JPH0714017B2 - 混成集積回路及びその製造方法 - Google Patents
混成集積回路及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0714017B2 JPH0714017B2 JP1028062A JP2806289A JPH0714017B2 JP H0714017 B2 JPH0714017 B2 JP H0714017B2 JP 1028062 A JP1028062 A JP 1028062A JP 2806289 A JP2806289 A JP 2806289A JP H0714017 B2 JPH0714017 B2 JP H0714017B2
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- Japan
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- heat sink
- integrated circuit
- hybrid integrated
- fixing pad
- manufacturing
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- 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
- H01L2224/80—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
- H01L2224/83—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 layer connector
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は超音波振動によって固着されたヒートシンクを
備えた混成集積回路及びその製造方法に関する。
備えた混成集積回路及びその製造方法に関する。
（ロ）従来の技術 従来の混成集積回路は第９図に示す如く、表面を絶縁処
理したアルミニウム板の如き良熱伝導性混成集積回路基
板（11）上に銅箔をエッチングして形成した所望の導電
路（12）を有し、この導電路（12）の一部に固着パッド
（13）も同時に形成する。固着パッド（13）はこれに固
着するヒートシンク（14）と略同一形状に形成され、固
着パッド（13）には銅片等より成るヒートシンク（14）
を半田付し、更にヒートシンク（14）にはパワー半導体
素子（15）を固着している。
理したアルミニウム板の如き良熱伝導性混成集積回路基
板（11）上に銅箔をエッチングして形成した所望の導電
路（12）を有し、この導電路（12）の一部に固着パッド
（13）も同時に形成する。固着パッド（13）はこれに固
着するヒートシンク（14）と略同一形状に形成され、固
着パッド（13）には銅片等より成るヒートシンク（14）
を半田付し、更にヒートシンク（14）にはパワー半導体
素子（15）を固着している。
斯るヒートシンクを固着する方法としては第10図の如
く、基板（11）の所定位置に半田を設け、基板（11）を
加熱した後、半田上にパワー半導体素子（15）が固着さ
れた角状のヒートシンク（14）を載置して振動面が凹型
の振動子（16）の凹面をヒートシンク（14）の周端に当
接させて振動子（16）から発せられる超音波振動により
基板（11）上にヒートシンク（14）を完全固着させるも
のである。また摺動子（16）は第11図に示す如く、凹部
面に対向する側面がテーパ状に形成される摺動子（16）
も用いられている。
く、基板（11）の所定位置に半田を設け、基板（11）を
加熱した後、半田上にパワー半導体素子（15）が固着さ
れた角状のヒートシンク（14）を載置して振動面が凹型
の振動子（16）の凹面をヒートシンク（14）の周端に当
接させて振動子（16）から発せられる超音波振動により
基板（11）上にヒートシンク（14）を完全固着させるも
のである。また摺動子（16）は第11図に示す如く、凹部
面に対向する側面がテーパ状に形成される摺動子（16）
も用いられている。
（ハ）発明が解決しようとする課題 第10図で示したヒートシンクの固着方法では超音波振動
を加える摺動子の振動面が凹型であるためヒートシンク
と当接する領域を考慮しなければならず大型のパワー半
導体素子がヒートシンク上に固着できなかった。大型の
パワー半導体素子を固着する場合にはヒートシンク自体
が大きくなり基板上のスペース効率を低下させる問題と
なる。
を加える摺動子の振動面が凹型であるためヒートシンク
と当接する領域を考慮しなければならず大型のパワー半
導体素子がヒートシンク上に固着できなかった。大型の
パワー半導体素子を固着する場合にはヒートシンク自体
が大きくなり基板上のスペース効率を低下させる問題と
なる。
斯る問題を解決する手段として第11図に示す如く、摺動
子の振動面の凹部の対向する側面をテーパ状として、そ
のテーパ面とヒートシンクの辺とを当接させて解決し
た。
子の振動面の凹部の対向する側面をテーパ状として、そ
のテーパ面とヒートシンクの辺とを当接させて解決し
た。
第11図においては、大型のパワー半導体素子を固着する
ことが可能であるが、しかしながら、超音波振動時に半
田がヒートシンクの側面をせり上り摺動子のテーパ面に
