JPH0774291A - 半導体装置用ヒートシンク材 - Google Patents
半導体装置用ヒートシンク材Info
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- JPH0774291A JPH0774291A JP5243842A JP24384293A JPH0774291A JP H0774291 A JPH0774291 A JP H0774291A JP 5243842 A JP5243842 A JP 5243842A JP 24384293 A JP24384293 A JP 24384293A JP H0774291 A JPH0774291 A JP H0774291A
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- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 めっき無しでもモールド樹脂との密着性を良
くする。 【構成】 銅又は銅合金からなる母材と、母材表面に形
成された銅−亜鉛拡散層とから構成される半導体装置用
ヒートシンク材１である。
くする。 【構成】 銅又は銅合金からなる母材と、母材表面に形
成された銅−亜鉛拡散層とから構成される半導体装置用
ヒートシンク材１である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置用ヒートシ
ンク材に関し、特に、モールド樹脂との密着性を向上さ
せた半導体装置用ヒートシンク材に関する。
ンク材に関し、特に、モールド樹脂との密着性を向上さ
せた半導体装置用ヒートシンク材に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置において
は、チップの小型化、高集積化及び高出力化が進んだこ
とにより、チップから発生される熱が問題となり、放熱
板であるヒートシンク材とリードフレームとが一体とな
った放熱性を有するパッケージが開発された。
は、チップの小型化、高集積化及び高出力化が進んだこ
とにより、チップから発生される熱が問題となり、放熱
板であるヒートシンク材とリードフレームとが一体とな
った放熱性を有するパッケージが開発された。
【０００３】また、ＩＣやＬＳＩ用パッケージにおいて
は、高集積化が進んだことにより多ピン化の要求が高く
なったため、リードを形成するリードフレーム材には、
例えば高強度銅合金や鉄系合金が用いられる。高強度銅
合金や鉄系合金等の材料は、一般的に強度は強いが導電
率が低くなるという特性を持っている。一方、放熱板と
して使用されるヒートシンク材では、放熱性の面から熱
伝導率（導電率）が高い材料が要求され、この材料は、
上記リードフレーム材と異なり一般的に強度が低い。
は、高集積化が進んだことにより多ピン化の要求が高く
なったため、リードを形成するリードフレーム材には、
例えば高強度銅合金や鉄系合金が用いられる。高強度銅
合金や鉄系合金等の材料は、一般的に強度は強いが導電
率が低くなるという特性を持っている。一方、放熱板と
して使用されるヒートシンク材では、放熱性の面から熱
伝導率（導電率）が高い材料が要求され、この材料は、
上記リードフレーム材と異なり一般的に強度が低い。
【０００４】したがって、リードフレーム材とヒートシ
ンク材とでは、要求される特性が異なるため、図５及び
図６に示されるような、リードフレーム材とヒートシン
ク材とを別の部材で構成したパッケージが開発された。
この図５及び図６に示されるパッケージは、チップ２か
ら発生される熱を放熱するためのヒートシンク材１がチ
ップ２上に配置され、リード３とともにモールド樹脂４
によりモールドされたものである。このヒートシンク材
１として用いられる材料としては、純銅又は希薄銅合金
が望ましいとされている。
ンク材とでは、要求される特性が異なるため、図５及び
図６に示されるような、リードフレーム材とヒートシン
ク材とを別の部材で構成したパッケージが開発された。
この図５及び図６に示されるパッケージは、チップ２か
ら発生される熱を放熱するためのヒートシンク材１がチ
ップ２上に配置され、リード３とともにモールド樹脂４
によりモールドされたものである。このヒートシンク材
１として用いられる材料としては、純銅又は希薄銅合金
が望ましいとされている。
【０００５】ところで、上記ヒートシンク材１をＩＣ用
半導体パッケージに組み込む場合には、ヒートシンク材
１とモールド樹脂４との密着性が重要である。なぜな
ら、例えば、ヒートシンク材の一部をパッケージ外へ露
出して使用する場合において、ヒートシンク材とモール
ド樹脂との密着性が悪いと、ヒートシンク材とモールド
樹脂との隙間から水分が侵入し、パッケージにクラック
等が発生する原因となる虞があるからである。そのた
め、銅及び銅合金の多くはそのままの状態では樹脂密着
性に劣るため、ヒートシンク材１をパッケージに使用す
るに当たっては、その表面にＮｉ、Ｓｎ−Ｎｉ等のめっ
き処理を施し、ヒートシンク材１とモールド樹脂４との
密着性を向上させている。
半導体パッケージに組み込む場合には、ヒートシンク材
１とモールド樹脂４との密着性が重要である。なぜな
ら、例えば、ヒートシンク材の一部をパッケージ外へ露
出して使用する場合において、ヒートシンク材とモール
ド樹脂との密着性が悪いと、ヒートシンク材とモールド
樹脂との隙間から水分が侵入し、パッケージにクラック
等が発生する原因となる虞があるからである。そのた
め、銅及び銅合金の多くはそのままの状態では樹脂密着
性に劣るため、ヒートシンク材１をパッケージに使用す
るに当たっては、その表面にＮｉ、Ｓｎ−Ｎｉ等のめっ
き処理を施し、ヒートシンク材１とモールド樹脂４との
密着性を向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ヒートシンク材は、表面にＮｉ、Ｓｎ−Ｎｉ等のめっき
処理が施されるため、めっきそのものに欠陥が生じ易い
