JPH09213877A - マルチチップモジュール半導体装置 - Google Patents
マルチチップモジュール半導体装置Info
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- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19105—Disposition of discrete passive components in a side-by-side arrangement on a common die mounting substrate
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気的絶縁性、高熱伝導性且つ高耐熱性に優
れ、低コストで、高信頼性のマルチチップモジュール半
導体装置を提供することである。 【解決手段】 複数のパワー素子を有するパワー回路部
と、このパワー回路部を制御する制御回路部とが同一放
熱板上に実装されたマルチチップモジュール半導体装置
において、前記各パワー素子は、セラミックス系の絶縁
層を有するヒートスプレッタを介して前記放熱板に半田
付けによって実装した。その際、前記ヒートスプレッタ
は、熱伝導率が０．２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性で
あり且つ３００℃以上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層
またはＡｌＮ層で前記絶縁層を構成し、この絶縁層の上
面及び下面側に半田付け可能なメタライズ処理を施し
た。
れ、低コストで、高信頼性のマルチチップモジュール半
導体装置を提供することである。 【解決手段】 複数のパワー素子を有するパワー回路部
と、このパワー回路部を制御する制御回路部とが同一放
熱板上に実装されたマルチチップモジュール半導体装置
において、前記各パワー素子は、セラミックス系の絶縁
層を有するヒートスプレッタを介して前記放熱板に半田
付けによって実装した。その際、前記ヒートスプレッタ
は、熱伝導率が０．２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性で
あり且つ３００℃以上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層
またはＡｌＮ層で前記絶縁層を構成し、この絶縁層の上
面及び下面側に半田付け可能なメタライズ処理を施し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のパワー素子
とこれを個別する制御する回路とを搭載したマルチチッ
プモジュール半導体装置に関する。
とこれを個別する制御する回路とを搭載したマルチチッ
プモジュール半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の一般的なハイブリッジ・
モータドライブ回路の回路図であり、図６はその等価回
路図である。
モータドライブ回路の回路図であり、図６はその等価回
路図である。
【０００３】このＨブリッジ・モータドライブ回路は、
パワー素子としてのＦＥＴ１０１，１０２，１０３，１
０４を備え、この各ＦＥＴ１０１〜１０４は、入力端子
１１１，１１２，１１３，１１４へ供給される制御部
（図示しない）からの制御信号により個別に制御され、
出力端子１２１と１２２に接続されるモータ１３０を駆
動する。
パワー素子としてのＦＥＴ１０１，１０２，１０３，１
０４を備え、この各ＦＥＴ１０１〜１０４は、入力端子
１１１，１１２，１１３，１１４へ供給される制御部
（図示しない）からの制御信号により個別に制御され、
出力端子１２１と１２２に接続されるモータ１３０を駆
動する。
【０００４】すなわち、前記制御部は、当該Ｈブリッジ
・モータドライブ回路の各ＦＥＴ１０１〜１０４をオン
／オフを制御して、電流の流れる方向を例えば図６に示
すＰ１，Ｐ２のように変え、モータ１３０に正転、逆転
及びブレーキなどの制御を行う。
・モータドライブ回路の各ＦＥＴ１０１〜１０４をオン
／オフを制御して、電流の流れる方向を例えば図６に示
すＰ１，Ｐ２のように変え、モータ１３０に正転、逆転
及びブレーキなどの制御を行う。
【０００５】このような複数のパワー素子が個別に制御
されるＨブリッジ・モータドライブ回路などの回路を実
現する場合において、通常、電源−グランドライン間、
及び各パワー素子のソース−ドレイン間には大電流が流
れ、これによって生じた熱を放熱するため、従来では、
以下に示すような金属ベース基板やＤＢＣ基板を用いて
部品実装を行っている。
されるＨブリッジ・モータドライブ回路などの回路を実
現する場合において、通常、電源−グランドライン間、
及び各パワー素子のソース−ドレイン間には大電流が流
れ、これによって生じた熱を放熱するため、従来では、
以下に示すような金属ベース基板やＤＢＣ基板を用いて
部品実装を行っている。
【０００６】図７は、従来のマルチチップモジュール半
導体装置の第１の構成例（第１の従来装置）を示す断面
図である。
導体装置の第１の構成例（第１の従来装置）を示す断面
図である。
【０００７】この半導体装置は、ベース基板（Ａｌ、Ｃ
ｕなど）２０１上に熱可塑性樹脂からなる絶縁層２０２
を介して銅箔による配線パターン２０３が施された金属
ベース基板２００を備えている。そして、配線パターン
２０３上に、ヒートスプレッタ２０４を介して発熱する
各パワー素子２０５がマウントされている。ここで、ヒ
ートスプレッタ２０４は、高信頼性を要求される場合Ｔ
ＦＴ耐量（パワーサイクル耐量）の向上のためシリコン
に近い膨脹係数の材質が用いられ、例えばモリブデン
（Ｍｏ）などで構成されている。また、前記ヒートスプ
レッタ２０４は配線パターン２０３に半田２０６で半田
付けされ、さらに前記各パワー素子２０５はヒートスプ
レッタ２０４上に半田２０７で半田付けされた上、所定
のワイヤボンディング処置が施されている。
ｕなど）２０１上に熱可塑性樹脂からなる絶縁層２０２
を介して銅箔による配線パターン２０３が施された金属
ベース基板２００を備えている。そして、配線パターン
２０３上に、ヒートスプレッタ２０４を介して発熱する
各パワー素子２０５がマウントされている。ここで、ヒ
ートスプレッタ２０４は、高信頼性を要求される場合Ｔ
ＦＴ耐量（パワーサイクル耐量）の向上のためシリコン
に近い膨脹係数の材質が用いられ、例えばモリブデン
（Ｍｏ）などで構成されている。また、前記ヒートスプ
レッタ２０４は配線パターン２０３に半田２０６で半田
付けされ、さらに前記各パワー素子２０５はヒートスプ
レッタ２０４上に半田２０７で半田付けされた上、所定
のワイヤボンディング処置が施されている。
【０００８】ここで、前記ＴＦＴ耐量（パワーサイクル
耐量）について簡単に説明する。パワー素子をオンして
