JPH02117157A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH02117157A JPH02117157A JP63271328A JP27132888A JPH02117157A JP H02117157 A JPH02117157 A JP H02117157A JP 63271328 A JP63271328 A JP 63271328A JP 27132888 A JP27132888 A JP 27132888A JP H02117157 A JPH02117157 A JP H02117157A
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- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
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- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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〕
この発明は絶縁基板上に装着される半導体装置の改良に
関するものである。
関するものである。
第２図は従来の絶縁基板を有する半導体装置の一例を示
す断面図、第３図はその絶縁基板の断面図及び平面図で
ある。これらの図において、（１）は半導体素子を支持
するセラミック等の絶縁基板、（２）は表面導体パター
ンで、上記絶縁基板（１）の一方の面に接合された鋼材
などの半田付は可能な金属材で構成されると共に、半導
体装置の回路の一部を形成するものであり、半導体素子
などを支持する支持部（２ａ） （２ｄ）、及び後述の
リード線の中継端子等である端子部＜２ｃ） （２ｅ）
とからなっている。
す断面図、第３図はその絶縁基板の断面図及び平面図で
ある。これらの図において、（１）は半導体素子を支持
するセラミック等の絶縁基板、（２）は表面導体パター
ンで、上記絶縁基板（１）の一方の面に接合された鋼材
などの半田付は可能な金属材で構成されると共に、半導
体装置の回路の一部を形成するものであり、半導体素子
などを支持する支持部（２ａ） （２ｄ）、及び後述の
リード線の中継端子等である端子部＜２ｃ） （２ｅ）
とからなっている。
（３ａ＞ （３ｂ）は半導体素子で、それぞれ半田＜４
ａ） （４ｂ）によって上記支持部（２ａ） （２ｄ）
に固着されている。
ａ） （４ｂ）によって上記支持部（２ａ） （２ｄ）
に固着されている。
（５１は半導体装置の外部の回路と接続される外部電極
で、半田（４Ｃ）によって上記端子部（２ｅ）に固着さ
れている。 （６ａ＞（６ｂ）はアルミニウム線などの
リード線で、半導体素子（３ａＨ３ｂｌ上の電極と上記
端子部（２ｃ） （２ｅ）とを接続している。（７）は
裏面導体パターンで、上記絶縁基板（１）の他方の面に
接合され、鋼材などの金属材で構成されている。矧は鋼
材などの放熱板で、半田（４ｄ）により上記裏面導体パ
ターン（７）に固着されている。
で、半田（４Ｃ）によって上記端子部（２ｅ）に固着さ
れている。 （６ａ＞（６ｂ）はアルミニウム線などの
リード線で、半導体素子（３ａＨ３ｂｌ上の電極と上記
端子部（２ｃ） （２ｅ）とを接続している。（７）は
裏面導体パターンで、上記絶縁基板（１）の他方の面に
接合され、鋼材などの金属材で構成されている。矧は鋼
材などの放熱板で、半田（４ｄ）により上記裏面導体パ
ターン（７）に固着されている。
以上の様に構成された半導体装置において、セラミック
の絶縁基板（１）の表裏面に鋼材をバタ一二ングする方
法としては、直接接合法及び絶縁基板（１）と鋼材との
間に例えばＴｉ−Ｃｕ−Ａｇから成る金属層を介在させ
て接合する活性金属法と呼ばれる接合法がある。しかし
、直接接合法の場合は１０７０℃前後、活性金属法の場
合でも８５０℃前後の高温での接合を余儀なくされ、ま
た、セラミックの絶縁基板（１）と鋼材の熱膨張係数が
大きく異なることにより、両者を貼り合せた状態ではバ
ターニングされている鋼材の境界近辺に大きな熱応力が
残留することになる。
の絶縁基板（１）の表裏面に鋼材をバタ一二ングする方
法としては、直接接合法及び絶縁基板（１）と鋼材との
間に例えばＴｉ−Ｃｕ−Ａｇから成る金属層を介在させ
て接合する活性金属法と呼ばれる接合法がある。しかし
、直接接合法の場合は１０７０℃前後、活性金属法の場
合でも８５０℃前後の高温での接合を余儀なくされ、ま
た、セラミックの絶縁基板（１）と鋼材の熱膨張係数が
大きく異なることにより、両者を貼り合せた状態ではバ
ターニングされている鋼材の境界近辺に大きな熱応力が
残留することになる。
従って絶縁基板（１）（例えば厚さ０．６〜０．７ｍｍ
）を例えば−４０℃〜１２５℃のヒートサイクル試験
にかけると、比較的少ないサイクル数で第３図（Ａ）（
１３）に示す様に導体パターンの周辺に沿う部分での微
小クラック（９）又は導体パターンのコーナ一部分での
微小クラックＱＯＩが発生し、絶縁基板（１）の絶縁性
が保持できないという問題点があった。また、このクラ
ック（９）α〔の発生はバターニングされている鋼材の
厚さｔ４と密接な関係があり、厚さが大きい程クラック
が発生するまでのサイクル数が少なくなるということが
確認されており、上記例示の厚さ程度の絶縁基板（１）
に対しては実用上ｔａ＝０．３ｍｍ程度以下でしか使え
ず、従って、バターニングされている回路を流れる電流
値が制限されるという不都合があり、比較的小さな電流
容量の半導体装置にしか使えないという問題点があった
。もつとも、電流容量は鋼材の断面績に依存するため鋼
材の巾を大きくすれば改善出来るが、その場合は半導体
装置が大きくなり実用向きでなくなるという問題点があ
った。
）を例えば−４０℃〜１２５℃のヒートサイクル試験
にかけると、比較的少ないサイクル数で第３図（Ａ）（
１３）に示す様に導体パターンの周辺に沿う部分での微
小クラック（９）又は導体パターンのコーナ一部分での