こと及びコストがかかるという問題がある。
ヒートシンク材は、表面にＮｉ、Ｓｎ−Ｎｉ等のめっき
処理が施されるため、めっきそのものに欠陥が生じ易い
こと及びコストがかかるという問題がある。
【０００７】したがって、本発明の目的は、めっき以外
の方法を用いたモールド樹脂との密着性が良いヒートシ
ンク材を提供することにある。
の方法を用いたモールド樹脂との密着性が良いヒートシ
ンク材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、銅又は銅合金からなる母材と、母材表面に
形成された銅−亜鉛拡散層とから構成されることを特徴
とする半導体装置用ヒートシンク材を提供する。
決するため、銅又は銅合金からなる母材と、母材表面に
形成された銅−亜鉛拡散層とから構成されることを特徴
とする半導体装置用ヒートシンク材を提供する。
【０００９】上記ヒートシンク材は、全面に樹脂モール
ドを施してＩＣ用半導体パッケージに組み込んで使用し
たり、所定の面を残して樹脂モールドを施し、その面を
ＩＣ用半導体パッケージ外へ露出させて使用することも
できる。また、銅−亜鉛拡散層の亜鉛は、その濃度が３
％以上から４５％以下で、銅−亜鉛拡散層は、厚みが
０．５μｍ以上であることが望ましい。
ドを施してＩＣ用半導体パッケージに組み込んで使用し
たり、所定の面を残して樹脂モールドを施し、その面を
ＩＣ用半導体パッケージ外へ露出させて使用することも
できる。また、銅−亜鉛拡散層の亜鉛は、その濃度が３
％以上から４５％以下で、銅−亜鉛拡散層は、厚みが
０．５μｍ以上であることが望ましい。
【００１０】
【作用】ヒートシンク材は、パッケージの製造工程で受
ける熱履歴により、表面に酸化膜が形成される。一般
に、酸化膜と樹脂との密着性は良好であるため、前記酸
化膜とヒートシンク材の母材である銅合金との密着性に
より、樹脂封止性は左右される。この点、純銅及び希薄
銅合金では、上記熱履歴により剥離しやすい銅の酸化物
よりなる酸化膜が生成されるのに対し、表面に銅−亜鉛
拡散層を形成させたものでは、亜鉛の酸化物を主体とす
る極めて密着性の良い酸化膜が形成される（銅−亜鉛合
金では、亜鉛が優先的に酸化される。）。したがって、
本発明材では、めっき処理を施すことなくモールド樹脂
との良好な密着性を保つことができる。
ける熱履歴により、表面に酸化膜が形成される。一般
に、酸化膜と樹脂との密着性は良好であるため、前記酸
化膜とヒートシンク材の母材である銅合金との密着性に
より、樹脂封止性は左右される。この点、純銅及び希薄
銅合金では、上記熱履歴により剥離しやすい銅の酸化物
よりなる酸化膜が生成されるのに対し、表面に銅−亜鉛
拡散層を形成させたものでは、亜鉛の酸化物を主体とす
る極めて密着性の良い酸化膜が形成される（銅−亜鉛合
金では、亜鉛が優先的に酸化される。）。したがって、
本発明材では、めっき処理を施すことなくモールド樹脂
との良好な密着性を保つことができる。
【００１１】また、亜鉛濃度を３％以上から４５％以下
としたのは、亜鉛の濃度が３％未満であるとヒートシン
ク材とモールド樹脂との密着性が劣ることが実験によっ
て確認されており、４５％を超えると、これによって生
成された合金は、非常に脆いために割れ易く、加工性が
悪くなるからである。更に、銅−亜鉛拡散層の厚みを
０．５μｍ以上としたのは、銅−亜鉛拡散層の厚みが薄
いと、拡散層にムラが発生する虞があるからである。
としたのは、亜鉛の濃度が３％未満であるとヒートシン
ク材とモールド樹脂との密着性が劣ることが実験によっ
て確認されており、４５％を超えると、これによって生
成された合金は、非常に脆いために割れ易く、加工性が
悪くなるからである。更に、銅−亜鉛拡散層の厚みを
０．５μｍ以上としたのは、銅−亜鉛拡散層の厚みが薄
いと、拡散層にムラが発生する虞があるからである。
【００１２】
【実施例１】以下に、本発明の一実施例を詳細に説明す
る。本実施例においては、従来技術の欄で説明した図５
及び図６に示される半導体装置用ヒートシンク材１を以
下のように製造した。Ｃｕ−０．０２％Ｓｎ合金からな
る厚さ０．７ｍｍの板材を母材とし、その表面にＺｎを
適当量コーティングする。この母材にＺｎをコーティン
グする方法としては、めっき法、蒸着法、イオンプレー
ティング法、Ｚｎの金属元素の粉末を混合させた塗材を
塗布する方法等があり、その被膜の厚さは母材の厚さ、
組成比、熱処理条件によって異なる。
る。本実施例においては、従来技術の欄で説明した図５
及び図６に示される半導体装置用ヒートシンク材１を以
下のように製造した。Ｃｕ−０．０２％Ｓｎ合金からな
る厚さ０．７ｍｍの板材を母材とし、その表面にＺｎを
適当量コーティングする。この母材にＺｎをコーティン
グする方法としては、めっき法、蒸着法、イオンプレー
ティング法、Ｚｎの金属元素の粉末を混合させた塗材を
塗布する方法等があり、その被膜の厚さは母材の厚さ、
組成比、熱処理条件によって異なる。
【００１３】そして、コーティングされたＺｎの母材へ
の加熱拡散処理は、母材を有機溶剤で脱脂後、真空中、
不活性ガス雰囲気中又は還元性雰囲気中で行われる。こ
の際の加熱条件は、母材の厚さ、被膜の組成比、厚さ等
により異なるが、加熱温度は母材の融点以下でなければ
ならない。そこで、本実施例においては、上記母材をＮ
2 ガス雰囲気中において、７５０℃×１ｈｒの熱処理を
行った。この熱処理により、ＣｕとＺｎとが拡散・浸透
し、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層が形成される。
の加熱拡散処理は、母材を有機溶剤で脱脂後、真空中、
不活性ガス雰囲気中又は還元性雰囲気中で行われる。こ
の際の加熱条件は、母材の厚さ、被膜の組成比、厚さ等
により異なるが、加熱温度は母材の融点以下でなければ
ならない。そこで、本実施例においては、上記母材をＮ
2 ガス雰囲気中において、７５０℃×１ｈｒの熱処理を
行った。この熱処理により、ＣｕとＺｎとが拡散・浸透