大電流Ｉを流すと、そのオン抵抗ＲONにより、Ｉ2 ×Ｒ
ONの発熱が生ずる。パワーサイクルテストは、パワー素
子をオン／オフして発熱／冷却の繰り返しを行うテスト
であり、このテスト時に、パワー素子（Ｓｉ）、半田
（Ｐｂ，Ｓｎ等）、ヒートスプレッタ（Ｃｕ等）の熱膨
脹係数の違いにより半田部に微小クラック、ぜい化（ボ
イド）が生ずる。この半田部に生じた微小クラックやぜ
い化によって、パワー素子で発生した熱をヒートスプレ
ッタに逃がす効率が悪化する。これは、定量的に熱抵抗
という数値で表わされ、半導体パワー部品の重要な規格
の一つとなっている。ＴＦＴ耐量は、この熱抵抗がある
値より悪化したときの繰り回り回数を示している。
耐量）について簡単に説明する。パワー素子をオンして
大電流Ｉを流すと、そのオン抵抗ＲONにより、Ｉ2 ×Ｒ
ONの発熱が生ずる。パワーサイクルテストは、パワー素
子をオン／オフして発熱／冷却の繰り返しを行うテスト
であり、このテスト時に、パワー素子（Ｓｉ）、半田
（Ｐｂ，Ｓｎ等）、ヒートスプレッタ（Ｃｕ等）の熱膨
脹係数の違いにより半田部に微小クラック、ぜい化（ボ
イド）が生ずる。この半田部に生じた微小クラックやぜ
い化によって、パワー素子で発生した熱をヒートスプレ
ッタに逃がす効率が悪化する。これは、定量的に熱抵抗
という数値で表わされ、半導体パワー部品の重要な規格
の一つとなっている。ＴＦＴ耐量は、この熱抵抗がある
値より悪化したときの繰り回り回数を示している。
【０００９】図８は、従来のマルチチップモジュール半
導体装置の第２の構成例（第２の従来装置）を示す断面
図である。
導体装置の第２の構成例（第２の従来装置）を示す断面
図である。
【００１０】この半導体装置は、セラミックス基板３０
１の表面に配線パターン（銅箔）３０２が施され且つ裏
面に銅箔３０３が形成されたＤＢＣ基板３００を備えて
いる。そして、配線パターン３０２上にはパワー素子３
０４が半田３０５によって直接半田付けされ上、所定の
ワイヤボンディング処置が施されている。
１の表面に配線パターン（銅箔）３０２が施され且つ裏
面に銅箔３０３が形成されたＤＢＣ基板３００を備えて
いる。そして、配線パターン３０２上にはパワー素子３
０４が半田３０５によって直接半田付けされ上、所定の
ワイヤボンディング処置が施されている。
【００１１】図９は、従来のマルチチップモジュール半
導体装置の第３の構成例（第３の従来装置）を示す断面
図である。
導体装置の第３の構成例（第３の従来装置）を示す断面
図である。
【００１２】この半導体装置は、複数のパワー素子をそ
れぞれ搭載した各チップ部と制御部等の周辺回路部とを
分離したもので、各チップ部は、最小限の面積の部分金
属ベース基板を含むヒートスプレッタを介してパワー素
子をベースメタル上にマウントし、周辺回路部は安価な
ガラス・エポキシ・プリント配線基板（以下、ガラエポ
基板という）にマウントし、両者をボンディングなどの
方法で接続している。
れぞれ搭載した各チップ部と制御部等の周辺回路部とを
分離したもので、各チップ部は、最小限の面積の部分金
属ベース基板を含むヒートスプレッタを介してパワー素
子をベースメタル上にマウントし、周辺回路部は安価な
ガラス・エポキシ・プリント配線基板（以下、ガラエポ
基板という）にマウントし、両者をボンディングなどの
方法で接続している。
【００１３】すなわち、ベースメタル（Ａｌ、Ｃｕな
ど）４０１上には、接着剤または半田からなる固着部材
４０２によりヒートスプレッタ４０３がマウントされ、
さらに該ヒートスプレッタ４０３上にパワー素子４０４
が半田４０５によって半田付けされて、各チップ部が形
成されている。ここで、ヒートスプレッタ４０３は、金
属ベース層（Ａｌなど）４０３ａ、樹脂絶縁層４０３ｂ
及び銅箔４０３ｃが順次積層されたものである。
ど）４０１上には、接着剤または半田からなる固着部材
４０２によりヒートスプレッタ４０３がマウントされ、
さらに該ヒートスプレッタ４０３上にパワー素子４０４
が半田４０５によって半田付けされて、各チップ部が形
成されている。ここで、ヒートスプレッタ４０３は、金
属ベース層（Ａｌなど）４０３ａ、樹脂絶縁層４０３ｂ
及び銅箔４０３ｃが順次積層されたものである。
【００１４】また、ベースメタル４０１上のチップ部の
周辺には、周辺回路部を形成すべく、配線パターン４１
０がプリントされたガラエポ基板４１１が固着され、該
配線パターン４１０には各種電子部品（図示省略）が実
装されている。
周辺には、周辺回路部を形成すべく、配線パターン４１
０がプリントされたガラエポ基板４１１が固着され、該
配線パターン４１０には各種電子部品（図示省略）が実
装されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１、第２及び第３の従来装置では次のような問題点があ
った。以下、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図１１
を用いて具体的に説明する。
１、第２及び第３の従来装置では次のような問題点があ
った。以下、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）及び図１１
を用いて具体的に説明する。
【００１６】図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来装
置の問題点を説明するための図であり、同図（ａ）は主
な部材の熱伝導率、同図（ｂ）は各種ヒートスプレッタ
（１ｃｍ角）の熱抵抗、同図（ｃ）は上記第３の従来装
置のチップ部の熱抵抗を示す。また、図１１は、半田中
のＰｂ含有率とパワーサイクル耐量との関係を示すグラ
フである。
置の問題点を説明するための図であり、同図（ａ）は主
な部材の熱伝導率、同図（ｂ）は各種ヒートスプレッタ
（１ｃｍ角）の熱抵抗、同図（ｃ）は上記第３の従来装
置のチップ部の熱抵抗を示す。また、図１１は、半田中
のＰｂ含有率とパワーサイクル耐量との関係を示すグラ
フである。
【００１７】（１）金属ベース基板上にパターンニング
を施しヒートスプレッタを介して各パワー素子を搭載し
た上記第１の従来装置では、金属ベース基板２００のコ
ストが高いだけでなく、該金属ベース基板２００の絶縁
層２０２が熱可塑性樹脂を使用していることから、図１
０（ａ）に示すようにその熱伝導率は０．０３５Ｗ／℃
・ｃｍと悪く、３００℃以上の耐熱がない。
を施しヒートスプレッタを介して各パワー素子を搭載し
た上記第１の従来装置では、金属ベース基板２００のコ
ストが高いだけでなく、該金属ベース基板２００の絶縁
層２０２が熱可塑性樹脂を使用していることから、図１
０（ａ）に示すようにその熱伝導率は０．０３５Ｗ／℃
・ｃｍと悪く、３００℃以上の耐熱がない。
【００１８】（２）ＤＢＣ基板を使用する上記第２の従
来装置では、耐熱及び熱抵抗（放熱性）とも良好である
が、基板コストが高くなる。
