両面に銅板1がクラッドされた3層構造のクラッド板
の表面に、無電解ニッケルリンメッキ層4が形成された
ものである。また、セラミック枠5上には、半導体素子
13内の配線と、外部の配線とを接続するリード6が形
成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C and 3 are cross-sectional views showing the manufacturing method in the order of steps. As shown in FIG. 1, a semiconductor element 13 is mounted on a metal radiator plate 3, and the semiconductor element 1
A ceramic frame (frame material) 5 having a shape surrounding 3 is brazed and joined. The metal radiator plate 3 is a molybdenum plate 2
An electroless nickel-phosphorous plating layer 4 is formed on the surface of a three-layered clad plate having a copper plate 1 clad on both sides. Further, on the ceramic frame 5, a lead 6 for connecting a wiring inside the semiconductor element 13 and an external wiring is formed.

【0024】このように構成された本実施例に係る半導
体装置は、以下に示すようにして製造される。図2
(a)に示すように、先ず、モリブデン板2の両面に銅
板1をクラッドし、このクラッド板をプレス加工により
所定の形状に外形打ち抜きする。このとき、クラッド板
の端面においては、プレス加工によりダレ面10及びバ
リ面11が形成される。また、銅板1とモリブデン板2
とは互いに異なる硬度を有する板材であるので、プレス
加工時の応力によって、銅板1とモリブデン板2との間
が剥離して間隙部12が形成される。
The semiconductor device according to the present embodiment thus constructed is manufactured as described below. FIG.
As shown in (a), first, a copper plate 1 is clad on both sides of a molybdenum plate 2, and the clad plate is punched into a predetermined shape by press working. At this time, the sagging surface 10 and the burr surface 11 are formed on the end surface of the clad plate by press working. Also, a copper plate 1 and a molybdenum plate 2
Are different in hardness from each other, the stress at the time of press working causes the copper plate 1 and the molybdenum plate 2 to be separated from each other to form the gap 12.

【0025】次に、図2(b)に示すように、打ち抜き
されたクラッド板の表面に、無電解ニッケルリンメッキ
層4を形成して、放熱板3を作製する。このとき、無電
解ニッケルリンメッキ層4を形成するためのメッキ液は
間隙部12内を循環しないので、この間隙部12の近傍
における銅板1及びモリブデン板2の表面には、ニッケ
ルリンメッキ層4は形成されない。
Next, as shown in FIG. 2B, an electroless nickel-phosphorus plating layer 4 is formed on the surface of the punched clad plate, and a heat sink 3 is manufactured. At this time, since the plating solution for forming the electroless nickel-phosphorous plating layer 4 does not circulate in the gap 12, the surfaces of the copper plate 1 and the molybdenum plate 2 near the gap 12 are coated with the nickel-phosphorous plating layer 4. Is not formed.

【0026】次いで、放熱板3上にセラミック枠5を接
合する。このとき、セラミック枠5と放熱板3との接合
面と同一の形状の合金プリフォーム、例えば、銀銅ろう
材(図示せず)を両者の間に配置して、このろう材を例
えば約850℃の温度に加熱する。これにより、図2
(c)に示すように、セラミック枠5と金属放熱板3と
の間の接合面で銀銅ろう材が溶融し、放熱板3とセラミ
ック枠5とがろう付接合されると共に、溶融したろう材
が流れ出して放熱板3の端面及びセラミック枠5に囲ま
れた半導体素子搭載面(半導体素子形成予定領域)9に
到達し、放熱板3の表面上及び端面上等に銀銅合金膜
(金属膜)7が形成される。
Next, the ceramic frame 5 is joined onto the heat sink 3. At this time, an alloy preform having the same shape as the joint surface between the ceramic frame 5 and the heat sink 3, for example, a silver-copper brazing material (not shown) is disposed between the two, and the brazing material is made to about 850, for example. Heat to a temperature of ° C. As a result, FIG.
As shown in (c), the silver-copper brazing material is melted at the joint surface between the ceramic frame 5 and the metal heat radiating plate 3, and the heat radiating plate 3 and the ceramic frame 5 are brazed and joined, and the molten solder is melted. The material flows out to reach the end face of the heat sink 3 and the semiconductor element mounting surface (semiconductor element formation planned area) 9 surrounded by the ceramic frame 5, and forms a silver-copper alloy film (metal) on the surface and end face of the heat sink 3. A film 7 is formed.

