JPH01132146A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01132146A JPH01132146A JP29136887A JP29136887A JPH01132146A JP H01132146 A JPH01132146 A JP H01132146A JP 29136887 A JP29136887 A JP 29136887A JP 29136887 A JP29136887 A JP 29136887A JP H01132146 A JPH01132146 A JP H01132146A
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- Japan
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- metal base
- heat sink
- heat
- semiconductor element
- insulating layer
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
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- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電力用半導体等の半導体装置に係り、特には
半導体素子の絶縁構造の改良に関する。
半導体素子の絶縁構造の改良に関する。
（従来の技術）
近年、電力用半導体素子の分野においてもその集積化、
複合化が進み、その中で半導体素子とそれを取り付ける
ヒートシンクとの間の絶縁技術はきわめて重要な要素と
なっている。
複合化が進み、その中で半導体素子とそれを取り付ける
ヒートシンクとの間の絶縁技術はきわめて重要な要素と
なっている。
従来の半導体素子とヒートシンクとの間の絶縁は第４図
に示すようにヒートシンク２と半導体素子４との間に絶
縁基板６を介在させる方法が広く行われている。この絶
縁基板６としてはセラミックのような熱伝導性の良好な
絶縁材料が使用されている。図中、８．ｌＯは半導体素
子４の電極端子であり、一方の電極端子８は金属ベース
１２に連結されている。上記各部材は相互に半田付けに
より固着されるか、図中の矢印の向きに圧接力を加え加
圧接触させて組み立てられている。
に示すようにヒートシンク２と半導体素子４との間に絶
縁基板６を介在させる方法が広く行われている。この絶
縁基板６としてはセラミックのような熱伝導性の良好な
絶縁材料が使用されている。図中、８．ｌＯは半導体素
子４の電極端子であり、一方の電極端子８は金属ベース
１２に連結されている。上記各部材は相互に半田付けに
より固着されるか、図中の矢印の向きに圧接力を加え加
圧接触させて組み立てられている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、半導体素子の大容量化にともない、それの発
熱量が著しく増加するが、上記構造の従来例では絶縁基
板６の熱伝導面積が限定されているから、その発熱の放
熱効率が悪く、したがって、上記大容量化には適さない
。
熱量が著しく増加するが、上記構造の従来例では絶縁基
板６の熱伝導面積が限定されているから、その発熱の放
熱効率が悪く、したがって、上記大容量化には適さない
。
そこで、その放熱効率を改善するために、金属ベース１
２を大きくして熱伝導面積を大きくする必要があるが、
極端に大きくすると金属ベース１２が占める平面的なス
ペースが大きくなり、全体が大型化するという問題があ
るばかりでなく、必要以上に大きくしてもそれほど有効
な熱伝導面積を得られない。
２を大きくして熱伝導面積を大きくする必要があるが、
極端に大きくすると金属ベース１２が占める平面的なス
ペースが大きくなり、全体が大型化するという問題があ
るばかりでなく、必要以上に大きくしてもそれほど有効
な熱伝導面積を得られない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、
平面的なスペースを大きくすることなく有効な熱伝導面
積を大きく得ることができるようにして小型でありなが
ら、放熱効率に優れた半導体装置を提供することを目的
としている。
平面的なスペースを大きくすることなく有効な熱伝導面
積を大きく得ることができるようにして小型でありなが
ら、放熱効率に優れた半導体装置を提供することを目的
としている。
（問題点を解決するための手段）
このような目的を達成するための本発明の半導体装置は
、円錐状の穴を有するヒートシンクと、円錐状の側面を
有し、かつその側面を絶縁層を介して前記ヒートシンク
の円錐状穴に嵌合保持された金属ベースと、この金属ベ
ースの頂面に搭載された半導体素子とで構成されたこと
を特徴としている。
、円錐状の穴を有するヒートシンクと、円錐状の側面を
有し、かつその側面を絶縁層を介して前記ヒートシンク
の円錐状穴に嵌合保持された金属ベースと、この金属ベ
ースの頂面に搭載された半導体素子とで構成されたこと
を特徴としている。
（作用）
半導体素子とヒートシンクとは絶縁層で絶縁されている
。そして、半導体素子での発熱は金属ベースに伝達され
るとともに、絶縁層を介してヒートシンクに伝達される
。
。そして、半導体素子での発熱は金属ベースに伝達され
るとともに、絶縁層を介してヒートシンクに伝達される
。
この場合、その金属ベースの側面は円錐状に形成され、
その円錐状側面はヒートシンクの円錐状穴に嵌合支持さ
れているから、その熱伝達効率は良好である。
その円錐状側面はヒートシンクの円錐状穴に嵌合支持さ
れているから、その熱伝達効率は良好である。
そして、金属ベースとヒートシンクとの熱伝達接触面は