来装置では、耐熱及び熱抵抗（放熱性）とも良好である
が、基板コストが高くなる。
【００１９】（３）部分的に金属ベース基板を使用した
上記第３の従来装置では、コストは全て金属ベース基板
を使用したもの（第１の従来装置）より低減されるもの
の、熱抵抗が非常に悪化し実用的でない。例えば、樹脂
絶縁層４０３ｂの熱伝導率の悪さを伝熱面積でカバーす
ることができず、図１０（ｂ），（ｃ）に示す例を基に
概算すると、Ｃｕ（銅）で構成されるヒートスプレッタ
に対して、底面半田付け方式（固着部材４０２が半田）
で約９．９倍、底面接着方式（固着部材４０２が接着
剤）で２５倍程熱抵抗が悪化する。
上記第３の従来装置では、コストは全て金属ベース基板
を使用したもの（第１の従来装置）より低減されるもの
の、熱抵抗が非常に悪化し実用的でない。例えば、樹脂
絶縁層４０３ｂの熱伝導率の悪さを伝熱面積でカバーす
ることができず、図１０（ｂ），（ｃ）に示す例を基に
概算すると、Ｃｕ（銅）で構成されるヒートスプレッタ
に対して、底面半田付け方式（固着部材４０２が半田）
で約９．９倍、底面接着方式（固着部材４０２が接着
剤）で２５倍程熱抵抗が悪化する。
【００２０】ここで、図１０（ｂ），（ｃ）について説
明する。図１０（ｂ）では、厚さ１．５ｍｍのＣｕ、Ｃ
ＫＣ（Ｃｕ／コバール／Ｃｕの積層）、及び窒化アルミ
ニュウム（ＡｌＮ）の各々の熱抵抗は、それぞれ０．０
３７、０．４６９、０．１１５（℃／Ｗ）であることを
示している。図１０（ｃ）の底面接着方式の場合では、
Ｃｕ（パワー素子４０４の裏面：厚さ１．０ｍｍ）、半
田４０５（厚さ０．１ｍｍ）、Ｃｕ４０３ｃ（厚さ０．
１ｍｍ）、樹脂絶縁層４０３ｂ（厚さ０．１ｍｍ）、ア
ルミニウム４０３ａ（厚さ１．０ｍｍ）、及び接着剤４
０２（厚さ０．０５ｍｍ）とした例では、熱抵抗が０．
９５１（℃／Ｗ）となる。また、底面半田付け方式の場
合では、Ｃｕ（パワー素子４０４の裏面：厚さ１．０ｍ
ｍ）、半田４０５（厚さ０．１ｍｍ）、Ｃｕ４０３ｃ
（厚さ０．１ｍｍ）、樹脂絶縁層４０３ｂ（厚さ０．１
ｍｍ）、Ｃｕ４０３ａ（厚さ１．０ｍｍ）、及び半田４
０２（厚さ０．１ｍｍ）とした例では、熱抵抗が０．３
６７（℃／Ｗ）となることを示している。
明する。図１０（ｂ）では、厚さ１．５ｍｍのＣｕ、Ｃ
ＫＣ（Ｃｕ／コバール／Ｃｕの積層）、及び窒化アルミ
ニュウム（ＡｌＮ）の各々の熱抵抗は、それぞれ０．０
３７、０．４６９、０．１１５（℃／Ｗ）であることを
示している。図１０（ｃ）の底面接着方式の場合では、
Ｃｕ（パワー素子４０４の裏面：厚さ１．０ｍｍ）、半
田４０５（厚さ０．１ｍｍ）、Ｃｕ４０３ｃ（厚さ０．
１ｍｍ）、樹脂絶縁層４０３ｂ（厚さ０．１ｍｍ）、ア
ルミニウム４０３ａ（厚さ１．０ｍｍ）、及び接着剤４
０２（厚さ０．０５ｍｍ）とした例では、熱抵抗が０．
９５１（℃／Ｗ）となる。また、底面半田付け方式の場
合では、Ｃｕ（パワー素子４０４の裏面：厚さ１．０ｍ
ｍ）、半田４０５（厚さ０．１ｍｍ）、Ｃｕ４０３ｃ
（厚さ０．１ｍｍ）、樹脂絶縁層４０３ｂ（厚さ０．１
ｍｍ）、Ｃｕ４０３ａ（厚さ１．０ｍｍ）、及び半田４
０２（厚さ０．１ｍｍ）とした例では、熱抵抗が０．３
６７（℃／Ｗ）となることを示している。
【００２１】さらに、図１１のグラフでは、半田中のＰ
ｂ含有率が高くなるとＴＦＴ耐量が向上することが示さ
れているが（Ｐｂの含有率が高くなると、上記繰り回り
に対して半田のクラック、ぜい化が発生しにくくな
る）、この図１１から明らかなように、上記第３の従来
装置において、信頼性向上のためＴＦＴ耐量＝１０Ｋｃ
ｙｃｌｅ以上保証するためには、Ｐｂの含有率が９０％
以上の半田をチップ下（半田４０５）に使用する必要が
ある。その結果、半田４０５の融解温度が高くなり（Ｐ
ｂ：Ｓｎ＝９５：５の場合では融解温度は３１４℃）、
３００℃以上の耐熱があるヒートスプレッタ４０３が必
要となる。ヒートスプレッタ４０３に使用される樹脂絶
縁層４０３ｂは、熱可塑性樹脂であるため２５０℃以上
の耐熱を持たない。従って、高信頼性のチップ部を形成
することができない。
ｂ含有率が高くなるとＴＦＴ耐量が向上することが示さ
れているが（Ｐｂの含有率が高くなると、上記繰り回り
に対して半田のクラック、ぜい化が発生しにくくな
る）、この図１１から明らかなように、上記第３の従来
装置において、信頼性向上のためＴＦＴ耐量＝１０Ｋｃ
ｙｃｌｅ以上保証するためには、Ｐｂの含有率が９０％
以上の半田をチップ下（半田４０５）に使用する必要が
ある。その結果、半田４０５の融解温度が高くなり（Ｐ
ｂ：Ｓｎ＝９５：５の場合では融解温度は３１４℃）、
３００℃以上の耐熱があるヒートスプレッタ４０３が必
要となる。ヒートスプレッタ４０３に使用される樹脂絶
縁層４０３ｂは、熱可塑性樹脂であるため２５０℃以上
の耐熱を持たない。従って、高信頼性のチップ部を形成
することができない。
【００２２】このように、上記第３の従来装置では、熱
抵抗の悪化やチップ部の信頼性の低下が問題となるが、
この点を改善する手法としては、耐熱性に優れたＤＢ
Ｃ基板を各ヒートスプレッタとして使用する方法、各
ヒートスプレッタをＣｕやＣＫＣ、Ｍｏなどの金属で構
成して樹脂絶縁層を設けないようにする方法が考えられ
る。
抵抗の悪化やチップ部の信頼性の低下が問題となるが、
この点を改善する手法としては、耐熱性に優れたＤＢ
Ｃ基板を各ヒートスプレッタとして使用する方法、各
ヒートスプレッタをＣｕやＣＫＣ、Ｍｏなどの金属で構
成して樹脂絶縁層を設けないようにする方法が考えられ
る。
【００２３】しかし、上記手法では、パワー素子４０
４のヒートスプレッタとして、複数のＤＢＣ基板を使用
することになるが、このような手法であっても、ＤＢＣ
基板は高価であるため、上記第２の従来装置の場合とコ
スト差が少なく、第２の従来装置と同様にコスト面で問
題となる。
４のヒートスプレッタとして、複数のＤＢＣ基板を使用
することになるが、このような手法であっても、ＤＢＣ
基板は高価であるため、上記第２の従来装置の場合とコ
スト差が少なく、第２の従来装置と同様にコスト面で問
題となる。
【００２４】また、上記手法のように、各ヒートスプ
レッタを金属で構成し、該金属ヒートスプレッタを直接
半田付けでベースメタル４０１にマウントした場合は、
複数の電流経路を形成することが困難となり、各パワー
素子４０４を個別に制御することができない。すなわ
ち、複数のパワー素子４０４の下にそれぞれ金属ヒート
スプレッタを設け、これを半田付けでベースメタル４０
１上にマウントすると、各チップ４０４のドレイン面
（チップの裏面）が全て同電位となり、各パワー素子４
０４を個別に制御することができなくなる。
レッタを金属で構成し、該金属ヒートスプレッタを直接
半田付けでベースメタル４０１にマウントした場合は、
複数の電流経路を形成することが困難となり、各パワー
素子４０４を個別に制御することができない。すなわ
ち、複数のパワー素子４０４の下にそれぞれ金属ヒート