そのせり上った半田が付着し、作業工程を妨げる大きな
問題となっていた。
ことが可能であるが、しかしながら、超音波振動時に半
田がヒートシンクの側面をせり上り摺動子のテーパ面に
そのせり上った半田が付着し、作業工程を妨げる大きな
問題となっていた。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、良
熱伝導性の混成集積回路基板と、前記基板上に形成され
た所望形状の導電路と、前記導電路の一部に設けたヒー
トシンク固着用の固着パッドと、前記固着パッドに超音
波振動を加えて半田付されたヒートシンクと、前記ヒー
トシンク上に固着されたパワー半導体素子とを具備する
混成集積回路において、前記固着パッドの対向する辺の
少なくとも一部分が前記ヒートシンクの側面より内側に
配置して解決する。
熱伝導性の混成集積回路基板と、前記基板上に形成され
た所望形状の導電路と、前記導電路の一部に設けたヒー
トシンク固着用の固着パッドと、前記固着パッドに超音
波振動を加えて半田付されたヒートシンクと、前記ヒー
トシンク上に固着されたパワー半導体素子とを具備する
混成集積回路において、前記固着パッドの対向する辺の
少なくとも一部分が前記ヒートシンクの側面より内側に
配置して解決する。
（ホ）作用 この様にヒートシンクが固着される固着パッドの対向す
る辺をヒートシンクの側面より内側となる様に設定し、
ヒートシンクの側面より内側に配置された固着パッド側
に摺動子を当接することにより、ヒートシンクに超音波
振動を加えても摺動子側への半田のせり上りを防止する
ことができる。
る辺をヒートシンクの側面より内側となる様に設定し、
ヒートシンクの側面より内側に配置された固着パッド側
に摺動子を当接することにより、ヒートシンクに超音波
振動を加えても摺動子側への半田のせり上りを防止する
ことができる。
（ヘ）実施例 以下に第１図乃至第３図に示した実施例に基づいて本発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
本発明の混成集積回路は混成集積回路基板（１）と、混
成集積回路基板（１）上に形成された導電路（２）と、
ヒートシンク（３）の側面より対向する辺が内側に設定
される様に形成された固着パッド（４）と、固着パッド
（４）上に半田を介して固着されたヒートシンク（３）
と、ヒートシンク（３）上に固着されたパワー半導体素
子（６）とから構成される。
成集積回路基板（１）上に形成された導電路（２）と、
ヒートシンク（３）の側面より対向する辺が内側に設定
される様に形成された固着パッド（４）と、固着パッド
（４）上に半田を介して固着されたヒートシンク（３）
と、ヒートシンク（３）上に固着されたパワー半導体素
子（６）とから構成される。
混成集積回路基板（１）は放熱性の優れたアルミニウム
基板が用いられ、その表面は陽極酸化されて酸化アルミ
ニウム膜が形成された絶縁基板と形成される。その基板
（１）の一主面にはエポキシ樹脂等の絶縁樹脂層を介し
て所望形状の銅箔が貼着され、その銅箔は所望形状の導
電パターンにエッチングされ所望の導電路（２）が形成
される。導電路（２）が延在形成される基板（１）の所
定の位置にはヒートシンク（３）が固着される固着パッ
ド（４）が形成されている。
基板が用いられ、その表面は陽極酸化されて酸化アルミ
ニウム膜が形成された絶縁基板と形成される。その基板
（１）の一主面にはエポキシ樹脂等の絶縁樹脂層を介し
て所望形状の銅箔が貼着され、その銅箔は所望形状の導
電パターンにエッチングされ所望の導電路（２）が形成
される。導電路（２）が延在形成される基板（１）の所
定の位置にはヒートシンク（３）が固着される固着パッ
ド（４）が形成されている。
固着パッド（４）は第２図に示す如く、その対向する２
辺がヒートシンク（３）固着時にヒートシンク（３）側
面より内側となる様に設定され、他の対向する２辺は第
３図に示す如く、ヒートシンク（３）側面と一致するか
あるいは、はみ出す様に設定されている。この固着パッ
ド（４）のはみ出し部（８）はヒートシンク（３）固着
時にはみ出す半田を溜めるものである。
辺がヒートシンク（３）固着時にヒートシンク（３）側
面より内側となる様に設定され、他の対向する２辺は第
３図に示す如く、ヒートシンク（３）側面と一致するか
あるいは、はみ出す様に設定されている。この固着パッ
ド（４）のはみ出し部（８）はヒートシンク（３）固着
時にはみ出す半田を溜めるものである。
固着パッド（４）上に固着されるヒートシンク（３）の
構造は温度サイクルによってパワー半導体素子（６）を
固着するろう材にクラックが発生しない様にバワー半導
体素子（６）の熱膨張率と近似させるために銅（Ｃ），
インバー（Ｉ），銅（Ｃ）の３層構造からなっている。
斯るヒートシンク（３）はプレス等の加工により所定の
形状に打抜きされ、その厚は混成集積回路の短小小型化
に伴って薄く形成され、ここでは1mm以下で設定されて
いる。
構造は温度サイクルによってパワー半導体素子（６）を
固着するろう材にクラックが発生しない様にバワー半導
体素子（６）の熱膨張率と近似させるために銅（Ｃ），
インバー（Ｉ），銅（Ｃ）の３層構造からなっている。
斯るヒートシンク（３）はプレス等の加工により所定の
形状に打抜きされ、その厚は混成集積回路の短小小型化