【0027】その後、セラミック枠5の上面にリード6
を接合した後、全面に金メッキを施すことにより、銀銅
合金膜の表面全面に金メッキ層8が形成される。その
後、図3に示すように、放熱板3の半導体素子搭載面9
上にAuSn等からなるマウント材14を介して半導体
素子13を搭載し、半導体素子13内の配線と、リード
6とを接続する。
Thereafter, the leads 6 are placed on the upper surface of the ceramic frame 5.
After bonding, a gold plating layer 8 is formed on the entire surface of the silver-copper alloy film by performing gold plating on the entire surface. Thereafter, as shown in FIG.
The semiconductor element 13 is mounted thereon via a mounting material 14 made of AuSn or the like, and the wiring in the semiconductor element 13 and the lead 6 are connected.

【0028】このようにして製造された半導体装置にお
いては、モリブデン板2の両面に銅板1がクラッドされ
た3層構造のクラッド板の表面に、無電解ニッケルリン
メッキ層4が形成された放熱板3を使用している。この
無電解ニッケルリンメッキ層4の表面は、溶融した銀銅
ろう材が流れやすい状態となっているので、クラッド板
に無電解ニッケルリンメッキを施して放熱板3を形成し
た後に、銀銅ろう材により放熱板3とセラミック枠5と
を接合すると、溶融した銀銅ろう材は無電解ニッケルリ
ンメッキ層4の表面を流れて、放熱板3の端面に到達す
る。そして更に、溶融した銀銅ろう材は、毛細管現象に
よって銅板1とモリブデン板2との間の間隙部12内に
侵入して凝固するので、間隙部12は銀銅合金膜7によ
り完全に埋設される。これにより、放熱板3の端面にお
ける銅板1とモリブデン板2との間に強固な金属結合が
得られ、銅板1とモリブデン板2との間の剥離が進行す
ることがない。
In the semiconductor device manufactured in this manner, a heat sink having an electroless nickel-phosphorous plating layer 4 formed on the surface of a three-layer clad plate in which a copper plate 1 is clad on both surfaces of a molybdenum plate 2. 3 is used. Since the surface of the electroless nickel-phosphorous plating layer 4 is in a state in which the molten silver-copper brazing material easily flows, the heat-dissipating plate 3 is formed by performing electroless nickel-phosphorous plating on the clad plate, When the heat radiating plate 3 and the ceramic frame 5 are joined by a material, the molten silver-copper brazing material flows on the surface of the electroless nickel-phosphorous plating layer 4 and reaches the end surface of the heat radiating plate 3. Further, the molten silver-copper brazing material penetrates into the gap 12 between the copper plate 1 and the molybdenum plate 2 due to the capillary phenomenon and solidifies, so that the gap 12 is completely embedded by the silver-copper alloy film 7. You. Thereby, a strong metal bond is obtained between the copper plate 1 and the molybdenum plate 2 at the end surface of the heat radiating plate 3, and the separation between the copper plate 1 and the molybdenum plate 2 does not progress.

【0029】また、本実施例においては、間隙部12が
銀銅合金膜7により完全に埋設されているので、放熱板
3の端面は実質的に平坦面となる。従って、放熱板3に
金メッキを施した場合に、メッキ液の循環が良好とな
り、放熱板3の端面に金メッキ層8の未着部分が形成さ
れることなく、全面に金メッキ層8が形成されるので、
放熱板3の腐食を防止することができる。
In this embodiment, since the gap 12 is completely buried with the silver-copper alloy film 7, the end face of the heat sink 3 is substantially flat. Therefore, when the heat sink 3 is plated with gold, the circulation of the plating solution becomes good, and the gold plated layer 8 is formed on the entire surface without forming the unattached portion of the gold plated layer 8 on the end face of the heat sink 3. So
Corrosion of the heat sink 3 can be prevented.