スプレッタを設け、これを半田付けでベースメタル４０
１上にマウントすると、各チップ４０４のドレイン面
（チップの裏面）が全て同電位となり、各パワー素子４
０４を個別に制御することができなくなる。
【００２５】上記第１、第２及び第３の従来装置の問題
点を一覧比較したものを図１２に示す。なお、図中の矢
印は、金属ベース基板のグレードをアップした場合を示
し、グレードアップした場合はコストも高くなる。
点を一覧比較したものを図１２に示す。なお、図中の矢
印は、金属ベース基板のグレードをアップした場合を示
し、グレードアップした場合はコストも高くなる。
【００２６】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、パワー素子と
放熱板の電気的絶縁を完全に保つことができ、しかも高
熱伝導性且つ高耐熱性に優れたマルチチップモジュール
半導体装置を提供することである。またその他の目的
は、低コストで、高信頼性のマルチチップモジュール半
導体装置を提供することである。
するためになされたもので、その目的は、パワー素子と
放熱板の電気的絶縁を完全に保つことができ、しかも高
熱伝導性且つ高耐熱性に優れたマルチチップモジュール
半導体装置を提供することである。またその他の目的
は、低コストで、高信頼性のマルチチップモジュール半
導体装置を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の特徴は、複数のパワー素子を有するパ
ワー回路部と、このパワー回路部を制御する制御回路部
とが同一放熱板上に実装されたマルチチップモジュール
半導体装置において、前記各パワー素子は、セラミック
ス系の絶縁層を有するヒートスプレッタを介して前記放
熱板に半田付けによって実装したことにある。
に、第１の発明の特徴は、複数のパワー素子を有するパ
ワー回路部と、このパワー回路部を制御する制御回路部
とが同一放熱板上に実装されたマルチチップモジュール
半導体装置において、前記各パワー素子は、セラミック
ス系の絶縁層を有するヒートスプレッタを介して前記放
熱板に半田付けによって実装したことにある。
【００２８】この第１の発明によれば、ヒートスプレッ
タは、チップ搭載面と底面との電気的絶縁を完全に保つ
ことができ、しかも高熱伝導性且つ高耐熱性となる。ヒ
ートスプレッタのチップ搭載面と底面との電気的絶縁を
完全に保つことができるので、各ヒートスプレッタを放
熱板に直接半田付けすることが可能となり、パワー素子
と放熱板とは低熱抵抗で結合される。さらに、高耐熱性
であることから、Ｐｂ含有率９０％以上の半田をパワー
素子下のヒートスプレッタに使用することができるため
ＴＦＴ耐量が大きくなり、装置の信頼性が向上する。
タは、チップ搭載面と底面との電気的絶縁を完全に保つ
ことができ、しかも高熱伝導性且つ高耐熱性となる。ヒ
ートスプレッタのチップ搭載面と底面との電気的絶縁を
完全に保つことができるので、各ヒートスプレッタを放
熱板に直接半田付けすることが可能となり、パワー素子
と放熱板とは低熱抵抗で結合される。さらに、高耐熱性
であることから、Ｐｂ含有率９０％以上の半田をパワー
素子下のヒートスプレッタに使用することができるため
ＴＦＴ耐量が大きくなり、装置の信頼性が向上する。
【００２９】第２の発明の特徴は、上記第１の発明にお
いて、前記ヒートスプレッタについて、熱伝導率が０．
２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００℃以
上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層で前
記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側に半田
付け可能なメタライズ処理を施したことにある。
いて、前記ヒートスプレッタについて、熱伝導率が０．
２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００℃以
上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層で前
記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側に半田
付け可能なメタライズ処理を施したことにある。
【００３０】この第２の発明によれば、優れた熱伝導
率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプレッタを安
価に作製することが可能となる。
率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプレッタを安
価に作製することが可能となる。
【００３１】第３の発明の特徴は、上記第１の発明にお
いて、前記ヒートスプレッタについて、熱伝導率が０．
２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００℃以
上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層で前
記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側にＣｕ
ペーストの印刷焼成によるＣｕ厚膜を形成したことにあ
る。
いて、前記ヒートスプレッタについて、熱伝導率が０．
２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００℃以
上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層で前
記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側にＣｕ
ペーストの印刷焼成によるＣｕ厚膜を形成したことにあ
る。
【００３２】この第３の発明によれば、優れた熱伝導
率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプレッタを安
価に作製することが可能となるとともに、パワー素子と
放熱板とは一層の低熱抵抗で結合される。
率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプレッタを安
価に作製することが可能となるとともに、パワー素子と
放熱板とは一層の低熱抵抗で結合される。
【００３３】第４の発明の特徴は、上記第１乃至第３の
発明において、前記制御回路部は、プリント基板、セラ
ミックス基板または金属基板を用いて構成したことにあ
る。
発明において、前記制御回路部は、プリント基板、セラ
ミックス基板または金属基板を用いて構成したことにあ
る。
【００３４】この第４の発明によれば、制御回路部を安
価に且つ高密度に実現することができる。
価に且つ高密度に実現することができる。
【００３５】第５の発明の特徴は、上記第１乃至第４の