円錐状に形成されているから、その熱伝導面積は広く、
したがって、大容量の半導体素子に対しても十分な放熱
効果が得られ、しかもその大容量化が進んでもそれに対
応してその円錐状面積を広くする、つまり、平面的スペ
ースを広くすることなく、その放熱効果をあげることが
可能である。
円錐状に形成されているから、その熱伝導面積は広く、
したがって、大容量の半導体素子に対しても十分な放熱
効果が得られ、しかもその大容量化が進んでもそれに対
応してその円錐状面積を広くする、つまり、平面的スペ
ースを広くすることなく、その放熱効果をあげることが
可能である。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。第１図は本発明の実施例に係る半導体装置の側面図で
ある。第１図において、第４図と同一ないし相当の部分
、部品等には同一の符号を付している。第１図において
、２はアルミニウム、銅などからなり、それ自体に放熱
フィンを有する放熱器とか放熱器に取り付ける前の金属
板などで構成されたヒートシンク、４はパッケージ入り
またはチップのみの半導体素子、６はセラミックペーパ
ーや熱伝導性ゴムシートなどのシート状でかつ柔軟性の
ある熱伝導性良好な絶縁材料で構成された絶縁層、８．
ｌＯは電極端子、１２は金属ベースである。
。第１図は本発明の実施例に係る半導体装置の側面図で
ある。第１図において、第４図と同一ないし相当の部分
、部品等には同一の符号を付している。第１図において
、２はアルミニウム、銅などからなり、それ自体に放熱
フィンを有する放熱器とか放熱器に取り付ける前の金属
板などで構成されたヒートシンク、４はパッケージ入り
またはチップのみの半導体素子、６はセラミックペーパ
ーや熱伝導性ゴムシートなどのシート状でかつ柔軟性の
ある熱伝導性良好な絶縁材料で構成された絶縁層、８．
ｌＯは電極端子、１２は金属ベースである。
本実施例の半導体装置は、次の構成に特徴を有している
。すなわち、ヒートシンク２には円錐状の穴１４が形成
されている。また、金属ベース１２の側面１６は円錐状
に形成されている。そして、金属ベース１２はその側面
１６を絶縁層６を介してヒートシンク２の円錐状穴１４
に密着するように嵌合保持されているとともに、この金
属ベース１２の頂面１８には半導体素子４が接着とかロ
ー付けとか、あるいは皿バネや板バネなどによる加圧接
触による方法とかその他の方法で搭載されている。
。すなわち、ヒートシンク２には円錐状の穴１４が形成
されている。また、金属ベース１２の側面１６は円錐状
に形成されている。そして、金属ベース１２はその側面
１６を絶縁層６を介してヒートシンク２の円錐状穴１４
に密着するように嵌合保持されているとともに、この金
属ベース１２の頂面１８には半導体素子４が接着とかロ
ー付けとか、あるいは皿バネや板バネなどによる加圧接
触による方法とかその他の方法で搭載されている。
第２図は他の実施例に係る半導体装置の側面図であり、
第１図と対応する部品、部分等には同一の符号を付して
いる。第２図の実施例における半導体素子４としては、
第３図に示すようなスタッド型半導体素子のネジ部２０
が無く、その代わりにこのネジ部２０を円錐状に形成し
、第１図のそれと同じ構成にしたものが用いられる。
第１図と対応する部品、部分等には同一の符号を付して
いる。第２図の実施例における半導体素子４としては、
第３図に示すようなスタッド型半導体素子のネジ部２０
が無く、その代わりにこのネジ部２０を円錐状に形成し
、第１図のそれと同じ構成にしたものが用いられる。
なお、上記実施例の半導体素子４では図中にその回路記
号を示したようにダイオードであったが、サイリスタ、
トランジスタ等の他の半導体素子であってもよいことは
勿論である。また、絶縁層６としてはシート状の絶縁材
料を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば
電着、蒸着、溶射等の各種の方法で絶縁層を形成したも
のも含まれる。
号を示したようにダイオードであったが、サイリスタ、
トランジスタ等の他の半導体素子であってもよいことは
勿論である。また、絶縁層６としてはシート状の絶縁材
料を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば
電着、蒸着、溶射等の各種の方法で絶縁層を形成したも
のも含まれる。
（効果）
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、
半導体素子とヒートシンクとは絶縁層で絶縁されている
。そして、半導体素子での発熱は金属ベースに伝達され
るとともに、絶縁層を介してヒートシンクに伝達される
。この場合、その金属ベースの側面は円錐状に形成され
、その円錐状側面はヒートシンクの円錐状穴に嵌合支持
されているから、その熱伝達効率は良好である。
半導体素子とヒートシンクとは絶縁層で絶縁されている
。そして、半導体素子での発熱は金属ベースに伝達され
るとともに、絶縁層を介してヒートシンクに伝達される
。この場合、その金属ベースの側面は円錐状に形成され
、その円錐状側面はヒートシンクの円錐状穴に嵌合支持
されているから、その熱伝達効率は良好である。
そして、金属ベースとヒートシンクとの熱伝達接触面は
円錐状に形成されているから、その熱伝導面積は広く、
したがって、大容量の半導体素子に対しても十分な放熱
効果が得られ、しかもその大容量化が進んでもそれに対
応してその円錐状面積を広くする、つまり、平面的スペ
ースを広くすることなく、その放熱効果をあげることが
可能である。
円錐状に形成されているから、その熱伝導面積は広く、
したがって、大容量の半導体素子に対しても十分な放熱
効果が得られ、しかもその大容量化が進んでもそれに対
応してその円錐状面積を広くする、つまり、平面的スペ
ースを広くすることなく、その放熱効果をあげることが