【0030】更に、本実施例においては、溶融した銀銅
ろう材が放熱板3の表面の無電解ニッケルリンメッキ層
4の表面を流れ出して、セラミック枠5に囲まれた半導
体素子搭載面9に到達するので、半導体素子搭載面9は
銀銅合金膜7により覆われる。図3に示すように、無電
解ニッケルリンメッキ層4を形成した直後においては、
金属放熱板3の表面には凹凸が形成されている。しか
し、銀銅合金膜7により放熱板3の表面が被覆されるこ
とにより、放熱板3の表面の平坦度が向上する。従っ
て、その後の工程で半導体素子13をマウント材14に
より素子搭載面9に実装したときに、半導体素子13の
傾き等が小さくなるので、従来の半導体装置と比較し
て、マウント材14内にボイドが発生することを低減す
ることができ、これにより、デバイスの放熱特性が向上
する。
Further, in this embodiment, the molten silver-copper brazing material flows out of the surface of the electroless nickel-phosphorous plating layer 4 on the surface of the radiator plate 3 and is transferred to the semiconductor element mounting surface 9 surrounded by the ceramic frame 5. As a result, the semiconductor element mounting surface 9 is covered with the silver-copper alloy film 7. As shown in FIG. 3, immediately after forming the electroless nickel phosphorus plating layer 4,
Irregularities are formed on the surface of the metal heat sink 3. However, since the surface of the heat radiating plate 3 is covered with the silver-copper alloy film 7, the flatness of the surface of the heat radiating plate 3 is improved. Therefore, when the semiconductor element 13 is mounted on the element mounting surface 9 by the mounting material 14 in a subsequent step, the inclination and the like of the semiconductor element 13 are reduced, so that a void is formed in the mounting material 14 as compared with the conventional semiconductor device. Can be reduced, thereby improving the heat radiation characteristics of the device.

【0031】更にまた、本実施例においては、両面に熱
伝導率が高い銅板1が接合された金属放熱板3を使用し
ているので、半導体素子の熱を効率的に放熱させること
ができる。また、プレス加工による打ち抜きによってク
ラッド板を所定の形状に加工しているので、低コストで
放熱板3を作成することができる。更に、2枚の銅板1
とその間のモリブデン板2からなる金属放熱板3を使用
しているので、セラミック枠5に印加される応力を低減
することができる。
Further, in this embodiment, since the metal heat radiating plate 3 having the copper plate 1 having high thermal conductivity bonded to both surfaces is used, the heat of the semiconductor element can be efficiently radiated. Further, since the clad plate is processed into a predetermined shape by punching by press working, the heat radiating plate 3 can be manufactured at low cost. Furthermore, two copper plates 1
Since the metal heat radiating plate 3 made of the molybdenum plate 2 is used between them, the stress applied to the ceramic frame 5 can be reduced.

【0032】図4は本発明の第2の実施例に係る半導体
装置の一部を拡大して示す断面図である。図4に示す第
2の実施例において、図2及び3に示す第1の実施例と
同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。また、製造される半導体装置は、図1に示す半導体
装置の構造と同様であるので、第2の実施例に係る半導
体装置の構造については、図示を省略する。図4に示す
ように、第2の実施例において、放熱板上にセラミック
枠を850℃の温度でろう付接合する工程までは、第1
の実施例と同様である。これにより、金属放熱板の表面
は銀銅合金膜7により被覆される。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a part of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 4, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Further, the semiconductor device to be manufactured is the same as the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1, and therefore, the structure of the semiconductor device according to the second embodiment is not shown. As shown in FIG. 4, in the second embodiment, the first step is until the step of brazing and joining the ceramic frame on the heat sink at a temperature of 850 ° C.
This is the same as the embodiment. Thus, the surface of the metal radiator plate is covered with the silver-copper alloy film 7.

【0033】次に、セラミック枠(図示せず)の上面に
リード(図示せず)を接合した後、全面に電解ニッケル
メッキ層15を形成する。次いで、電解ニッケルメッキ
層15の表面に金メッキ層8を形成する。その後、放熱
板の半導体素子搭載面上にマウント材を介して半導体素
子(図示せず)を搭載し、半導体素子内の配線と、リー
ドとを接続する。
Next, after joining leads (not shown) to the upper surface of the ceramic frame (not shown), an electrolytic nickel plating layer 15 is formed on the entire surface. Next, the gold plating layer 8 is formed on the surface of the electrolytic nickel plating layer 15. Thereafter, a semiconductor element (not shown) is mounted on the semiconductor element mounting surface of the heat sink via a mount material, and the wiring in the semiconductor element is connected to the leads.