発明において、トランスファーモールド法により外囲器
を成型したことにある。
発明において、トランスファーモールド法により外囲器
を成型したことにある。
【００３６】この第５の発明によれば、コスト、生産性
を一層向上させることができる。
を一層向上させることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本
発明の第１実施形態に係るマルチチップモジュール半導
体装置の構成を示す図であり、同図（ａ）はその断面
図、同図（ｂ）はその斜視図、及び同図（ｃ）はパワー
素子の概略外観図である。
基づいて説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本
発明の第１実施形態に係るマルチチップモジュール半導
体装置の構成を示す図であり、同図（ａ）はその断面
図、同図（ｂ）はその斜視図、及び同図（ｃ）はパワー
素子の概略外観図である。
【００３８】この半導体装置は、例えば上記図５に示し
たＨブリッジ・モータドライブ回路を実現するものであ
り、ベース外部放熱器１を備えている。そして、ベース
外部放熱器１上には、パワー素子をそれぞれ搭載した複
数のチップ部１０と、そのパワー素子の動作を制御する
制御部等の周辺回路部２０とがマウントされ、その両者
はワイヤボンディングで接続されている。
たＨブリッジ・モータドライブ回路を実現するものであ
り、ベース外部放熱器１を備えている。そして、ベース
外部放熱器１上には、パワー素子をそれぞれ搭載した複
数のチップ部１０と、そのパワー素子の動作を制御する
制御部等の周辺回路部２０とがマウントされ、その両者
はワイヤボンディングで接続されている。
【００３９】各チップ部１０には、本発明の特徴を成す
ヒートスプレッタ２（後述する）を介してパワー素子３
がそれぞれ搭載されている。その際、前記ヒートスプレ
ッタ２はベース外部放熱器１に高温半田（Ｐｂ含有率９
０％以上）４で半田付けされ、さらに前記各パワー素子
３はヒートスプレッタ２上に半田５で半田付けされてい
る。
ヒートスプレッタ２（後述する）を介してパワー素子３
がそれぞれ搭載されている。その際、前記ヒートスプレ
ッタ２はベース外部放熱器１に高温半田（Ｐｂ含有率９
０％以上）４で半田付けされ、さらに前記各パワー素子
３はヒートスプレッタ２上に半田５で半田付けされてい
る。
【００４０】また、ベース外部放熱器１の上面に接着剤
等により固着されたガラエポ基板１１が設けられ、その
基板１１上に各種電子部品が高密度に実装されて前記周
辺回路部２０が構成されている。なお、周辺回路部２０
の基板としては、ガラエポ基板のほか、例えば厚膜セラ
ミックスや金属基板などであってもよい。
等により固着されたガラエポ基板１１が設けられ、その
基板１１上に各種電子部品が高密度に実装されて前記周
辺回路部２０が構成されている。なお、周辺回路部２０
の基板としては、ガラエポ基板のほか、例えば厚膜セラ
ミックスや金属基板などであってもよい。
【００４１】各パワー素子３は、図１（ｃ）に示すよう
に、ＭＯＳ−ＦＥＦの場合上面側にソース電極４ａとゲ
ート電極４ｂが形成され、下面側にドレイン電極４ｃが
形成されている。そして、同図（ｂ）に示すように、各
パワー素子３のソース電極４ａ、ゲート電極４ｂ及びド
レイン電極４ｃが、それぞれ金線などのワイヤ２１，２
２，２３を介して周辺回路部２０にボンディングされて
いる。なお、ワイヤ２３のドレイン電極４ｃ側の一端
は、ヒートスプレッタ２の最上面にボンディングされて
いる。
に、ＭＯＳ−ＦＥＦの場合上面側にソース電極４ａとゲ
ート電極４ｂが形成され、下面側にドレイン電極４ｃが
形成されている。そして、同図（ｂ）に示すように、各
パワー素子３のソース電極４ａ、ゲート電極４ｂ及びド
レイン電極４ｃが、それぞれ金線などのワイヤ２１，２
２，２３を介して周辺回路部２０にボンディングされて
いる。なお、ワイヤ２３のドレイン電極４ｃ側の一端
は、ヒートスプレッタ２の最上面にボンディングされて
いる。
【００４２】図２（ａ）〜（ｅ）は、上記図１中のヒー
トスプレッタ２の具体的構成例を示す断面図である。
トスプレッタ２の具体的構成例を示す断面図である。
【００４３】同図（ａ）〜（ｅ）に示すヒートスプレッ
タの特徴は、ヒートスプレッタのチップ搭載面と底面と
の電気的絶縁が完全に保たれ、両面とも半田付け可能
で、しかも高熱伝導性（０．２Ｗ／℃・ｃｍ）、高耐熱
性（３００℃以上）であることが挙げられる。
タの特徴は、ヒートスプレッタのチップ搭載面と底面と
の電気的絶縁が完全に保たれ、両面とも半田付け可能
で、しかも高熱伝導性（０．２Ｗ／℃・ｃｍ）、高耐熱
性（３００℃以上）であることが挙げられる。
【００４４】図２（ａ），（ｂ）に示すヒートスプレッ
タは、ＡｌＮやＡｌ2 Ｏ3 のセラミックスに両面メタラ
イズを施したものである。すなわち、同図（ａ）に示す
第１のヒートスプレッタは、ＡｌＮ（窒化アルミニュウ
ム）３１の両面にＭｏ（モリブデン）やＮｉ（ニッケ
ル）の半田付け用のメタライズ３２を施したものであ
る。図２（ｂ）に示す第２のヒートスプレッタは、Ａｌ
2 Ｏ3 （酸化アルミニュウム（アルミナ））４１の両面
に、ＭｏやＮｉの半田付け用のメタライズ４２が施され
ている。なお、ＡｌＮやＡｌ2 Ｏ3 のセラミックスに代
えて、他のセラミックスで構成してもよい。但し、上記
の高熱伝導性及び高耐熱性を備えている必要がある。
タは、ＡｌＮやＡｌ2 Ｏ3 のセラミックスに両面メタラ
イズを施したものである。すなわち、同図（ａ）に示す
第１のヒートスプレッタは、ＡｌＮ（窒化アルミニュウ
ム）３１の両面にＭｏ（モリブデン）やＮｉ（ニッケ
ル）の半田付け用のメタライズ３２を施したものであ
る。図２（ｂ）に示す第２のヒートスプレッタは、Ａｌ
2 Ｏ3 （酸化アルミニュウム（アルミナ））４１の両面
に、ＭｏやＮｉの半田付け用のメタライズ４２が施され
ている。なお、ＡｌＮやＡｌ2 Ｏ3 のセラミックスに代
えて、他のセラミックスで構成してもよい。但し、上記
の高熱伝導性及び高耐熱性を備えている必要がある。
【００４５】図２（ｃ）に示す第３のヒートスプレッタ
は、Ｃｕ薄板（２００〜５００μｍ）５１下に、高温半
田（Ｐｂ含有量多い）５２を介して、両面にメタライズ
５３を施したＡｌ2 Ｏ3 層５４を結合したものである。
は、Ｃｕ薄板（２００〜５００μｍ）５１下に、高温半
田（Ｐｂ含有量多い）５２を介して、両面にメタライズ
５３を施したＡｌ2 Ｏ3 層５４を結合したものである。
【００４６】図２（ｄ）に示す第４のヒートスプレッタ
は、Ｃｕ（またはＣＫＣ、Ｍｏ）などの金属６１にＡｌ
2 Ｏ3 などのセラミックス溶射により絶縁層６２を形成
し、その絶縁層６２に半田付け可能にＭｏやＮｉのメタ
ライズ６３を施したものである。
は、Ｃｕ（またはＣＫＣ、Ｍｏ）などの金属６１にＡｌ
2 Ｏ3 などのセラミックス溶射により絶縁層６２を形成
し、その絶縁層６２に半田付け可能にＭｏやＮｉのメタ