可能である。
したがって、本発明によれば、平面的なスペースを大き
くすることなく有効な熱伝導面積を大きく得ることがで
きるようにして小型でありながら、放熱効率に優れた半
導体装置を提供することができる。
くすることなく有効な熱伝導面積を大きく得ることがで
きるようにして小型でありながら、放熱効率に優れた半
導体装置を提供することができる。
第１図ないし第３図は本発明の実施例に係り、第１図は
一実施例に係る半導体装置の側面図、第２図は他の実施
例に係る半導体装置の側面図、第３図は第２図の半導体
装置に用いられる半導体素子の側面図である。 第４図は従来例に係る半導体装置の側面図である。 ２・・・ヒートシンク、４・・・半導体素子、６・・・
絶縁層、８．１０・・・電極端子、１２・・・金属ベー
ス、１４・・・ヒートシンクの円錐状穴、１６・・・金
属ベースの側面、１８・・・金属ベースの頂面。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
一実施例に係る半導体装置の側面図、第２図は他の実施
例に係る半導体装置の側面図、第３図は第２図の半導体
装置に用いられる半導体素子の側面図である。 第４図は従来例に係る半導体装置の側面図である。 ２・・・ヒートシンク、４・・・半導体素子、６・・・
絶縁層、８．１０・・・電極端子、１２・・・金属ベー
ス、１４・・・ヒートシンクの円錐状穴、１６・・・金
属ベースの側面、１８・・・金属ベースの頂面。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）円錐状の穴を有するヒートシンクと、円錐状の側
面を有し、かつその側面を絶縁層を介して前記ヒートシ
ンクの円錐状穴に嵌合保持された金属ベースと、 この金属ベースの頂面に搭載された半導体素子とで構成
されたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29136887A JPH01132146A (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29136887A JPH01132146A (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132146A true JPH01132146A (ja) | 1989-05-24 |
Family
ID=17768012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29136887A Pending JPH01132146A (ja) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01132146A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6622786B1 (en) | 2002-04-17 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | Heat sink structure with pyramidic and base-plate cut-outs |
| JP2008305979A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体用冷却装置 |
| US8844591B2 (en) | 2009-07-01 | 2014-09-30 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Pneumatic tire |
| JP2014203903A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | インターユニット株式会社 | 圧接型電力用半導体装置 |
| US10082851B2 (en) | 2016-08-15 | 2018-09-25 | Fujitsu Limited | Cooling apparatus and information processing apparatus |
-
1987
- 1987-11-17 JP JP29136887A patent/JPH01132146A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6622786B1 (en) | 2002-04-17 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | Heat sink structure with pyramidic and base-plate cut-outs |
| JP2008305979A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体用冷却装置 |
| US8844591B2 (en) | 2009-07-01 | 2014-09-30 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Pneumatic tire |
| JP2014203903A (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-27 | インターユニット株式会社 | 圧接型電力用半導体装置 |
| US10082851B2 (en) | 2016-08-15 | 2018-09-25 | Fujitsu Limited | Cooling apparatus and information processing apparatus |
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