し、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層が形成される。
【００１４】なお、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層の厚みに関しては
特に規定はないが、拡散層を極端に薄くすると拡散層の
厚みにムラが発生する虞があるため、安定した拡散層を
得るためには、その厚みを０．５μｍ以上とすることが
望ましい。
特に規定はないが、拡散層を極端に薄くすると拡散層の
厚みにムラが発生する虞があるため、安定した拡散層を
得るためには、その厚みを０．５μｍ以上とすることが
望ましい。
【００１５】熱処理後、Ｃｕ−Ｚｎの拡散層が形成され
た母材を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延し、表面と中心
部とでは金属の組成が異なるヒートシンク材を得る。
た母材を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延し、表面と中心
部とでは金属の組成が異なるヒートシンク材を得る。
【００１６】一方、上記のように母材を冷間圧延した
後、母材表面に酸化物であるＺｎＯを形成するため、所
定の温度で所定の時間、前処理酸化加熱を行っても良
い。
後、母材表面に酸化物であるＺｎＯを形成するため、所
定の温度で所定の時間、前処理酸化加熱を行っても良
い。
【００１７】以上説明したような方法で、本実施例のヒ
ートシンク材を得ることができる。そして、得られたヒ
ートシンク材は、半導体チップ及びリードとともに全面
に樹脂モールドが施され、ＩＣ用半導体パッケージに組
み込まれて使用されるか、又はヒートシンク材の所定の
面を残して樹脂モールドが施され、その面をＩＣ用半導
体パッケージ外へ露出させて使用される。
ートシンク材を得ることができる。そして、得られたヒ
ートシンク材は、半導体チップ及びリードとともに全面
に樹脂モールドが施され、ＩＣ用半導体パッケージに組
み込まれて使用されるか、又はヒートシンク材の所定の
面を残して樹脂モールドが施され、その面をＩＣ用半導
体パッケージ外へ露出させて使用される。
【００１８】次に、本実施例のヒートシング材とモール
ド樹脂との密着性を、以下の実施例１〜４及び比較例１
〜８を製造し、せん断剥離強度を測定することにより試
験した。試験の方法は、以下に説明する実施例１〜４及
び比較例１〜８について、図１に示すようにヒートシン
ク材１の一端を固定してエポキシ樹脂５を横方向（せん
断方向）に引っ張り、ヒートシンク材１とエポキシ樹脂
５とが剥離したときの荷重を測定するというものであ
る。
ド樹脂との密着性を、以下の実施例１〜４及び比較例１
〜８を製造し、せん断剥離強度を測定することにより試
験した。試験の方法は、以下に説明する実施例１〜４及
び比較例１〜８について、図１に示すようにヒートシン
ク材１の一端を固定してエポキシ樹脂５を横方向（せん
断方向）に引っ張り、ヒートシンク材１とエポキシ樹脂
５とが剥離したときの荷重を測定するというものであ
る。
【００１９】〔実施例１〕上述した方法で、Ｃｕ−Ｚｎ
拡散層のＺｎ濃度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１
を製造する。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２
に示すようにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載
せ、２００℃のホットプレート６上で３分間キュアーを
行った。
拡散層のＺｎ濃度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１
を製造する。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２
に示すようにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載
せ、２００℃のホットプレート６上で３分間キュアーを
行った。
【００２０】〔実施例２〕上述した方法で、Ｃｕ−Ｚｎ
拡散層のＺｎ濃度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１
を製造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２
５０℃×２分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試
ヒートシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂
５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレー
ト６上で３分間キュアーを行った。
拡散層のＺｎ濃度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１
を製造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２
５０℃×２分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試
ヒートシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂
５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレー
ト６上で３分間キュアーを行った。
【００２１】〔実施例３〕上述した方法で、Ｃｕ−Ｚｎ
拡散層のＺｎ濃度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１
を製造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２
５０℃×５分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試
ヒートシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂
５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレー
ト６上で３分間キュアーを行った。
拡散層のＺｎ濃度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１
を製造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２
５０℃×５分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試
ヒートシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂
５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレー
ト６上で３分間キュアーを行った。
【００２２】〔実施例４〕上述した方法で、表面Ｚｎ濃
度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１を製造し、その
ヒートシンク材１について、大気中で２５０℃×１０分
の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒートシンク
材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５（φ３０×
ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート６上で３分
間キュアーを行った。
度が３０％Ｚｎの供試ヒートシンク材１を製造し、その
ヒートシンク材１について、大気中で２５０℃×１０分
の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒートシンク
材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５（φ３０×
ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート６上で３分
間キュアーを行った。
【００２３】〔比較例１〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造する。そして、供試ヒートシン
ク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５（φ３０
×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート６上で３
分間キュアーを行った。
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造する。そして、供試ヒートシン
ク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５（φ３０
×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート６上で３
分間キュアーを行った。
【００２４】〔比較例２〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造し、そのヒートシンク材１につ
いて、大気中で２５０℃×２分の前処理酸化加熱を行っ
た。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に示すよ
うにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００
℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行った。
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造し、そのヒートシンク材１につ
いて、大気中で２５０℃×２分の前処理酸化加熱を行っ
た。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に示すよ
うにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００
℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行った。
【００２５】〔比較例３〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造し、そのヒートシンク材１につ
いて、大気中で２５０℃×５分の前処理酸化加熱を行っ
た。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に示すよ
うにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００
℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行った。
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造し、そのヒートシンク材１につ
いて、大気中で２５０℃×５分の前処理酸化加熱を行っ
た。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に示すよ
うにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００
℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行った。
【００２６】〔比較例４〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造し、そのヒートシンク材１につ
