JPH0333071Y2 - - Google Patents
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- JPH0333071Y2 JPH0333071Y2 JP1985018027U JP1802785U JPH0333071Y2 JP H0333071 Y2 JPH0333071 Y2 JP H0333071Y2 JP 1985018027 U JP1985018027 U JP 1985018027U JP 1802785 U JP1802785 U JP 1802785U JP H0333071 Y2 JPH0333071 Y2 JP H0333071Y2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
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- H—ELECTRICITY
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods 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 wire connector
- H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
- H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、パワートランジスタ、ダイオード等
の比較的発熱量の多い半導体チツプを含む混成集
積回路（ハイブリツドIC）に関し、更に詳細に
は、半導体チツプの熱を外部に効率良く放散させ
る構造に関する。
の比較的発熱量の多い半導体チツプを含む混成集
積回路（ハイブリツドIC）に関し、更に詳細に
は、半導体チツプの熱を外部に効率良く放散させ
る構造に関する。
高い熱伝導性と良好な電気的絶縁性との両方が
得られるように、電力用半導体チツプを混成集積
回路の基板に組み込むための構造として第３図又
は第４図に示す構造が既に知られている。
得られるように、電力用半導体チツプを混成集積
回路の基板に組み込むための構造として第３図又
は第４図に示す構造が既に知られている。
第３図において、１は半導体チツプ（パワート
ランジスタチツプ）で、Cu片から成る放熱体２
に半田で接着されている。主として急激に発生し
た熱を吸収する機能を有する放熱体２は、両面メ
タライズ（金属膜形成）されたAl2O3（アルミナ）
板から成るセラミツク薄板３を介して、Fe板か
ら成る金属基板４で半田で固着されている。５は
厚膜回路用セラミツク基板であり、エポキシ樹脂
系接着剤により金属基板４に固着されている。６
はAg−Pd系の厚膜導体であり、セラミツク基板
５上に形成されている。７，８は内部リード、９
は保護樹脂である。なお、第３図及び以後に述べ
る混成集積回路において、厚膜導体６以外の種々
の回路要素及び半田や接着剤の図示が省略されて
いる。
ランジスタチツプ）で、Cu片から成る放熱体２
に半田で接着されている。主として急激に発生し
た熱を吸収する機能を有する放熱体２は、両面メ
タライズ（金属膜形成）されたAl2O3（アルミナ）
板から成るセラミツク薄板３を介して、Fe板か
ら成る金属基板４で半田で固着されている。５は
厚膜回路用セラミツク基板であり、エポキシ樹脂
系接着剤により金属基板４に固着されている。６
はAg−Pd系の厚膜導体であり、セラミツク基板
５上に形成されている。７，８は内部リード、９
は保護樹脂である。なお、第３図及び以後に述べ
る混成集積回路において、厚膜導体６以外の種々
の回路要素及び半田や接着剤の図示が省略されて
いる。
第４図に示す混成集積回路では、Al板から成
る金属基板４の上にエポキシ樹脂から成る絶縁膜
１０が形成され、この上に厚膜回路を構成するた
めのCu箔から成る導体６が設けられていると共
に、半導体チツプ固着用Cu箔１１が設けられ、
Cu箔１１上に放熱体２が半田で固着されている。
る金属基板４の上にエポキシ樹脂から成る絶縁膜