微小クラックＱＯＩが発生し、絶縁基板（１）の絶縁性
が保持できないという問題点があった。また、このクラ
ック（９）α〔の発生はバターニングされている鋼材の
厚さｔ４と密接な関係があり、厚さが大きい程クラック
が発生するまでのサイクル数が少なくなるということが
確認されており、上記例示の厚さ程度の絶縁基板（１）
に対しては実用上ｔａ＝０．３ｍｍ程度以下でしか使え
ず、従って、バターニングされている回路を流れる電流
値が制限されるという不都合があり、比較的小さな電流
容量の半導体装置にしか使えないという問題点があった
。もつとも、電流容量は鋼材の断面績に依存するため鋼
材の巾を大きくすれば改善出来るが、その場合は半導体
装置が大きくなり実用向きでなくなるという問題点があ
った。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、絶縁基板と表面導体パターンとの間の残留熱
応力を低減し、絶縁基板にクラックが生じるのを抑制す
ることにより絶縁基板の絶縁性を保持し、且つ、表面導
体パターンに大電流を流し得るようにした半導体装置を
提供しようとするものである。
たもので、絶縁基板と表面導体パターンとの間の残留熱
応力を低減し、絶縁基板にクラックが生じるのを抑制す
ることにより絶縁基板の絶縁性を保持し、且つ、表面導
体パターンに大電流を流し得るようにした半導体装置を
提供しようとするものである。
この発明に係る半導体装置は、絶縁基板とほぼ同一の熱
膨張係数を有する金属の両面に銅を接合した複合導体に
よって導体パターンを形成するようにしたもめである。
膨張係数を有する金属の両面に銅を接合した複合導体に
よって導体パターンを形成するようにしたもめである。
この発明によれば、絶縁基板とほぼ同一の膨張係数を有
する金属の両面に銅を接合した複合導体によって導体パ
ターンが形成されるが、複合導体としての熱膨張係数は
、中央部の金属と、その両面に接合される鋼材の厚さの
比率を変えることによって任意に設定することができる
ため、絶縁基板の熱膨張係数とほぼ同等にすることは容
易であり、このようにすることにより熱応力の残留を小
さくすることが可能となる。又、複合導体全体の厚さを
選ぶことによりその通電容量を自由に設定することもで
きる。
する金属の両面に銅を接合した複合導体によって導体パ
ターンが形成されるが、複合導体としての熱膨張係数は
、中央部の金属と、その両面に接合される鋼材の厚さの
比率を変えることによって任意に設定することができる
ため、絶縁基板の熱膨張係数とほぼ同等にすることは容
易であり、このようにすることにより熱応力の残留を小
さくすることが可能となる。又、複合導体全体の厚さを
選ぶことによりその通電容量を自由に設定することもで
きる。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
第１図（Ａ）は実施例の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＢ
−ＩＢからの断面図である。
−ＩＢからの断面図である。
これらの図において（１１）は絶縁基板（１）の表面に
接合された表面導体パターン、（１２）は絶縁基板（１
）の裏面に接合された表面導体パターンで、いずれも絶
縁基板（１）とほぼ同一の熱膨張係数を有する、例えば
インバー（鉄とニッケルとの合金）又はモリブデン等の
金属（１３）と、その両面に接合された銅（１４）とか
らなる複合導体によって形成されている。
接合された表面導体パターン、（１２）は絶縁基板（１
）の裏面に接合された表面導体パターンで、いずれも絶
縁基板（１）とほぼ同一の熱膨張係数を有する、例えば
インバー（鉄とニッケルとの合金）又はモリブデン等の
金属（１３）と、その両面に接合された銅（１４）とか
らなる複合導体によって形成されている。
この複合導体に半導体素子や外部電極、放熱板等が設け
られることは従来装置と同様である。上記複合導体は、
その両面が銅であるため上述した直接接合法及び活性金
属法を利用して絶縁基板（１）に接合することができ、
しかも複合導体の熱膨張係数は、上述のように、絶縁基
板（１）の熱膨張係数とほぼ同一にすることが可能であ
るため、絶縁基板と複合導体との接合後に生ずる熱応力
の残留は非常に小さな値となり、ヒートサイクル試験に
かけたとしても絶縁基板と導体パターンとの界面におけ
るクラックが発生しにくくなり、安定した絶縁性が確保
出来るものである。
られることは従来装置と同様である。上記複合導体は、
その両面が銅であるため上述した直接接合法及び活性金
属法を利用して絶縁基板（１）に接合することができ、
しかも複合導体の熱膨張係数は、上述のように、絶縁基
板（１）の熱膨張係数とほぼ同一にすることが可能であ
るため、絶縁基板と複合導体との接合後に生ずる熱応力
の残留は非常に小さな値となり、ヒートサイクル試験に
かけたとしても絶縁基板と導体パターンとの界面におけ
るクラックが発生しにくくなり、安定した絶縁性が確保
出来るものである。
この発明は以上のように構成されているため。
絶縁基板の絶縁性を確保し得ると共に、導体パターンの
厚さを自由に設定することができるため、その通電容量
を大きくすることも可能となるものである。
厚さを自由に設定することができるため、その通電容量
を大きくすることも可能となるものである。
第１図はこの発明の一実施例を示すもので、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）はＩＢ−ＩＢ線からの断面図、第２図は従
来の半導体装置の構成を示す断面図、第３図は従来の半
導体装置における絶縁基板及び導体パターンの構成を示
すもので、（Ｂ）は平面図、（Ａｌは（Ｅｌ）のＩ［Ａ
−ＩＡ線からの断面図である。 図において、（１）は絶縁基板、（２は表面導体パター
ン、（３Ａ） （３ｒ３）は半導体素子、（５１は外部
電極、口は裏面導体パターン、（８）は放熱板、（Ｉｌ
ｌ （１２）は複合導体である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄 第２図
