JPH0471256A - 放熱体の製造方法 - Google Patents

放熱体の製造方法

Info

Publication number
JPH0471256A
JPH0471256A JP2183514A JP18351490A JPH0471256A JP H0471256 A JPH0471256 A JP H0471256A JP 2183514 A JP2183514 A JP 2183514A JP 18351490 A JP18351490 A JP 18351490A JP H0471256 A JPH0471256 A JP H0471256A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat sink
plates
copper
semiconductor element
copper plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2183514A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2838154B2 (ja
Inventor
Hiroshige Ikegami
池上 裕成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2183514A priority Critical patent/JP2838154B2/ja
Publication of JPH0471256A publication Critical patent/JPH0471256A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2838154B2 publication Critical patent/JP2838154B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting 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
    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48225Connecting 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
    • H01L2224/48227Connecting 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151Die mounting substrate
    • H01L2924/1517Multilayer substrate
    • H01L2924/15172Fan-out arrangement of the internal vias
    • H01L2924/15174Fan-out arrangement of the internal vias in different layers of the multilayer substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は半導体素子、特に半導体集積回路素子を収容す
る半導体素子収納用パッケージに使用される放熱体の製
造方法に関するものである。
(従来の技術) 近時、情報処理装置の高性能化、高集積化に伴い、それ
を構成する半導体素子も高密度化、高集積化か急激に進
んでいる。そのため半導体素子の単位面積、単位体積あ
たりの発熱量が増大し、半導体素子を正常、且つ安定に
作動させるためにはその熱をいかに効率的に除去するか
が課題となっている。
従来、半導体素子が発生する熱の除去方法としては第3
図に示すように上面中央部に半導体素子13か載置され
る載置部11aを存した金属製の放熱体11上に、前記
半導体素子載置部11aを囲繞するようにして絶縁枠体
12をロウ付は取着した構造の半導体素子収納用パッケ
ージを準備し、放熱体11の半導体素子載置部11aに
半導体素子13を載置固定し、半導体素子13から発生
される熱を放熱体11に吸収させるとともに該吸収した
熱を大気中に放出することによって半導体素子13を熱
から保護している。
尚、前記半導体素子収納用パッケージにおいて放熱体1
1は上面にロウ付は取着される絶縁枠体12との間に大
きな熱応力が発生しないよう熱膨張係数が絶縁枠体12
と近似する金属部材、例えばコバールもしくはインバー
合金と銅とを接合させた金属部材により形成されており
、その外表面には絶縁枠体12をロウ付は取着する際の
ロウ材が強固に接合するようにロウ材と濡れ性が良いニ
ッケル等がメツキにより層着されている。
また前記絶縁枠体12はその下面にモリブデン、タング
ステン、マンガン等の高融点金属粉末から成るメタライ
ズ金属層14か被着形成されており、該メタライズ金属
層14を放熱体11に銀ロウ等のロウ材15を介しロウ
付けすることによって絶縁枠体12は放熱体11上にロ
ウ付は取着されている。
更に前記放熱体Uは第4図に示すようにコバールもしく
はインバー合金から成る2枚の金属板llb、llbの
間に銅板11cを接合させた構造を有しており、該放熱
体11はコバールもしくはインバー合金から成り、複数
個の貫通孔lidを有する2枚の金属板11b、11b
と銅板11cを準備し、次に前記2枚の金属板11t+
、 llb間に銅板11cを配するとともにこれを圧延
し、銅板11cの一部を2枚の金属板11b、 1it
)の各々に設けた貫通孔lid内に圧入させ、銅板11