いて、大気中で２５０℃×１０分の前処理酸化加熱を行
った。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に示す
ようにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２０
０℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行った。
％Ｓｎ合金を、厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して供試
ヒートシンク材１を製造し、そのヒートシンク材１につ
いて、大気中で２５０℃×１０分の前処理酸化加熱を行
った。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に示す
ようにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、２０
０℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行った。
【００２７】〔比較例５〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延し、その表
面にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を
製造する。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に
示すようにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、
２００℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行っ
た。
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延し、その表
面にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を
製造する。そして、供試ヒートシンク材１上に、図２に
示すようにエポキシ樹脂５（φ３０×ｈ２０）を載せ、
２００℃のホットプレート６上で３分間キュアーを行っ
た。
【００２８】〔比較例６〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して、表面
にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を製
造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２５０
℃×２分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒー
トシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５
（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート
６上で３分間キュアーを行った。
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して、表面
にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を製
造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２５０
℃×２分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒー
トシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５
（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート
６上で３分間キュアーを行った。
【００２９】〔比較例７〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して、表面
にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を製
造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２５０
℃×５分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒー
トシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５
（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート
６上で３分間キュアーを行った。
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して、表面
にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を製
造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２５０
℃×５分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒー
トシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５
（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート
６上で３分間キュアーを行った。
【００３０】〔比較例８〕０．７ｍｍのＣｕ−０．０２
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して、表面
にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を製
