JPH0639606B2 - 半導体装置用放熱部材の製造方法 - Google Patents
半導体装置用放熱部材の製造方法Info
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- JPH0639606B2 JPH0639606B2 JP63273965A JP27396588A JPH0639606B2 JP H0639606 B2 JPH0639606 B2 JP H0639606B2 JP 63273965 A JP63273965 A JP 63273965A JP 27396588 A JP27396588 A JP 27396588A JP H0639606 B2 JPH0639606 B2 JP H0639606B2
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、各種の半導体集積回路装置（ＩＣ）等に用
いられる半導体装置用放熱部材の製造方法に関し、特に
低い熱膨張率と高い放熱性とを兼ね備えたアルミニウム
合金からなる半導体装置用放熱部材の製造方法に関する
のである。
いられる半導体装置用放熱部材の製造方法に関し、特に
低い熱膨張率と高い放熱性とを兼ね備えたアルミニウム
合金からなる半導体装置用放熱部材の製造方法に関する
のである。
［従来の技術］ 半導体装置用基板を構成する材料は、熱応力による歪を
発生しないように、その熱膨張係数が半導体素子の熱膨
張係数とあまり変わらないことが要請される。そこで、
従来より、熱膨張係数差の小さい材料として、たとえ
ば、コバール（２９重量％Ｎｉ−１７重量％Ｃｏ−Ｆ
ｅ）もしくは４２アロイ（４２重量％Ｎｉ−Ｆｅ）など
のＮｉ合金、またはアルミナもしくはフォルステライト
などのセラミック材料が用いられてきている。
発生しないように、その熱膨張係数が半導体素子の熱膨
張係数とあまり変わらないことが要請される。そこで、
従来より、熱膨張係数差の小さい材料として、たとえ
ば、コバール（２９重量％Ｎｉ−１７重量％Ｃｏ−Ｆ
ｅ）もしくは４２アロイ（４２重量％Ｎｉ−Ｆｅ）など
のＮｉ合金、またはアルミナもしくはフォルステライト
などのセラミック材料が用いられてきている。
しかしながら、最近の半導体技術の著しい進歩は、素子
の大型化および集積度の増加を招いており、それに伴な
って上述の熱膨張係数差の他に熱放散が問題となってい
る。すなわち、素子の大型化および集積度の増大によ
り、熱膨張係数差が小さいことのみならず、熱放散に優
れるものであることも要求されてきている。
の大型化および集積度の増加を招いており、それに伴な
って上述の熱膨張係数差の他に熱放散が問題となってい
る。すなわち、素子の大型化および集積度の増大によ
り、熱膨張係数差が小さいことのみならず、熱放散に優
れるものであることも要求されてきている。
このような状況のもとで、上記両特性を満足する材料と
して、ベリリアセラミックスおよびタングステン、ある
いはモリブデン等が従来より提案されている。
して、ベリリアセラミックスおよびタングステン、ある
いはモリブデン等が従来より提案されている。
ところが、ベリリアセラミックスは毒性が強いため、安
全性および環境汚染の点から事実上使用不可能である。
全性および環境汚染の点から事実上使用不可能である。
他方、モリブデンおよびタングステンについては、資源
的に僅少であり、また局在しているものであるため、非
常に高価である。それゆえに、この種の金属材料を用い
ると、半導体装置のコストが高くつくという欠点があ
る。それだけでなく、この種の金属は密度が比較的に高
いため（タングステンでは１９．３ｇ／cm3、モリブデ
ンでは１０．２ｇ／cm3）、重く、また機械加工が比較
的困難であるという欠点もあった。
的に僅少であり、また局在しているものであるため、非
常に高価である。それゆえに、この種の金属材料を用い
ると、半導体装置のコストが高くつくという欠点があ
る。それだけでなく、この種の金属は密度が比較的に高
いため（タングステンでは１９．３ｇ／cm3、モリブデ
ンでは１０．２ｇ／cm3）、重く、また機械加工が比較
的困難であるという欠点もあった。
そのため、熱放散性および熱膨張係数差の双方において
要求される特性を満たすことができ、かつ軽量であり、
機械加工性にも優れた半導体装置用基板材料が望まれて
いる。
要求される特性を満たすことができ、かつ軽量であり、
機械加工性にも優れた半導体装置用基板材料が望まれて