【0034】このようにして製造された第2の実施例に
おいても、モリブデン板2の両面に銅板1がクラッドさ
れた3層構造のクラッド板の表面に、無電解ニッケルリ
ンメッキ層4が形成された放熱板を使用しているので、
第1の実施例と同様の効果を得ることができる。更に、
第2の実施例においては、銀銅ろう材によりセラミック
枠を放熱板上にろう付した後、金メッキを施す前に、電
解ニッケルメッキ層15を形成している。電解ニッケル
メッキ層15は、金メッキ層8を形成した後の半導体装
置の組立及び実装等の工程において、放熱板の表面を被
覆した銀銅合金膜7が熱の影響を受けて、熱拡散により
金メッキ層8の表面に露出することを防止する効果を有
している。従って、金メッキ層8の膜厚を薄くすること
ができるので、貴金属である金の使用量を低減すること
ができ、これにより、第1の実施例と比較して、より一
層低コストで半導体装置を製造することができる。
Also in the second embodiment manufactured in this manner, an electroless nickel-phosphorus plating layer 4 is formed on the surface of a three-layer clad plate in which a copper plate 1 is clad on both surfaces of a molybdenum plate 2. Since a heat sink is used,
The same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore,
In the second embodiment, an electrolytic nickel plating layer 15 is formed after a ceramic frame is brazed on a heat radiating plate with a silver copper brazing material and before gold plating is performed. In the process of assembling and mounting the semiconductor device after the formation of the gold plating layer 8, the electrolytic nickel plating layer 15 is affected by the heat of the silver-copper alloy film 7 covering the surface of the heat sink, and the gold plating is performed by thermal diffusion. This has the effect of preventing exposure to the surface of the layer 8. Accordingly, the thickness of the gold plating layer 8 can be reduced, so that the amount of gold, which is a noble metal, can be reduced. As a result, the semiconductor device can be manufactured at lower cost as compared with the first embodiment. Can be manufactured.

【0035】図5は本発明の第3の実施例に係る半導体
装置の一部を拡大して示す断面図である。図5に示す第
3の実施例において、図2及び3に示す第1の実施例と
同一物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。また、製造される半導体装置は、図1に示す半導体
装置の構造と同様であるので、第3の実施例に係る半導
体装置の構造については、図示を省略する。図5に示す
ように、第3の実施例において、放熱板上にセラミック
枠を850℃の温度でろう付接合する工程までは、第1
の実施例と同様である。これにより、金属放熱板の表面
は銀銅合金膜7により被覆される。
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a part of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment shown in FIG. 5, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. Further, the semiconductor device to be manufactured is the same as the structure of the semiconductor device shown in FIG. 1, and thus the structure of the semiconductor device according to the third embodiment is not shown. As shown in FIG. 5, in the third embodiment, the first step is until the step of brazing and joining the ceramic frame on the heat sink at a temperature of 850 ° C.
This is the same as the embodiment. Thus, the surface of the metal radiator plate is covered with the silver-copper alloy film 7.

【0036】次に、セラミック枠(図示せず)の上面に
リード(図示せず)を接合した後、全面に銀メッキ層1
6を形成する。その後、放熱板の半導体素子搭載面上に
マウント材を介して半導体素子(図示せず)を搭載し、
半導体素子内の配線と、リードとを接続する。
Next, after joining a lead (not shown) to the upper surface of the ceramic frame (not shown), a silver plating layer 1 is formed on the entire surface.
6 is formed. Then, a semiconductor element (not shown) is mounted on the semiconductor element mounting surface of the heat sink via a mounting material,
The wiring in the semiconductor element is connected to the lead.