１０が形成され、この上に厚膜回路を構成するた
めのCu箔から成る導体６が設けられていると共
に、半導体チツプ固着用Cu箔１１が設けられ、
Cu箔１１上に放熱体２が半田で固着されている。
ところで、第３図に示す半導体チツプの組み込
み構造には、金属基板４に固着するセラミツク薄
板３自体を単独に取扱うことが出来るような機械
的強度を得るためにセラミツク薄板３の厚さを
100μｍ以下にすることが難しく、結局、放熱特
性が悪いという問題がある。
み構造には、金属基板４に固着するセラミツク薄
板３自体を単独に取扱うことが出来るような機械
的強度を得るためにセラミツク薄板３の厚さを
100μｍ以下にすることが難しく、結局、放熱特
性が悪いという問題がある。
一方、第４図の半導体チツプの組み込み構造で
は、絶縁膜１０の厚さを50μｍ程度まで薄くする
ことは出来るが、これ以上薄くすると、絶縁膜１
０が大面積であることも手伝つて絶縁膜１０にピ
ンホールが発生して絶縁不良を招き易くなる。従
つて、絶縁膜１０を十分に薄くすることが困難で
あり、結局、良好な放熱特性を得ることが難し
い。なお、絶縁膜１０が合成樹脂の場合には同一
厚さのセラミツクよりは放熱効果が悪い。
は、絶縁膜１０の厚さを50μｍ程度まで薄くする
ことは出来るが、これ以上薄くすると、絶縁膜１
０が大面積であることも手伝つて絶縁膜１０にピ
ンホールが発生して絶縁不良を招き易くなる。従
つて、絶縁膜１０を十分に薄くすることが困難で
あり、結局、良好な放熱特性を得ることが難し
い。なお、絶縁膜１０が合成樹脂の場合には同一
厚さのセラミツクよりは放熱効果が悪い。
上述の如き問題点を解決するために本考案に係
わる混成集積回路では、第１の金属片と絶縁分離
層と第２の金属片とから成る積層体が半導体チツ
プの放熱体として使用されている。この放熱体に
おける絶縁分離層は第１及び第２の金属層よりも
薄く形成されている。放熱体の第１の金属片は金
属基板に固着され、第２の金属片には半導体チツ
プが接着されている。
わる混成集積回路では、第１の金属片と絶縁分離
層と第２の金属片とから成る積層体が半導体チツ
プの放熱体として使用されている。この放熱体に
おける絶縁分離層は第１及び第２の金属層よりも
薄く形成されている。放熱体の第１の金属片は金
属基板に固着され、第２の金属片には半導体チツ
プが接着されている。
上記考案における第２の金属片は、半導体チツ
プで急激に発生する熱の吸収に寄与する。定常的
に発生する熱は、金属基板を通して放散される。
放熱体における絶縁分離層は、第１及び第２の金
属片によつてサンドイツチ状に挟まれた形で形成
され、単独の部材として取扱われるものではな
い。従つて、従来のように機械的強度面からの制
約が少なく、絶縁分離層を薄く形成することが容
易であり、放熱特性を高めることが出来る。
プで急激に発生する熱の吸収に寄与する。定常的
に発生する熱は、金属基板を通して放散される。
放熱体における絶縁分離層は、第１及び第２の金
属片によつてサンドイツチ状に挟まれた形で形成
され、単独の部材として取扱われるものではな
い。従つて、従来のように機械的強度面からの制
約が少なく、絶縁分離層を薄く形成することが容
易であり、放熱特性を高めることが出来る。
次に、第１図及び第２図を参照して本考案の実
施例に係わる混成集積回路を説明する。
施例に係わる混成集積回路を説明する。
半導体チツプ１は、シリコンパワートランジス
タチツプであり、下面にコレクタ電極、上面にエ
ミツタ電極及びベース電極を有する。これ等の電
極はNiで形成されている。１２は本考案に係わ
る放熱体であり、第１の金属片１２ａと絶縁分離
層１２ｂと第２の金属片１２ｃと積層体から成
る。この放熱体１２は、厚さ0.5mmのNi被覆Cu片
から成る第１の金属片１２ａと厚さ1.5mmのNi被
覆Cu片から成る第２の金属片１２ｃとの間に、
未焼成セラミツク薄板（グリーンシート）を挟ん
で焼成し、厚さ約20〜50μｍのセラミツク
（Al2O3）絶縁分離層１２ｂによつて第１及び第
２の金属片１２ａ，１２ｃを互いに固着すること