いる。
そのような半導体装置用基板材料としては、アルミニウ
ムにシリコンを３０〜５０重量％添加したアルミニウム
合金が特公昭６３−１６４５８号公報に開示されてい
る。
ムにシリコンを３０〜５０重量％添加したアルミニウム
合金が特公昭６３−１６４５８号公報に開示されてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記Ａｌ−３０〜５０重量％Ｓｉ合金
は、半導体素子の熱膨張係数との差が小さい熱膨張係数
を示すが、通常のシリコン含有率の小さいアルミニウム
合金に比べて熱放散性が低下する。従来は、この程度の
放熱性の低下がもたらされても、半導体装置の発熱に対
して対応することが可能であった。ところが、近年、半
導体素子の高集積化に伴なう高発熱に対しては、上記Ａ
ｌ−Ｓｉ合金を用いて放熱部材を形成するだけでは、半
導体素子の発熱を十分に放散することは困難であるとい
う問題点があった。
は、半導体素子の熱膨張係数との差が小さい熱膨張係数
を示すが、通常のシリコン含有率の小さいアルミニウム
合金に比べて熱放散性が低下する。従来は、この程度の
放熱性の低下がもたらされても、半導体装置の発熱に対
して対応することが可能であった。ところが、近年、半
導体素子の高集積化に伴なう高発熱に対しては、上記Ａ
ｌ−Ｓｉ合金を用いて放熱部材を形成するだけでは、半
導体素子の発熱を十分に放散することは困難であるとい
う問題点があった。
そこで、上記の問題点を解決するために特開昭６２−１
５３５号公報には、高Ｓｉ過共晶アルミニウム合金と展
伸用アルミニウム合金を熱間押出成形によって一体化す
る複合放熱構造体の製造方法が提案されている。この製
造方法によって得られる複合放熱構造体においては、高
Ｓｉ過共晶アルミニウム合金が低い熱膨張係数を有し、
展伸用アルミニウム合金が高い放熱性を有する。しかし
ながら、上記の熱間押出成形によれば、押出方向、すな
わち長手方向に対して一定の断面形状を有する二次元形
状の放熱部材しか得ることができない。そのため、必要
に応じた三次元形状で種々の半導体装置に使用される放
熱部材を得ることは困難であった。また、上記の熱間押
出成形によれば、押出中に２種類のアルミニウム合金の
間の接合界面が一定せず、また、得られる放熱部材の寸
法精度が悪いという問題があった。
５３５号公報には、高Ｓｉ過共晶アルミニウム合金と展
伸用アルミニウム合金を熱間押出成形によって一体化す
る複合放熱構造体の製造方法が提案されている。この製
造方法によって得られる複合放熱構造体においては、高
Ｓｉ過共晶アルミニウム合金が低い熱膨張係数を有し、
展伸用アルミニウム合金が高い放熱性を有する。しかし
ながら、上記の熱間押出成形によれば、押出方向、すな
わち長手方向に対して一定の断面形状を有する二次元形
状の放熱部材しか得ることができない。そのため、必要
に応じた三次元形状で種々の半導体装置に使用される放
熱部材を得ることは困難であった。また、上記の熱間押
出成形によれば、押出中に２種類のアルミニウム合金の
間の接合界面が一定せず、また、得られる放熱部材の寸
法精度が悪いという問題があった。
したがって、この発明の目的は、半導体素子の発熱量の
増加に伴って要求される熱放散性と熱膨張係数差の双方
の特性を満足することができ、種々の半導体装置に適用
可能な放熱部材を、必要に応じた三次元形状で、かつ高
い寸法精度で製造することである。
増加に伴って要求される熱放散性と熱膨張係数差の双方
の特性を満足することができ、種々の半導体装置に適用
可能な放熱部材を、必要に応じた三次元形状で、かつ高
い寸法精度で製造することである。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本願発明者らが鋭意検討した
結果、低い熱膨張が要求される部分と高い放熱性が要求
される部分とを別々のアルミニウム合金から構成し、そ
れらのアルミニウム合金を密閉された金型内で熱間加工
によって一体成形すれば、熱膨張係数差および熱放散性
の両特性において満足することが可能な半導体装置用放
熱部材を任意の三次元形状で、かつ高い寸法精度で得る
ことができることを見出した。
結果、低い熱膨張が要求される部分と高い放熱性が要求
される部分とを別々のアルミニウム合金から構成し、そ
れらのアルミニウム合金を密閉された金型内で熱間加工
によって一体成形すれば、熱膨張係数差および熱放散性
