JP3306613B2 - 半導体装置およびそれを用いた電子装置 - Google Patents
半導体装置およびそれを用いた電子装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびそれ
を用いた電子装置に関する。
を用いた電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子基体を支持する部材
は、非絶縁型半導体装置の一電極を兼ねる場合が多かっ
た。例えば、Ｐｂ−Ｓｎはんだ材により、パワートラン
ジスタチップを銅ベース上に一体化して搭載したパワー
トランジスタ装置では、銅ベースすなわち金属支持部材
は、トランジスタのコレクタ電極と支持部材とを兼ねて
いる。このような半導体装置では、数アンペア以上のコ
レクタ電流が流れる際に、トランジスタチップは内部で
発熱する。発熱に起因する特性の不安定化や寿命の劣化
を避けるため、銅ベースは、熱放散部材を兼ねている。
高耐圧化かつ高周波化され大電流を流せるＩＧＢＴ(Ins
ulated Gate Bipolar Transistor)チップを銅ベースに
直接はんだ付けして搭載した場合、熱放散中継部材とし
ての銅ベースの役割は、一層重要となる。
は、非絶縁型半導体装置の一電極を兼ねる場合が多かっ
た。例えば、Ｐｂ−Ｓｎはんだ材により、パワートラン
ジスタチップを銅ベース上に一体化して搭載したパワー
トランジスタ装置では、銅ベースすなわち金属支持部材
は、トランジスタのコレクタ電極と支持部材とを兼ねて
いる。このような半導体装置では、数アンペア以上のコ
レクタ電流が流れる際に、トランジスタチップは内部で
発熱する。発熱に起因する特性の不安定化や寿命の劣化
を避けるため、銅ベースは、熱放散部材を兼ねている。
高耐圧化かつ高周波化され大電流を流せるＩＧＢＴ(Ins
ulated Gate Bipolar Transistor)チップを銅ベースに
直接はんだ付けして搭載した場合、熱放散中継部材とし
ての銅ベースの役割は、一層重要となる。
【０００３】また、半導体装置のすべての電極を金属支
持部材から電気的に絶縁し、半導体装置の回路適用上の
自由度を増やした構造が出現している。絶縁型半導体装
置において、すべての電極は、絶縁部材により、金属支
持部材を含むすべてのパッケージ部材から絶縁されて外
部に引き出される。そのため、一対の主電極が回路上の
接地電位から浮いている使用例であっても、電極電位と
は無関係にパッケージを接地電位部に固定できるので、
半導体装置の実装が容易になる。
持部材から電気的に絶縁し、半導体装置の回路適用上の
自由度を増やした構造が出現している。絶縁型半導体装
置において、すべての電極は、絶縁部材により、金属支
持部材を含むすべてのパッケージ部材から絶縁されて外
部に引き出される。そのため、一対の主電極が回路上の
接地電位から浮いている使用例であっても、電極電位と
は無関係にパッケージを接地電位部に固定できるので、
半導体装置の実装が容易になる。
【０００４】絶縁型半導体装置においても、半導体素子
を安全かつ安定に動作させるには、動作時に発生する熱
をパッケージ外に効率良く放散させる必要がある。熱の
放散は、通常の場合、発熱源である半導体基体から、こ
れと接着された各部材を通じて、気中に熱伝達させて達
成される。絶縁型半導体装置では、熱伝達経路中に、絶
縁体を含み、絶縁体と半導体基体とを接着する部分等に
接着材層を含む。
を安全かつ安定に動作させるには、動作時に発生する熱
をパッケージ外に効率良く放散させる必要がある。熱の
放散は、通常の場合、発熱源である半導体基体から、こ
れと接着された各部材を通じて、気中に熱伝達させて達
成される。絶縁型半導体装置では、熱伝達経路中に、絶
縁体を含み、絶縁体と半導体基体とを接着する部分等に
接着材層を含む。
【０００５】半導体装置を含む回路の扱う電力が大きく
なるほど、または要求される信頼性すなわち経時的安定
性，耐湿性，耐熱性等が高くなるほど、完全な絶縁性が
求められる。ここでいう耐熱性は、半導体装置の周囲温
度が外因により上昇した場合のほかに、半導体装置の扱
う電力が大きく、半導体基体で発生する熱が大きくなっ
た場合の耐熱性も含む。
なるほど、または要求される信頼性すなわち経時的安定
性，耐湿性，耐熱性等が高くなるほど、完全な絶縁性が
求められる。ここでいう耐熱性は、半導体装置の周囲温
度が外因により上昇した場合のほかに、半導体装置の扱
う電力が大きく、半導体基体で発生する熱が大きくなっ
た場合の耐熱性も含む。
【０００６】一方、混成集積回路装置または半導体モジ
ュール装置では、一般に半導体素子を含むあるまとまっ
た電気回路が組み込まれるため、その回路の少なくとも
１部とこれら装置の支持部材または放熱部材等の金属部
とを電気的に絶縁する必要がある。例えば、杉浦ほかに
よる“半導体・通信用ＤＢＣ基板”：電子材料(Vol.44,
No.5),65〜69頁(1989年)には、両面に銅板が接合され
たＡｌＮセラミックス基板すなわち銅張りＡｌＮ基板に
Ｓｉチップを搭載したアッセンブリを銅支持部材にはん
だ付けして一体化したパワーモジュール装置が示されて
いる。
ュール装置では、一般に半導体素子を含むあるまとまっ
た電気回路が組み込まれるため、その回路の少なくとも
１部とこれら装置の支持部材または放熱部材等の金属部
とを電気的に絶縁する必要がある。例えば、杉浦ほかに
よる“半導体・通信用ＤＢＣ基板”：電子材料(Vol.44,
No.5),65〜69頁(1989年)には、両面に銅板が接合され
たＡｌＮセラミックス基板すなわち銅張りＡｌＮ基板に
Ｓｉチップを搭載したアッセンブリを銅支持部材にはん
だ付けして一体化したパワーモジュール装置が示されて
いる。
【０００７】この従来例において、銅張りＡｌＮ基板
は、ＡｌＮの持つ高熱伝導性(１９０Ｗ/ｍ・Ｋ)，低熱
膨張率(４.３×１０~ 6／℃)，高絶縁性(１０15Ω・ｃ
ｍ)等の特長と、銅の持つ高熱伝導性(４０３Ｗ/ｍ・
Ｋ)，高電気伝導性(１.７×１０~ 6Ω・ｃｍ)等の特長
とを組合せた基板であり、電流密度が高く発熱の著しい
電力用半導体素子基体(Ｓｉ：３.５×１０~ 6/℃)を直
接はんだ付けして搭載し、優れた放熱性と信頼性とを備
えたモジュール装置を製造するには、有効な部品であ
る。
は、ＡｌＮの持つ高熱伝導性(１９０Ｗ/ｍ・Ｋ)，低熱
膨張率(４.３×１０~ 6／℃)，高絶縁性(１０15Ω・ｃ
ｍ)等の特長と、銅の持つ高熱伝導性(４０３Ｗ/ｍ・
Ｋ)，高電気伝導性(１.７×１０~ 6Ω・ｃｍ)等の特長
とを組合せた基板であり、電流密度が高く発熱の著しい
電力用半導体素子基体(Ｓｉ：３.５×１０~ 6/℃)を直
接はんだ付けして搭載し、優れた放熱性と信頼性とを備
えたモジュール装置を製造するには、有効な部品であ
る。
【０００８】一般に、銅張りＡｌＮ基板は、その基板面
上にはんだ付け搭載された半導体素子基体を銅支持部材
から電気的に絶縁し、または、その基板面上に形成され
た電気回路を銅支持部材から電気的に絶縁するととも
に、半導体基体から冷却フィンに至る熱流路を形成し、
その放熱効果を高める役割を担う。また、銅張りＡｌＮ
基板は、例えばＭｏ板やＷ板等の特別な熱膨張緩和材を
用いず、熱膨張率の小さい半導体基体を搭載できるた
め、パワーモジュール装置の部品点数や組込み工数の削
減には有利である。
上にはんだ付け搭載された半導体素子基体を銅支持部材
から電気的に絶縁し、または、その基板面上に形成され
た電気回路を銅支持部材から電気的に絶縁するととも
に、半導体基体から冷却フィンに至る熱流路を形成し、
その放熱効果を高める役割を担う。また、銅張りＡｌＮ
基板は、例えばＭｏ板やＷ板等の特別な熱膨張緩和材を
用いず、熱膨張率の小さい半導体基体を搭載できるた
め、パワーモジュール装置の部品点数や組込み工数の削
減には有利である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】半導体装置の発熱量が
少なく、要求される信頼性がそれほど高くない場合は、
半導体装置の構成部材としてどのような材料を用いても
問題は少ない。しかし、発熱量が大きく高い信頼性が要
求される場合は、構成部材は選択しなければならない。
少なく、要求される信頼性がそれほど高くない場合は、
半導体装置の構成部材としてどのような材料を用いても
問題は少ない。しかし、発熱量が大きく高い信頼性が要
求される場合は、構成部材は選択しなければならない。
【００１０】一般に、従来の絶縁型半導体装置では、Ｓ
ｉチップを銅張りＡｌＮ基板に搭載したアッセンブリ
を、ろう付けにより、銅支持部材と一体化している。
ｉチップを銅張りＡｌＮ基板に搭載したアッセンブリ
を、ろう付けにより、銅支持部材と一体化している。
【００１１】熱伝導率の高い銅板を支持部材として用い
るのは、銅張りＡｌＮ基板から伝達される熱流を広げて
放熱効果を高める役割を持たせるためである。この場合
は、銅支持部材と銅張りＡｌＮ基板との間の熱膨張率の
差が大きいので、はんだ層の破壊，熱流路の遮断，絶縁
板の破壊に基づく信頼性の低下を生じやすい。
るのは、銅張りＡｌＮ基板から伝達される熱流を広げて
放熱効果を高める役割を持たせるためである。この場合
は、銅支持部材と銅張りＡｌＮ基板との間の熱膨張率の
差が大きいので、はんだ層の破壊，熱流路の遮断，絶縁
板の破壊に基づく信頼性の低下を生じやすい。
【００１２】具体的には、銅張りＡｌＮ基板と銅支持部
材の熱膨張率が互いに異なるため、これらの一体化物に
は残留熱応力および熱歪が発生する。すなわち、銅張り
ＡｌＮ基板と銅支持部材はＰｂ−６０ｗｔ％Ｓｎはんだ
材によりろう付けされ、ろう材の融点以上に加熱した
後、室温まで冷却する熱処理を受ける。その際、各部材
がろう材の凝固点で互いに固定され、その後は固定され
たまま各部材固有の熱膨張率に従って収縮し、接着部に
熱応力および熱歪が残留するとともに変形を生ずる。一
般に、電力用半導体基体はサイズが大きく、また、パワ
ーモジュール装置では複数の半導体基体や他の素子も搭
載されるので、絶縁基板の面積やろう付け面積も大きく
なる。したがって、残留熱応力および熱歪が大きく、各
部材の変形も促進されやすい。モジュール装置に稼動時
の熱ストレスが繰返し与えられて、残留熱応力および熱
歪に重畳されると、はんだ層の疲労破壊による熱流路の
遮断と機械的に脆い性質を持つ絶縁基板の破損を生ず
る。このような欠陥は、モジュール装置の正常な動作を
阻害する。特に、絶縁基板の破損は、安全上の問題にも
つながる。
材の熱膨張率が互いに異なるため、これらの一体化物に
は残留熱応力および熱歪が発生する。すなわち、銅張り
ＡｌＮ基板と銅支持部材はＰｂ−６０ｗｔ％Ｓｎはんだ
材によりろう付けされ、ろう材の融点以上に加熱した
後、室温まで冷却する熱処理を受ける。その際、各部材
がろう材の凝固点で互いに固定され、その後は固定され
たまま各部材固有の熱膨張率に従って収縮し、接着部に
熱応力および熱歪が残留するとともに変形を生ずる。一
般に、電力用半導体基体はサイズが大きく、また、パワ
ーモジュール装置では複数の半導体基体や他の素子も搭
載されるので、絶縁基板の面積やろう付け面積も大きく
なる。したがって、残留熱応力および熱歪が大きく、各
部材の変形も促進されやすい。モジュール装置に稼動時
の熱ストレスが繰返し与えられて、残留熱応力および熱
歪に重畳されると、はんだ層の疲労破壊による熱流路の
遮断と機械的に脆い性質を持つ絶縁基板の破損を生ず
る。このような欠陥は、モジュール装置の正常な動作を
阻害する。特に、絶縁基板の破損は、安全上の問題にも
つながる。
【００１３】銅張りＡｌＮ基板と銅支持部材の熱膨張率
が互いに異なるため、これらの一体化物には、反りが発