造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２５０
℃×１０分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒ
ートシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５
（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート
６上で３分間キュアーを行った。
％Ｓｎ合金を厚さ０．２５ｍｍまで冷間圧延して、表面
にＳｎ−Ｎｉめっきを施して供試ヒートシンク材１を製
造し、そのヒートシンク材１について、大気中で２５０
℃×１０分の前処理酸化加熱を行った。そして、供試ヒ
ートシンク材１上に、図２に示すようにエポキシ樹脂５
（φ３０×ｈ２０）を載せ、２００℃のホットプレート
６上で３分間キュアーを行った。
【００３１】上記実施例１〜４及び比較例１〜８のもの
のせん断剥離強度を測定した結果を図３に示す。図３か
ら明らかなように、実施例のものは、めっき品と同様の
優れた密着性を有している。また、比較例のものは、前
処理酸化加熱の時間によってせん断剥離強度に大きな差
があるのに対し、実施例のものは、ほぼ同様のせん断剥
離強度を有することが確認された。
のせん断剥離強度を測定した結果を図３に示す。図３か
ら明らかなように、実施例のものは、めっき品と同様の
優れた密着性を有している。また、比較例のものは、前
処理酸化加熱の時間によってせん断剥離強度に大きな差
があるのに対し、実施例のものは、ほぼ同様のせん断剥
離強度を有することが確認された。
【００３２】また、ヒートシンク材とモールド樹脂の密
着性に対して、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層のＺｎ濃度の違いによ
る影響を確認するため、種々のＺｎ濃度を有するヒート
シンク材の樹脂密着性を試験した。この試験では、上述
の方法で製造した本実施例のヒートシンク材にエポキシ
樹脂を載せ、２５０℃で１０分間加熱処理した後のエポ
キシ樹脂層とヒートシンク材とのせん断剥離強度が１０
ｇｆ／ｍｍ2 以上のものを合格とし、それ以下のものを
不合格とした。
着性に対して、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層のＺｎ濃度の違いによ
る影響を確認するため、種々のＺｎ濃度を有するヒート
シンク材の樹脂密着性を試験した。この試験では、上述
の方法で製造した本実施例のヒートシンク材にエポキシ
樹脂を載せ、２５０℃で１０分間加熱処理した後のエポ
キシ樹脂層とヒートシンク材とのせん断剥離強度が１０
ｇｆ／ｍｍ2 以上のものを合格とし、それ以下のものを
不合格とした。
【００３３】その結果を図４に示す。図４より明らかな
ように、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層のＺｎ濃度が３％以上のもの
はほぼ合格（○印もの）で、安定した樹脂密着性が得ら
れることが確認された。ただし、ヒートシンク材の母材
であるＣｕ−Ｓｎ合金のＳｎが１０％を超えたものを用
いると、たとえＺｎ濃度が３％以上でもエポキシ樹脂と
の密着性が低下して不合格（×印のもの）となる。した
がって、Ｓｎの割合はあまり高くしないほうが望ましい
といえる。また、図４には示されていないが、Ｃｕ−Ｚ
ｎ拡散層のＺｎ濃度が４５％以上の場合は、その部分が
非常に脆く割れ易い。よって、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層のＺｎ
濃度は、３％以上４５％以下であることが良い。
ように、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層のＺｎ濃度が３％以上のもの
はほぼ合格（○印もの）で、安定した樹脂密着性が得ら
れることが確認された。ただし、ヒートシンク材の母材
であるＣｕ−Ｓｎ合金のＳｎが１０％を超えたものを用
いると、たとえＺｎ濃度が３％以上でもエポキシ樹脂と
の密着性が低下して不合格（×印のもの）となる。した
がって、Ｓｎの割合はあまり高くしないほうが望ましい
といえる。また、図４には示されていないが、Ｃｕ−Ｚ
ｎ拡散層のＺｎ濃度が４５％以上の場合は、その部分が
非常に脆く割れ易い。よって、Ｃｕ−Ｚｎ拡散層のＺｎ
濃度は、３％以上４５％以下であることが良い。
【００３４】なお、本実施例では、母材としてＣｕ−Ｓ
ｎ合金を用いたが、他の合金にも本実施例を適用するこ
とができる。ただし、ヒートシンク材としての熱伝導性
を考慮した場合、母材としては無酸素銅等の純銅又は低
濃度合金であることが望ましい。
ｎ合金を用いたが、他の合金にも本実施例を適用するこ
とができる。ただし、ヒートシンク材としての熱伝導性
を考慮した場合、母材としては無酸素銅等の純銅又は低
濃度合金であることが望ましい。
【００３５】以上のように、本実施例のヒートシンク材
をＩＣ用半導体パッケージに用いることにより、高いモ
ールド樹脂との密着性が得られる。また、高い強度のリ
ードフレーム材と合わせて用いることにより、信頼性が
高いＩＣ用半導体パッケージを得ることができる。
をＩＣ用半導体パッケージに用いることにより、高いモ
ールド樹脂との密着性が得られる。また、高い強度のリ
ードフレーム材と合わせて用いることにより、信頼性が
高いＩＣ用半導体パッケージを得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置用ヒ
ートシンクによれば、銅又は銅合金からなる母材の表面
に銅−亜鉛拡散層を設けたので、めっき無しでもモール
ド樹脂との密着性を向上させることができ、信頼性が高
いＩＣ用半導体パッケージを得ることができる。また、
めっきを施す必要がないので、めっきの欠陥による障害
を回避でき、かつ、製造コストを低減することができ
る。
ートシンクによれば、銅又は銅合金からなる母材の表面