の両特性において満足することが可能な半導体装置用放
熱部材を任意の三次元形状で、かつ高い寸法精度で得る
ことができることを見出した。
すなわち、この発明に従った半導体装置用放熱部材の製
断方法においては、加熱された金型内で第２のアルミニ
ウム合金片の上に第１のアルミニウム合金粉末を所定量
充填する。そして、密閉された金型内で第１のアルミニ
ウム合金粉末と第２のアルミニウム合金片とに所定の圧
力を加えることにより、第１のアルミニウム合金粉末を
固化するとともに第２のアルミニウム合金片に接合させ
る。
断方法においては、加熱された金型内で第２のアルミニ
ウム合金片の上に第１のアルミニウム合金粉末を所定量
充填する。そして、密閉された金型内で第１のアルミニ
ウム合金粉末と第２のアルミニウム合金片とに所定の圧
力を加えることにより、第１のアルミニウム合金粉末を
固化するとともに第２のアルミニウム合金片に接合させ
る。
好ましくは、金型内で所定の圧力を加えることによって
第２のアルミニウム合金片を塑性変形させ、第１のアル
ミニウム合金部分と接合する面と反対側の面において第
２のアルミニウム合金片を所定の形状に成形すればよ
い。また、第１のアルミニウム合金粉末の固化時におい
て加圧方向の塑性流動を伴うことにより、第１のアルミ
ニウム合金部分を所定の形状に成形してもよい。
第２のアルミニウム合金片を塑性変形させ、第１のアル
ミニウム合金部分と接合する面と反対側の面において第
２のアルミニウム合金片を所定の形状に成形すればよ
い。また、第１のアルミニウム合金粉末の固化時におい
て加圧方向の塑性流動を伴うことにより、第１のアルミ
ニウム合金部分を所定の形状に成形してもよい。
好ましくは、第１のアルミニウム合金は、シリコンを３
０〜６０重量％含み、その残部がアルミニウムと不可避
的不純物とからなるものであればよい。シリコンの含有
量を重量％で３０〜６０％と限定したのは、シリコンの
含有量が３０重量％未満では所望の熱膨張係数値よりも
大きくなるからであり、また６０重量％を越えると熱伝
導性、粉末成形性および熱間加工性が著しく劣化するか
らである。
０〜６０重量％含み、その残部がアルミニウムと不可避
的不純物とからなるものであればよい。シリコンの含有
量を重量％で３０〜６０％と限定したのは、シリコンの
含有量が３０重量％未満では所望の熱膨張係数値よりも
大きくなるからであり、また６０重量％を越えると熱伝
導性、粉末成形性および熱間加工性が著しく劣化するか
らである。
［作用］ この発明においては、第１のアルミニウム合金粉末と第
２のアルミニウム合金片とが密閉された金型内で熱間成
形される。そのため、金型の形状に応じて種々の三次元
形状を有する放熱部材を高い寸法精度で成形することが
できる。また、本発明の製造方法においては大型の押出
機などの生産設備を必要としないので、生産コストの低
い製造方法が提供され得る。したがって、高い放熱性と
低い熱膨張性とを兼ね備えたアルミニウム合金からなる
放熱部材を複雑な三次元形状であっても安価に製造する
ことができる。
２のアルミニウム合金片とが密閉された金型内で熱間成
形される。そのため、金型の形状に応じて種々の三次元
形状を有する放熱部材を高い寸法精度で成形することが
できる。また、本発明の製造方法においては大型の押出
機などの生産設備を必要としないので、生産コストの低
い製造方法が提供され得る。したがって、高い放熱性と
低い熱膨張性とを兼ね備えたアルミニウム合金からなる
放熱部材を複雑な三次元形状であっても安価に製造する
ことができる。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図を用いて説明す
る。
る。
第１Ａ図、第１Ｂ図は、この発明に従った放熱部材の製
造方法の一例を示す部分断面図である。まず、第１Ａ図
を参照して、発熱体３によって温度４００℃に加熱され
たダイ２と下パンチ５とから形成される空隙に、たとえ
ば、ＪＩＳ呼称１１００のアルミニウム合金かなる高放
熱アルミニウム合金１２を押し入れる。さらに、高放熱
アルミニウム合金１２の上に低熱膨張アルミニウム合金
１１を構成する、たとえば、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの組
成を有する急冷凝固粉末を投入する。その後、第１Ｂ図
に示されるように、矢印で示される方向に上パンチ４と
下パンチ５とによって加圧されると、下パンチ５の上表