生する。モジュール装置に反りが発生ずると、これを冷
却フィンに取付ける際に、熱伝導グリースの装填が均一
にはなされない。その結果、銅支持部材と冷却フィンと
間の熱的係合が完全にはなされず、この経路の放熱性が
損なわれ、モジュール装置の正常な電気的動作を困難に
する。また、モジュール装置を冷却フィン上に強制的に
ねじ締めし搭載した場合は、新たな外力の印加により絶
縁基板の破損が助長される。
が互いに異なるため、これらの一体化物には、反りが発
生する。モジュール装置に反りが発生ずると、これを冷
却フィンに取付ける際に、熱伝導グリースの装填が均一
にはなされない。その結果、銅支持部材と冷却フィンと
間の熱的係合が完全にはなされず、この経路の放熱性が
損なわれ、モジュール装置の正常な電気的動作を困難に
する。また、モジュール装置を冷却フィン上に強制的に
ねじ締めし搭載した場合は、新たな外力の印加により絶
縁基板の破損が助長される。
【００１４】本発明の目的は、製造時または運転時に生
ずる熱応力および熱歪を軽減し、各部材の変形、変性、
または破壊の恐れがなく、信頼性の高い半導体装置およ
びそれを用いた電子装置を提供することである。
ずる熱応力および熱歪を軽減し、各部材の変形、変性、
または破壊の恐れがなく、信頼性の高い半導体装置およ
びそれを用いた電子装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、セラミックスと金属板とを接合して一体
化し前記金属板により回路パターンが形成された金属接
合回路基板と、回路パターン上に搭載された半導体基体
と、無機質セラミックス粉末を分散させたマトリックス
金属であり金属接合回路基板の半導体基体搭載側とは反
対の面にろう材により接合されている支持部材とからな
る半導体装置を提案するものである。
成するために、セラミックスと金属板とを接合して一体
化し前記金属板により回路パターンが形成された金属接
合回路基板と、回路パターン上に搭載された半導体基体
と、無機質セラミックス粉末を分散させたマトリックス
金属であり金属接合回路基板の半導体基体搭載側とは反
対の面にろう材により接合されている支持部材とからな
る半導体装置を提案するものである。
【００１６】支持部材は、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉの群
から選択された少なくとも１種の金属からなるマトリッ
クス金属と、ＳｉＣ，ＡｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から選
択された少なくとも１種のセラミックスからなる無機質
セラミックス粉末とで構成できる。
から選択された少なくとも１種の金属からなるマトリッ
クス金属と、ＳｉＣ，ＡｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から選
択された少なくとも１種のセラミックスからなる無機質
セラミックス粉末とで構成できる。
【００１７】無機質セラミックス粉末は、ＳｉＣにＢｅ
Ｏ，ＢＮの群から選択された少なくとも１種を添加した
無機質セラミックス粉末またはＡｌＮにＹ2Ｏ3，ＣａＯ
の群から選択された少なくとも１種を添加した無機質セ
ラミックス粉末とすることができる。
Ｏ，ＢＮの群から選択された少なくとも１種を添加した
無機質セラミックス粉末またはＡｌＮにＹ2Ｏ3，ＣａＯ
の群から選択された少なくとも１種を添加した無機質セ
ラミックス粉末とすることができる。
【００１８】支持部材の熱伝導率は、９０Ｗ/ｍ・Ｋ以
上とし、支持部材の熱膨張率とセラミックスの熱膨張率
との差を、７×１０~ 6/℃以下とする。
上とし、支持部材の熱膨張率とセラミックスの熱膨張率
との差を、７×１０~ 6/℃以下とする。
【００１９】セラミックスは、ＡｌＮ，ＢｅＯ，アルミ
ナの群から選択された１種からなるセラミックスであっ
ても、Ｙ2Ｏ3，ＣａＯの群から選択された少なくとも１
種を含有するＡｌＮであってもよい。
ナの群から選択された１種からなるセラミックスであっ
ても、Ｙ2Ｏ3，ＣａＯの群から選択された少なくとも１
種を含有するＡｌＮであってもよい。
【００２０】無機質セラミックス粉末の粒径は、３〜３
００μｍであることが望ましい。
００μｍであることが望ましい。
【００２１】支持部材の表面は、Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐ
ｔ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｐｄの群から選択された
少なくとも１種の金属またはＮｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，
Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｐｄの群から選択された少な
くとも２種の金属を含む合金により被覆することができ
る。
ｔ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｐｄの群から選択された
少なくとも１種の金属またはＮｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，
Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｐｄの群から選択された少な
くとも２種の金属を含む合金により被覆することができ
る。
【００２２】金属接合回路基板は、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｃｒの群から選択された少なくとも１種の活性金属を含
むろう材により、セラミックスと金属板とを接合した回
路基板である。
Ｃｒの群から選択された少なくとも１種の活性金属を含
むろう材により、セラミックスと金属板とを接合した回
路基板である。
【００２３】金属接合回路基板の熱膨張率は、支持部材
の熱膨張率よりも小さくする。
の熱膨張率よりも小さくする。
【００２４】金属接合回路基板の面積に対する半導体基
体の占有面積は、５０％以下とすることが好ましい。
体の占有面積は、５０％以下とすることが好ましい。
【００２５】半導体基体は、具体的には、例えばＩＧＢ
Ｔ素子またはダイオード素子である。金属接合回路基板
と支持部材とが一体化された領域は、５００ｍｍ2以上
７０００ｍｍ2以下の面積を有する。半導体装置は、例
えば、５０Ｈｚ以上３０ｋＨｚ以下の周波数で作動させ
る。
Ｔ素子またはダイオード素子である。金属接合回路基板
と支持部材とが一体化された領域は、５００ｍｍ2以上
７０００ｍｍ2以下の面積を有する。半導体装置は、例
えば、５０Ｈｚ以上３０ｋＨｚ以下の周波数で作動させ
る。
【００２６】本発明は、また、セラミックスと金属板と
を接合して一体化し金属板により回路パターンが形成さ
れた金属接合回路基板と、回路パターン上に搭載された
半導体基体と、無機質セラミックス粉末を分散させたマ
トリックス金属であり金属接合回路基板の半導体基体搭
載側とは反対の面にろう材により接合されている支持部
材からなる半導体装置が、負荷に給電する電気回路に組
み込まれた電子装置を提案するものである。
を接合して一体化し金属板により回路パターンが形成さ
れた金属接合回路基板と、回路パターン上に搭載された
半導体基体と、無機質セラミックス粉末を分散させたマ
トリックス金属であり金属接合回路基板の半導体基体搭
載側とは反対の面にろう材により接合されている支持部
材からなる半導体装置が、負荷に給電する電気回路に組
み込まれた電子装置を提案するものである。
【００２７】上記電子装置の半導体装置は、回転装置に
給電する電気回路に組み込まれ、回転装置の回転速度を
制御し、または、それ自体が移動する装置に回転装置と
ともに組み込まれて、移動装置の移動速度を制御する。
回転装置に給電する電気回路は、インバータ回路とする
ことができる。
給電する電気回路に組み込まれ、回転装置の回転速度を
制御し、または、それ自体が移動する装置に回転装置と
ともに組み込まれて、移動装置の移動速度を制御する。
回転装置に給電する電気回路は、インバータ回路とする
ことができる。
【００２８】上記電子装置の半導体装置は、流体を撹拌
しまたは流動させる装置に組み込まれ、被撹拌物または
流動物の移動速度を制御する。または、上記電子装置の
半導体装置は、物体を加工する装置に組み込まれ、被加
工物の研削速度を制御する。さらに、上記電子装置の半
導体装置は、発光体に給電する電気回路に組み込まれ、
発光体の放出光量を制御する。
しまたは流動させる装置に組み込まれ、被撹拌物または
流動物の移動速度を制御する。または、上記電子装置の
半導体装置は、物体を加工する装置に組み込まれ、被加
工物の研削速度を制御する。さらに、上記電子装置の半
導体装置は、発光体に給電する電気回路に組み込まれ、
発光体の放出光量を制御する。
【００２９】
【作用】本発明において、半導体装置の支持部材に用い
る無機質セラミックス粉末は、熱伝導率が高く熱膨張率
が小さいという基準で選択される。具体的には、ＳｉＣ
(熱膨張率：３.７×１０~ 6/℃，熱伝導率：２７０Ｗ/
ｍ・Ｋ)，ＡｌＮ(４.３×１０~ 6/℃，１７０Ｗ/ｍ・
Ｋ)，ＢｅＯ(７.５×１０~ 6/℃，２６０Ｗ/ｍ・Ｋ)，Ｂ
Ｎ(３.７×１０~ 6/℃，５７Ｗ/ｍ・Ｋ)の群から選択さ
れた少なくとも１種が、好ましい材料として挙げられ
る。
る無機質セラミックス粉末は、熱伝導率が高く熱膨張率
が小さいという基準で選択される。具体的には、ＳｉＣ
(熱膨張率：３.７×１０~ 6/℃，熱伝導率：２７０Ｗ/
ｍ・Ｋ)，ＡｌＮ(４.３×１０~ 6/℃，１７０Ｗ/ｍ・
Ｋ)，ＢｅＯ(７.５×１０~ 6/℃，２６０Ｗ/ｍ・Ｋ)，Ｂ
Ｎ(３.７×１０~ 6/℃，５７Ｗ/ｍ・Ｋ)の群から選択さ
れた少なくとも１種が、好ましい材料として挙げられ
る。
【００３０】また、無機質セラミックスは、密度がＳｉ
Ｃ：３.２ｇ/ｃｍ3，ＡｌＮ：３.３ｇ/ｃｍ3，ＢｅＯ：
２.９ｇ/ｃｍ3，ＢＮ：１.９ｇ/ｃｍ3というように、金
属に比べて小さい。密度が小さいことは、複合材として
の支持部材の軽量化に寄与する。
Ｃ：３.２ｇ/ｃｍ3，ＡｌＮ：３.３ｇ/ｃｍ3，ＢｅＯ：
２.９ｇ/ｃｍ3，ＢＮ：１.９ｇ/ｃｍ3というように、金
属に比べて小さい。密度が小さいことは、複合材として
の支持部材の軽量化に寄与する。
【００３１】一方、支持部材におけるマトリックス金属
は、熱伝導率が高いという基準で選択される。具体的に
は、Ａｌ(熱伝導率：２４０Ｗ/ｍ・Ｋ)，Ｃｕ(４０４Ｗ/
ｍ・Ｋ)が、最も好ましい材料として挙げられ、Ａｌ，Ｃ
ｕ，Ａｇ(４２８Ｗ/ｍ・Ｋ)，Ｎｉ(９４Ｗ/ｍ・Ｋ)の群か
ら選択された少なくとも１種を含む金属が、好ましい材
料として挙げられる。
は、熱伝導率が高いという基準で選択される。具体的に
は、Ａｌ(熱伝導率：２４０Ｗ/ｍ・Ｋ)，Ｃｕ(４０４Ｗ/
ｍ・Ｋ)が、最も好ましい材料として挙げられ、Ａｌ，Ｃ
ｕ，Ａｇ(４２８Ｗ/ｍ・Ｋ)，Ｎｉ(９４Ｗ/ｍ・Ｋ)の群か
ら選択された少なくとも１種を含む金属が、好ましい材
料として挙げられる。
【００３２】以上の素材を複合させた支持部材は、それ
ぞれの素材の持つ欠点を互いに補完しあう。例えば、支
持部材１２５は、図１の模式断面図に示すように、セラ
ミックス粉末１２５Ｂをマトリックス金属１２５Ａに分
散させた構成になっている。この場合、支持部材１２５
の物性値すなわち熱膨張率および熱伝導率は、図２およ
び図３に示すように、セラミックスとマトリックス金属
との中間の値となる。これらの図を参照すると、例えば
ＡｌＮ粉末１２５ＢをＣｕマトリックス１２５Ａに分散
