JPH06268120A - パワースイッチングモジュールのヒートシンク - Google Patents
パワースイッチングモジュールのヒートシンクInfo
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- JPH06268120A JPH06268120A JP5055379A JP5537993A JPH06268120A JP H06268120 A JPH06268120 A JP H06268120A JP 5055379 A JP5055379 A JP 5055379A JP 5537993 A JP5537993 A JP 5537993A JP H06268120 A JPH06268120 A JP H06268120A
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- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
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- H01L2924/14—Integrated circuits
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ヒートシンクの熱変形を低減し、半田接続寿命
が向上するヒートシンクを提供すること。 【構成】ヒートシンク1に厚膜形成により電子回路基板
2が接着固定されている。一方、トランジスタ部はトラ
ンジスタチップ3,絶縁板9と積み重ね、ヒートシンク
1の底面に凸部1aを設け、半田接続部に凹部を設け、
更に、4ヵ所の凸部(小突起)1bを設けたヒートシン
ク1に各々をはんだ10を用いて接続固定しAlワイヤ
11を用いてトランジスタチップ電極3aとボンデイン
グパッド4を電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成
している。 【効果】半導体素子が自己発熱した熱量を効率良くヒー
トシンクへ熱伝導することが出来る。又、ヒートシンク
の熱変形を低減することができ、絶縁板のクラックを低
減することができる。
が向上するヒートシンクを提供すること。 【構成】ヒートシンク1に厚膜形成により電子回路基板
2が接着固定されている。一方、トランジスタ部はトラ
ンジスタチップ3,絶縁板9と積み重ね、ヒートシンク
1の底面に凸部1aを設け、半田接続部に凹部を設け、
更に、4ヵ所の凸部(小突起)1bを設けたヒートシン
ク1に各々をはんだ10を用いて接続固定しAlワイヤ
11を用いてトランジスタチップ電極3aとボンデイン
グパッド4を電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成
している。 【効果】半導体素子が自己発熱した熱量を効率良くヒー
トシンクへ熱伝導することが出来る。又、ヒートシンク
の熱変形を低減することができ、絶縁板のクラックを低
減することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒートシンクと絶縁板
との接合方法にかかわり、特にはんだ接続部への熱スト
レスを緩和し、又、放熱板の熱変形を低減するのに好適
な混成回路用放熱板に関する。
との接合方法にかかわり、特にはんだ接続部への熱スト
レスを緩和し、又、放熱板の熱変形を低減するのに好適
な混成回路用放熱板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のヒートシンクは、特願昭54−2558
7号公報に記載のように、絶縁板,はんだ接続部のヒー
トシンク形状は、平坦となっていた。
7号公報に記載のように、絶縁板,はんだ接続部のヒー
トシンク形状は、平坦となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般にヒートシンク及
び絶縁板は、半導体素子の自己発熱を効率よく外部へ放
熱する必要があり、特に半導体素子は熱に弱いため非常
に重要である。
び絶縁板は、半導体素子の自己発熱を効率よく外部へ放
熱する必要があり、特に半導体素子は熱に弱いため非常
に重要である。
【0004】通常、ヒートシンクと絶縁板との接続は半
田等によって接続固定されるが、ヒートシンクの残留応
力及び絶縁板との線膨張差によりヒートシンクが熱変形
し、半田接続部に過大な応力が印加され、接続界面を起
点にクラックが生じ半導体素子発熱の熱伝導を悪化させ
る。
田等によって接続固定されるが、ヒートシンクの残留応
力及び絶縁板との線膨張差によりヒートシンクが熱変形
し、半田接続部に過大な応力が印加され、接続界面を起
点にクラックが生じ半導体素子発熱の熱伝導を悪化させ
る。
【0005】又、熱変形により絶縁板に引張力が働き、
例えば窒化アルミニウムを主成分とする絶縁板にクラッ
クが発生する問題があった。
例えば窒化アルミニウムを主成分とする絶縁板にクラッ
クが発生する問題があった。
【0006】本発明の目的は、ヒートシンクの熱変形を
低減するため、ヒートシンクの絶縁板接続部に凹部を設
け、ヒートシンクの剛性を向上できるヒートシンクを提
供することにある。
低減するため、ヒートシンクの絶縁板接続部に凹部を設
け、ヒートシンクの剛性を向上できるヒートシンクを提
供することにある。
【0007】更には、凹部の中に凸部を設け、半田厚さ
を確保できるヒートシンクを提供することにある。