面に形成されたスリット状の溝に高放熱アルミニウム合
金１２が流れ込み、フィン状に成形される。それと同時
に、低熱膨張アルミニウム合金１１を構成するＡｌ〜４
０重量％Ｓｉの組成を有する粉末は固化されながら、高
放熱アルミニウム合金１２との界面で拡散接合し、低熱
膨張アルミニウム合金１１と高放熱アルミニウム合金１
２とは一体化する。
造方法の一例を示す部分断面図である。まず、第１Ａ図
を参照して、発熱体３によって温度４００℃に加熱され
たダイ２と下パンチ５とから形成される空隙に、たとえ
ば、ＪＩＳ呼称１１００のアルミニウム合金かなる高放
熱アルミニウム合金１２を押し入れる。さらに、高放熱
アルミニウム合金１２の上に低熱膨張アルミニウム合金
１１を構成する、たとえば、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの組
成を有する急冷凝固粉末を投入する。その後、第１Ｂ図
に示されるように、矢印で示される方向に上パンチ４と
下パンチ５とによって加圧されると、下パンチ５の上表
面に形成されたスリット状の溝に高放熱アルミニウム合
金１２が流れ込み、フィン状に成形される。それと同時
に、低熱膨張アルミニウム合金１１を構成するＡｌ〜４
０重量％Ｓｉの組成を有する粉末は固化されながら、高
放熱アルミニウム合金１２との界面で拡散接合し、低熱
膨張アルミニウム合金１１と高放熱アルミニウム合金１
２とは一体化する。
このようにして得られた低熱膨張アルミニウム合金１１
と高放熱アルミニウム合金１２とが一体化された放熱部
材１０は第２図に示される。また、この放熱部材１０が
用いられるＩＣパッケージの一例は第９図に示されてい
る。第９図は、この発明に従った放熱部材１０が組込ま
れたＩＣパッケージの一例を示す断面図である。第９図
を参照して、半導体素子１３が、はんだ１４を介して銅
−タングステン合金基板１６に接合されている。このタ
ングステン合金基板１６に一体的に放熱部材１０が接合
されている。また、放熱部材１０は、アルミナ等のセラ
ミックスからなる外囲材１７の上面に装着されている。
なお、１５は引出端子としてのコバールワイヤを示す。
と高放熱アルミニウム合金１２とが一体化された放熱部
材１０は第２図に示される。また、この放熱部材１０が
用いられるＩＣパッケージの一例は第９図に示されてい
る。第９図は、この発明に従った放熱部材１０が組込ま
れたＩＣパッケージの一例を示す断面図である。第９図
を参照して、半導体素子１３が、はんだ１４を介して銅
−タングステン合金基板１６に接合されている。このタ
ングステン合金基板１６に一体的に放熱部材１０が接合
されている。また、放熱部材１０は、アルミナ等のセラ
ミックスからなる外囲材１７の上面に装着されている。
なお、１５は引出端子としてのコバールワイヤを示す。
第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図は、この発明に従った放
熱部材の製造方法のもう１つの例を示す部分断面図であ
る。第１Ａ図、第１Ｂ図で示された製造方法と同様に、
発熱体３によって加熱されたダイ２と、下パンチ５、上
パンチ４ａ，４ｂとから形成される空隙に、高放熱アル
ミニウム合金１２および低熱膨張アルミニウム合金１１
ａが入れられる。その後、第３Ａ図から第３Ｂ図、第３
Ｃ図までに示されるように、矢印で示される方向に加圧
成形されると、低熱膨張アルミニウム合金１ａと高放熱
アルミニウム合金１２とが一体化した放熱部材が得られ
る。
熱部材の製造方法のもう１つの例を示す部分断面図であ
る。第１Ａ図、第１Ｂ図で示された製造方法と同様に、
発熱体３によって加熱されたダイ２と、下パンチ５、上
パンチ４ａ，４ｂとから形成される空隙に、高放熱アル
ミニウム合金１２および低熱膨張アルミニウム合金１１
ａが入れられる。その後、第３Ａ図から第３Ｂ図、第３
Ｃ図までに示されるように、矢印で示される方向に加圧
成形されると、低熱膨張アルミニウム合金１ａと高放熱
アルミニウム合金１２とが一体化した放熱部材が得られ
る。
このようにして得られた放熱部材１０ａは第４図に示さ
れる。この放熱部材１０ａが用いられるＩＣパッケージ
の一例は第１０図にその断面図が示されている。この図
によれば、第９図に示されたＩＣパッケージと異なり、
半導体素子１３が、直接、Ａｇペースト等の接合材料１
４ａによって、放熱部材１０ａの低熱膨張アルミニウム
合金１１ａ側の面に接合されている。それ以外の点につ
いては、第９図に示されたＩＣパッケージと同様であ
る。
れる。この放熱部材１０ａが用いられるＩＣパッケージ
の一例は第１０図にその断面図が示されている。この図
によれば、第９図に示されたＩＣパッケージと異なり、
半導体素子１３が、直接、Ａｇペースト等の接合材料１
４ａによって、放熱部材１０ａの低熱膨張アルミニウム
合金１１ａ側の面に接合されている。それ以外の点につ
いては、第９図に示されたＩＣパッケージと同様であ
る。
第５図は、この発明に従った放熱部材の製造方法の別の
一例を示す部分断面図である。第５図を参照して、第１
図に示された製造方法と同様に発熱体３によって加熱さ
れたダイ２と下パンチ５とから形成される空隙に、たと
えば、ＪＩＳ呼称１１００のアルミニウム合金からなる
中孔を有する金属板を高放熱アルミニウム合金２２とし
て押し入れる。その中孔には、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの
組成を有するアルミニウム合金かなる急冷凝固粉末が熱
膨張アルミニウム合金２１として投入される。その後、
上パンチ４と下パンチ５とを用いて矢印で示される方向
に加圧されることによって加圧成形が行なわれる。この
ようにして得られたアルミニウム合金からなる成形物
は、機械加工によって、その外周部がフィン状に成形さ
れる。得られた放熱部材２０は第６図に示されている。
第６図に示される放熱部材２０についてもＩＣパッケー
ジに組込むことが可能である。
一例を示す部分断面図である。第５図を参照して、第１
図に示された製造方法と同様に発熱体３によって加熱さ
れたダイ２と下パンチ５とから形成される空隙に、たと
えば、ＪＩＳ呼称１１００のアルミニウム合金からなる
中孔を有する金属板を高放熱アルミニウム合金２２とし
て押し入れる。その中孔には、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの
組成を有するアルミニウム合金かなる急冷凝固粉末が熱
膨張アルミニウム合金２１として投入される。その後、
上パンチ４と下パンチ５とを用いて矢印で示される方向
に加圧されることによって加圧成形が行なわれる。この
ようにして得られたアルミニウム合金からなる成形物
は、機械加工によって、その外周部がフィン状に成形さ
れる。得られた放熱部材２０は第６図に示されている。
第６図に示される放熱部材２０についてもＩＣパッケー
ジに組込むことが可能である。
第７図はこの発明に従った放熱部材の製造方法のさらに
別の一例を示す部分断面図である。第７図を参照して、
発熱体３によって加熱されたダイ２と下パンチ５ａ，５
ｂとから形成される空隙に、たとえば、ＪＩＳ呼称１１
００のアルミニウム合金枠を高放熱アルミニウム合金３
２として押し入れる。さらに、下パンチ５ａと上パンチ
４とから形成された空隙に、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの組
成を有する急冷凝固粉末を低熱膨張アルミニウム合金３
１として投入する。その後、矢印で示される方向に、上
パンチ４と下パンチ５ａ，５ｂとを用いて加圧成形する
と、低熱膨張アルミニウム合金３１と高放熱アルミニウ
ム合金３２とが拡散接合によって一体化されたが形成さ
れる。このようにして形成された箱形の放熱部材３０は
第８図に示されている。このような放熱部材３０は人工
衛星や航空機等の分野に使用されるマイクロ波集積回路
装置用パッケージ、すなわち、メタルパッケージのケー
スに使用される。
別の一例を示す部分断面図である。第７図を参照して、
発熱体３によって加熱されたダイ２と下パンチ５ａ，５
ｂとから形成される空隙に、たとえば、ＪＩＳ呼称１１
００のアルミニウム合金枠を高放熱アルミニウム合金３
２として押し入れる。さらに、下パンチ５ａと上パンチ
４とから形成された空隙に、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの組
成を有する急冷凝固粉末を低熱膨張アルミニウム合金３
１として投入する。その後、矢印で示される方向に、上
パンチ４と下パンチ５ａ，５ｂとを用いて加圧成形する
と、低熱膨張アルミニウム合金３１と高放熱アルミニウ
ム合金３２とが拡散接合によって一体化されたが形成さ
れる。このようにして形成された箱形の放熱部材３０は
第８図に示されている。このような放熱部材３０は人工
衛星や航空機等の分野に使用されるマイクロ波集積回路
装置用パッケージ、すなわち、メタルパッケージのケー
スに使用される。
第１１図は第８図に示された箱形の放熱部材３０を用い
て構成されるメタルパッケージ５０の構成を示す断面図
である。第１１図を参照して、低熱膨張アルミニウム合
金３１と高放熱アルミニウム合金３２とが接合された箱
形の放熱部材３０の内側の底面上には、すなわち、低熱
膨張アルミニウム合金３１からなる部分の表面上には、
マイクロ波集積回路装置用のアルミナ回路基板４１がＡ
ｕ−Ｓｎはんだ４４を介して接合されている。この放熱
部材３０の開口部は、たとえば、ＪＩＳ呼称の高放熱ア
ルミニウム合金からなる蓋部材３３がレーザ溶接を用い
て放熱部材３０に接合されることによって塞がれてい
る。
て構成されるメタルパッケージ５０の構成を示す断面図
である。第１１図を参照して、低熱膨張アルミニウム合
金３１と高放熱アルミニウム合金３２とが接合された箱
形の放熱部材３０の内側の底面上には、すなわち、低熱
膨張アルミニウム合金３１からなる部分の表面上には、
マイクロ波集積回路装置用のアルミナ回路基板４１がＡ
ｕ−Ｓｎはんだ４４を介して接合されている。この放熱
部材３０の開口部は、たとえば、ＪＩＳ呼称の高放熱ア
ルミニウム合金からなる蓋部材３３がレーザ溶接を用い
て放熱部材３０に接合されることによって塞がれてい
る。
上記実施例においては、低熱膨張アルミニウム合金とし
て、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの組成を有するアルミニウム
合金を用いているが、これに限定されるものではない。
たとえば、低熱膨張アルミニウム合金としては第１表に
示される組成のＡｌ×Ｓｉ合金を挙げることができる。
また、上記実施例においては、高放熱アルミニウム合金
としてＪＩＳ呼称１１００のアルミニウム合金を用いて
いるが、これに限定されるものではない。高放熱アルミ
ニウム合金としては、たとえば、第２表に示されるアル
ミニウム合金を挙げることができる。さらに、上記実施
例では、高放熱アルミニウム合金としてアルミニウム合
金板を用いているが、同組成の粉末から成形してもよ
い。
て、Ａｌ−４０重量％Ｓｉの組成を有するアルミニウム
合金を用いているが、これに限定されるものではない。
たとえば、低熱膨張アルミニウム合金としては第１表に
示される組成のＡｌ×Ｓｉ合金を挙げることができる。
また、上記実施例においては、高放熱アルミニウム合金
としてＪＩＳ呼称１１００のアルミニウム合金を用いて
いるが、これに限定されるものではない。高放熱アルミ
ニウム合金としては、たとえば、第２表に示されるアル
ミニウム合金を挙げることができる。さらに、上記実施
例では、高放熱アルミニウム合金としてアルミニウム合
金板を用いているが、同組成の粉末から成形してもよ
い。
なお、この発明の実施例においては低熱膨張アルミニウ
ム合金としてＡｌ−Ｓｉ合金を挙げているが、アルミニ
ウムにカーボンを添加することによって熱膨張係数を低
下させたアルミニウム合金を低熱膨張アルミニウム合金
として用いてもよい。高放熱アルミニウム合金として第
２表に挙げられるアルミニウム合金を用いることによっ
て、機械加工が必要な場合においても、これらのアルミ
ニウム合金は被削性に優れているため、加工コストの低
減を図ることが可能になるとともに、放熱部材を複雑な
形状に成形することも可能になる。
ム合金としてＡｌ−Ｓｉ合金を挙げているが、アルミニ
ウムにカーボンを添加することによって熱膨張係数を低
下させたアルミニウム合金を低熱膨張アルミニウム合金
として用いてもよい。高放熱アルミニウム合金として第
２表に挙げられるアルミニウム合金を用いることによっ
て、機械加工が必要な場合においても、これらのアルミ
ニウム合金は被削性に優れているため、加工コストの低
減を図ることが可能になるとともに、放熱部材を複雑な
形状に成形することも可能になる。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば低熱膨張性と高
放熱性とを兼ね備えたアルミニウム合金からなる半導体
装置用放熱部材を任意の三次元形状で、かつ高い寸法精
度で成形することができる。また、大型の押出機などの
生産設備を必要としないので、生産コストの低い製造方
法が提供され得る。したがって、複雑な三次元形状を有
するものであっても、安価に放熱部材を製造することが
可能になる。
放熱性とを兼ね備えたアルミニウム合金からなる半導体