ライズ６３を施したものである。
【００４７】図２（ｅ）に示す第５のヒートスプレッタ
は、ＡｌＮまたはＡｌ2 Ｏ3 のセラミックス７１の両面
にＣｕペーストの印刷焼成によるＣｕ厚膜（〜５００μ
ｍ）７２を形成したものであり、このＣｕ厚膜７２によ
り、ヒートスプレッタ２の熱抵抗や熱膨脹係数をコント
ロールすることができる。
は、ＡｌＮまたはＡｌ2 Ｏ3 のセラミックス７１の両面
にＣｕペーストの印刷焼成によるＣｕ厚膜（〜５００μ
ｍ）７２を形成したものであり、このＣｕ厚膜７２によ
り、ヒートスプレッタ２の熱抵抗や熱膨脹係数をコント
ロールすることができる。
【００４８】上記第３、第４及び第５のヒートスプレッ
タの各例の通り、Ｃｕ薄板５１，６１やＣｕ厚膜７２を
アセンブリ形成することにより、一層の低熱抵抗性を実
現することが可能となる。この点について、図３を用い
て具体的に説明する。
タの各例の通り、Ｃｕ薄板５１，６１やＣｕ厚膜７２を
アセンブリ形成することにより、一層の低熱抵抗性を実
現することが可能となる。この点について、図３を用い
て具体的に説明する。
【００４９】図３は、前記第３及び第４のヒートスプレ
ッタの熱抵抗を示す図である。
ッタの熱抵抗を示す図である。
【００５０】上記図２（ｃ）に示す第３のヒートスプレ
ッタは、Ｃｕ５１（厚さ１．０ｍｍ）、半田５２（厚さ
０．１ｍｍ）、セラミックス５４（厚さ０．５ｍｍ）、
及び半田（ベース外部放熱器１に接合：厚さ０．１ｍ
ｍ）とした例では、根元算で熱抵抗が０．２４６（℃／
Ｗ）となる。また、上記図２（ｄ）に示す第４のヒート
スプレッタは、Ｃｕ６１（厚さ１．０ｍｍ）、セラミッ
クス６２（厚さ０．５ｍｍ）、及び半田（ベース外部放
熱器１に接合：厚さ０．１ｍｍ）とした例では、熱抵抗
が０．２１９（℃／Ｗ）となる。これらの結果を第３の
従来装置の熱抵抗値（０．９５１：図１０（ｃ）の底面
接着方式）と比べると、放熱性がそれぞれ３．８６倍、
４．３４倍向上しているのが分かる。
ッタは、Ｃｕ５１（厚さ１．０ｍｍ）、半田５２（厚さ
０．１ｍｍ）、セラミックス５４（厚さ０．５ｍｍ）、
及び半田（ベース外部放熱器１に接合：厚さ０．１ｍ
ｍ）とした例では、根元算で熱抵抗が０．２４６（℃／
Ｗ）となる。また、上記図２（ｄ）に示す第４のヒート
スプレッタは、Ｃｕ６１（厚さ１．０ｍｍ）、セラミッ
クス６２（厚さ０．５ｍｍ）、及び半田（ベース外部放
熱器１に接合：厚さ０．１ｍｍ）とした例では、熱抵抗
が０．２１９（℃／Ｗ）となる。これらの結果を第３の
従来装置の熱抵抗値（０．９５１：図１０（ｃ）の底面
接着方式）と比べると、放熱性がそれぞれ３．８６倍、
４．３４倍向上しているのが分かる。
【００５１】このように、本実施形態では、ヒートスプ
レッタ２として、図２（ａ）〜（ｅ）に示すものを使用
したので、チップ搭載面と底面との電気的絶縁を完全に
保つことができ、しかも高熱伝導性（０．２Ｗ／℃・ｃ
ｍ以上）且つ高耐熱（３００℃以上）のパワー素子搭載
用ヒートスプレッタを実現することができる。すなわ
ち、高耐熱性であることから、Ｐｂ含有率９０％以上の
半田をチップ下のヒートスプレッタ２に使用することが
できるためＴＦＴ耐量が大きくなり、装置の信頼性が向
上する。
レッタ２として、図２（ａ）〜（ｅ）に示すものを使用
したので、チップ搭載面と底面との電気的絶縁を完全に
保つことができ、しかも高熱伝導性（０．２Ｗ／℃・ｃ
ｍ以上）且つ高耐熱（３００℃以上）のパワー素子搭載
用ヒートスプレッタを実現することができる。すなわ
ち、高耐熱性であることから、Ｐｂ含有率９０％以上の
半田をチップ下のヒートスプレッタ２に使用することが
できるためＴＦＴ耐量が大きくなり、装置の信頼性が向
上する。
【００５２】さらに、ヒートスプレッタ２のチップ搭載
面と底面との電気的絶縁を完全に保つことができるの
で、各ヒートスプレッタ２をベース外部放熱器１に直接
半田付けすることが可能となり、チップ部１０とベース
外部放熱器１とは低熱抵抗で結合されることになる。さ
らに、ベース外部放熱器１は各パワー素子１０と電気的
に絶縁されていることから、ベース外部放熱器１を直接
外気に晒すことも可能であり、高効率な冷却が行える。
これにより、装置の放熱性が向上する。
面と底面との電気的絶縁を完全に保つことができるの
で、各ヒートスプレッタ２をベース外部放熱器１に直接
半田付けすることが可能となり、チップ部１０とベース
外部放熱器１とは低熱抵抗で結合されることになる。さ
らに、ベース外部放熱器１は各パワー素子１０と電気的
に絶縁されていることから、ベース外部放熱器１を直接
外気に晒すことも可能であり、高効率な冷却が行える。
これにより、装置の放熱性が向上する。
【００５３】また、チップ部１０のヒートスプレッタ２
には、高価なＤＢＣ基板や金属ベース基板等を使用せず
ＡｌＮやＡｌ2 Ｏ3 等の安価な材料を使用し、しかも、
周辺回路部２０を安価なガラエポ基板等を使用したの
で、装置全体を低コストで作製することができ、しかも
高出力なパワー素子をコンパクトにアッセンブリするこ
とができる。
には、高価なＤＢＣ基板や金属ベース基板等を使用せず
ＡｌＮやＡｌ2 Ｏ3 等の安価な材料を使用し、しかも、
周辺回路部２０を安価なガラエポ基板等を使用したの
で、装置全体を低コストで作製することができ、しかも
高出力なパワー素子をコンパクトにアッセンブリするこ
とができる。
【００５４】図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の
第２実施形態に係るマルチチップモジュール半導体装置
の構成を示す図であり、同図（ａ）は、樹脂封止前の状
態を示す斜視図、同図（ｂ）は樹脂封止した完成品を示
す斜視図、及び同図（ｃ）はその断面図である。なお、
図１と共通する要素は同一の符号を付し、その説明を省
略する。
第２実施形態に係るマルチチップモジュール半導体装置
の構成を示す図であり、同図（ａ）は、樹脂封止前の状
態を示す斜視図、同図（ｂ）は樹脂封止した完成品を示
す斜視図、及び同図（ｃ）はその断面図である。なお、
図１と共通する要素は同一の符号を付し、その説明を省
略する。
【００５５】本実施形態は、上記第１実施形態で示した
本発明のマルチチップモジュール半導体装置に対し、入
出力リードを含めてトランスファーモールド法による樹
脂封止を施して、さらに標準パッケージ（外囲器）に収
納したものである。
本発明のマルチチップモジュール半導体装置に対し、入
出力リードを含めてトランスファーモールド法による樹
脂封止を施して、さらに標準パッケージ（外囲器）に収
納したものである。
【００５６】すなわち、同図（ａ）に示すように、樹脂
封止前は、まだ、基板１と入出力リード部８０とが一体
となり、この入出力リード部８０は、前記周辺回路部２
０の所定パッドにワイヤボンディングされている。樹脂
封止前は、このような装置が複数の連なった状態となっ
ている。
封止前は、まだ、基板１と入出力リード部８０とが一体