を確保できるヒートシンクを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、絶縁板をはんだ接続するヒートシンク上の半田接続
部にまず凹部を設け、更に凸部を設けることにより、半
田接続部の熱疲労寿命が向上する。
に、絶縁板をはんだ接続するヒートシンク上の半田接続
部にまず凹部を設け、更に凸部を設けることにより、半
田接続部の熱疲労寿命が向上する。
【0009】従って導体素子が自己発熱した熱量を効率
良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
【0010】又、ヒートシンクの熱変形を低減すること
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
【0011】
【作用】本発明によるヒートシンクは、絶縁板を半田接
続する場所に凹部を設け、更には凸部を設けることによ
って、ヒートシンクの剛性をアップし、熱変形を低減す
る。
続する場所に凹部を設け、更には凸部を設けることによ
って、ヒートシンクの剛性をアップし、熱変形を低減す
る。
【0012】従って、半田接続部への応力が緩和され、
半導体素子が自己発熱した熱量を効率良く、ヒートシン
クに熱伝導することができる。
半導体素子が自己発熱した熱量を効率良く、ヒートシン
クに熱伝導することができる。
【0013】更に、半田厚を確保できるので、半田接続
部寿命が向上する。
部寿命が向上する。
【0014】又、熱変形を低減することにより、絶縁板
のクラックも低減することができる。
のクラックも低減することができる。
【0015】
【実施例】図1,図2に本発明の一実施例と従来例を示
す。
す。
【0016】ヒートシンク1に厚膜形成により、電子回
路基板2が接着固定されている。
路基板2が接着固定されている。
【0017】一方、トランジスタ部はトランジスタチッ
プ3,絶縁板9を積み重ね、前記ヒートシンク1の底面
の凸部1aを設け、半田付部にはまず凹部を設け、更に
4箇所の凸部(小突起)1bを設けたヒートシンク1に
各々を半田10を用いて接続固定し、Alワイヤ11を
用いてトランジスタ電極3aとボンデイングパッド4を
電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成している。
プ3,絶縁板9を積み重ね、前記ヒートシンク1の底面
の凸部1aを設け、半田付部にはまず凹部を設け、更に
4箇所の凸部(小突起)1bを設けたヒートシンク1に
各々を半田10を用いて接続固定し、Alワイヤ11を
用いてトランジスタ電極3aとボンデイングパッド4を
電気的に配線し、混成厚膜集積回路を構成している。
【0018】このような構造において、絶縁板9はトラ
ンジスタチップ3とヒートシンク1との電気的絶縁を行
うと同時に、トランジスタチップ3で発熱した熱を速や
かにヒートシンク1へ伝熱する機能を有する。
ンジスタチップ3とヒートシンク1との電気的絶縁を行
うと同時に、トランジスタチップ3で発熱した熱を速や
かにヒートシンク1へ伝熱する機能を有する。
【0019】図3は、本発明のヒートシンク1の正面図
である。図4は、本実施例と従来例による絶縁板9とヒ
ートシンク1間のはんだ10の耐熱疲労性を示す。
である。図4は、本実施例と従来例による絶縁板9とヒ
ートシンク1間のはんだ10の耐熱疲労性を示す。
【0020】絶縁板9は例えば窒化アルミであり、ヒー
トシンク1は例えばアルミ板である場合、線膨張係数差
は約19×106/℃ であるため、温度変化によって、
半田10に繰返し応力が発生する。
トシンク1は例えばアルミ板である場合、線膨張係数差
は約19×106/℃ であるため、温度変化によって、
半田10に繰返し応力が発生する。
【0021】半田10の接続寿命予測は、一般にCoffin
−Mansonの式で予測でき、本実施例では理論式に従い、
はんだ厚みを厚くし、熱応力の低減を図ったものであ
る。
−Mansonの式で予測でき、本実施例では理論式に従い、
はんだ厚みを厚くし、熱応力の低減を図ったものであ
る。
【0022】図5は、本実施例と従来例による絶縁板9
のクラック発生数を示したものである。
のクラック発生数を示したものである。
【0023】本実施例では、ヒートシンク1の熱変形が
ないため、絶縁板9にクラックが発生することはない。
ないため、絶縁板9にクラックが発生することはない。
【0024】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0025】絶縁板をはんだ接合するヒートシンク上の
半田接続面に凹部を設け、更に小突起を設けることによ
り、はんだ接続部の熱疲労寿命を向上することができ
る。
半田接続面に凹部を設け、更に小突起を設けることによ
り、はんだ接続部の熱疲労寿命を向上することができ
る。
【0026】従って、半導体素子が自己発熱した熱量を
効率良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
効率良くヒートシンクへ熱伝導することができる。
【0027】又、ヒートシンクの熱変形を低減すること
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
ができ、絶縁板のクラックを低減することができる。
【図1】本発明の一実施例の断面構造図である。
【図2】従来例の断面構造図である。