装置用放熱部材を任意の三次元形状で、かつ高い寸法精
度で成形することができる。また、大型の押出機などの
生産設備を必要としないので、生産コストの低い製造方
法が提供され得る。したがって、複雑な三次元形状を有
するものであっても、安価に放熱部材を製造することが
可能になる。
第１Ａ図、第１Ｂ図はこの発明に従った半導体装置用放
熱部材の製造方法の一例を示す部分断面図である。 第２図は、第１Ａ図および第１Ｂ図に示される製造方法
によって得られる半導体装置用放熱部材の１つの実施例
を示す斜視図である。 第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図はこの発明に従った半導
体装置用放熱部材の製造方法のもう１つの例を示す部分
断面図である。 第４図は、第３Ａ図〜第３Ｃ図に示される製造方法によ
って得られる半導体装置用放熱部材の１つの実施例を示
す斜視図である。 第５図はこの発明に従った半導体装置用放熱部材の製造
方法のもう１つの例を示す部分断面図である。 第６図は第５図に示された製造方法を用いて得られる半
導体装置用放熱部材の別の実施例を示す斜視図である。 第７図はこの発明に従った半導体装置用放熱部材の製造
方法のさらにもう１つの例を示す部分断面図である。 第８図は第７図に示された製造方法を用いて得られる半
導体装置用放熱部材のさらに別の実施例を示す斜視図で
ある。 第９図は第２図に示された半導体装置用放熱部材が組込
まれるＩＣパッケージの一例を示す断面図である。 第１０図は第４図に示された半導体装置用放熱部材が組
込まれるＩＣパッケージの一例を示す断面図である。 第１１図は第８図に示された半導体装置用放熱部材が組
込まれるメタルパッケージの一例を示す断面図である。 図において、１０，１０ａ，２０，３０は放熱部材、１
１，１１ａ，２１，３１は低熱膨張アルミニウム合金、
１２，２２，３２は高放熱アルミニウム合金である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
熱部材の製造方法の一例を示す部分断面図である。 第２図は、第１Ａ図および第１Ｂ図に示される製造方法
によって得られる半導体装置用放熱部材の１つの実施例
を示す斜視図である。 第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図はこの発明に従った半導
体装置用放熱部材の製造方法のもう１つの例を示す部分
断面図である。 第４図は、第３Ａ図〜第３Ｃ図に示される製造方法によ
って得られる半導体装置用放熱部材の１つの実施例を示
す斜視図である。 第５図はこの発明に従った半導体装置用放熱部材の製造
方法のもう１つの例を示す部分断面図である。 第６図は第５図に示された製造方法を用いて得られる半
導体装置用放熱部材の別の実施例を示す斜視図である。 第７図はこの発明に従った半導体装置用放熱部材の製造
方法のさらにもう１つの例を示す部分断面図である。 第８図は第７図に示された製造方法を用いて得られる半
導体装置用放熱部材のさらに別の実施例を示す斜視図で
ある。 第９図は第２図に示された半導体装置用放熱部材が組込
まれるＩＣパッケージの一例を示す断面図である。 第１０図は第４図に示された半導体装置用放熱部材が組
込まれるＩＣパッケージの一例を示す断面図である。 第１１図は第８図に示された半導体装置用放熱部材が組
込まれるメタルパッケージの一例を示す断面図である。 図において、１０，１０ａ，２０，３０は放熱部材、１
１，１１ａ，２１，３１は低熱膨張アルミニウム合金、
１２，２２，３２は高放熱アルミニウム合金である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】その平均熱膨張係数が１７×１０−６／℃
以下である第１のアルミニウム合金からなる部分と、そ
の熱伝導度が前記第１のアルミニウム合金の熱伝導度よ
りも大きな値を示す第２のアルミニウム合金からなる部
分とが、接合され、一体的に成形されたアルミニウム合
金からなる半導体装置用放熱部材の製造方法において、 加熱された金型内で前記第２のアルミニウム合金の片の
上に前記第１のアルミニウム合金の粉末を所定量充填
し、密閉された前記金型内で前記第１のアルミニウム合
金粉末と前記第２のアルミニウム合金片とに所定の圧力
を加えることにより、前記第１のアルミニウム合金粉末
を固化するとともに前記第２のアルミニウム合金片に接