に銅−亜鉛拡散層を設けたので、めっき無しでもモール
ド樹脂との密着性を向上させることができ、信頼性が高
いＩＣ用半導体パッケージを得ることができる。また、
めっきを施す必要がないので、めっきの欠陥による障害
を回避でき、かつ、製造コストを低減することができ
る。
【図１】本発明の一実施例における試験方法を示す説明
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例における試験対象品を製造す
る方法を示す説明図である。
る方法を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例の試験結果を示すグラフであ
る。
る。
【図４】本発明の一実施例の試験結果を示すグラフであ
る。
る。
【図５】ヒートシンク材が用いられたＩＣ用半導体パッ
ケージの断面図である。
ケージの断面図である。
【図６】ヒートシンク材が用いられたＩＣ用半導体パッ
ケージの断面図である。
ケージの断面図である。
１ ヒートシンク材 ２ チップ ３ リード ４ モール
ド樹脂 ５ エポキシ樹脂 ６ ホット
プレート
ド樹脂 ５ エポキシ樹脂 ６ ホット
プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 元 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社土浦工場内 (72)発明者 大高 達也 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社システムマテリアル研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 ＩＣ用半導体パッケージを構成する放熱
板であるヒートシンク材において、 銅又は銅合金からなる母材と、 前記母材表面に形成された銅−亜鉛拡散層とから構成さ
れることを特徴とする半導体装置用ヒートシンク材。 - 【請求項２】 前記銅−亜鉛拡散層の亜鉛の濃度は、３
％以上４５％以下である請求項１記載の半導体装置用ヒ
ートシンク材。 - 【請求項３】 前記銅−亜鉛拡散層は、厚みが０．５μ
ｍ以上である請求項１記載の半導体装置用ヒートシンク
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5243842A JPH0774291A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 半導体装置用ヒートシンク材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5243842A JPH0774291A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 半導体装置用ヒートシンク材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774291A true JPH0774291A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=17109764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5243842A Pending JPH0774291A (ja) | 1993-09-03 | 1993-09-03 | 半導体装置用ヒートシンク材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774291A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6918178B2 (en) * | 2000-04-08 | 2005-07-19 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Method of attaching a heat sink to an IC package |
| CN104669704A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 日立金属株式会社 | 铜箔及其制造方法 |
| JP2019149468A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
-
1993
- 1993-09-03 JP JP5243842A patent/JPH0774291A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6918178B2 (en) * | 2000-04-08 | 2005-07-19 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Method of attaching a heat sink to an IC package |
| CN104669704A (zh) * | 2013-11-29 | 2015-06-03 | 日立金属株式会社 | 铜箔及其制造方法 |
| JP2015105409A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 日立金属株式会社 | 銅箔及びその製造方法 |
| US10006138B2 (en) | 2013-11-29 | 2018-06-26 | Hitachi Metals, Ltd. | Copper foil and method of manufacturing the same |
| JP2019149468A (ja) * | 2018-02-27 | 2019-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
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