【図3】本発明のヒートシンクの正面図である。
【図4】本発明実施例と従来例のはんだ接続部の耐熱疲
労性の特性図である。
労性の特性図である。
【図5】本発明実施例と従来例の絶縁板の耐クラック性
を示す図である。
を示す図である。
1…ヒートシンク、1a…凸部、1b…凸部(小突
起)、2…セラミック基板、3…トランジスタチップ、
9…絶縁板、10…はんだ。
起)、2…セラミック基板、3…トランジスタチップ、
9…絶縁板、10…はんだ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 光敏 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 3 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 小池 博 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 片岸 健一 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 3 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】半導体素子,絶縁板,放熱板を半田接続し
てなるパワースイッチングモジュールにおいて、絶縁板
の半田付部に凹部を形成し、更に凸部を形成することを
特徴とするパワースイッチングモジュールのヒートシン
ク。 - 【請求項2】請求項1において、前記ヒートシンクの凹
部は絶縁板と同形同面積とすることを特徴とするパワー
スイッチングモジュールのヒートシンク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5055379A JPH06268120A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | パワースイッチングモジュールのヒートシンク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5055379A JPH06268120A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | パワースイッチングモジュールのヒートシンク |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06268120A true JPH06268120A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12996858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5055379A Pending JPH06268120A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | パワースイッチングモジュールのヒートシンク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06268120A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6333551B1 (en) | 2000-09-07 | 2001-12-25 | International Business Machines Corporation | Surface profiling in electronic packages for reducing thermally induced interfacial stresses |
JP2008151792A (ja) * | 2007-12-17 | 2008-07-03 | Hitachi Ltd | 圧力検出装置 |
US10002837B2 (en) | 2015-05-18 | 2018-06-19 | Denso Corporation | Semiconductor device |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5055379A patent/JPH06268120A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6333551B1 (en) | 2000-09-07 | 2001-12-25 | International Business Machines Corporation | Surface profiling in electronic packages for reducing thermally induced interfacial stresses |
JP2008151792A (ja) * | 2007-12-17 | 2008-07-03 | Hitachi Ltd | 圧力検出装置 |
US10002837B2 (en) | 2015-05-18 | 2018-06-19 | Denso Corporation | Semiconductor device |
US10366957B2 (en) | 2015-05-18 | 2019-07-30 | Denso Corporation | Semiconductor device |
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