合させることを特徴とする、半導体装置用放熱部材の製
造方法。 - 【請求項２】前記金型内で所定の圧力を加えることによ
って前記第２のアルミニウム合金片を塑性変形させ、前
記第１のアルミニウム合金部分と接合する面と反対側の
面において前記第２のアルミニウム合金片を所定の形状
に成形することを特徴とする、請求項１に記載の半導体
装置用放熱部材の製造方法。 - 【請求項３】前記第１のアルミニウム合金粉末の固化時
において加圧方向の塑性流動を伴うことにより、前記第
１のアルミニウム合金部分を所定の形状に成形すること
を特徴とする、請求項１または２に記載の半導体装置用
放熱部材の製造方法。 - 【請求項４】前記第１のアルミニウム合金は、シリコン
を３０〜６０重量％含み、その残部がアルミニウムと不
可避的不純物とからなるアルミニウム合金を含む、請求
項１ないし３のいずれかに記載の半導体装置用放熱部材
の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273965A JPH0639606B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 半導体装置用放熱部材の製造方法 |
| EP89119744A EP0366082B1 (en) | 1988-10-28 | 1989-10-24 | Member for carrying semiconductor device |
| DE68926211T DE68926211T2 (de) | 1988-10-28 | 1989-10-24 | Träger für eine Halbleiteranordnung |
| US07/668,794 US5132776A (en) | 1988-10-28 | 1991-03-06 | Member for carrying a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63273965A JPH0639606B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 半導体装置用放熱部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119249A JPH02119249A (ja) | 1990-05-07 |
| JPH0639606B2 true JPH0639606B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=17535047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63273965A Expired - Lifetime JPH0639606B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 半導体装置用放熱部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639606B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02246141A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-10-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| JP3493844B2 (ja) | 1994-11-15 | 2004-02-03 | 住友電気工業株式会社 | 半導体基板材料とその製造方法及び該基板を用いた半導体装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS621535A (ja) * | 1985-06-27 | 1987-01-07 | 住友電気工業株式会社 | 複合放熱構造体およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63273965A patent/JPH0639606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02119249A (ja) | 1990-05-07 |
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