に伴って薄く形成され、ここでは1mm以下で設定されて
いる。
ヒートシンク（３）上には発熱を有するパワートランジ
スタ等のパワー半導体素子（６）がろう材によって固着
されている。本実施例においてヒートシンク（３）の固
着面積を１とすれば固着される半導体素子（６）の大き
さは、面積１に対して0.8〜0.9という比較的大きい半導
体素子（６）が固着されることになる。
スタ等のパワー半導体素子（６）がろう材によって固着
されている。本実施例においてヒートシンク（３）の固
着面積を１とすれば固着される半導体素子（６）の大き
さは、面積１に対して0.8〜0.9という比較的大きい半導
体素子（６）が固着されることになる。
次に斯るヒートシンク（３）を固着パッド（４）上に固
着する固着方法を第４図に基づいて説明する。
着する固着方法を第４図に基づいて説明する。
固着パッド（４）が形成された基板（１）を所定の温度
に加熱し、パッド（４）上にあらかじめ付着された半田
（図示しない）を溶解する。その固着パッド（４）上に
あらかじめバワー半導体素子（６）が付着されたヒート
シンク（３）を載置する。このとき、固着パッド（４）
の対向する２辺はヒートシンク（３）の側面より内側と
なる様に既に設定されている。
に加熱し、パッド（４）上にあらかじめ付着された半田
（図示しない）を溶解する。その固着パッド（４）上に
あらかじめバワー半導体素子（６）が付着されたヒート
シンク（３）を載置する。このとき、固着パッド（４）
の対向する２辺はヒートシンク（３）の側面より内側と
なる様に既に設定されている。
次に超音波振動を加えるために摺動子（９）をヒートシ
ンク（３）の辺に当接させる。摺動子（９）は第４図及
び第５図に示す如く、その底面の対向する側辺部はテー
パ状に形成され、そのテーパ面とヒートシンク（３）の
辺とが当接される。このとき、本発明では摺動子（９）
のテーパ面は固着パッド（４）の辺がヒートシンク
（３）内に配置された側のヒートシンク（３）の辺と当
接される様に設定されるものとする。
ンク（３）の辺に当接させる。摺動子（９）は第４図及
び第５図に示す如く、その底面の対向する側辺部はテー
パ状に形成され、そのテーパ面とヒートシンク（３）の
辺とが当接される。このとき、本発明では摺動子（９）
のテーパ面は固着パッド（４）の辺がヒートシンク
（３）内に配置された側のヒートシンク（３）の辺と当
接される様に設定されるものとする。
摺動子（９）とヒートシンク（３）を当接させた後、超
音波振動を加えると固着パッド（４）上にヒートシンク
（３）が固着される。超音波振動の印加時にヒートシン
ク（３）固着用の半田は固着パッド（４）のはみ出し部
（８）に溜まり、たとえヒートシンク（３）上にせり上
ったとしても摺動子（９）が当接されない側面へせり上
るため摺動子（９）にせり上りによって半田が付着する
ことがない。
音波振動を加えると固着パッド（４）上にヒートシンク
（３）が固着される。超音波振動の印加時にヒートシン
ク（３）固着用の半田は固着パッド（４）のはみ出し部
（８）に溜まり、たとえヒートシンク（３）上にせり上
ったとしても摺動子（９）が当接されない側面へせり上
るため摺動子（９）にせり上りによって半田が付着する
ことがない。
第６図乃至第８図は他の実施例を示すものであり、固着
パッド（４）の対向する２辺の凹部状にした場合を示し
たものであり、この様な場合は第７図，第８図の如き、
摺動子（９）の底面の一部のみをテーパ面とすれば同様
な効果を有することができる。
パッド（４）の対向する２辺の凹部状にした場合を示し
たものであり、この様な場合は第７図，第８図の如き、
摺動子（９）の底面の一部のみをテーパ面とすれば同様
な効果を有することができる。
（ト）発明の効果 以上に詳述した如く、本発明に依れば、ヒートシンクが
固着される固着パッドの対向する辺をヒートシンクの側
面より内側となる様に設定し、ヒートシンクの側面より
内側に配置された固着パッド側に摺動子を当接すること
により、ヒートシンクに超音波振動を加えても摺動子側
への半田のせり上りを防止することができ、ヒートシン
クの固着作業の効率が向上する利点を有する。
固着される固着パッドの対向する辺をヒートシンクの側
面より内側となる様に設定し、ヒートシンクの側面より
内側に配置された固着パッド側に摺動子を当接すること
により、ヒートシンクに超音波振動を加えても摺動子側
への半田のせり上りを防止することができ、ヒートシン
クの固着作業の効率が向上する利点を有する。
また本発明ではヒートシンクとパワー半導体素子との大
きさが略等しい構造となるため混成集積回路の軽薄短小
に大きく寄与することができるものである。
きさが略等しい構造となるため混成集積回路の軽薄短小
に大きく寄与することができるものである。
第１図は本発明を示す平面図、第２図は第１図のII−II
断面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第４図はヒー
トシンクの固着方法を示す断面図、第５図は第４図で示
したヒートシンクを示す斜視図、第６図乃至第８図は他
の実施例を示す図、第９図乃至第11図は従来例を示す断
面図である。 （１）…混成集積回路基板、（２）…導電路、（３）…
ヒートシンク、（４）…固着パッド、（６）…パワー半
導体素子。
断面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第４図はヒー