cを2枚の金属板11b、 llb間に接合させること
によってその熱膨張係数が絶縁枠体12と近似するよう
に形成される。
(発明か解決しようとする課題) しかし乍ら、この従来の半導体素子収納用パッケージに
使用される放熱体11は2枚の金属板11b。
11b間に銅板!1cを配するとともにこれを圧延し、
銅板11cの一部を金属板11b、 llbに設けた貫
通孔lid内に圧入させ、銅板lieを金属板11b、
 llbに接合させることとによって形成されており、
2枚の金属板11b、 llb間に銅板11cを配し、
圧延して放熱体11を形成する際、銅板11cか2枚の
金属板11b、 llbの各々に設けた貫通孔lid内
を完全に埋めることができず、貫通孔lidの開口部、
即ち、放熱体11の上下面に多数の空隙Aを有したもの
となっている。
そのためこの放熱体ll上に半導体素子13を載置固定
した場合、放熱体11の上面には多数の空隙Aが形成さ
れていることから該空隙Aによって放熱体11と半導体
素子13の接合部面積か狭いものとなり、その結果、半
導体素子13の放熱体11に対する接合強度か低く、半
導体素子13に外力か印加されると該外力によって半導
体素子13が放熱体11より外れてしまい、半導体装置
としての機能か喪失してしまうという欠点を有していた
また放熱体11と半導体素子13との間には多数の空隙
Aが存在することから半導体素子13の作動にに発生す
る熱は放熱体11への伝達が前記空隙Aによって悪(な
り、その結果、半導体素子13を該半導体素子13の発
生する熱によって高温とし、半導体素子13に熱破壊を
起こさせたり、特性に熱変化を与え、誤動作を生じさせ
たりするという欠点も有していた。
(発明の目的) 本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は
表面に半導体素子を強固に載置固定するのを可能とし、
且つ半導体素子の発生する熱を大気中に良好に放出させ
、半導体素子を長期間にわたり正常に作動させることを
可能とした半導体素子収納用パッケージに好適に使用さ
れる放熱体の製造方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の放熱体の製造方法は、コバールもしくはインバ
ー合金から成り、複数個の貫通孔を有する2枚の金属板
間に銅板を配した状態で1次圧延し、銅板の一部を金属
板に設けた貫通孔内に圧入させることによって銅板を金
属板間に接合させた接合体を得、 次に前記接合体の上下面に銅から成る薄板を配し、しか
る後、これを2次圧延し、銅薄板を接合体の上下面に接
合させることを特徴とするものである。
(実施例) 次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
第1図は本発明の製造方法によって製作された放熱体を
用いた半導体素子収納用パッケージの一実施例を示す断
面図であり、1は放熱体、2は絶縁枠体である。
前記放熱体1はその上面中央部に半導体素子3を載置固
定するための凸状の載置部1aが設けてあり、該載置部
1a上には半導体素子3が接着材を介し取着される。
前記放熱体1は半導体素子3が発生ず熱を直接伝導吸収
するとともに該吸収した熱を大気中に放出する作用を為
し、後述する絶縁枠体2との間に大きな熱応力が発生し
ないよう熱膨張係数か絶縁枠体2と近似し、且つ良熱伝
導性である材料、具体的にはコバールもしくはインバー
合金に銅を接合させた金属部材により形成される。
前記放熱体lはまたその上面外周端に放熱体lの上面に
設けた凸状の半導体素子載置部1aを囲繞するようにし
て絶縁枠体2が取着されており、放熱体1と絶縁枠体2
とて半導体素子3を収容すための空所が形成される。
尚、前記放熱体lはその外表面にロウ材と濡れ性が良く
、耐蝕性に優れたニッケル、金等をメツキにより0.3
乃至10.0μmの厚さに層着させておくと放熱体1の
酸化腐食を有効に防止するとともに放熱体1上に絶縁枠
体2を銀ロウ等のロウ材を介し強固にロウ付は取着する
ことができる。従って、放熱体lの外表面にはニッケル
、金等を0.3乃至10.0μmの厚さに層着させてお
(ことが好ましい。
また前記放熱体1の上面に取着される絶縁枠体2はアル
ミナセラミックス等の電気絶縁材料から成り、例えばア
ルミナセラミックスの粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添
加混合して泥漿状となすとともにこれをドクターブレー
ド法を採用することによってセラミックグリーンシート
(セラミック生シート)を形成し、しかる後、セラミッ
クグリーンシートに適当な打抜き加工を施すととせに複
数枚積層し、高温(約1600℃)で焼成することによ
って製作される。
前記絶縁枠体2はその下面にタングステン、モリブデン
、マンガン等の高融点金属粉末から成るメタライズ金属
層5か被着されており、該メタライズ金属層5と放熱体
lとを銀ロウ等のロウ材6を介しロウ付けすることによ
って放熱体1上に取着される。
また前記絶縁枠体2の内部にはモリブデン、タングステ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成る導電層7が設
けてあり、該導電層7は半導体素子3の電極を外部リー
ドビン8に接続する作用を為し、その一端に外部リード
ビン8が、また他端に半導体素子3の電極に接続された
ボンディングワイヤ9が取着される。
前記絶縁枠体2に設けた導電層7に取着される外部リー
ドビン8は内部に収容する半導体素子3の各電極を外部