により形成されている。放熱体１２の第１の金属
片１２ａは、Ni被覆Fe板から成る金属基板１４
で半田で固着され、第２の金属片１２ｃの上には
半導体チツプ１が半田で固着されている。
タチツプであり、下面にコレクタ電極、上面にエ
ミツタ電極及びベース電極を有する。これ等の電
極はNiで形成されている。１２は本考案に係わ
る放熱体であり、第１の金属片１２ａと絶縁分離
層１２ｂと第２の金属片１２ｃと積層体から成
る。この放熱体１２は、厚さ0.5mmのNi被覆Cu片
から成る第１の金属片１２ａと厚さ1.5mmのNi被
覆Cu片から成る第２の金属片１２ｃとの間に、
未焼成セラミツク薄板（グリーンシート）を挟ん
で焼成し、厚さ約20〜50μｍのセラミツク
（Al2O3）絶縁分離層１２ｂによつて第１及び第
２の金属片１２ａ，１２ｃを互いに固着すること
により形成されている。放熱体１２の第１の金属
片１２ａは、Ni被覆Fe板から成る金属基板１４
で半田で固着され、第２の金属片１２ｃの上には
半導体チツプ１が半田で固着されている。
厚膜回路用セラミツク基板５はAl2O3板から成
り、この上にはAg−Pd系の厚膜導体６が形成さ
れている。なお、セラミツク基板５上には、図示
されていないが厚膜抵抗、チツプコンデンサ、小
信号の半導体デバイス等の厚膜回路素子が配設さ
れている。
り、この上にはAg−Pd系の厚膜導体６が形成さ
れている。なお、セラミツク基板５上には、図示
されていないが厚膜抵抗、チツプコンデンサ、小
信号の半導体デバイス等の厚膜回路素子が配設さ
れている。
半導体チツプ１のエミツタ及びベース電極には
内部リード７，８が半田で接続され、また、図示
されていないが、第１の金属片１２ｃにコレクタ
内部リードが接続されている。なお、内部リード
の接続は、超音波ワイヤボンデイング等の半田を
使わない方式で行なうことも多い。９は一般にジ
ヤンクシヨンコーテイングレジン（JCR）と呼ば
れている保護樹脂であり、半導体チツプ１のみな
らず、放熱体１２の側面も被覆するように塗布さ
れている。
内部リード７，８が半田で接続され、また、図示
されていないが、第１の金属片１２ｃにコレクタ
内部リードが接続されている。なお、内部リード
の接続は、超音波ワイヤボンデイング等の半田を
使わない方式で行なうことも多い。９は一般にジ
ヤンクシヨンコーテイングレジン（JCR）と呼ば
れている保護樹脂であり、半導体チツプ１のみな
らず、放熱体１２の側面も被覆するように塗布さ
れている。
第１図の混成集積回路装置を製作する時には、
金属基板４とセラミツク基板５と導体６と図示さ
れていない厚膜回路とから成る部分を独立に形成
する。また、放熱体１２も予め独立に製作する。
しかる後、金属基板４に放熱体１２を固着する。
なお、半導体チツプ１は、放熱体１２を金属基板
４に固着する前又は後において放熱体１２上に接
着する。
金属基板４とセラミツク基板５と導体６と図示さ
れていない厚膜回路とから成る部分を独立に形成
する。また、放熱体１２も予め独立に製作する。
しかる後、金属基板４に放熱体１２を固着する。
なお、半導体チツプ１は、放熱体１２を金属基板
４に固着する前又は後において放熱体１２上に接
着する。
本実施例の混成集積回路には次の利点がある。
(a) 絶縁分離層１２ｂは、第３図におけるセラミ
ツク薄板３のように独立に形成されずに、比較
的厚い第１及び第２の金属片１２ａ，１２ｃに
サンドイツチ状に挟まれているので、セラミツ
クであつても極めて薄く形成することが出来
る。このため、良好な放熱特性を得ることが出
来る。なお、第４図のエポキシ樹脂の絶縁層９
と第１図のセラミツク絶縁分離層１２ｂとが同
じ厚さであつても、セラミツクの方が熱伝導性
が良い。
ツク薄板３のように独立に形成されずに、比較
的厚い第１及び第２の金属片１２ａ，１２ｃに
サンドイツチ状に挟まれているので、セラミツ
クであつても極めて薄く形成することが出来
る。このため、良好な放熱特性を得ることが出
来る。なお、第４図のエポキシ樹脂の絶縁層９
と第１図のセラミツク絶縁分離層１２ｂとが同
じ厚さであつても、セラミツクの方が熱伝導性
が良い。