【0037】このようにして製造された第3の実施例に
おいても、モリブデン板2の両面に銅板1がクラッドさ
れた3層構造のクラッド板の表面に、無電解ニッケルリ
ンメッキ層4が形成された放熱板を使用しているので、
第1及び第2の実施例と同様の効果を得ることができ
る。更に、第3の実施例においては、銀銅ろう材により
セラミック枠を放熱板上にろう付した後、金メッキ層8
を形成する代わりに、銀メッキ層16を形成している。
従って、金メッキ層8を形成する第1及び第2の実施例
と比較して、更に一層低コストで半導体装置を製造する
ことができる。
Also in the third embodiment manufactured in this manner, an electroless nickel-phosphorus plating layer 4 is formed on the surface of a three-layer clad plate in which a copper plate 1 is clad on both surfaces of a molybdenum plate 2. Since a heat sink is used,
The same effects as in the first and second embodiments can be obtained. Furthermore, in the third embodiment, after the ceramic frame is brazed on the heat sink with a silver-copper brazing material, the gold plating layer 8 is formed.
Is formed, the silver plating layer 16 is formed.
Therefore, a semiconductor device can be manufactured at a much lower cost than in the first and second embodiments in which the gold plating layer 8 is formed.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
モリブデン板の両面に銅板がクラッドされた3層構造の
クラッド板の表面に、無電解ニッケルリンメッキ層が形
成された放熱板を使用しているので、銅板とモリブデン
板との間の間隙部にろう材の材料からなる金属膜を形成
することができ、これにより、銅板とモリブデン板との
間の剥離の進行を防止することができると共に、放熱板
の端面においても、全面に金メッキ層が形成されるの
で、放熱板の腐食を防止することができる。また、本発
明においては、半導体素子搭載予定領域がろう材の材料
からなる金属膜により覆われていると、放熱板の表面の
平坦度が向上するので、マウント材の内部にボイドが発
生することを低減することができ、これにより、デバイ
スの放熱特性が向上する。
As described in detail above, according to the present invention,
Since a heat sink with an electroless nickel-phosphorous plating layer is used on the surface of a three-layer clad plate in which a copper plate is clad on both sides of a molybdenum plate, the gap between the copper plate and the molybdenum plate is used. A metal film made of a brazing material can be formed, thereby preventing the progress of peeling between the copper plate and the molybdenum plate, and forming a gold plating layer on the entire end surface of the heat sink. Therefore, corrosion of the heat sink can be prevented. Further, in the present invention, when the area where the semiconductor element is to be mounted is covered with a metal film made of a brazing material, the flatness of the surface of the heat sink is improved, so that voids are generated inside the mounting material. Can be reduced, thereby improving the heat radiation characteristics of the device.

【0039】更に、本発明方法においては、放熱板を作
製する際に、プレス加工による打ち抜きによってクラッ
ド板を所定の形状に加工しているので、低コストで半導
体装置を製造することができる。更にまた、本発明にお
いて、金属膜の表面上に、電解ニッケルメッキ層を形成
し、その後に金メッキ層を形成すると、電解ニッケルメ
ッキ層により、前記金属膜の金メッキ層の表面への露出
を防止することができるので、金メッキ層の膜厚を薄く
することができ、低コストで半導体装置を製造すること
ができる。更にまた、本発明において、金属膜の表面上
に銀メッキ層を形成すると、金メッキ層を形成する場合
と比較して、更に一層低コストで半導体装置を製造する
ことができる。
Further, in the method of the present invention, when manufacturing the heat sink, the clad plate is processed into a predetermined shape by punching by press working, so that a semiconductor device can be manufactured at low cost. Furthermore, in the present invention, when an electrolytic nickel plating layer is formed on the surface of the metal film and then a gold plating layer is formed, the electrolytic nickel plating layer prevents the metal film from being exposed to the surface of the gold plating layer. Accordingly, the thickness of the gold plating layer can be reduced, and a semiconductor device can be manufactured at low cost. Furthermore, in the present invention, when a silver plating layer is formed on the surface of a metal film, a semiconductor device can be manufactured at a much lower cost than when a gold plating layer is formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の構造
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)乃至(c)は本発明の第1の実施例に係
る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図3】図2(c)の次工程を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a step subsequent to FIG. 2 (c).

【図4】本発明の第2の実施例に係る半導体装置の一部
を拡大して示す断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a part of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第3の実施例に係る半導体装置の一部
を拡大して示す断面図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a part of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention;

【図6】従来の半導体装置の構造を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing the structure of a conventional semiconductor device.

【図7】従来の半導体装置の一部を拡大して示す断面図
である。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a conventional semiconductor device.

【図8】従来の半導体装置の一部を拡大して示す断面図
である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an enlarged part of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21;銅板 2,22;モリブデン板 3,23;放熱板 4;無電解ニッケルリンメッキ層 5,25;セラミック枠 6,26;リード 7;銀銅合金膜 8,28;金メッキ層 9,29;半導体素子搭載面 10;ダレ面 11;バリ面 12,32;間隙部 13,33;半導体素子 14,34;マウント材 15,24;電解ニッケルメッキ層 16;銀メッキ層 27;銀銅ろう材 37;ボイド 1, 21; copper plate 2, 22; molybdenum plate 3, 23; heat sink 4, electroless nickel phosphorus plating layer 5, 25; ceramic frame 6, 26; lead 7, silver-copper alloy film 8, 28; 29; semiconductor element mounting surface 10; sagging surface 11; burr surface 12, 32; gap portion 13, 33; semiconductor element 14, 34; mounting material 15, 24; electrolytic nickel plating layer 16; silver plating layer 27; Material 37; void