させた支持部材１２５(ＡｌＮの分散比率：６５体積％)
の場合は、熱伝導率：２００Ｗ/ｍ・Ｋであり、Ｃｕの特
徴をあまり失うことなく、熱膨張率：６.６×１０~ 6/
℃として、半導体基体や絶縁部材の熱膨張率に近似させ
ることができる。
ぞれの素材の持つ欠点を互いに補完しあう。例えば、支
持部材１２５は、図１の模式断面図に示すように、セラ
ミックス粉末１２５Ｂをマトリックス金属１２５Ａに分
散させた構成になっている。この場合、支持部材１２５
の物性値すなわち熱膨張率および熱伝導率は、図２およ
び図３に示すように、セラミックスとマトリックス金属
との中間の値となる。これらの図を参照すると、例えば
ＡｌＮ粉末１２５ＢをＣｕマトリックス１２５Ａに分散
させた支持部材１２５(ＡｌＮの分散比率：６５体積％)
の場合は、熱伝導率：２００Ｗ/ｍ・Ｋであり、Ｃｕの特
徴をあまり失うことなく、熱膨張率：６.６×１０~ 6/
℃として、半導体基体や絶縁部材の熱膨張率に近似させ
ることができる。
【００３３】また、ＳｉＣ粉末１２５ＢをＡｌマトリッ
クス金属１２５Ａに分散させた支持部材１２５(ＳｉＣ
の分散比率：６０体積％)の場合は、熱伝導率：２６５
Ｗ/ｍ・Ｋであり、熱伝導率の高いＡｌの性質を失うこと
なく、熱膨張率：７.６×１０~6/℃として、半導体基体
や絶縁部材の熱膨張率に近似させることができる。
クス金属１２５Ａに分散させた支持部材１２５(ＳｉＣ
の分散比率：６０体積％)の場合は、熱伝導率：２６５
Ｗ/ｍ・Ｋであり、熱伝導率の高いＡｌの性質を失うこと
なく、熱膨張率：７.６×１０~6/℃として、半導体基体
や絶縁部材の熱膨張率に近似させることができる。
【００３４】さらに、本発明の支持部材１２５は、複合
材でありながら、その物性に方向性を持たない。無機質
セラミックス粉末１２５Ｂが、マトリックス金属１２５
Ａ中に均一に分散されているからである。
材でありながら、その物性に方向性を持たない。無機質
セラミックス粉末１２５Ｂが、マトリックス金属１２５
Ａ中に均一に分散されているからである。
【００３５】無機質セラミックス粉末１２５Ｂの粒径
は、できるかぎり小さいことが望ましい。粒径が小さい
ほど、マトリックス金属中のセラミックス粉末１２５Ｂ
の分散が均一になり、金属支持部材１２５の物性値を制
御しやすくなる。しかし、過度に細かくなると、セラミ
ックス粉末１２５Ｂ同士の２次凝集を生じ、分散性を逆
に害する。このように、作業性との関連を考慮すると、
最も好ましい粒径は、３〜３００μｍである。
は、できるかぎり小さいことが望ましい。粒径が小さい
ほど、マトリックス金属中のセラミックス粉末１２５Ｂ
の分散が均一になり、金属支持部材１２５の物性値を制
御しやすくなる。しかし、過度に細かくなると、セラミ
ックス粉末１２５Ｂ同士の２次凝集を生じ、分散性を逆
に害する。このように、作業性との関連を考慮すると、
最も好ましい粒径は、３〜３００μｍである。
【００３６】複合材としての支持部材１２５を従来技術
の銅支持板の代わりに用いた場合、次のような効果が得
られる。 ａ．本発明の支持部材１２５の熱膨張率が小さく、絶縁
部材(ＡｌＮ，ＢｅＯ，アルミナ)のそれと近似するの
で、支持部材１２５と絶縁部材の間のはんだ層に熱応力
および熱歪が残留しない。支持部材１２５と絶縁部材と
の一体化物は、反り等の変形を生じない。一体化物には
残留応力および熱歪がないため、半導体装置の稼働時に
熱ストレスの重畳を受けても、はんだ層の疲労破壊によ
る熱流路の遮断や絶縁部材の機械的破壊を生じにくい。
その結果、半導体装置の正常動作が維持され安全性が確
保される。 ｂ．一体化物には、反りが生じないので、モジュール装
置から冷却フィンに至る経路の熱中継が確実に行なわれ
る。また、モジュール装置を冷却フィン上にねじ締め搭
載しても、絶縁部材の破壊が生じない。その結果、半導
体装置の正常動作が維持され安全性が確保される。 ｃ．本発明の支持部材１２５には高い熱伝導性が付与さ
れているため、発熱の著しい半導体基体から絶縁部材や
支持部材を経て冷却フィンに至る熱流路にあって、支持
部材１２５は熱流を拡散させて広げる役割を十分に果た
す。したがって、半導体装置を用いた電子装置の放熱性
と信頼性が高まる。 ｄ．本発明の支持部材１２５を適用した半導体装置は、
支持部材１２５が密度の小さい無機質セラミックスを含
んでいるから、従来の半導体装置と比べて、大幅に軽量
化される。
の銅支持板の代わりに用いた場合、次のような効果が得
られる。 ａ．本発明の支持部材１２５の熱膨張率が小さく、絶縁
部材(ＡｌＮ，ＢｅＯ，アルミナ)のそれと近似するの
で、支持部材１２５と絶縁部材の間のはんだ層に熱応力
および熱歪が残留しない。支持部材１２５と絶縁部材と
の一体化物は、反り等の変形を生じない。一体化物には
残留応力および熱歪がないため、半導体装置の稼働時に
熱ストレスの重畳を受けても、はんだ層の疲労破壊によ
る熱流路の遮断や絶縁部材の機械的破壊を生じにくい。
その結果、半導体装置の正常動作が維持され安全性が確
保される。 ｂ．一体化物には、反りが生じないので、モジュール装
置から冷却フィンに至る経路の熱中継が確実に行なわれ
る。また、モジュール装置を冷却フィン上にねじ締め搭
載しても、絶縁部材の破壊が生じない。その結果、半導
体装置の正常動作が維持され安全性が確保される。 ｃ．本発明の支持部材１２５には高い熱伝導性が付与さ
れているため、発熱の著しい半導体基体から絶縁部材や
支持部材を経て冷却フィンに至る熱流路にあって、支持
部材１２５は熱流を拡散させて広げる役割を十分に果た
す。したがって、半導体装置を用いた電子装置の放熱性
と信頼性が高まる。 ｄ．本発明の支持部材１２５を適用した半導体装置は、
支持部材１２５が密度の小さい無機質セラミックスを含
んでいるから、従来の半導体装置と比べて、大幅に軽量
化される。
【００３７】このように、本発明による半導体装置で
は、製造時または運転時に生ずる熱応力を軽減されて、
各部材の変形，変性，または破壊の恐れがなく、信頼性
が高くなる。したがって、このような半導体装置を適用
した電子装置の信頼性も高くなる。
は、製造時または運転時に生ずる熱応力を軽減されて、
各部材の変形，変性，または破壊の恐れがなく、信頼性
が高くなる。したがって、このような半導体装置を適用
した電子装置の信頼性も高くなる。
【００３８】
【実施例】次に、図４〜図１７を参照して、本発明によ
る半導体装置およびそれを用いた電子装置の実施例を説
明する。
る半導体装置およびそれを用いた電子装置の実施例を説
明する。
【００３９】《実施例１》図４は、実施例１の金属接合
回路基板の模式断面図であり、図５は、図４の金属接合
回路基板を用いた半導体装置の構造の一例を示す斜視図
である。
回路基板の模式断面図であり、図５は、図４の金属接合
回路基板を用いた半導体装置の構造の一例を示す斜視図
である。
【００４０】実施例１では、非酸化物系セラミックス
(ＡｌＮ)および金属板を接合して一体化した金属接合回
路基板と、無機質セラミックス粉末が分散されたマトリ
ックス金属で構成された支持部材とをろう材により接合
した半導体装置およびこれを電子装置に応用した例につ
いて説明する。
(ＡｌＮ)および金属板を接合して一体化した金属接合回
路基板と、無機質セラミックス粉末が分散されたマトリ
ックス金属で構成された支持部材とをろう材により接合
した半導体装置およびこれを電子装置に応用した例につ
いて説明する。
【００４１】支持部材１２５は、４０ｍｍ×９５ｍｍ×
３ｍｍの寸法を有するＮｉめっきの複合金属であり、熱
膨張率：６.５×１０~ 6/℃，熱伝導率：２６０Ｗ/ｍ・
Ｋ，密度：３.１ｇ/ｃｍ3という物性値を示す。これら
の物性値は方向性を持っていない。以上の性質を得るた
めに、支持部材１２５は、Ａｌマトリックス金属１２５
ＡにＳｉＣ焼結体粉末１２５Ｂ(６５体積％)が分散され
たものである。ＳｉＣ焼結体粉末１２５Ｂには、ＢｅＯ
が１.５ｗｔ％添加されている。この粉末１２５Ｂは、
ＳｉＣ粉末とＢｅＯ粉末との圧粉成形体をホットプレス
法により１７００℃で焼結し、得られた焼結体を粒径７
０μｍ以下に粉砕したものである。引続き、Ａｌ地金を
真空電気炉で７００℃で溶解した後、上記ＳｉＣ粉末１
２５Ｂを溶融Ａｌとともに撹拌し、ダイキャスト金型に
鋳込んで、上記寸法の支持部材１２５を得た。支持部材
１２５には、Ｃｒをめっきし、引続いてＮｉを厚さ約４
μｍに電解めっきした。ここで、粉末１２５ＢにＢｅＯ
を添加したＳｉＣを用いているのは、ＳｉＣに２７０Ｗ
/ｍ・Ｋという極めて高い熱伝導率が付与されて、支持
部材１２５の高熱伝導化に有効なためである。このＢｅ
Ｏの代替物としてはＢＮが挙げられ、ＢＮを添加して
も、ＢｅＯを添加した場合と同様に高熱伝導化できる。
３ｍｍの寸法を有するＮｉめっきの複合金属であり、熱
膨張率：６.５×１０~ 6/℃，熱伝導率：２６０Ｗ/ｍ・
Ｋ，密度：３.１ｇ/ｃｍ3という物性値を示す。これら
の物性値は方向性を持っていない。以上の性質を得るた
めに、支持部材１２５は、Ａｌマトリックス金属１２５
ＡにＳｉＣ焼結体粉末１２５Ｂ(６５体積％)が分散され
たものである。ＳｉＣ焼結体粉末１２５Ｂには、ＢｅＯ
が１.５ｗｔ％添加されている。この粉末１２５Ｂは、
ＳｉＣ粉末とＢｅＯ粉末との圧粉成形体をホットプレス
法により１７００℃で焼結し、得られた焼結体を粒径７
０μｍ以下に粉砕したものである。引続き、Ａｌ地金を
真空電気炉で７００℃で溶解した後、上記ＳｉＣ粉末１
２５Ｂを溶融Ａｌとともに撹拌し、ダイキャスト金型に
鋳込んで、上記寸法の支持部材１２５を得た。支持部材
１２５には、Ｃｒをめっきし、引続いてＮｉを厚さ約４
μｍに電解めっきした。ここで、粉末１２５ＢにＢｅＯ
を添加したＳｉＣを用いているのは、ＳｉＣに２７０Ｗ
/ｍ・Ｋという極めて高い熱伝導率が付与されて、支持
部材１２５の高熱伝導化に有効なためである。このＢｅ
Ｏの代替物としてはＢＮが挙げられ、ＢＮを添加して
も、ＢｅＯを添加した場合と同様に高熱伝導化できる。
【００４２】以上の手順を経て得た支持部材１２５に、
−５５〜＋１５０℃の温度サイクル試験を実施した。こ
の試験を１０００回繰り返した後に、物性値を測定した
ところ、熱膨張率：６.３×１０~ 6/℃，熱伝導率：２
６５Ｗ/ｍ・Ｋ，密度：３.１ｇ/ｃｍ3となり、初期値と
ほとんど同じであり、方向性もないことが確認された。
また、支持部材１２５の寸法変化や変形は、全く観測さ
れなかった。
−５５〜＋１５０℃の温度サイクル試験を実施した。こ
の試験を１０００回繰り返した後に、物性値を測定した
ところ、熱膨張率：６.３×１０~ 6/℃，熱伝導率：２
６５Ｗ/ｍ・Ｋ，密度：３.１ｇ/ｃｍ3となり、初期値と
ほとんど同じであり、方向性もないことが確認された。
また、支持部材１２５の寸法変化や変形は、全く観測さ
れなかった。
【００４３】以上に述べた支持部材１２５を、図４に示
す金属接合回路基板１２２と組み合わされ、ＩＧＢＴ素
子を搭載した２０００Ｖ，７５Ａ級の半導体装置９００
に適用した。金属回路基板１２２は、寸法３１ｍｍ×６
０ｍｍ×０.６３ｍｍを有するＡｌＮ焼結体１２の両面
に、厚さ３００μｍのコレクタ電極を兼ねる銅板１３
ａ，エミッタ電極を兼ねる銅板１３ｂ，ゲート電極を兼
ねる銅板１３ｃと、厚さ１５０μｍの銅板１３ｄを、活
性金属としてのＴｉを２ｗｔ％添加したＡｇ−２８ｗｔ
％Ｃｕろう１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄに
より接合したものである。なお、銅板１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄの表面には、無電解めっきにより厚さ４