(b) 放熱体１２を独立に形成するので、放熱体１
２のみの状態で絶縁性の試験が出来る。従つ
て、金属基板４に組み込む前に絶縁不良の放熱
体１２を排除することが出来る。
２のみの状態で絶縁性の試験が出来る。従つ
て、金属基板４に組み込む前に絶縁不良の放熱
体１２を排除することが出来る。
(c) 第２の金属片１２ｃは厚く形成されているの
で、半導体チツプ１で急激に発生する熱を良好
に吸収することが出来る。
で、半導体チツプ１で急激に発生する熱を良好
に吸収することが出来る。
(d) 半導体チツプ１の保護樹脂９を、放熱体１２
の側面の被覆にも利用しているので、放熱体１
２における絶縁性の向上を簡便な方法及び構造
で達成することが出来る。
の側面の被覆にも利用しているので、放熱体１
２における絶縁性の向上を簡便な方法及び構造
で達成することが出来る。
(e) 放熱体１２の絶縁分離層１２ｂは極めて小面
積であるので、第４図に示す如く金属基板４の
全表面に絶縁膜１０を形成するものに比較し、
同じ厚さでも絶縁分離層１２ｂにピンホールが
発生する確率は激減する。
積であるので、第４図に示す如く金属基板４の
全表面に絶縁膜１０を形成するものに比較し、
同じ厚さでも絶縁分離層１２ｂにピンホールが
発生する確率は激減する。
本考案は上述の実施例の限定されるものでな
く、例えば、次の変形例が可能なものである。
く、例えば、次の変形例が可能なものである。
(A) 放熱体１２の側面に予め絶縁膜を形成したも
のを金属基板４に固着してもよい。この場合、
又は半導体チツプ１と金属基板４との間の電圧
が低い場合には、保護樹脂９を半導体チツプ１
にのみ設けるようにしてもよい。
のを金属基板４に固着してもよい。この場合、
又は半導体チツプ１と金属基板４との間の電圧
が低い場合には、保護樹脂９を半導体チツプ１
にのみ設けるようにしてもよい。
(B) 第１図のセラミツク基板５の所に、第４図に
示すようにエポキシ樹脂から成る絶縁膜を形成
し、この上にCu箔やNi箔による導体、レジン
系ペーストを使用した厚膜抵抗等を設ける場合
にも本考案を適用することが可能である。ま
た、薄膜回路を形成する場合にも適用可能であ
る。
示すようにエポキシ樹脂から成る絶縁膜を形成
し、この上にCu箔やNi箔による導体、レジン
系ペーストを使用した厚膜抵抗等を設ける場合
にも本考案を適用することが可能である。ま
た、薄膜回路を形成する場合にも適用可能であ
る。
(C) 第１及び第２の金属片１２ａ，１２ｃを多層
金属板で形成してもよい。
金属板で形成してもよい。
(D) 一対の金属片１２ａ，１２ｃの対向面に凹凸
を設け、凹部と凸部とがかみ合うように一対の
金属片１２ａ，１２ｃと対向させ、これ等の間
に波形に絶縁分離層を形成し、実効的熱伝達面
積を増大させてもよい。
を設け、凹部と凸部とがかみ合うように一対の
金属片１２ａ，１２ｃと対向させ、これ等の間
に波形に絶縁分離層を形成し、実効的熱伝達面
積を増大させてもよい。
(E) 更に熱抵抗の小さい構造を実現するために、
第１図のセラミツク絶縁分離層１２ｂの代り
に、第１及び第２の金属片１２ａ，１２ｃの対
向面に有機オキシシランをアルコールで希釈し
た溶液を塗布し、これら塗布面を合わせて焼成
し、厚さ数μｍのSiO2膜から成る絶縁分離層
を形成してもよい。この場合には、一対の金属
片１２ａ，１２ｃ間の電気的絶縁層をより確実
にするために、金属片１２ａ，１２ｃの側面に
も上記溶液を塗布し、ここにもSiO2膜を形成
することが望ましい。
第１図のセラミツク絶縁分離層１２ｂの代り
に、第１及び第２の金属片１２ａ，１２ｃの対
向面に有機オキシシランをアルコールで希釈し
た溶液を塗布し、これら塗布面を合わせて焼成
し、厚さ数μｍのSiO2膜から成る絶縁分離層
を形成してもよい。この場合には、一対の金属
片１２ａ，１２ｃ間の電気的絶縁層をより確実
にするために、金属片１２ａ，１２ｃの側面に
も上記溶液を塗布し、ここにもSiO2膜を形成
することが望ましい。
(F) 第１図のセラミツク絶縁分離層１２ｂを設け
る代りに、一対の金属片１２ａ，１２ｃの間に