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 放熱板と、前記放熱板上に搭載される半
導体素子と、前記放熱板上にろう付され前記半導体素子
を囲む形状の枠材と、を有する半導体装置において、前
記放熱板は、モリブデン板の両面に銅板がクラッドされ
た3層構造のクラッド板と、前記クラッド板の表面に形
成された無電解ニッケルリンメッキ層とを有することを
特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising: a heat sink; a semiconductor element mounted on the heat sink; and a frame material brazed on the heat sink and surrounding the semiconductor element. A semiconductor device comprising: a clad plate having a three-layer structure in which a copper plate is clad on both surfaces of a molybdenum plate; and an electroless nickel-phosphorous plating layer formed on a surface of the clad plate.
【請求項2】 前記放熱板上における半導体素子搭載予
定領域上及び前記放熱板の端面上に形成され前記ろう付
の材料からなる金属膜を有することを特徴とする請求項
1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a metal film formed on the heat radiation plate on a region where the semiconductor element is to be mounted and on an end surface of the heat radiation plate, the metal film being made of the brazing material. .
【請求項3】 前記金属膜の表面上に形成された金メッ
キ層を有することを特徴とする請求項2に記載の半導体
装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, further comprising a gold plating layer formed on a surface of said metal film.
【請求項4】 前記金属膜の表面上に形成された電解ニ
ッケルメッキ層と、前記電解ニッケルメッキ層の表面上
に形成された金メッキ層と、を有することを特徴とする
請求項2に記載の半導体装置。
4. The method according to claim 2, comprising: an electrolytic nickel plating layer formed on the surface of the metal film; and a gold plating layer formed on the surface of the electrolytic nickel plating layer. Semiconductor device.
【請求項5】 前記金属膜の表面上に形成された銀メッ
キ層を有することを特徴とする請求項2に記載の半導体
装置。
5. The semiconductor device according to claim 2, further comprising a silver plating layer formed on a surface of said metal film.
【請求項6】 前記枠材は銀銅ろう材により前記放熱板
上にろう付されたものであり、前記金属膜は銀銅合金膜
であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項
に記載の半導体装置。
6. The frame material according to claim 2, wherein the frame material is brazed on the heat radiating plate with a silver-copper brazing material, and the metal film is a silver-copper alloy film. 2. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項7】 前記枠材はセラミックからなることを特
徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体
装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein said frame member is made of ceramic.
【請求項8】 半導体素子を搭載する放熱板を作製する
工程と、前記放熱板上における半導体素子搭載予定領域
を囲む形状の枠材を前記放熱板上にろう付する工程と、
前記半導体素子搭載予定領域上に半導体素子を搭載する
工程と、を有する半導体装置の製造方法において、前記
放熱板を作製する工程は、モリブデン板の両面に銅板を
クラッドして3層構造のクラッド板を作製する工程と、
前記クラッド板をプレス加工による打ち抜きにより所定
の形状に加工する工程と、所定の形状のクラッド板表面
に無電解ニッケルリンメッキを施す工程と、を有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. A step of manufacturing a heat sink on which the semiconductor element is mounted, and a step of brazing a frame material having a shape surrounding a region where the semiconductor element is to be mounted on the heat sink, onto the heat sink.
A step of mounting a semiconductor element on the semiconductor element mounting area, wherein the step of manufacturing the heat sink includes cladding a copper plate on both sides of a molybdenum plate to form a three-layer clad plate. A step of producing
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of processing the clad plate into a predetermined shape by punching by press working; and a step of performing electroless nickel phosphorus plating on a surface of the clad plate having the predetermined shape.
【請求項9】 前記枠材を前記放熱板上にろう付する工
程は、前記放熱板と前記枠材との間にろう材を配置する
工程と、前記ろう材を加熱して溶融させ、前記枠材と前
記放熱板とをろう付すると共に、前記放熱板上の前記半
導体素子搭載予定領域及び前記放熱板の端面に溶融した
ろう付の材料からなる金属膜を被着させる工程と、を有
することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製
造方法。
9. A step of brazing the frame material on the heat sink, a step of disposing a brazing material between the heat sink and the frame material, and heating and melting the brazing material. Brazing the frame material and the heat sink, and applying a metal film made of a molten brazing material to an area where the semiconductor element is to be mounted on the heat sink and an end surface of the heat sink. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein:
【請求項10】 前記放熱板上の前記半導体素子搭載予
定領域及び前記放熱板の端面に金属膜を被着させる工程
と前記半導体素子搭載予定領域上に半導体素子を搭載す
る工程との間に、前記金属膜の表面に金メッキを施す工
程を有することを特徴とする請求項9に記載の半導体装
置の製造方法。
10. A step of attaching a metal film to the semiconductor element mounting area on the heat sink and an end surface of the heat sink, and mounting a semiconductor element on the semiconductor element mounting area. The method according to claim 9, further comprising a step of performing gold plating on a surface of the metal film.
【請求項11】 前記放熱板上の前記半導体素子搭載予
定領域及び前記放熱板の端面に金属膜を被着させる工程
と前記半導体素子搭載予定領域上に半導体素子を搭載す
る工程との間に、前記金属膜の表面に電解ニッケルメッ
キを施す工程と、前記電解ニッケルメッキにより形成さ
れた電解ニッケルメッキ層の表面に金メッキを施す工程
と、を有することを特徴とする請求項9に記載の半導体
装置の製造方法。
11. A step of attaching a metal film to the semiconductor element mounting area on the heat sink and an end surface of the heat sink, and mounting a semiconductor element on the semiconductor element mounting area. 10. The semiconductor device according to claim 9, comprising: a step of applying electrolytic nickel plating to a surface of the metal film; and a step of applying gold plating to a surface of an electrolytic nickel plating layer formed by the electrolytic nickel plating. Manufacturing method.
【請求項12】 前記放熱板上の前記半導体素子搭載予
定領域及び前記放熱板の端面に金属膜を被着させる工程
と前記半導体素子搭載予定領域上に半導体素子を搭載す
る工程との間に、前記金属膜の表面に銀メッキを施す工
程を有することを特徴とする請求項9に記載の半導体装
置の製造方法。
12. A step of depositing a metal film on the semiconductor element mounting area on the heat sink and an end face of the heat sink, and mounting a semiconductor element on the semiconductor element mounting area. The method according to claim 9, further comprising a step of performing silver plating on a surface of the metal film.
【請求項13】 前記ろう材は銀銅ろう材であり、前記
金属膜は銀銅合金膜であることを特徴とする請求項9乃
至12のいずれか1項に記載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 9, wherein the brazing material is a silver-copper brazing material, and the metal film is a silver-copper alloy film.
【請求項14】 前記枠材はセラミックにより形成され
たものであることを特徴とする請求項8乃至13のいず
れか1項に記載の半導体装置の製造方法。
14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein said frame member is formed of ceramic.
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