JP5120284B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
特に、請求項1に記載の発明では、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを要旨とする。
特に、請求項2に記載の発明では、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを要旨とする。
特に、請求項3に記載の発明では、前記ヒートシンクは内部に放熱フィンを備え、少なくとも放熱フィン以外は前記絶縁基板の熱膨張係数と前記放熱フィンの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層が形成されたものであることを要旨とする。
特に、請求項3に記載の発明によれば、反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
特に、請求項4に記載の発明では、前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを要旨とする。
特に、請求項5に記載の発明では、前記ヒートシンクは内部に放熱フィンを備え、少なくとも放熱フィン以外は前記絶縁基板の熱膨張係数と前記放熱フィンの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層が形成されたものである。
特に、請求項5に記載の発明によれば、反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
請求項6に記載の発明によれば、反り抑制用板材は、絶縁基板の熱膨張係数とヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する鋼板の表面にメッキ層を形成してなり、当該反り抑制用板材がヒートシンクにおける絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされている。よって、反り抑制用板材によりヒートシンクの反りを抑制できる。また、反り抑制用板材をヒートシンクに容易にロウ付けすることができる。
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を、図1,2に従って説明する。
本実施形態においては、車両に搭載されて使用されるパワーモジュールに具体化している。
(1)絶縁基板10の熱膨張係数とヒートシンク30の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板(51)の表面にアルミメッキ層52を形成してなる底板50をヒートシンク30の下面にロウ付けした。これによりヒートシンク30の反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンク30に容易にロウ付けすることができ、信頼性も高いものとなる。
(4)金属板(41,51)は鋼板であるので、安価であり、実用上好ましい。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(1)絶縁基板10の熱膨張係数とヒートシンク30の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板(61)の表面にアルミメッキ層62を形成してなる緩衝板60を絶縁基板10とヒートシンク30との間に介在して絶縁基板10にロウ付けすると共にヒートシンク30にロウ付けした。これによりヒートシンク30の反りを抑制できるとともに反り抑制用板材をヒートシンク30に容易にロウ付けすることができ、信頼性も高いものとなる。特に、天板40、底板50に加えて緩衝板60があると、ヒートシンク30の反りを更に抑制することができる。
(3)金属板(61)は鋼板であるので、安価であり、実用上好ましい。
・図1に代わり、図5に示すように、天板40は無く、底板50のみロウ付けしてもよい。
・ヒートシンクは液体を流す構成であったが、大気に熱を逃がす方式(空冷式)であってもよい。この場合、強制空冷でもファンを用いない自然放熱方式でもよい。
・ヒートシンクの構成として図7に示すものを使用してもよい。図7において、ヒートシンク70は、筐体(箱体)71と、筐体71内に収納されたアルミ製放熱フィン(アルミ板)72よりなる。筐体71内においてアルミ製放熱フィン72が接合され、この放熱フィン72により複数本の冷却水通路73が区画形成されている。筐体71は、絶縁基板10の熱膨張係数と放熱フィン72の熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板としての鋼板74と、その表面のアルミメッキ層75により構成されている。よって、ヒートシンク70は少なくとも放熱フィン72以外は反り抑制用板材(図7では緩衝板60)と同じ材料である。鋼板74はステンレス鋼板でもよい。放熱フィン72は筐体71にアルミロウ付けされている。
・絶縁基板10における金属層12,13として銅を用いてもよい。
・天板は金属板にメッキを施したもの以外にも、絶縁基板の熱膨張係数とヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する単一材料の板材であってもよい。
Claims (8)
- セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクにおける前記絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされた反り抑制用板材を備え、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを特徴とする半導体装置。 - セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクにおける前記絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされた反り抑制用板材を備え、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを特徴とする半導体装置。 - セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクにおける前記絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされた反り抑制用板材を備え、
前記ヒートシンクは内部に放熱フィンを備え、少なくとも放熱フィン以外は前記絶縁基板の熱膨張係数と前記放熱フィンの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層が形成されたものであることを特徴とする半導体装置。 - セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を備え、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクでの前記絶縁基板の配置固定面における前記絶縁基板の周囲において前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を、更に備えたことを特徴とする半導体装置。 - セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層を形成してなり、前記絶縁基板と前記ヒートシンクとの間に介在され、前記絶縁基板にロウ付けされると共に前記ヒートシンクにロウ付けされた反り抑制用板材を備え、
前記ヒートシンクは内部に放熱フィンを備え、少なくとも放熱フィン以外は前記絶縁基板の熱膨張係数と前記放熱フィンの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する金属板の表面にメッキ層が形成されたものであることを特徴とする半導体装置。 - セラミック基板の両面に金属層を形成してなる絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に接合された半導体素子と、
板状をなし、前記絶縁基板における前記半導体素子の接合面とは反対の面側に配置固定され、前記絶縁基板を介して前記半導体素子と熱的に結合するヒートシンクと、
を備えた半導体装置であって、
前記絶縁基板の熱膨張係数と前記ヒートシンクの熱膨張係数の間の熱膨張係数を有する鋼板の表面にメッキ層を形成してなり、前記ヒートシンクにおける前記絶縁基板の配置固定面とは反対の面にロウ付けされた反り抑制用板材を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 前記鋼板における前記ヒートシンクに接合される面の面積は、前記絶縁基板における前記ヒートシンクに接合される面の面積よりも広いことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 前記ヒートシンクはアルミ製であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の半導体装置。
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