未硬化のエポキシ樹脂シートを挟んで熱処理し
てエポキシ樹脂から成る絶縁分離層を設けても
よい。
る代りに、一対の金属片１２ａ，１２ｃの間に
未硬化のエポキシ樹脂シートを挟んで熱処理し
てエポキシ樹脂から成る絶縁分離層を設けても
よい。
上述から明らかな如く、本考案によれば、混成
集積回路における半導体チツプの放熱特性を容易
に向上させることが出来る。
集積回路における半導体チツプの放熱特性を容易
に向上させることが出来る。
第１図は本考案の実施例に係わる混成集積回路
の一部を示す断面図、第２図は第１図の放熱体の
断面図、第３図及び第４図は従来の混成集積回路
の一部を夫々示す断面図である。 １……半導体チツプ、４……金属基板、５……
セラミツク基板、６……導体、９……保護樹脂、
１２……放熱体、１２ａ，１２ｃ……第１及び第
２の金属片、１２ｂ……絶縁分離層。
の一部を示す断面図、第２図は第１図の放熱体の
断面図、第３図及び第４図は従来の混成集積回路
の一部を夫々示す断面図である。 １……半導体チツプ、４……金属基板、５……
セラミツク基板、６……導体、９……保護樹脂、
１２……放熱体、１２ａ，１２ｃ……第１及び第
２の金属片、１２ｂ……絶縁分離層。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 金属基板と、 第１の金属片と絶縁分離層と第２の金属片と
から成る積層体であり、前記絶縁分離層が前記
第１及び第２の金属片よりも薄く形成され、前
記第１の金属片が前記金属基板に固着されてい
る放熱体と、 前記放熱体の前記第２の金属片上に固着され
た半導体チツプと、 前記金属基板上に形成された膜回路用絶縁層
と、 前記絶縁層上に形成された膜回路と を備えた混成集積回路。 (2) 前記絶縁分離層は、セラミツク層である実用
新案登録請求の範囲第１項記載の混成集積回
路。 (3) 前記第２の金属片は、その体積が前記第１の
金属片の体積よりも大きいものである実用新案
登録請求の範囲第１項記載の混成集積回路。 (4) 前記膜回路用絶縁層は、前記金属基板に固着
された絶縁基板である実用新案登録請求の範囲
第１項記載の混成集積回路。 (5) 前記膜回路用絶縁層は、前記金属基板上に形
成された絶縁膜である実用新案登録請求の範囲
第１項記載の混成集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985018027U JPH0333071Y2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985018027U JPH0333071Y2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61136547U JPS61136547U (ja) | 1986-08-25 |
| JPH0333071Y2 true JPH0333071Y2 (ja) | 1991-07-12 |
Family
ID=30506279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985018027U Expired JPH0333071Y2 (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0333071Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104160502A (zh) | 2012-03-09 | 2014-11-19 | 三菱电机株式会社 | 半导体模块 |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP1985018027U patent/JPH0333071Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61136547U (ja) | 1986-08-25 |
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