μｍのＮｉ層が形成されているが、図示を省略してあ
る。活性金属としてのＴｉの代替物として、Ｃｒ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ等が挙げられる。これらの活性金属は、ＡｌＮ
焼結体１２と反応して窒化物を形成し、ろう層１３０
ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄとＡｌＮ焼結体１２
との間の接合媒体の役割を演ずる。活性金属は、Ｔｉ，
Ｃｒ，Ｚｒ，Ｈｆの群から選択された少なくとも１種を
含んでいればよい。ＡｌＮ焼結体１２は、Ａｌ2Ｏ3の還
元窒化法により製作されたＡｌＮ粉末を、助材としての
Ｙ2Ｏ3(添加量：５ｗｔ％)とともに、窒素雰囲気中で１
７００℃で常圧焼結して得た。Ｙ2Ｏ3は、焼結助材とし
て焼結体を緻密化するとともに、高熱伝導性を付与する
役割も担う。Ｙ2Ｏ3のほかには、ＣａＯを焼結助材とし
て用いることも可能である。ＡｌＮ焼結体１２の素材と
なるＡｌＮ粉末は、金属Ａｌ粉末を直接窒化して得られ
る粉末であってもよい。
す金属接合回路基板１２２と組み合わされ、ＩＧＢＴ素
子を搭載した２０００Ｖ，７５Ａ級の半導体装置９００
に適用した。金属回路基板１２２は、寸法３１ｍｍ×６
０ｍｍ×０.６３ｍｍを有するＡｌＮ焼結体１２の両面
に、厚さ３００μｍのコレクタ電極を兼ねる銅板１３
ａ，エミッタ電極を兼ねる銅板１３ｂ，ゲート電極を兼
ねる銅板１３ｃと、厚さ１５０μｍの銅板１３ｄを、活
性金属としてのＴｉを２ｗｔ％添加したＡｇ−２８ｗｔ
％Ｃｕろう１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄに
より接合したものである。なお、銅板１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄの表面には、無電解めっきにより厚さ４
μｍのＮｉ層が形成されているが、図示を省略してあ
る。活性金属としてのＴｉの代替物として、Ｃｒ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ等が挙げられる。これらの活性金属は、ＡｌＮ
焼結体１２と反応して窒化物を形成し、ろう層１３０
ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄとＡｌＮ焼結体１２
との間の接合媒体の役割を演ずる。活性金属は、Ｔｉ，
Ｃｒ，Ｚｒ，Ｈｆの群から選択された少なくとも１種を
含んでいればよい。ＡｌＮ焼結体１２は、Ａｌ2Ｏ3の還
元窒化法により製作されたＡｌＮ粉末を、助材としての
Ｙ2Ｏ3(添加量：５ｗｔ％)とともに、窒素雰囲気中で１
７００℃で常圧焼結して得た。Ｙ2Ｏ3は、焼結助材とし
て焼結体を緻密化するとともに、高熱伝導性を付与する
役割も担う。Ｙ2Ｏ3のほかには、ＣａＯを焼結助材とし
て用いることも可能である。ＡｌＮ焼結体１２の素材と
なるＡｌＮ粉末は、金属Ａｌ粉末を直接窒化して得られ
る粉末であってもよい。
【００４４】図５において、金属接合回路基板１２２
が、厚さ：２００μｍの図示しないＰｂ−５０ｗｔ％Ｓ
ｎはんだ１２４により、支持部材１２５上に接着され、
金属接合回路基板１２２の銅板１３ａ上には、ＩＧＢＴ
素子(１３ｍｍ×１３ｍｍ×０.３ｍｍ)１０１が、厚
さ：２００μｍの図示しないＳｎ−５ｗｔ％Ｓｂ−０.
６ｗｔ％Ｎｉ−０.０５ｗｔ％Ｐはんだ１１３により、
ダイオード素子(１０ｍｍ×１０ｍｍ×０.３ｍｍ)１０
１Ａとともに接着されている。各素子１０１，１０１Ａ
は、直径：５５０μｍのＡｌ線１１７によりワイヤボン
ディングされ、エミッタ電極１３ｂ，ゲート電極１３ｃ
に接続されている。
が、厚さ：２００μｍの図示しないＰｂ−５０ｗｔ％Ｓ
ｎはんだ１２４により、支持部材１２５上に接着され、
金属接合回路基板１２２の銅板１３ａ上には、ＩＧＢＴ
素子(１３ｍｍ×１３ｍｍ×０.３ｍｍ)１０１が、厚
さ：２００μｍの図示しないＳｎ−５ｗｔ％Ｓｂ−０.
６ｗｔ％Ｎｉ−０.０５ｗｔ％Ｐはんだ１１３により、
ダイオード素子(１０ｍｍ×１０ｍｍ×０.３ｍｍ)１０
１Ａとともに接着されている。各素子１０１，１０１Ａ
は、直径：５５０μｍのＡｌ線１１７によりワイヤボン
ディングされ、エミッタ電極１３ｂ，ゲート電極１３ｃ
に接続されている。
【００４５】コレクタ電極１３ａ，エミッタ電極１３
ｂ，ゲート電極１３ｃには、それぞれ外部端子１１６，
１１６Ａが設けられ、さらに、各素子１０１，１０１
Ａ，金属接合回路基板１２２等が，外気から完全に遮断
されるように、図示を省略したエポキシ系樹脂製ケース
を設けるとともに、このケース内にシリコーンゲルやエ
ポキシ系樹脂を充填し硬化させて、半導体装置９００を
得た。
ｂ，ゲート電極１３ｃには、それぞれ外部端子１１６，
１１６Ａが設けられ、さらに、各素子１０１，１０１
Ａ，金属接合回路基板１２２等が，外気から完全に遮断
されるように、図示を省略したエポキシ系樹脂製ケース
を設けるとともに、このケース内にシリコーンゲルやエ
ポキシ系樹脂を充填し硬化させて、半導体装置９００を
得た。
【００４６】図６は、半導体装置９００の回路構成の一
例を示す図である。なお、比較用として、従来例と同様
の部材構成を採用した半導体装置すなわち本実施例と同
寸法の金属接合回路基板１２２と銅支持部材とを組合せ
た半導体装置も作製した。
例を示す図である。なお、比較用として、従来例と同様
の部材構成を採用した半導体装置すなわち本実施例と同
寸法の金属接合回路基板１２２と銅支持部材とを組合せ
た半導体装置も作製した。
【００４７】図７は、半導体装置または比較用半導体装
置が組み込まれた電動機の回転数制御用インバータ装置
の回路構成の一例を示す図である。
置が組み込まれた電動機の回転数制御用インバータ装置
の回路構成の一例を示す図である。
【００４８】半導体装置９００の素子１０１と支持部材
１２５間の熱抵抗は、０.３５℃/Ｗであった。この値は
比較用半導体装置の熱抵抗０.２４℃/Ｗよりも高いが、
目標仕様の０.４２℃/Ｗ以下は満たしている。
１２５間の熱抵抗は、０.３５℃/Ｗであった。この値は
比較用半導体装置の熱抵抗０.２４℃/Ｗよりも高いが、
目標仕様の０.４２℃/Ｗ以下は満たしている。
【００４９】目標仕様を満たす熱抵抗が得られたのは、
熱流路を金属接合回路基板１２２や支持部材１２５等の
高熱伝導性部材で構成したこと、および、Ｍｏ板のよう
な熱膨張率緩和部材を省略して簡素な積層構造を採用で
きたことが、第１の要因である。また、金属接合回路基
板１２２と熱膨張率が整合した支持部材１２５を適用し
たため、はんだ層１２４における気泡等の欠陥が低減さ
れたことが、第２の要因である。(半導体基体１０１，
１０１Ａ)−(金属接合回路基板１２２)−(支持部材１２
５)の積層一体化物を形成した段階での反り量すなわち
腹の高さは、最大３０μｍであった。この最大３０μｍ
は、比較用半導体装置の(半導体基体)−(金属接合回路
基板)−(銅支持部材)の積層一体化物の場合の３００μ
ｍより大幅に小さい。支持部材１２５の熱膨張率が金属
接合回路基板１２２の熱膨張率と整合しているからであ
る。
熱流路を金属接合回路基板１２２や支持部材１２５等の
高熱伝導性部材で構成したこと、および、Ｍｏ板のよう
な熱膨張率緩和部材を省略して簡素な積層構造を採用で
きたことが、第１の要因である。また、金属接合回路基
板１２２と熱膨張率が整合した支持部材１２５を適用し
たため、はんだ層１２４における気泡等の欠陥が低減さ
れたことが、第２の要因である。(半導体基体１０１，
１０１Ａ)−(金属接合回路基板１２２)−(支持部材１２
５)の積層一体化物を形成した段階での反り量すなわち
腹の高さは、最大３０μｍであった。この最大３０μｍ
は、比較用半導体装置の(半導体基体)−(金属接合回路
基板)−(銅支持部材)の積層一体化物の場合の３００μ
ｍより大幅に小さい。支持部材１２５の熱膨張率が金属
接合回路基板１２２の熱膨張率と整合しているからであ
る。
【００５０】本実施例の半導体装置の熱抵抗は、上記の
通り、０.４２℃/Ｗの値までは許される。この目標熱抵
抗値を満たすには、支持部材１２５は、９０Ｗ/ｍ・Ｋ
以上の熱伝導率を備えている必要がある。図２を参照す
ると、このような熱伝導率は、マトリックス金属がＣｕ
およびＡｌであり、無機質セラミックス粉末がＳｉＣ，
ＢｅＯ，ＡｌＮ，ＢＮである任意の組合せおよび組成範
囲で得られる。
通り、０.４２℃/Ｗの値までは許される。この目標熱抵
抗値を満たすには、支持部材１２５は、９０Ｗ/ｍ・Ｋ
以上の熱伝導率を備えている必要がある。図２を参照す
ると、このような熱伝導率は、マトリックス金属がＣｕ
およびＡｌであり、無機質セラミックス粉末がＳｉＣ，
ＢｅＯ，ＡｌＮ，ＢＮである任意の組合せおよび組成範
囲で得られる。
【００５１】図８は、間欠通電試験による熱抵抗の推移
を示す図である。半導体装置９００に間欠通電し、支持
部材１２５の温度を３０〜１００℃間で繰返し変化させ
る試験を実施した。本実施例による半導体装置の熱抵抗
Ａは、３００００回までは、ほとんど変動を示さず、４
００００回に至り、０.３９Ｗ/℃とわずかに上昇してい
る。しかし、この熱抵抗の上昇は、上記目標仕様を下回
る値であって、半導体装置９００の機能には支障を及ぼ
さない。これに対して、比較用半導体装置の熱抵抗Ｂ
は、初期値こそ本実施例の半導体装置より低いものの、
試験回数が増すにつれて著しく上昇し、１５０００回で
は、初期値の２倍以上に達している。このように、本実
施例の半導体装置９００は、比較用半導体装置よりも格
段に安定して優れた放熱性を維持している。
を示す図である。半導体装置９００に間欠通電し、支持
部材１２５の温度を３０〜１００℃間で繰返し変化させ
る試験を実施した。本実施例による半導体装置の熱抵抗
Ａは、３００００回までは、ほとんど変動を示さず、４
００００回に至り、０.３９Ｗ/℃とわずかに上昇してい
る。しかし、この熱抵抗の上昇は、上記目標仕様を下回
る値であって、半導体装置９００の機能には支障を及ぼ
さない。これに対して、比較用半導体装置の熱抵抗Ｂ
は、初期値こそ本実施例の半導体装置より低いものの、
試験回数が増すにつれて著しく上昇し、１５０００回で
は、初期値の２倍以上に達している。このように、本実
施例の半導体装置９００は、比較用半導体装置よりも格
段に安定して優れた放熱性を維持している。
【００５２】比較用半導体装置が放熱性の早期低下を生
じた原因は、主として金属接合回路基板１２２と銅支持
板との間におけるはんだ層の熱疲労破壊であった。この
熱疲労破壊は、銅支持板と金属接合回路基板１２２との
熱膨張率が大幅に異なっており、はんだ付け部に残留す
る熱応力および熱歪が極めて大きいことである。
じた原因は、主として金属接合回路基板１２２と銅支持
板との間におけるはんだ層の熱疲労破壊であった。この
熱疲労破壊は、銅支持板と金属接合回路基板１２２との
熱膨張率が大幅に異なっており、はんだ付け部に残留す
る熱応力および熱歪が極めて大きいことである。
【００５３】逆に、本実施例の半導体装置９００が優れ
た高い信頼性を示した理由は、金属接合回路基板１２２
と半導体基体１０１，１０１Ａとの間に熱膨張率差がほ
とんどないため、はんだ１１３に過大な熱応力および熱
歪が作用せず、はんだの熱疲労破壊が避けられたこと、
金属接合回路基板１２２と支持部材１２５との熱膨張率
が近似しているため、はんだ層１２４に作用する熱応力
および熱歪が軽減されたことである。
た高い信頼性を示した理由は、金属接合回路基板１２２
と半導体基体１０１，１０１Ａとの間に熱膨張率差がほ
とんどないため、はんだ１１３に過大な熱応力および熱
歪が作用せず、はんだの熱疲労破壊が避けられたこと、