面図、（Ｂ）はＩＢ−ＩＢ線からの断面図、第２図は従
来の半導体装置の構成を示す断面図、第３図は従来の半
導体装置における絶縁基板及び導体パターンの構成を示
すもので、（Ｂ）は平面図、（Ａｌは（Ｅｌ）のＩ［Ａ
−ＩＡ線からの断面図である。 図において、（１）は絶縁基板、（２は表面導体パター
ン、（３Ａ） （３ｒ３）は半導体素子、（５１は外部
電極、口は裏面導体パターン、（８）は放熱板、（Ｉｌ
ｌ （１２）は複合導体である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 弁理士 大 岩 増 雄 第２図
Claims (1)
- 絶縁基板の一方の面に放熱板を接合すると共に、上記絶
縁基板の他方の面に導体パターンを接合し、この導体パ
ターン上に半導体素子及び外部電極等を接合するように
したものにおいて、上記導体パターンは、上記絶縁基板
とほぼ同一の熱膨張係数を有する金属の両面に銅を接合
した複合導体によって構成されることを特徴とする半導
体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271328A JPH02117157A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63271328A JPH02117157A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02117157A true JPH02117157A (ja) | 1990-05-01 |
Family
ID=17498520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63271328A Pending JPH02117157A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02117157A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04287952A (ja) * | 1991-02-18 | 1992-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | 複合絶縁基板およびそれを用いた半導体装置 |
| US6693350B2 (en) | 1999-11-24 | 2004-02-17 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure and method for manufacturing semiconductor device having radiation structure |
| US6703707B1 (en) | 1999-11-24 | 2004-03-09 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6946730B2 (en) | 2001-04-25 | 2005-09-20 | Denso Corporation | Semiconductor device having heat conducting plate |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP63271328A patent/JPH02117157A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04287952A (ja) * | 1991-02-18 | 1992-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | 複合絶縁基板およびそれを用いた半導体装置 |
| US6693350B2 (en) | 1999-11-24 | 2004-02-17 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure and method for manufacturing semiconductor device having radiation structure |
| US6703707B1 (en) | 1999-11-24 | 2004-03-09 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6798062B2 (en) | 1999-11-24 | 2004-09-28 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6891265B2 (en) | 1999-11-24 | 2005-05-10 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6967404B2 (en) | 1999-11-24 | 2005-11-22 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6992383B2 (en) | 1999-11-24 | 2006-01-31 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
| US6998707B2 (en) | 1999-11-24 | 2006-02-14 | Denso Corporation | Semiconductor device having radiation structure |
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| US6963133B2 (en) | 2001-04-25 | 2005-11-08 | Denso Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
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