となり、この入出力リード部８０は、前記周辺回路部２
０の所定パッドにワイヤボンディングされている。樹脂
封止前は、このような装置が複数の連なった状態となっ
ている。
【００５７】そして、トランスファーモールド法により
個々の装置が樹脂封止された後、切断工程にて切断処理
されると、同図（ｂ），（ｃ）に示すように標準パッケ
ージ９０から入出力リード８０ａが導出され、個々に分
離された装置が完成する。
個々の装置が樹脂封止された後、切断工程にて切断処理
されると、同図（ｂ），（ｃ）に示すように標準パッケ
ージ９０から入出力リード８０ａが導出され、個々に分
離された装置が完成する。
【００５８】本実施形態では、コスト性及び生産性を一
層向上させることが可能となる。
層向上させることが可能となる。
【００５９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、各パワー素子を、セラミックス系の絶縁層を
有するヒートスプレッタを介して放熱板に半田付けによ
って実装するようにしたので、パワー素子と放熱板の電
気的絶縁を完全に保つことができる。さらに、パワー回
路部は高熱伝導性且つ高耐熱性となるため、パワー素子
と放熱板とは低熱抵抗で結合でき、しかもＴＦＴ耐量が
大きくなって装置の信頼性が向上する。
によれば、各パワー素子を、セラミックス系の絶縁層を
有するヒートスプレッタを介して放熱板に半田付けによ
って実装するようにしたので、パワー素子と放熱板の電
気的絶縁を完全に保つことができる。さらに、パワー回
路部は高熱伝導性且つ高耐熱性となるため、パワー素子
と放熱板とは低熱抵抗で結合でき、しかもＴＦＴ耐量が
大きくなって装置の信頼性が向上する。
【００６０】第２の発明によれば、上記第１の発明にお
いて、前記ヒートスプレッタの前記絶縁層は、熱伝導率
が０．２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり、且つ３
００℃以上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌ
Ｎ層で構成し、この絶縁層の上面及び下面に半田付可能
なメタライズ処理を施すようにしたので、優れた熱伝導
率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプレッタを安
価に作製することが可能となる。
いて、前記ヒートスプレッタの前記絶縁層は、熱伝導率
が０．２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり、且つ３
００℃以上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌ
Ｎ層で構成し、この絶縁層の上面及び下面に半田付可能
なメタライズ処理を施すようにしたので、優れた熱伝導
率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプレッタを安
価に作製することが可能となる。
【００６１】第３の発明によれば、上記第１の発明にお
いて、前記ヒートスプレッタについて、熱伝導率が０．
２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００℃以
上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層で前
記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側にＣｕ
ペーストの印刷焼成によるＣｕ厚膜を形成したので、優
れた熱伝導率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプ
レッタを安価に作製することが可能となると共に、一層
の低熱抵抗性を図ることが可能となる。
いて、前記ヒートスプレッタについて、熱伝導率が０．
２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００℃以
上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層で前
記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側にＣｕ
ペーストの印刷焼成によるＣｕ厚膜を形成したので、優
れた熱伝導率、高耐熱性及び絶縁性を備えたヒートスプ
レッタを安価に作製することが可能となると共に、一層
の低熱抵抗性を図ることが可能となる。
【００６２】第４の発明によれば、上記第１乃至第３の
発明において、前記制御回路部は、プリント基板、セラ
ミックス基板または金属ベース基板を用いて構成したの
で、制御回路部を高密度に実現できるため装置全体を小
型化でき、しかも低コスト化が可能となる。
発明において、前記制御回路部は、プリント基板、セラ
ミックス基板または金属ベース基板を用いて構成したの
で、制御回路部を高密度に実現できるため装置全体を小
型化でき、しかも低コスト化が可能となる。
【００６３】第５の発明によれば、上記第１乃至第４の
発明において、トランスファーモールド法により外囲器
を成型するようにしたので、コスト性、生産性を一層向
上させることが可能となる。
発明において、トランスファーモールド法により外囲器
を成型するようにしたので、コスト性、生産性を一層向
上させることが可能となる。
【図１】本発明の第１実施形態に係るマルチチップモジ
ュール半導体装置の構成を示す図である。
ュール半導体装置の構成を示す図である。
【図２】図１中のヒートスプレッタの具体的構成例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】第３及び第４のヒートスプレッタの熱抵抗を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るマルチチップモジ
ュール半導体装置の構成を示す図である。
ュール半導体装置の構成を示す図である。
【図５】従来の一般的なＨブリッジ・モータドライブ回
路の回路図である。
路の回路図である。
【図６】図５に示すＨブリッジ・モータドライブ回路の
等価回路図である。
等価回路図である。
【図７】従来のマルチチップモジュール半導体装置の第
１の構成例を示す断面図である。
１の構成例を示す断面図である。
【図８】従来のマルチチップモジュール半導体装置の第
２の構成例を示す断面図である。
２の構成例を示す断面図である。
【図９】従来のマルチチップモジュール半導体装置の第
３の構成例を示す断面図である。
３の構成例を示す断面図である。
【図１０】従来装置の問題点を説明するための図であ
る。
る。
【図１１】半田中のＰｂ含有率とパワーサイクル耐量と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図１２】従来装置の問題点を一覧表示した図である。