金属接合回路基板１２２と支持部材１２５との熱膨張率
が近似しているため、はんだ層１２４に作用する熱応力
および熱歪が軽減されたことである。
【００５４】図９は、間欠通電試験による電極−支持板
間のコロナ放電開始電圧の推移を示す図である。上記間
欠通電試験では、電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃから支持
板１２５に至る積層構造の絶縁耐力も追跡試験した。コ
ロナ放電開始電圧は、電荷量１００ｐＣにおける値であ
る。本実施例による半導体装置のコロナ放電開始電圧Ａ
は、初期値約８ｋＶに対して、４００００回後において
も約８ｋＶであり、ほとんど変動していない。これに対
し、比較用半導体装置のコロナ放電開始電圧Ｂは、本実
施例による半導体装置と同等の初期値を示しているが、
試験回数を増すにつれて低下し、１５０００回以降は、
約１ｋＶとほぼ一定の値を示している。
間のコロナ放電開始電圧の推移を示す図である。上記間
欠通電試験では、電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃから支持
板１２５に至る積層構造の絶縁耐力も追跡試験した。コ
ロナ放電開始電圧は、電荷量１００ｐＣにおける値であ
る。本実施例による半導体装置のコロナ放電開始電圧Ａ
は、初期値約８ｋＶに対して、４００００回後において
も約８ｋＶであり、ほとんど変動していない。これに対
し、比較用半導体装置のコロナ放電開始電圧Ｂは、本実
施例による半導体装置と同等の初期値を示しているが、
試験回数を増すにつれて低下し、１５０００回以降は、
約１ｋＶとほぼ一定の値を示している。
【００５５】したがって、本実施例による半導体装置
は、比較用半導体装置と比べて、優れた絶縁性を安定的
に維持している。比較用半導体装置の絶縁性が劣化した
主な理由は、金属接合回路基板１２２における絶縁体と
してのＡｌＮ焼結体１２が電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
に対応する部分で機械的に破壊したことである。絶縁物
が機械的に破壊すると、その破壊部分で電界が極度に大
きくなる結果、放電を生ずる。焼結体の機械的破損は、
銅支持板と金属接合回路基板１２２の熱膨張率差に起因
する過度な熱応力および熱歪が作用する結果として生ず
る。
は、比較用半導体装置と比べて、優れた絶縁性を安定的
に維持している。比較用半導体装置の絶縁性が劣化した
主な理由は、金属接合回路基板１２２における絶縁体と
してのＡｌＮ焼結体１２が電極１３ａ，１３ｂ，１３ｃ
に対応する部分で機械的に破壊したことである。絶縁物
が機械的に破壊すると、その破壊部分で電界が極度に大
きくなる結果、放電を生ずる。焼結体の機械的破損は、
銅支持板と金属接合回路基板１２２の熱膨張率差に起因
する過度な熱応力および熱歪が作用する結果として生ず
る。
【００５６】これに対して、本実施例による半導体装置
では、支持板１２５と金属接合回路基板１２２との一体
化部には過度な熱応力および熱歪が作用しないので、Ａ
ｌＮ焼結体１２の機械的破損を生じない。したがって、
絶縁体内部で電界が不連続的に大きい値を示すこともな
い。その結果、本実施例による半導体装置は、優れた絶
縁性を安定的に示すことになった。
では、支持板１２５と金属接合回路基板１２２との一体
化部には過度な熱応力および熱歪が作用しないので、Ａ
ｌＮ焼結体１２の機械的破損を生じない。したがって、
絶縁体内部で電界が不連続的に大きい値を示すこともな
い。その結果、本実施例による半導体装置は、優れた絶
縁性を安定的に示すことになった。
【００５７】図１０は、支持部材と金属接合回路基板と
の間の熱膨張率差に対する熱抵抗変化率の関係を示す図
である。ここで得たデータは、本実施例による半導体装
置に上記同様の間欠通電試験を３００００回施し、試験
の前後における熱抵抗変化を示している。また、ＡｌＮ
焼結体１２と同じ寸法のＢｅＯ焼結体およびアルミナ焼
結体を用いた金属接合回路基板１２２の場合も同時に示
す。熱抵抗の変化は、用いた金属接合回路基板の種類や
構成には関係なく、支持部材１２５との間の熱膨張率差
が７×１０~ 6/℃を越えた場合に顕著に生じている。こ
の場合の熱抵抗上昇の主因は、はんだ層１２４の熱疲労
破壊である。このことは、はんだ層１２４を高信頼化す
るには、熱膨張率差を７×１０~ 6/℃以下に調整する必
要があることを示唆している。
の間の熱膨張率差に対する熱抵抗変化率の関係を示す図
である。ここで得たデータは、本実施例による半導体装
置に上記同様の間欠通電試験を３００００回施し、試験
の前後における熱抵抗変化を示している。また、ＡｌＮ
焼結体１２と同じ寸法のＢｅＯ焼結体およびアルミナ焼
結体を用いた金属接合回路基板１２２の場合も同時に示
す。熱抵抗の変化は、用いた金属接合回路基板の種類や
構成には関係なく、支持部材１２５との間の熱膨張率差
が７×１０~ 6/℃を越えた場合に顕著に生じている。こ
の場合の熱抵抗上昇の主因は、はんだ層１２４の熱疲労
破壊である。このことは、はんだ層１２４を高信頼化す
るには、熱膨張率差を７×１０~ 6/℃以下に調整する必
要があることを示唆している。
【００５８】本実施例によれば、放熱性の目標仕様を満
たしながら、半導体装置の信頼性を向上させることがで
きた。この効果は、金属接合回路基板１２２の面積、し
たがってはんだ層１２４の面積が大きくなるほど顕著で
ある。その一例を図１１により説明する。図１１は、本
実施例による半導体装置Ａの金属接合回路基板１２２−
支持部材１２５間の接着面積および比較用半導体装置Ｂ
の金属回路基板１２２−支持板間の接着面積に対する温
度サイクル印加後の故障発生率の関係を示す図である。
温度サイクルは、−５５〜＋１５０℃のもとで１０００
回与えた。図１１によれば、接着面積が約５００ｍｍ2
までは、半導体装置Ａ，Ｂともに故障発生率は０％であ
る。５００ｍｍ2を越えると、比較用半導体装置Ｂでは
加速的に故障発生率が増加するのに対して、本実施例に
よる半導体装置Ａでは７０００ｍｍ2までは、０％が維
持されている。なお、本実施例による半導体装置Ａでは
２００００ｍｍ2の場合に故障発生率約５％を記録して
いる。
たしながら、半導体装置の信頼性を向上させることがで
きた。この効果は、金属接合回路基板１２２の面積、し
たがってはんだ層１２４の面積が大きくなるほど顕著で
ある。その一例を図１１により説明する。図１１は、本
実施例による半導体装置Ａの金属接合回路基板１２２−
支持部材１２５間の接着面積および比較用半導体装置Ｂ
の金属回路基板１２２−支持板間の接着面積に対する温
度サイクル印加後の故障発生率の関係を示す図である。
温度サイクルは、−５５〜＋１５０℃のもとで１０００
回与えた。図１１によれば、接着面積が約５００ｍｍ2
までは、半導体装置Ａ，Ｂともに故障発生率は０％であ
る。５００ｍｍ2を越えると、比較用半導体装置Ｂでは
加速的に故障発生率が増加するのに対して、本実施例に
よる半導体装置Ａでは７０００ｍｍ2までは、０％が維
持されている。なお、本実施例による半導体装置Ａでは
２００００ｍｍ2の場合に故障発生率約５％を記録して
いる。
【００５９】しかし、このことは、接着面積２００００
ｍｍ2の場合に半導体装置９００の稼働が不可能である
ことを意味するものではない。換言すると、接着面積２
００００ｍｍ2の場合でも、用途に合わせて、信頼性の
水準を少し低く設定すれば、半導体装置９００の実稼働
は、可能である。ここでいう故障とは、主としてはんだ
層１２４に生じたクラックまたは金属接合回路基板１２
２の機械的破損のことである。このように、温度サイク
ル数が１０００回と多いにもかかわらず、本実施例構造
の半導体装置では、大面積の領域まで故障を生じていな
い。これは、金属接合回路基板１２２から支持部材１２
５に至る積層構造体の熱膨張率が整合しているためであ
る。
ｍｍ2の場合に半導体装置９００の稼働が不可能である
ことを意味するものではない。換言すると、接着面積２
００００ｍｍ2の場合でも、用途に合わせて、信頼性の
水準を少し低く設定すれば、半導体装置９００の実稼働
は、可能である。ここでいう故障とは、主としてはんだ
層１２４に生じたクラックまたは金属接合回路基板１２
２の機械的破損のことである。このように、温度サイク
ル数が１０００回と多いにもかかわらず、本実施例構造
の半導体装置では、大面積の領域まで故障を生じていな
い。これは、金属接合回路基板１２２から支持部材１２
５に至る積層構造体の熱膨張率が整合しているためであ
る。
【００６０】本実施例の半導体装置９００では、支持部
材の密度が３.１ｇ/ｃｍ3と小さいため、装置９００の
重量が軽減されている。この点は、半導体装置９００を
電子装置用として実装する際の作業を容易にさせるだけ
でなく、電子装置の小型，軽量化に寄与する。
材の密度が３.１ｇ/ｃｍ3と小さいため、装置９００の
重量が軽減されている。この点は、半導体装置９００を
電子装置用として実装する際の作業を容易にさせるだけ
でなく、電子装置の小型，軽量化に寄与する。
【００６１】図１２は，スイッチング周波数とＩＧＢＴ
素子１０１の発熱温度との関係を示す図である。本実施
例の半導体装置９００を組み込んだ図７のインバータ装
置を用いて、電動機９５０の回転数制御を試みた。スイ
ッチング損失は、周波数を増すにつれて増えるが、商用
電源の５０Ｈｚから３０ｋＨｚまでの間では、素子１０
１が安定して動作し得る温度の１２５℃を越えることは
なかった。この範囲内で電動機９５０は特別な異常を伴
わずに作動した。
素子１０１の発熱温度との関係を示す図である。本実施
例の半導体装置９００を組み込んだ図７のインバータ装
置を用いて、電動機９５０の回転数制御を試みた。スイ
ッチング損失は、周波数を増すにつれて増えるが、商用
電源の５０Ｈｚから３０ｋＨｚまでの間では、素子１０
１が安定して動作し得る温度の１２５℃を越えることは
なかった。この範囲内で電動機９５０は特別な異常を伴
わずに作動した。
【００６２】本実施例の半導体装置９００を組み込んだ
インバータ装置および電動機は、電気自動車にその動力
源として組み込まれた。この電気自動車では、動力源か
ら車輪に至る駆動機構を簡素化できたために、ギヤーの
噛み込み比率の違いにより変速していた従来の自動車と
比較して、変速時のショックが軽減された。また、この
電気自動車は、０〜２５０ｋｍ/ｈの範囲でスムーズな
走行が可能であった。動力源を源とする振動や騒音は、
従来の気筒型エンジンを搭載した自動車の約１/２に軽
減できた。
インバータ装置および電動機は、電気自動車にその動力
源として組み込まれた。この電気自動車では、動力源か
ら車輪に至る駆動機構を簡素化できたために、ギヤーの
噛み込み比率の違いにより変速していた従来の自動車と
比較して、変速時のショックが軽減された。また、この
電気自動車は、０〜２５０ｋｍ/ｈの範囲でスムーズな
走行が可能であった。動力源を源とする振動や騒音は、
従来の気筒型エンジンを搭載した自動車の約１/２に軽
減できた。
【００６３】図１３は、本実施例の半導体装置９００を
組み込んだインバータ装置の実施例の電動機の効率Ａと
従来の交流電動機を用いた場合の効率Ｂとを比較して示
す図である。本実施例の半導体装置９００を組み込んだ
インバータ装置は、ブラシレス直流電動機とともに、冷
房時の消費電力：５ｋＷ，暖房時の消費電力：３ｋＷ，
電源電圧２００Ｖの冷暖房機に組み込まれた。本実施例
は、比較した全回転数範囲で、従来よりも１０％以上は
高い効率を示している。この効率の高さは、冷暖房機使
用時の電力消費の低減に役立つ。また、室内の温度が運
転開始から設定温度に到達するまでの時間は、本実施例
の場合は、従来の交流電動機を用いた場合よりも約１/
２に短縮された。
組み込んだインバータ装置の実施例の電動機の効率Ａと
従来の交流電動機を用いた場合の効率Ｂとを比較して示
す図である。本実施例の半導体装置９００を組み込んだ
インバータ装置は、ブラシレス直流電動機とともに、冷
房時の消費電力：５ｋＷ，暖房時の消費電力：３ｋＷ，
電源電圧２００Ｖの冷暖房機に組み込まれた。本実施例
は、比較した全回転数範囲で、従来よりも１０％以上は
高い効率を示している。この効率の高さは、冷暖房機使
用時の電力消費の低減に役立つ。また、室内の温度が運
転開始から設定温度に到達するまでの時間は、本実施例
の場合は、従来の交流電動機を用いた場合よりも約１/
２に短縮された。
【００６４】本実施例と同様の効果は、半導体装置９０
０が他の流体を撹拌または流動させる装置、例えば洗濯
機、流体循環装置等に組み込まれた場合でも得られる。
０が他の流体を撹拌または流動させる装置、例えば洗濯
機、流体循環装置等に組み込まれた場合でも得られる。
【００６５】《実施例２》実施例２では、金属接合回路
基板上に多数個の半導体装置基体が密集して搭載され、
これらがマトリックス金属に無機質セラミックス粉末を
分散した支持部材上に搭載された半導体装置と、これを
用いた電子装置について説明する。
基板上に多数個の半導体装置基体が密集して搭載され、
これらがマトリックス金属に無機質セラミックス粉末を
分散した支持部材上に搭載された半導体装置と、これを
用いた電子装置について説明する。
【００６６】実施例２における金属接合回路基板(６８
ｍｍ×８６ｍｍ×０.６３ｍｍ)１２２の電極領域１３ａ
には、Ｓｎ−５ｗｔ％Ｓｂ−０.６ｗｔ％Ｎｉ−０.０５
ｗｔ％Ｐはんだ(厚さ：２００μｍ)１１３により、ＩＧ
ＢＴ素子(１３ｍｍ×１３ｍｍ×０.３ｍｍ、６個)１０
１と、ダイオード素子(１３ｍｍ×１３ｍｍ×０.３ｍ
ｍ，２個)１０１Ａが接着された。引続き前記実施例１
と同様に、素子１０１，１０１Ａと電極１３ｂ，１３ｃ
間のワイヤボンディング１１７，端子１１６、１１６Ａ
の取り付けを行なった後、金属接合回路基板１２２を支
持部材(９５ｍｍ×１１０ｍｍ×５ｍｍ)１２５にＰｂ−
６０ｗｔ％Ｓｎはんだ(厚さ：２００μｍ)１２４により
接着した。
ｍｍ×８６ｍｍ×０.６３ｍｍ)１２２の電極領域１３ａ
には、Ｓｎ−５ｗｔ％Ｓｂ−０.６ｗｔ％Ｎｉ−０.０５
ｗｔ％Ｐはんだ(厚さ：２００μｍ)１１３により、ＩＧ
ＢＴ素子(１３ｍｍ×１３ｍｍ×０.３ｍｍ、６個)１０
１と、ダイオード素子(１３ｍｍ×１３ｍｍ×０.３ｍ
ｍ，２個)１０１Ａが接着された。引続き前記実施例１
と同様に、素子１０１，１０１Ａと電極１３ｂ，１３ｃ
間のワイヤボンディング１１７，端子１１６、１１６Ａ
の取り付けを行なった後、金属接合回路基板１２２を支
持部材(９５ｍｍ×１１０ｍｍ×５ｍｍ)１２５にＰｂ−
６０ｗｔ％Ｓｎはんだ(厚さ：２００μｍ)１２４により
接着した。
【００６７】金属接合回路基板１２２におけるＡｌＮ焼
結体１２の一方の面には、電極領域１３ａ，１３ｂ，１
３ｃが形成され、他方の面には金属板１３ｄが形成され
ている。これらの電極および金属板は銅からなり、前記
実施例１と同様の手法によりろう付けされている。
結体１２の一方の面には、電極領域１３ａ，１３ｂ，１
３ｃが形成され、他方の面には金属板１３ｄが形成され
ている。これらの電極および金属板は銅からなり、前記
実施例１と同様の手法によりろう付けされている。
【００６８】支持部材１２５はＣｕマトリックス金属１
２５ＡにＡｌＮセラミックス粉末１２５Ｂを分散した複
合体で構成されており、熱膨張率：６.５×１０~ 6/
℃、熱伝導率：２１５Ｗ/ｍ・Ｋ、密度：５.５ｇ/ｃｍ3
なる物性値(ＡｌＮ粉末の分散量：６０体積％)を有して
いる。これらの物性値は方向性を持っていない。以上の
性質を得るために、支持部材１２５はＣｕマトリックス
金属１２５Ａに高熱伝導化されたＡｌＮセラミックス粉
末１２５Ｂを分散したものとなっている。ＡｌＮ粉末１
２５ＢはＹ2Ｏ3が焼結助材および高熱伝導化のために５
ｗｔ％添加されており、常圧焼結法で１７００℃で焼結
した後、粒径５０μｍ以下に粉砕されたものである。粒
径３０μｍ、純度９９.９９％のＣｕ粉末とＡｌＮ粉末
１２５Ｂをバインダーとともに混合した後成形し、この
成形体を真空中で１０００℃，１００ＭＰａのもとで加
圧熱処理し、上記寸法の支持部材１２５を得た。支持部
材１２５には、Ｎｉを厚さ約４μｍに電解めっきした。
支持部材１２５の高熱伝導化や低熱膨張化を図る目的の
もとでは、粉末１２５ＢとしてＣａＯを助材にして焼結
したＡｌＮを用いることが許される。
２５ＡにＡｌＮセラミックス粉末１２５Ｂを分散した複
合体で構成されており、熱膨張率：６.５×１０~ 6/
℃、熱伝導率：２１５Ｗ/ｍ・Ｋ、密度：５.５ｇ/ｃｍ3
なる物性値(ＡｌＮ粉末の分散量：６０体積％)を有して
いる。これらの物性値は方向性を持っていない。以上の
性質を得るために、支持部材１２５はＣｕマトリックス
金属１２５Ａに高熱伝導化されたＡｌＮセラミックス粉
末１２５Ｂを分散したものとなっている。ＡｌＮ粉末１
２５ＢはＹ2Ｏ3が焼結助材および高熱伝導化のために５
ｗｔ％添加されており、常圧焼結法で１７００℃で焼結
した後、粒径５０μｍ以下に粉砕されたものである。粒
径３０μｍ、純度９９.９９％のＣｕ粉末とＡｌＮ粉末
１２５Ｂをバインダーとともに混合した後成形し、この
成形体を真空中で１０００℃，１００ＭＰａのもとで加
圧熱処理し、上記寸法の支持部材１２５を得た。支持部
材１２５には、Ｎｉを厚さ約４μｍに電解めっきした。
支持部材１２５の高熱伝導化や低熱膨張化を図る目的の
もとでは、粉末１２５ＢとしてＣａＯを助材にして焼結
したＡｌＮを用いることが許される。
【００６９】以上の手順を経て得られた支持部材１２５
には、−５５〜＋１５０℃の温度サイクル試験が施され
た。この試験を１０００回与えた後物性を測定したが、
熱膨張率：６.４×１０~ 6/℃，熱伝導率：２１０Ｗ/ｍ
・Ｋ，密度：５.５ｇ/ｃｍ3と、上記初期値とほとんど
同じであり、方向性もないことが確認された。また、支
持部材１２５の寸法変化や変形は、全く観測されなかっ
た。
には、−５５〜＋１５０℃の温度サイクル試験が施され
た。この試験を１０００回与えた後物性を測定したが、
熱膨張率：６.４×１０~ 6/℃，熱伝導率：２１０Ｗ/ｍ
・Ｋ，密度：５.５ｇ/ｃｍ3と、上記初期値とほとんど
同じであり、方向性もないことが確認された。また、支
持部材１２５の寸法変化や変形は、全く観測されなかっ
た。
【００７０】以下、実施例１と同様のパッケージングを
施し、半導体装置９００を得た。この半導体装置９００
は、搭載されたすべての素子が並列に接続され、等価的
に図１４に示す回路構成となっている。また、本実施例
と同寸法の金属接合回路基板１２２を銅支持板に搭載し
た比較用半導体装置も製作した。半導体装置９００は最
終的に、図７に示した電動機９５０の回転数制御用イン
バータ装置に組み込まれた。
施し、半導体装置９００を得た。この半導体装置９００
は、搭載されたすべての素子が並列に接続され、等価的
に図１４に示す回路構成となっている。また、本実施例
と同寸法の金属接合回路基板１２２を銅支持板に搭載し
た比較用半導体装置も製作した。半導体装置９００は最
終的に、図７に示した電動機９５０の回転数制御用イン
バータ装置に組み込まれた。
【００７１】大容量電力を取り扱う半導体装置の信頼性
をより高めるには、支持部材１２５の熱膨張率は接着さ
れる相手部材(金属接合回路基板１２２)のそれより大き
い方が好ましい。熱膨張率が相手部材より過度に小さい
と、ろう付けされた一体化物が室温に戻る際に金属接合
回路基板１２２に引張り応力が作用する。その際に、焼
結体１２の引張り応力に対する耐破壊強度は金属ほどに
は大きくないため、破損を生じやすい。金属接合回路基
板１２２になり得るセラミックス焼結体１２の熱膨張率
はＡｌＮ：４.３×１０~ 6/℃，ＢｅＯ：７.５×１０~
6/℃，アルミナ：６.３×１０~ 6/℃である。支持部材
１２５の熱膨張率は、これら焼結体１２の熱膨張率を越
えるように調整することが望ましい。
をより高めるには、支持部材１２５の熱膨張率は接着さ
れる相手部材(金属接合回路基板１２２)のそれより大き
い方が好ましい。熱膨張率が相手部材より過度に小さい
と、ろう付けされた一体化物が室温に戻る際に金属接合
回路基板１２２に引張り応力が作用する。その際に、焼
結体１２の引張り応力に対する耐破壊強度は金属ほどに
は大きくないため、破損を生じやすい。金属接合回路基
板１２２になり得るセラミックス焼結体１２の熱膨張率
はＡｌＮ：４.３×１０~ 6/℃，ＢｅＯ：７.５×１０~
6/℃，アルミナ：６.３×１０~ 6/℃である。支持部材
１２５の熱膨張率は、これら焼結体１２の熱膨張率を越
えるように調整することが望ましい。
【００７２】本実施例における支持部材１２５から半導
体基体１０１，１０１Ａに至る部材構成では、半導体基
体(３.５×１０~ 6/℃)−金属接合回路基板(銅板とＡｌ
Ｎ焼結体の複合体、５.２×１０~ 6/℃)−支持板(６.５
×１０~ 6/℃)の組合せにおいて、熱膨張率が近似して
いる。そのため、接着面積が４９６０ｍｍ2と大きいに
もかかわらず、一体化物の反り量は１５μｍに過ぎず、
各接着部に残留する熱応力が少ないことを裏付けてい
る。残留する熱応力が少ないことは、半導体装置９００
を冷却フィンに取り付ける際に熱伝導路が遮断されるの
を防ぐのに役立つとともに、取り付けの際のねじ締めに
よる半導体装置９００の構成部品の破損防止に寄与す
る。
体基体１０１，１０１Ａに至る部材構成では、半導体基
体(３.５×１０~ 6/℃)−金属接合回路基板(銅板とＡｌ
Ｎ焼結体の複合体、５.２×１０~ 6/℃)−支持板(６.５
×１０~ 6/℃)の組合せにおいて、熱膨張率が近似して
いる。そのため、接着面積が４９６０ｍｍ2と大きいに
もかかわらず、一体化物の反り量は１５μｍに過ぎず、
各接着部に残留する熱応力が少ないことを裏付けてい
る。残留する熱応力が少ないことは、半導体装置９００
を冷却フィンに取り付ける際に熱伝導路が遮断されるの
を防ぐのに役立つとともに、取り付けの際のねじ締めに
よる半導体装置９００の構成部品の破損防止に寄与す
る。
【００７３】本実施例の半導体装置９００の半導体基体
１０１と支持板１２５との間の熱抵抗は、０.０２９℃/
Ｗと極めて小さい値であった。このように低い値が得ら
れたのは、実施例１の場合と同様の理由の他に、多数の
発熱素子１０１，１０１Ａが有効な熱伝導路内に搭載さ
れているため、実施例１の場合よりも実効的な放熱性能
が向上していることがある。すなわち、発熱素子１０
１，１０１Ａが金属接合回路基板１２２の面積に占める
割合は(２７.３％)に及んでいる。このように、本実施
例構造の放熱機能は、特に発熱素子の占有面積が大きく
なる場合に有効に発揮される。
１０１と支持板１２５との間の熱抵抗は、０.０２９℃/
Ｗと極めて小さい値であった。このように低い値が得ら
れたのは、実施例１の場合と同様の理由の他に、多数の
発熱素子１０１，１０１Ａが有効な熱伝導路内に搭載さ
れているため、実施例１の場合よりも実効的な放熱性能
が向上していることがある。すなわち、発熱素子１０
１，１０１Ａが金属接合回路基板１２２の面積に占める
割合は(２７.３％)に及んでいる。このように、本実施
例構造の放熱機能は、特に発熱素子の占有面積が大きく
なる場合に有効に発揮される。
【００７４】図１５は、金属接合回路基板の面積に対す
る半導体基体の占有面積と熱抵抗の関係を示す図であ
る。占有面積が５０％になるまでの範囲では、金属接合
回路基板の熱流拡大の機能が有効に作用するために、熱