トシンクの固着方法を示す断面図、第５図は第４図で示
したヒートシンクを示す斜視図、第６図乃至第８図は他
の実施例を示す図、第９図乃至第11図は従来例を示す断
面図である。 （１）…混成集積回路基板、（２）…導電路、（３）…
ヒートシンク、（４）…固着パッド、（６）…パワー半
導体素子。
Claims (9)
- 【請求項１】良熱伝導性の混成集積回路基板と、 前記基板上に形成された所望形状の導電路と、 前記導電路の一部に設けたヒートシンク固着用の固着パ
ッドと、 前記固着パッドに超音波振動を加えて半田付されたヒー
トシンクと、 前記ヒートシンク上に固着されたパワー半導体素子とを
具備する混成集積回路において、 前記固着パッドの対向する辺の少なくとも一部分が前記
ヒートシンクの側面より内側に配置されていることを特
徴とする混成集積回路。 - 【請求項２】前記固着パッドの他の対向する辺は前記ヒ
ートシンクの側面と一致していることを特徴とする請求
項１記載の混成集積回路。 - 【請求項３】前記固着パッドの他の対向する辺は前記ヒ
ートシンクの側面よりはみ出していることを特徴とする
請求項１記載の混成集積回路。 - 【請求項４】良熱伝導性の混成集積回路基板上に形成さ
れた導電路の固着パッド上にパワー半導体素子が固着さ
れたヒートシンクを固着する混成集積回路の製造方法に
おいて、 前記固着パッドの対向する辺を前記ヒートシンクの側よ
り内側、他の対向する辺を前記ヒートシンクの側辺より
はみ出す様に形成し、 前記固着パッド上に半田層を介してヒートシンクを載置
し、 前記ヒートシンクに超音波振動子を当接させ、 前記超音波振動子が超音波振動を加え、前記固着パッド
上に前記ヒートシンクを固着することを特徴とする混成
集積回路の製造方法。 - 【請求項５】前記超音波振動子の底面両端部はテーパ面
状に形成され、前記テーパ面部は前記固着パッドの対向
する辺が前記ヒートシンクより露出しない側の前記ヒー
トシンク側辺部に当接され、超音波振動が加えられてい
ることを特徴とする請求項４記載の混成集積回路の製造
方法。 - 【請求項６】良熱伝導性の混成集積回路基板上に形成さ
れた導電路の固着パッド上にパワー半導体素子が固着さ
れたヒートシンクを固着する混成集積回路の製造方法に
おいて、 前記固着パッドの対向する辺を前記ヒートシンクの側辺
より内側となる様に凹部状、他の対向する側辺を前記ヒ
ートシンクよりはみ出す様に凸部状に形成し、 前記固着パッド上に半田層を介してヒートシンクを載置
し、 前記固着パッドの凹部側に載置された前記ヒートシンク
側面に超音波振動子を当接させ、 前記超音波振動子から超音波振動を加え前記固着パッド
上にヒートシンクを固着することを特徴とする混成集積
回路の製造方法。 - 【請求項７】前記超音波振動子の底面両端部の中央部の
みテーパ面状に形成され、前記テーパ面が前記ヒートシ
ンクに当接され超音波振動が加えられることを特徴とす
る請求項６記載の混成集積回路の製造方法。 - 【請求項８】前記ヒートシンクと前記パワー半導体素子
との比率は1/0.8〜0.9であることを特徴とする請求項1,
4又は６記載の混成集積回路及びその製造方法。 - 【請求項９】前記ヒートシンクは銅、インバー、銅の３
層構造であることを特徴とする請求項1,4又は６記載の
混成集積回路及びその製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028062A JPH0714017B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 混成集積回路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028062A JPH0714017B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 混成集積回路及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02207556A JPH02207556A (ja) | 1990-08-17 |
| JPH0714017B2 true JPH0714017B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=12238275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1028062A Expired - Lifetime JPH0714017B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 混成集積回路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0714017B2 (ja) |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP1028062A patent/JPH0714017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02207556A (ja) | 1990-08-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |