JPH065699B2 - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH065699B2 JPH065699B2 JP62233108A JP23310887A JPH065699B2 JP H065699 B2 JPH065699 B2 JP H065699B2 JP 62233108 A JP62233108 A JP 62233108A JP 23310887 A JP23310887 A JP 23310887A JP H065699 B2 JPH065699 B2 JP H065699B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特にヒートシンクを有する
半導体装置の構造に関する。
半導体装置の構造に関する。
ヒートシンク付き半導体装置として、第3図(a)に示す
ように、アルミナ(Al2O3)を主成分とするセラミック基
板1の中央部に貫通孔2を設け、これを塞ぐように銅/
タングステン複合金属などの金属板3がセラミック基板
1に後述する方法でロウ付けされ、この貫通孔2と金属
板3で形成された凹部の底、即ち金属板3上に半導体素
子4を固着し、ワイヤ5で半導体素子の電極(図示せ
ず)とセラミック基板の電極(図示せず)とを接続し、
キャップ6で凹部を封止した後アルミニウムでできたヒ
ートシンク7を金属板3の表面にシリコーンなどの樹脂
8で接着して作られたものがある。
ように、アルミナ(Al2O3)を主成分とするセラミック基
板1の中央部に貫通孔2を設け、これを塞ぐように銅/
タングステン複合金属などの金属板3がセラミック基板
1に後述する方法でロウ付けされ、この貫通孔2と金属
板3で形成された凹部の底、即ち金属板3上に半導体素
子4を固着し、ワイヤ5で半導体素子の電極(図示せ
ず)とセラミック基板の電極(図示せず)とを接続し、
キャップ6で凹部を封止した後アルミニウムでできたヒ
ートシンク7を金属板3の表面にシリコーンなどの樹脂
8で接着して作られたものがある。
従来、かかるヒートシンク付半導体装置は、第3図(a)
のA部を拡大した第3図(b)に示すようにセラミック基
板1上に厚膜印刷され、焼成して形成されたタングステ
ン・メタライズ層9上に電解めっきして形成した第1ニ
ッケル層10と、あらかじめ表面に下地ニッケル層11
を形成した金属板3とを、銀/銅ロウ材12によりロウ
付けし、その後電解めっきにより第2ニッケル層13及
び金めっき層14を設け、この上に前述した如くヒート
シンク7が樹脂8により接着される構造になっていた。
のA部を拡大した第3図(b)に示すようにセラミック基
板1上に厚膜印刷され、焼成して形成されたタングステ
ン・メタライズ層9上に電解めっきして形成した第1ニ
ッケル層10と、あらかじめ表面に下地ニッケル層11
を形成した金属板3とを、銀/銅ロウ材12によりロウ
付けし、その後電解めっきにより第2ニッケル層13及
び金めっき層14を設け、この上に前述した如くヒート
シンク7が樹脂8により接着される構造になっていた。
上述した従来のヒートシンク付半導体装置は、ヒートシ
ンクの取付けが金めっき層の上になされていたために、
ヒートシンクの取付強度が弱いという欠点があった。こ
の欠点の認識は、樹脂と金(Au)との密着力は他の金
属に比べて低いので、金めっき面の上にヒートシンクを
樹脂を接着すると、振動や衝撃などの機械的環境試験や
温度サイクルなどの熱的環境試験、あるいはプレッシャ
ー・クッカーテストなどの耐湿性試験を施すと、樹脂と
金めっき面の界面で別れるという事故の発生に知見した
ものである。
ンクの取付けが金めっき層の上になされていたために、
ヒートシンクの取付強度が弱いという欠点があった。こ
の欠点の認識は、樹脂と金(Au)との密着力は他の金
属に比べて低いので、金めっき面の上にヒートシンクを
樹脂を接着すると、振動や衝撃などの機械的環境試験や
温度サイクルなどの熱的環境試験、あるいはプレッシャ
ー・クッカーテストなどの耐湿性試験を施すと、樹脂と
金めっき面の界面で別れるという事故の発生に知見した
ものである。
本発明は金属板の最外周の表面には金めっき層を施さ
ず、かわりにニッケル層を設けたことを特徴とする。
ず、かわりにニッケル層を設けたことを特徴とする。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第1図
は、第3図(b)に於ける金めっき層14を除去して、第
2ニッケル層13の上に直接ヒートシンク7を樹脂8で
接着したものである。金めっき層の除去には2通りの方
法がある。セラミックのパッケージを作る際に、第2ニ
ッケル層13のめっきが完了した段階で金属板の表面の
みを粘着シールや皮膜材を塗布して金めっきを行なえ
ば、他の必要な部分のみに金めっきがなされ、金属板3
上のみ金めっきがなされない。他の方法は、従来通り、
最終の金めっきまで施した後、金属板3の部分だけ金を
エッチングする方法である。
は、第3図(b)に於ける金めっき層14を除去して、第
2ニッケル層13の上に直接ヒートシンク7を樹脂8で
接着したものである。金めっき層の除去には2通りの方
法がある。セラミックのパッケージを作る際に、第2ニ
ッケル層13のめっきが完了した段階で金属板の表面の
みを粘着シールや皮膜材を塗布して金めっきを行なえ
ば、他の必要な部分のみに金めっきがなされ、金属板3
上のみ金めっきがなされない。他の方法は、従来通り、
最終の金めっきまで施した後、金属板3の部分だけ金を
エッチングする方法である。
ニッケルが表面に露出した場合、半導体装置の構造プロ
セスのうち、特に加熱する工程で表面が酸化することが
ある。しかし、本発明ではニッケルの酸化膜は緻密で内
部への腐蝕の進行を防止する機能を果たすだけでなく樹
脂との密着力がかえって向上するということを知見し、
それによって生ずる問題はないと認識した。そしてニッ
ケル層の膜厚も通常と同じ2〜8μm程度でよい。
セスのうち、特に加熱する工程で表面が酸化することが
ある。しかし、本発明ではニッケルの酸化膜は緻密で内
部への腐蝕の進行を防止する機能を果たすだけでなく樹
脂との密着力がかえって向上するということを知見し、
それによって生ずる問題はないと認識した。そしてニッ
ケル層の膜厚も通常と同じ2〜8μm程度でよい。
前述の第2の方法により、金属板3の表面にニッケルを
露出させ、空気中で450℃、1時間の加熱処理をして
その表面を酸化させた後、シリコーン樹脂でアルミニウ
ムのヒートシンクを接着し、その接着強度を測定した結
果を表1に示す。
露出させ、空気中で450℃、1時間の加熱処理をして
その表面を酸化させた後、シリコーン樹脂でアルミニウ
ムのヒートシンクを接着し、その接着強度を測定した結
果を表1に示す。
このようにして、Auめっき面への接着は平均値が低い
だけでなく、バラツキも大きいのに対し、Auめっき面
をを除去し、ニッケルめっき面を露出せしめた面に接着
すると平均強度が高く且つバラツキも小さくなる。
だけでなく、バラツキも大きいのに対し、Auめっき面
をを除去し、ニッケルめっき面を露出せしめた面に接着
すると平均強度が高く且つバラツキも小さくなる。
第2は本発明の第2の実施例を示す断面図である。前述
のように、金属板3をセラミック基板1上にロウ付けす
るには、両者の表面にニッケルめっきを施して行なうの
で、第2ニッケル層のめっきを施さなくても、金属板3
の表面には下地ニッケル層11があるので、この面を利
用してもヒートシンク7の接着強度は変わらない。但し
この場合、銀/銅ロウ材12が露出することになるの
で、半導体装置の使用環境が悪ければ腐蝕をおこすこと
がある。従って、この実施例を利用する場合は、使用環
境を選択する必要がある。また、樹脂8の量を増やして
破線14の位置まで樹脂8が拡がるようにし、銀/銅ロ
ウ材の表面を覆うようにしてもよい。
のように、金属板3をセラミック基板1上にロウ付けす
るには、両者の表面にニッケルめっきを施して行なうの
で、第2ニッケル層のめっきを施さなくても、金属板3
の表面には下地ニッケル層11があるので、この面を利
用してもヒートシンク7の接着強度は変わらない。但し
この場合、銀/銅ロウ材12が露出することになるの
で、半導体装置の使用環境が悪ければ腐蝕をおこすこと
がある。従って、この実施例を利用する場合は、使用環
境を選択する必要がある。また、樹脂8の量を増やして
破線14の位置まで樹脂8が拡がるようにし、銀/銅ロ
ウ材の表面を覆うようにしてもよい。
以上、詳細に説明したように、ヒートシンクを接着する
金属板の表面の金めっきを除去または施さないことによ
りニッケルめっき面を露出させ、そこにヒートシンクを
樹脂で接着することにより、その接着強度を大幅に向上
できるという効果を得ることができる。
金属板の表面の金めっきを除去または施さないことによ
りニッケルめっき面を露出させ、そこにヒートシンクを
樹脂で接着することにより、その接着強度を大幅に向上
できるという効果を得ることができる。
第1図は本発明の第一の実施例の要部断面図、第2図は
本発明の第二の実施例の要部断面図、第3図(a)は本発
明にかかわる半導体装置の一例を示す縦断面図、第3図
(b)は従来のヒートシンク接着構造を示す要部断面図で
ある。 1……セラミック基板、2……貫通孔、3……金属板、
4……半導体素子、5……ワイヤ、6……キャップ、7
……ヒートシンク、8……樹脂、9……タングステン・
メタライズ層、10……第1ニッケル層、11……下地
ニッケル層、12……銀/銅ロウ材、13……第2ニッ
ケル層、14……金めっき層。
本発明の第二の実施例の要部断面図、第3図(a)は本発
明にかかわる半導体装置の一例を示す縦断面図、第3図
(b)は従来のヒートシンク接着構造を示す要部断面図で
ある。 1……セラミック基板、2……貫通孔、3……金属板、
4……半導体素子、5……ワイヤ、6……キャップ、7
……ヒートシンク、8……樹脂、9……タングステン・
メタライズ層、10……第1ニッケル層、11……下地
ニッケル層、12……銀/銅ロウ材、13……第2ニッ
ケル層、14……金めっき層。
Claims (1)
- 【請求項1】貫通孔を有する絶縁性の基板と、該貫通孔
を塞ぐように前記基板に密着して設けられた金属板と、
前記貫通孔と前記金属板によって形成された凹部内の金
属板上に固着された半導体素子と、前記金属板の前記半
導体素子の固着面とは反対側の面に樹脂により接着され
たヒートシンクとを備えた半導体装置に於いて、前記ヒ
ートシンクが接着されるべき前記金属板の表面がニッケ
ル層であることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62233108A JPH065699B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 半導体装置 |
US07/244,940 US4876588A (en) | 1987-09-16 | 1988-09-15 | Semiconductor device having ceramic package incorporated with a heat-radiator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62233108A JPH065699B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6473750A JPS6473750A (en) | 1989-03-20 |
JPH065699B2 true JPH065699B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16949899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62233108A Expired - Lifetime JPH065699B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4876588A (ja) |
JP (1) | JPH065699B2 (ja) |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0610695Y2 (ja) * | 1987-09-24 | 1994-03-16 | 京セラ株式会社 | 半導体素子収納用パッケージ |
US5157478A (en) * | 1989-04-19 | 1992-10-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Tape automated bonding packaged semiconductor device incorporating a heat sink |
WO1993017457A1 (en) * | 1989-07-01 | 1993-09-02 | Ryo Enomoto | Substrate for mounting semiconductor and method of producing the same |
US5105260A (en) * | 1989-10-31 | 1992-04-14 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Rf transistor package with nickel oxide barrier |
US5014904A (en) * | 1990-01-16 | 1991-05-14 | Cray Research, Inc. | Board-mounted thermal path connector and cold plate |
EP0463758A1 (en) * | 1990-06-22 | 1992-01-02 | Digital Equipment Corporation | Hollow chip package and method of manufacture |
US5491362A (en) * | 1992-04-30 | 1996-02-13 | Vlsi Technology, Inc. | Package structure having accessible chip |
JPH06196587A (ja) * | 1992-12-24 | 1994-07-15 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP2625368B2 (ja) * | 1993-12-16 | 1997-07-02 | 日本電気株式会社 | 半導体基板 |
US6081028A (en) * | 1994-03-29 | 2000-06-27 | Sun Microsystems, Inc. | Thermal management enhancements for cavity packages |
US5650593A (en) * | 1994-05-26 | 1997-07-22 | Amkor Electronics, Inc. | Thermally enhanced chip carrier package |
US6031723A (en) * | 1994-08-18 | 2000-02-29 | Allen-Bradley Company, Llc | Insulated surface mount circuit board construction |
US5972736A (en) * | 1994-12-21 | 1999-10-26 | Sun Microsystems, Inc. | Integrated circuit package and method |
US5721602A (en) * | 1995-10-11 | 1998-02-24 | International Business Machines Corporation | Mechanical packaging and thermal management of flat mirror arrays |
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