１ ベース外部放熱器 ２ ヒートスプレッタ ３ パワー素子 ４，５ 半田 ４ａ ソース電極 ４ｂ ゲート電極 ４ｃ ドレイン電極 １０ チップ部 １１ ガラエポ基板 ２０ 周辺回路部 ２１，２２，２３ ワイヤ ３１ ＡｌＮ（窒化アルミニュウム） ３２，４２，５３ メタライズ ４１ Ａｌ2 Ｏ3 （酸化アルミニュウム） ５１ Ｃｕ薄板 ５２ 高温半田 ６２ セラミックス溶射による絶縁層 ７１ セラミックス ７２ Ｃｕ厚膜 ８０ａ 入出力リード ９０ 標準パッケージ
Claims (5)
- 【請求項１】 複数のパワー素子を有するパワー回路部
と、このパワー回路部を制御する制御回路部とが同一放
熱板上に実装されたマルチチップモジュール半導体装置
において、 前記各パワー素子は、セラミックス系の絶縁層を有する
ヒートスプレッタを介して前記放熱板に半田付けによっ
て実装したことを特徴とするマルチチップモジュール半
導体装置。 - 【請求項２】 前記ヒートスプレッタは、熱伝導率が
０．２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００
℃以上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層
で前記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側に
半田付け可能なメタライズ処理を施したものであること
を特徴とする請求項１記載のマルチチップモジュール半
導体装置。 - 【請求項３】 前記ヒートスプレッタは、熱伝導率が
０．２Ｗ／℃・ｃｍ以上の高熱伝導性であり且つ３００
℃以上の高耐熱性を有するＡｌ2 Ｏ3 層またはＡｌＮ層
で前記絶縁層を構成し、この絶縁層の上面及び下面側に
Ｃｕペーストの印刷焼成によるＣｕ厚膜を形成したもの
であることを特徴とする請求項１記載のマルチチップモ
ジュール半導体装置。 - 【請求項４】 前記制御回路部は、プリント基板、セラ
ミックス基板または金属基板を用いて構成したことを特
徴とする請求項１乃至請求項３記載のマルチチップモジ
ュール半導体装置。 - 【請求項５】 トランスファーモールド法により外囲器
を成型したことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載
のマルチチップモジュール半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1789996A JPH09213877A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | マルチチップモジュール半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1789996A JPH09213877A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | マルチチップモジュール半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213877A true JPH09213877A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11956592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1789996A Pending JPH09213877A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | マルチチップモジュール半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213877A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005018001A1 (ja) * | 2003-08-18 | 2005-02-24 | Sanken Electric Co., Ltd. | 半導体装置 |
| US6914321B2 (en) | 2001-02-20 | 2005-07-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
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| JP5378683B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2013-12-25 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 回路装置およびその製造方法 |
| US10681801B2 (en) | 2016-10-14 | 2020-06-09 | Cpt Group Gmbh | Mounting assembly with a heatsink |
| CN113594154A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-11-02 | 北京无线电测量研究所 | 一种射频收发前端封装结构及系统 |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP1789996A patent/JPH09213877A/ja active Pending
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| JP4886791B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2012-02-29 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電子モジュールならびに該電子モジュールを製造するための方法 |
| US8169791B2 (en) | 2005-12-28 | 2012-05-01 | Robert Bosch Gmbh | Electronic module and method for producing such a module |
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| CN113594154A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-11-02 | 北京无线电测量研究所 | 一种射频收发前端封装结构及系统 |
| CN113594154B (zh) * | 2021-06-16 | 2023-08-08 | 北京无线电测量研究所 | 一种射频收发前端封装结构及系统 |
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