電気回路に接続する作用を為し、コバール(Fe−Ni
−Co合金)や42Alloy(Fe−Ni合金)等の
金属を棒状に加工したものが使用される。
尚、前記外部リードビン8の外表面にニッケル、金等か
ら成る良導電性で、且つ耐蝕性に優れた金属をメツキに
より0.3乃至20.0μmの厚さに層着させておくと
外部リードビン8と外部電気回路との電気的接続が良好
となり、また外部リードビン8の酸化腐食か有効に防止
される。従って、外部リードビン8の外表面にはニッケ
ル、金等の良導電性で、且つ耐蝕性に優れた金属をメツ
キにより0.3乃至20.0μmの厚さに層着させてお
くことが好ましい。
また前記絶縁枠体2の上面には蓋体10がガラス、樹脂
等の封止材を介して取着され、これによって放熱体1と
絶縁枠体2と蓋体10とから成る半導体素子収納用パッ
ケージの内部か完全に気密に封止される。
かくして絶縁枠体2か取着された放熱体lの凸状載置部
1a上に半導体素子3を載置固定し、半導体素子3の各
電極をボンディングワイヤ9を介して導電層7に接続す
るとともに蓋体lOを絶縁枠体2の上面に封止材を介し
取着することによって最終製品としての半導体装置とな
る。
次に上記半導体素子収納用パッケージに使用される本発
明の放熱体の製造方法について第2図に基づき説明する
まず第2図(a)に示す如く複数個の貫通孔1dを有す
る2枚の金属板1b、1bと1枚の銅板1cを準備する
前記金属板1bはコバールもしくはインバー合金から成
り、例えばコバールから成る場合、鉄、ニッケル、コバ
ルト等の金属粉末を高温で熔解させ、合金化させてコバ
ールのインゴットを作るとともに該インゴットを従来周
知の金属圧延加工法により板状となすことによって形成
され、また金属板1bに設けられる複数個の貫通孔1d
は金属板ibを従来周知の金属穴あけ加工法を採用する
ことによって断面0.2乃至2.0mmφの孔に形成さ
れる。
次に前記2枚の金属板1b、lbと1枚の銅板1cは、
2枚の金属板1b、lb間に銅板1cを配するとともに
これをロール圧延により1次圧延し、銅板1cの一部を
2枚の金属板1b、 lbの各々に設けた貫通孔ld内
に圧入させることによって、2枚の金属板1b、 1b
と銅板1cとを接合させた第2図(b)に示す接合体1
eとなす。
尚、この場合、接合体1eは、銅板1cか2枚の金属板
1b、lbの各々に設けた貫通孔ld内を完全に埋める
ことができず、貫通孔1dの開口部に多数の空隙Bを有
したものとなる。
そして次に第2図(C)に示す如く、前記接合体leの
上下面に銅から成る薄板If、Ifを配し、しかる後、
これをロール圧延により2次圧延し、接合体1eの上下
面に銅の薄板If、 Ifを接合させて第2図(d)に
示すような製品としての放熱体lとなる。
前記鋼から成る薄板If、 Ifは接合体1eの上下面
に接合させる際、接合体1eの貫通孔1d開口部に形成
されている空隙Bを埋める作用を為し、これよって得ら
れる放熱体1は空隙の存在を皆無となすことができる。
従ってこの得られた放熱体1に半導体素子3を載置固定
した場合、放熱体1と半導体素子3との間には空隙がな
いことから両者の接合部面積を大きなものとなすことか
でき、その結果、半導体素子3の放熱体1に対する接合
強度を極めて強いものとなすことが可能となる。
また放熱体lに空隙の存在か皆無であることから該放熱
体lに半導体素子3を載置固定した場合、半導体素子3
か作動時に発生する熱は放熱体1が良好に吸収するとと
もに大気中に放出し、これによって半導体素子3を常に
低温として該半導体素子3を長期間にわたり正常、且つ
安定に作動させることか可能となる。
尚、前記放熱体lの熱膨張係数は金属板1bの厚さ、銅
板1cの厚さ及び銅から成る薄板Ifの厚さに左右され
、金属板1bの厚さを0.05乃至0.5mm、銅板1
cの厚さを0.2乃至2.Omm、銅から成る薄板の厚
さを0.02乃至0.5mmとしておくとその熱膨張係
数は6.0〜?、OXIO”/ ”Cとなり、絶縁枠体
2を構成するアルミナセラミックスの熱膨張係数と近似
したものとなる。従って、放熱体lと絶縁枠体2とをそ
の間に熱応力を発生することな(強固に取着するには放
熱体lはそれを構成する金属板1b、銅板1c及び銅か
ら成る薄板Ifの各々を上記範囲の厚さとしておくこと
が好ましい。
(発明の効果) 本発明の放熱体の製造方法によればコバールもしくはイ
ンバー合金から成る2枚の金属板間に銅板を接合させた
接合体の上下面に銅から成る薄板を圧延により接合させ
たことから放熱体に空隙の存在を皆無となすことができ
、その結果、放熱体に半導体素子を載置固定する際、放
熱体と半導体素子との接合部面積を広くして半導体素子
を放熱体上に極めて強固に接合させることが可能となる
また放熱体に空隙の存在が皆無であることから放熱体に
半導体素子が発生する熱を効率的に吸収除去させること
かでき、その結果、半導体素子を低温として該半導体素
子を長期間にわたり正常、且つ安定に作動させることも
可能となる。、
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造方法によって形成された放熱体を
使用した半導体素子収納用パッケージの一実施例を示す
断面図、第2図(a)(bXc)(d)は本発明の放熱
体の製造方法を説明するための各工程毎き断面図、第3
図は従来の放熱体を使用した半導体素子収納用パッケー
ジの断面図、第4図は第3図に示す放熱体の部分拡大斜
視図である。 l・・・放熱体   1b ・・金属板lc ・・銅板
    1d ・・貫通孔le ・・接合体   If
 ・・薄板2・・・絶縁枠体