抵抗は逐次減少する。しかし、５０％を越えると熱流拡
大の機能が反映されなくなるため、熱抵抗は上昇に転ず
る。したがって、本実施例構成の半導体装置は、占有面
積５０％までは放熱機能を向上させることが可能であ
る。
る半導体基体の占有面積と熱抵抗の関係を示す図であ
る。占有面積が５０％になるまでの範囲では、金属接合
回路基板の熱流拡大の機能が有効に作用するために、熱
抵抗は逐次減少する。しかし、５０％を越えると熱流拡
大の機能が反映されなくなるため、熱抵抗は上昇に転ず
る。したがって、本実施例構成の半導体装置は、占有面
積５０％までは放熱機能を向上させることが可能であ
る。
【００７５】半導体装置９００には、−５５℃〜＋１５
０℃の温度サイクルが３０００回印加された。これによ
る半導体基体１０１−支持板１２５間熱抵抗は０.０３
５℃/Ｗとわずかに変化したものの、この変化量は、装
置９００の使用上は、全く問題ない範囲である。熱抵抗
変化を生じなかった最大の理由は、（半導体基体１０
１，１０１Ａ）−（金属接合回路基板１２２）−（支持
部材１２５）積層構造全体の熱膨張率が整合されている
ため、はんだ層１１３，１２４の熱疲労破壊が抑制され
たことである。
０℃の温度サイクルが３０００回印加された。これによ
る半導体基体１０１−支持板１２５間熱抵抗は０.０３
５℃/Ｗとわずかに変化したものの、この変化量は、装
置９００の使用上は、全く問題ない範囲である。熱抵抗
変化を生じなかった最大の理由は、（半導体基体１０
１，１０１Ａ）−（金属接合回路基板１２２）−（支持
部材１２５）積層構造全体の熱膨張率が整合されている
ため、はんだ層１１３，１２４の熱疲労破壊が抑制され
たことである。
【００７６】図１６は、間欠通電試験による熱抵抗の推
移を示す図である。半導体装置９００に間欠通電試験を
施し、支持部材１２５の温度を３０〜１００℃の間で繰
返し変化させた。熱抵抗は５００００回まではほとんど
変化を示さず、６００００回に至ってわずかに上昇し始
めているのみである。このように安定した放熱性が維持
されたのは、上記した温度サイクル試験の場合と同様の
理由に基づく。
移を示す図である。半導体装置９００に間欠通電試験を
施し、支持部材１２５の温度を３０〜１００℃の間で繰
返し変化させた。熱抵抗は５００００回まではほとんど
変化を示さず、６００００回に至ってわずかに上昇し始
めているのみである。このように安定した放熱性が維持
されたのは、上記した温度サイクル試験の場合と同様の
理由に基づく。
【００７７】次いで、２４個の本実施例半導体装置９０
０が、図７と同様のインバータ回路に組み込まれた。こ
こでは、１相分として８個の半導体装置９００が割り当
てられている。本実施例のインバータ装置(電源電圧：
２５００Ｖ，ピーク出力電流：６５０Ａ，平均周波数：
２ｋＨｚ)は、電車用の主電動機(１９０ｋＷ)の速度制
御に供された。この結果、走行開始(加速)時に電動機が
発する騒音は平均周波数１.５ｋＨｚの場合より１/３低
く、短い駅間距離(１.２ｋｍ)を想定した走行試験でも
表定速度４０ｋｍ/ｈと優れた運行性能が得られた。こ
れは、高周波化されて発熱の著しい半導体基体１０１を
効率的に冷却でき、同基体が安定的に動作するためであ
る。
０が、図７と同様のインバータ回路に組み込まれた。こ
こでは、１相分として８個の半導体装置９００が割り当
てられている。本実施例のインバータ装置(電源電圧：
２５００Ｖ，ピーク出力電流：６５０Ａ，平均周波数：
２ｋＨｚ)は、電車用の主電動機(１９０ｋＷ)の速度制
御に供された。この結果、走行開始(加速)時に電動機が
発する騒音は平均周波数１.５ｋＨｚの場合より１/３低
く、短い駅間距離(１.２ｋｍ)を想定した走行試験でも
表定速度４０ｋｍ/ｈと優れた運行性能が得られた。こ
れは、高周波化されて発熱の著しい半導体基体１０１を
効率的に冷却でき、同基体が安定的に動作するためであ
る。
【００７８】以上に説明したように、本実施例の半導体
装置９００は、電動機の回転速度や移動装置の走行速度
を制御するのに有用である。本実施例と同様の半導体装
置がエレベータ、エスカレータ、ベルトコンベヤー等の
物体を運搬する装置やその装置に組み込まれた場合で
も、電車に組み込まれた場合と同様の効果が得られる。
装置９００は、電動機の回転速度や移動装置の走行速度
を制御するのに有用である。本実施例と同様の半導体装
置がエレベータ、エスカレータ、ベルトコンベヤー等の
物体を運搬する装置やその装置に組み込まれた場合で
も、電車に組み込まれた場合と同様の効果が得られる。
【００７９】なお、本実施例において、支持部材１２５
には複数の種類の無機質セラミックス粉末が添加されて
いても、その効果は変わらない。例えば、ＳｉＣ粉末と
ともに第２のセラミックス粉末ＡｌＮ、ＢｅＯ，ＢＮ
(３.７×１０~ 6/℃、９０Ｗ/ｍ・Ｋ)のいずれかが添加
されていてもよい。また、マトリックス金属がＣｕの場
合でも、これにＳｉＣ，ＡｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から
選択された２種類以上の無機質セラミックス粉末が添加
されていることに、格別の支障は伴わない。さらに、マ
トリックス金属に複数の種類の金属が用いられること
に、何らの支障も生じない。その例を説明する。
には複数の種類の無機質セラミックス粉末が添加されて
いても、その効果は変わらない。例えば、ＳｉＣ粉末と
ともに第２のセラミックス粉末ＡｌＮ、ＢｅＯ，ＢＮ
(３.７×１０~ 6/℃、９０Ｗ/ｍ・Ｋ)のいずれかが添加
されていてもよい。また、マトリックス金属がＣｕの場
合でも、これにＳｉＣ，ＡｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から
選択された２種類以上の無機質セラミックス粉末が添加
されていることに、格別の支障は伴わない。さらに、マ
トリックス金属に複数の種類の金属が用いられること
に、何らの支障も生じない。その例を説明する。
【００８０】
【表１】
【００８１】表１は、支持部材１２５の仕様とその物性
値を示す。ここで、マトリックス金属１２５Ａには、Ｃ
ｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉの群から選択された金属が用いら
れ、無機質セラミックス粉末１２５Ｂには、ＳｉＣ，Ａ
ｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から選択された複数種類の粉末
が用いられて、粉末１２５Ｂは、マトリックス金属１２
５Ａ中に５０体積％添加されている。ここに示すいずれ
の支持部材１２５も、金属接合回路基板１２２とはんだ
付けされ、電気的不活性領域かつ熱伝導路にあって熱中
継または熱流拡大の機能と、金属接合回路基板１２２と
の間の熱応力および熱歪を緩和する機能とを兼ねるには
十分な性能を備えている。
値を示す。ここで、マトリックス金属１２５Ａには、Ｃ
ｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉの群から選択された金属が用いら
れ、無機質セラミックス粉末１２５Ｂには、ＳｉＣ，Ａ
ｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から選択された複数種類の粉末
が用いられて、粉末１２５Ｂは、マトリックス金属１２
５Ａ中に５０体積％添加されている。ここに示すいずれ
の支持部材１２５も、金属接合回路基板１２２とはんだ
付けされ、電気的不活性領域かつ熱伝導路にあって熱中
継または熱流拡大の機能と、金属接合回路基板１２２と
の間の熱応力および熱歪を緩和する機能とを兼ねるには
十分な性能を備えている。
【００８２】本発明において、支持部材１２５上に設け
られるめっき層は、Ｎｉに限定すべきものではない。は
んだ材やろう材に対するぬれ性を向上させるために、表
面にＣｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｓｎ，Ｓ
ｂ，Ａｌ，Ｚｎ，または、これらの合金を被覆すること
は好ましいことである。この際、めっき法に限らず、蒸
着法またはスパッタリング法等によってもよい。
られるめっき層は、Ｎｉに限定すべきものではない。は
んだ材やろう材に対するぬれ性を向上させるために、表
面にＣｕ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｓｎ，Ｓ
ｂ，Ａｌ，Ｚｎ，または、これらの合金を被覆すること
は好ましいことである。この際、めっき法に限らず、蒸
着法またはスパッタリング法等によってもよい。
【００８３】本発明において、はんだ材１１３，１２４
等は、実施例に開示した材料のみには限定されない。半
導体装置が製作されるプロセスや半導体装置に要求され
る特性，特に耐熱疲労信頼性に応じて、種々の成分およ
び組成のものを選択できる。例えば、Ｐｂ−５ｗｔ％Ｓ
ｂ，Ｐｂ−５２ｗｔ％Ｓｎ−８ｗｔ％Ｂｉ，Ａｕ−１２
ｗｔ％Ｇｅ，Ａｕ−６ｗｔ％Ｓｉ，Ａｕ−２０ｗｔ％Ｓ
ｉ，Ａｌ−１１.７ｗｔ％Ｓｉ，Ａｇ−４.５ｗｔ％Ｓ
ｉ，Ａｕ−８５ｗｔ％Ｐｂ，Ａｕ−２６ｗｔ％Ｓｂ，Ｃ
ｕ−６９.３ｗｔ％Ｍｇ，Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｍｎ，Ｃｕ
−３６ｗｔ％Ｐｂ，Ｃｕ−７６.５ｗｔ％Ｓｂ，Ｃｕ−
１６.５ｗｔ％Ｓｉ，Ｃｕ−２８ｗｔ％Ｔｉ，Ｃｕ−１
０ｗｔ％Ｚｒ、または、これらを任意に組合わせたろう
材を適用できる。
等は、実施例に開示した材料のみには限定されない。半
導体装置が製作されるプロセスや半導体装置に要求され
る特性，特に耐熱疲労信頼性に応じて、種々の成分およ
び組成のものを選択できる。例えば、Ｐｂ−５ｗｔ％Ｓ
ｂ，Ｐｂ−５２ｗｔ％Ｓｎ−８ｗｔ％Ｂｉ，Ａｕ−１２
ｗｔ％Ｇｅ，Ａｕ−６ｗｔ％Ｓｉ，Ａｕ−２０ｗｔ％Ｓ
ｉ，Ａｌ−１１.７ｗｔ％Ｓｉ，Ａｇ−４.５ｗｔ％Ｓ
ｉ，Ａｕ−８５ｗｔ％Ｐｂ，Ａｕ−２６ｗｔ％Ｓｂ，Ｃ
ｕ−６９.３ｗｔ％Ｍｇ，Ｃｕ−３５ｗｔ％Ｍｎ，Ｃｕ
−３６ｗｔ％Ｐｂ，Ｃｕ−７６.５ｗｔ％Ｓｂ，Ｃｕ−
１６.５ｗｔ％Ｓｉ，Ｃｕ−２８ｗｔ％Ｔｉ，Ｃｕ−１
０ｗｔ％Ｚｒ、または、これらを任意に組合わせたろう
材を適用できる。
【００８４】本発明において、支持部材１２５上に搭載
される金属接合回路基板１２２は、単数に限定されず、
複数であってもよい。
される金属接合回路基板１２２は、単数に限定されず、
複数であってもよい。
【００８５】本発明において、半導体装置は、負荷に給
電する電気回路に組み込まれて使用される。 (１)半導体装置が、回転装置に給電する電気回路に組み
込まれて上記回転装置の回転速度を制御するか、また
は、それ自体が移動する装置に回転装置とともに組み込
まれて移動装置の移動速度を制御する場合 (２)前記回転装置に給電する電気回路が、インバータ回
路である場合 (３)半導体装置が流体を撹拌または流動させる装置に組
み込まれて、被撹拌物または被流動物の移動速度を制御
する場合 (４)半導体装置が物体を加工する装置に組み込まれて、
被加工物の研削速度を制御する場合 (５)半導体装置が発光体に組み込まれて、発光体の放出
光量を制御する場合 (６)半導体装置が５０Ｈｚないし３０ｋＨｚの周波数の
もとで作動する場合にも上記実施例の場合と同様の効
果、利点を享受できる。
電する電気回路に組み込まれて使用される。 (１)半導体装置が、回転装置に給電する電気回路に組み
込まれて上記回転装置の回転速度を制御するか、また
は、それ自体が移動する装置に回転装置とともに組み込
まれて移動装置の移動速度を制御する場合 (２)前記回転装置に給電する電気回路が、インバータ回
路である場合 (３)半導体装置が流体を撹拌または流動させる装置に組
み込まれて、被撹拌物または被流動物の移動速度を制御
する場合 (４)半導体装置が物体を加工する装置に組み込まれて、
被加工物の研削速度を制御する場合 (５)半導体装置が発光体に組み込まれて、発光体の放出
光量を制御する場合 (６)半導体装置が５０Ｈｚないし３０ｋＨｚの周波数の
もとで作動する場合にも上記実施例の場合と同様の効
果、利点を享受できる。
【００８６】本発明において、金属接合回路基板１２２
に搭載される半導体基体になり得る素材は、Ｓｉ：４.
２×１０~ 6/℃，Ｇｅ：５.８×１０~ 6/℃，ＧａＡ
ｓ：６.５×１０~ 6/℃，ＧａＰ：５.３×１０~ 6/℃，
ＳｉＣ：３.５×１０~ 6/℃等である。これらの素材か
らなる半導体素子を搭載することに、何らの制約もな
い。この際、半導体基体はサイリスタ、トランジスタ
等、実施例に記載されていない電気的機能を有していて
もよい。また、金属接合回路基板１２２に搭載される素
子は半導体基体に限定されず、例えばコンデンサ，抵抗
体，コイル等の受動素子であってもよい。
に搭載される半導体基体になり得る素材は、Ｓｉ：４.
２×１０~ 6/℃，Ｇｅ：５.８×１０~ 6/℃，ＧａＡ
ｓ：６.５×１０~ 6/℃，ＧａＰ：５.３×１０~ 6/℃，
ＳｉＣ：３.５×１０~ 6/℃等である。これらの素材か
らなる半導体素子を搭載することに、何らの制約もな
い。この際、半導体基体はサイリスタ、トランジスタ
等、実施例に記載されていない電気的機能を有していて
もよい。また、金属接合回路基板１２２に搭載される素
子は半導体基体に限定されず、例えばコンデンサ，抵抗
体，コイル等の受動素子であってもよい。
【００８７】本発明において、半導体装置の電気回路
は、図６および１４に示したものに限定されない。例え
ば、図１７に示すように、半導体装置の内部で種々の電
気回路が設けられていることは、これを電子装置に用い
る上で支障になるものではない。この際、半導体装置の
内部の電気回路に受動素子が組み込まれていることも、
好ましいことである。
は、図６および１４に示したものに限定されない。例え
ば、図１７に示すように、半導体装置の内部で種々の電
気回路が設けられていることは、これを電子装置に用い
る上で支障になるものではない。この際、半導体装置の
内部の電気回路に受動素子が組み込まれていることも、
好ましいことである。
【００８８】
【発明の効果】本発明によれば、製造時または運転時に
生ずる熱歪を低減し、各部材の変形，変性，破壊の恐れ
がなく、熱放散性や信頼性に優れた半導体装置を提供で
きる。
生ずる熱歪を低減し、各部材の変形，変性，破壊の恐れ
がなく、熱放散性や信頼性に優れた半導体装置を提供で
きる。
【００８９】また、運転時の性能や信頼性が優れてお
り、消費電力の少ない電子装置を提供できる。
り、消費電力の少ない電子装置を提供できる。
【図１】本発明による支持部材の構造の一例を示す模式
断面図である。
断面図である。
【図２】支持部材の熱膨張率を示す図である。
【図３】支持部材の熱伝導率を示す図である。
【図４】金属接合回路基板の模式断面図である。
【図５】本発明による半導体装置の一実施例の構造を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図６】本発明による半導体装置の回路の一例を示す図
である。
である。
【図７】半導体装置が組み込まれたインバータ装置の回
路の一例を示すである。
路の一例を示すである。
【図８】間欠通電試験による熱抵抗の推移を示す図であ
る。
る。
【図９】間欠通電試験による電極−支持板間のコロナ放
電開始電圧の推移を示す図である。
電開始電圧の推移を示す図である。
【図１０】支持部材と金属接合回路基板との間の熱膨張
率差と熱抵抗変化率との関係を示す図である。
率差と熱抵抗変化率との関係を示す図である。
【図１１】金属接合回路基板−支持板間の接着面積と温
度サイクル印加後の故障発生率との関係を示す図であ
る。
度サイクル印加後の故障発生率との関係を示す図であ
る。
【図１２】スイッチング周波数と半導体素子の発熱温度
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図１３】本発明の電動機の効率を従来の電動機の効率
と比較して示す図である。
と比較して示す図である。
【図１４】半導体装置の等価回路を示す図である。
【図１５】金属接合回路基板の面積に対する半導体基体
の占有面積と熱抵抗との関係を示す図である。
の占有面積と熱抵抗との関係を示す図である。
【図１６】間欠通電試験による熱抵抗の推移を示す図で
ある。
ある。
【図１７】半導体装置に内蔵された他の電気回路の例を
示す図である。
示す図である。
１２ 焼結体 １３ａ 金属板 １３ｂ 金属板 １３ｃ 金属板 １３ｄ 金属板 １０１ 半導体基体 １０１Ａ 半導体基体 １２２ 金属接合回路基板 １２５ 支持部材 １２５Ａ マトリックス金属 １２５Ｂ 無機質セラミックス粉末 １１３ ろう材 １２４ ろう材 １１６ 端子 １１６Ａ 端子 ９００ 半導体装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 隆 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 沢畠 守 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 ▲高▼橋 茂 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 田中 明 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 九嶋 忠雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 清水 英雄 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 山田 一二 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 宮川 正康 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号 日立金属株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−329845（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−136303（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−321649（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−50646（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−239044（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/13 H01L 25/00
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｒの群から選択さ
れた少なくとも１種の活性金属を含むろう材によりセラ
ミックスの両面に金属板を接合して一体化され、半導体
基体を搭載しワイヤボンディングするのための回路パタ
ーンが一方の面の金属板に形成され、他方の面の金属板
が前記一方の面の金属板よりも薄い金属接合回路基板
と、 前記回路パターン上に搭載された半導体基体と、ＳｉＣ，ＡｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から選択された少な
くとも１種のセラミックスからなる 無機質セラミックス
粉末を分散させ、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉの群から選択
された少なくとも１種の金属からなるマトリックス金属
であり、前記金属接合回路基板の前記他方の面の金属板
にろう材により接合されている支持部材とで構成された
半導体装置。 - 【請求項２】 Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｒの群から選択さ
れた少なくとも１種の活性金属を含むろう材によりセラ
ミックスの両面に金属板を接合して一体化され、半導体
基体を搭載しワイヤボンディングするのための回路パタ
ーンが一方の面の金属板に形成され、他方の面の金属板
が前記一方の面の金属板よりも薄い金属接合回路基板
と、前記回路パターン上に搭載された半導体基体と、Ｓ
ｉＣ，ＡｌＮ，ＢｅＯ，ＢＮの群から選択された少なく
とも１種のセラミックスからなる無機質セラミックス粉
末を分散させ、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｎｉの群から選択さ
れた少なくとも１種の金属からなるマトリックス金属で
あり、前記金属接合回路基板の前記他方の面の金属板に
ろう材により接合されている支持部材とで構成された半
導体装置が、負荷に給電する電気回路に組み込まれた電
子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12460995A JP3306613B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体装置およびそれを用いた電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12460995A JP3306613B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体装置およびそれを用いた電子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316369A JPH08316369A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3306613B2 true JP3306613B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=14889672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12460995A Expired - Lifetime JP3306613B2 (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 半導体装置およびそれを用いた電子装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3306613B2 (ja) |
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| JP4941827B2 (ja) * | 2007-03-27 | 2012-05-30 | 日立金属株式会社 | 半導体モジュール |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP12460995A patent/JP3306613B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH08316369A (ja) | 1996-11-29 |
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