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 コバールもしくはインバー合金から成り、複数個の貫通
    孔を有する2枚の金属板間に銅板を配した状態で1次圧
    延し、銅板の一部を金属板に設けた貫通孔内に圧入させ
    ることによって銅板を金属板間に接合させた接合体を得
    、 次に前記接合体の上下面に銅から成る薄板を配し、しか
    る後、これを2次圧延し、銅薄板を接合体の上下面に接
    合させることを特徴とする放熱体の製造方法。
JP2183514A 1990-07-11 1990-07-11 放熱体の製造方法 Expired - Fee Related JP2838154B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2183514A JP2838154B2 (ja) 1990-07-11 1990-07-11 放熱体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2183514A JP2838154B2 (ja) 1990-07-11 1990-07-11 放熱体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0471256A true JPH0471256A (ja) 1992-03-05
JP2838154B2 JP2838154B2 (ja) 1998-12-16

Family

ID=16137177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2183514A Expired - Fee Related JP2838154B2 (ja) 1990-07-11 1990-07-11 放熱体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2838154B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06163736A (ja) * 1992-11-19 1994-06-10 Kyocera Corp 半導体素子収納用パッケージ
WO2007007602A1 (ja) * 2005-07-07 2007-01-18 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki 放熱装置およびパワーモジュール

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06163736A (ja) * 1992-11-19 1994-06-10 Kyocera Corp 半導体素子収納用パッケージ
WO2007007602A1 (ja) * 2005-07-07 2007-01-18 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki 放熱装置およびパワーモジュール
JP2007019203A (ja) * 2005-07-07 2007-01-25 Toyota Industries Corp 放熱装置
JP4617209B2 (ja) * 2005-07-07 2011-01-19 株式会社豊田自動織機 放熱装置
US8198539B2 (en) 2005-07-07 2012-06-12 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Heat radiator and power module

Also Published As

Publication number Publication date
JP2838154B2 (ja) 1998-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3009788B2 (ja) 集積回路用パッケージ
JP3336982B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3619393B2 (ja) 光半導体素子収納用パッケージ
JPH0471256A (ja) 放熱体の製造方法
JPH083009Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP3709084B2 (ja) 光半導体素子収納用パッケージ
JP3987649B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP3659306B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JPH07211822A (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP3464138B2 (ja) 電子部品収納用パッケージ
JP2849865B2 (ja) 放熱体の製造方法
JP2849869B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JPH0810197Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP3464136B2 (ja) 電子部品収納用パッケージ
JP2515660Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP3181013B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP3181011B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JPH08316353A (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP2515051Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP2764340B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP2003037196A (ja) 光半導体素子収納用パッケージ
JP3709082B2 (ja) 光半導体素子収納用パッケージ
JP2571571Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP2543149Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP2537835Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees