JPH10256443A - パワーモジュール用ヒートシンク体 - Google Patents
パワーモジュール用ヒートシンク体Info
- Publication number
- JPH10256443A JPH10256443A JP7464097A JP7464097A JPH10256443A JP H10256443 A JPH10256443 A JP H10256443A JP 7464097 A JP7464097 A JP 7464097A JP 7464097 A JP7464097 A JP 7464097A JP H10256443 A JPH10256443 A JP H10256443A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat sink
- sink body
- solder resist
- power module
- semiconductor module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のパワーモジュール用ヒートシンク体に
おいては、半田づけの際半田がながれたり、モジュール
基板の位置がずれるという問題があった。 【解決手段】 本発明のパワーモジュール用ヒートシン
ク体においては、金属体のヒートシンク体上に半田レジ
ストを塗布し、この上に半導体モジュール基板を半田付
けする。
おいては、半田づけの際半田がながれたり、モジュール
基板の位置がずれるという問題があった。 【解決手段】 本発明のパワーモジュール用ヒートシン
ク体においては、金属体のヒートシンク体上に半田レジ
ストを塗布し、この上に半導体モジュール基板を半田付
けする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高強度セラミックス
金属複合体からなる回路基板を搭載するヒートシンク体
に関し、更に詳しくは集積回路や半導体部品の実装に好
適な高ヒートサイクル性を有するパワーモジュール基板
を搭載することに適したパワーモジュール用ヒートシン
ク体に関するものである。
金属複合体からなる回路基板を搭載するヒートシンク体
に関し、更に詳しくは集積回路や半導体部品の実装に好
適な高ヒートサイクル性を有するパワーモジュール基板
を搭載することに適したパワーモジュール用ヒートシン
ク体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、パワートランジスタ、ＩＧＢ
Ｔ、ＩＰＭ、パワーモジュール等熱が大量に発生する電
力デバイス用の実装基板としては、導電回路を有するセ
ラミックス回路基板が広く用いられており、特に近年で
は、高熱伝導率を有する回路基板を製造するために、セ
ラミックス基板の製造・導電回路の形成などに様々な工
夫がなされている。
Ｔ、ＩＰＭ、パワーモジュール等熱が大量に発生する電
力デバイス用の実装基板としては、導電回路を有するセ
ラミックス回路基板が広く用いられており、特に近年で
は、高熱伝導率を有する回路基板を製造するために、セ
ラミックス基板の製造・導電回路の形成などに様々な工
夫がなされている。
【０００３】図３は、本発明で使用する半導体モジュー
ル用基板３を示し、半導体モジュール用基板３として用
いられるセラミックス基板７は、アルミナ基板や窒化ア
ルミニウムや窒化ケイ素等の窒化物であり、この基板７
の少なくとも片面に銅板５を直接接合法で接合したり、
あるいは活性金属ろう材を介して接合している。
ル用基板３を示し、半導体モジュール用基板３として用
いられるセラミックス基板７は、アルミナ基板や窒化ア
ルミニウムや窒化ケイ素等の窒化物であり、この基板７
の少なくとも片面に銅板５を直接接合法で接合したり、
あるいは活性金属ろう材を介して接合している。
【０００４】接合された金属は、所定形状の回路面を有
するようにエッチング処理により形成し、回路面にメッ
キ処理を施したものに半導体チップとしてのＳｉチップ
を搭載して、半導体モジュール基板として使用してい
る。
するようにエッチング処理により形成し、回路面にメッ
キ処理を施したものに半導体チップとしてのＳｉチップ
を搭載して、半導体モジュール基板として使用してい
る。
【０００５】このようにして得られた半導体モジュール
基板を、銅板状のヒートシンク体の上に半田づけで接合
しているのが現状である。
基板を、銅板状のヒートシンク体の上に半田づけで接合
しているのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記ヒー
トシンク体上に半導体モジュール基板を半田付けで接合
するため、半田づけの際に半田自体が流れたり、モジュ
ール基板の位置がずれるという問題があった。
トシンク体上に半導体モジュール基板を半田付けで接合
するため、半田づけの際に半田自体が流れたり、モジュ
ール基板の位置がずれるという問題があった。
【０００７】本発明は、新規な手段を開発することによ
って半導体モジュール基板の位置ずれを防止したパワー
モジュール用ヒートシンク体を提供するものである。
って半導体モジュール基板の位置ずれを防止したパワー
モジュール用ヒートシンク体を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、斯かる課
題を解決するために鋭意研究したところ、特殊な半田レ
ジストをヒートシンク体表面に塗布することにより位置
ずれのないパワーモジュール用ヒートシンク体を開発す
ることが出来た。
題を解決するために鋭意研究したところ、特殊な半田レ
ジストをヒートシンク体表面に塗布することにより位置
ずれのないパワーモジュール用ヒートシンク体を開発す
ることが出来た。
【０００９】即ち本発明のパワーモジュール用ヒートシ
ンク体は、金属体から成るヒートシンク体において、金
属上または金属メッキ表面上に半田レジストを塗布した
ことを特徴とする
ンク体は、金属体から成るヒートシンク体において、金
属上または金属メッキ表面上に半田レジストを塗布した
ことを特徴とする
【００１０】上記金属体は、銅板あるいはアルミニウム
板から選ばれる少なくとも１種の導電体であることを特
徴とする。
板から選ばれる少なくとも１種の導電体であることを特
徴とする。
【００１１】上記半田レジストは、エポキシ系或いはイ
ミド系レジストであることを特徴とする。
ミド系レジストであることを特徴とする。
【００１２】上記半田レジストは、印刷、スプレー、ロ
ールコーターのいずれかの手段により５〜４０μｍの膜
厚に塗布されることを特徴とする。
ールコーターのいずれかの手段により５〜４０μｍの膜
厚に塗布されることを特徴とする。
【００１３】上記半田レジストは、加熱により、あるい
は紫外線により硬化され、硬化後は２５０℃以上の耐熱
性を有することを特徴とする。
は紫外線により硬化され、硬化後は２５０℃以上の耐熱
性を有することを特徴とする。
【００１４】上記半田レジストは、硬化後は１×１０11
Ω以上の絶縁抵抗を有することを特徴とする。
Ω以上の絶縁抵抗を有することを特徴とする。
【００１５】上記半田レジストは、ヒートシンク体表面
に所定形状に塗布することを特徴とする。
に所定形状に塗布することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下図面によって本発明の実施例
を説明する。
を説明する。
【００１７】本発明で使用するヒートシンク体は、銅板
やアルミニウム板及びこれらの合金板であり導電性に富
む材質で有ればよく、またこれらの表面に必要に応じて
ニッケルメッキを施してもよい。
やアルミニウム板及びこれらの合金板であり導電性に富
む材質で有ればよく、またこれらの表面に必要に応じて
ニッケルメッキを施してもよい。
【００１８】上記ヒートシンク体に半導体モジュール用
基板を搭載する場合に、従来は半田を用いて接合させて
いるが、半田自体が流れたりして回路基板の位置がずれ
ることがあるから、本発明では半田レジストを用いて接
合した。
基板を搭載する場合に、従来は半田を用いて接合させて
いるが、半田自体が流れたりして回路基板の位置がずれ
ることがあるから、本発明では半田レジストを用いて接
合した。
【００１９】本発明で使用する半田レジストは、エポキ
シ系やイミド系の材質であり、クリーム状のものであ
る。この半田レジストをヒートシンク体の表面に塗布す
る方法として、実施例では印刷方法で塗布したが、この
他スプレー方式やロールコーター方式でも同様に所定箇
所に塗布できる。
シ系やイミド系の材質であり、クリーム状のものであ
る。この半田レジストをヒートシンク体の表面に塗布す
る方法として、実施例では印刷方法で塗布したが、この
他スプレー方式やロールコーター方式でも同様に所定箇
所に塗布できる。
【００２０】所定箇所に塗布した半田レジストは加熱し
て硬化させる必要があるが、この加熱方法としては、焼
成炉中で５０〜２００℃に加熱するか紫外線を当てて硬
化させる。この加熱温度に限定する理由は、硬化後の耐
熱性を２５０℃以上好ましくは３００℃以上にするため
であり、５０℃以下では硬化が不十分で耐熱性を保ち得
なく、逆に２００℃以上では急激に硬化しすぎ、レジス
トに割れが生ずるためである。
て硬化させる必要があるが、この加熱方法としては、焼
成炉中で５０〜２００℃に加熱するか紫外線を当てて硬
化させる。この加熱温度に限定する理由は、硬化後の耐
熱性を２５０℃以上好ましくは３００℃以上にするため
であり、５０℃以下では硬化が不十分で耐熱性を保ち得
なく、逆に２００℃以上では急激に硬化しすぎ、レジス
トに割れが生ずるためである。
【００２１】半田レジストを塗布する膜厚は５〜４０μ
ｍの範囲が好ましいが、これは５μｍ以下だと半田流れ
防止として効果が薄く、半導体モジュール基板の位置ず
れを起こしやすい。逆に４０μｍ以上だとレジストに割
れが生じやすい。
ｍの範囲が好ましいが、これは５μｍ以下だと半田流れ
防止として効果が薄く、半導体モジュール基板の位置ず
れを起こしやすい。逆に４０μｍ以上だとレジストに割
れが生じやすい。
【００２２】この様にして得られた半田レジストは硬化
後の絶縁抵抗が１×１０11Ω以上であり、パワーモジュ
ール用ヒートシンク体への半田レジストによる半田濡れ
性や絶縁性への影響はなくなった。
後の絶縁抵抗が１×１０11Ω以上であり、パワーモジュ
ール用ヒートシンク体への半田レジストによる半田濡れ
性や絶縁性への影響はなくなった。
【００２３】（実施例１）
【００２４】図１に示すようにヒートシンク体１とし
て、１５×１０×３．０ｍｍの銅板の表面をＮｉメッキ
によって被覆したものを用い、このヒートシンク体１に
エポキシ系半田レジスト２を搭載する半導体モジュール
基板３の大きさに合わせて印刷方式で膜厚２０μｍで印
刷し、加熱炉中で１４０℃、２０分加熱して上記半田レ
ジスト２を硬化させ、ヒートシンク体１を得た。
て、１５×１０×３．０ｍｍの銅板の表面をＮｉメッキ
によって被覆したものを用い、このヒートシンク体１に
エポキシ系半田レジスト２を搭載する半導体モジュール
基板３の大きさに合わせて印刷方式で膜厚２０μｍで印
刷し、加熱炉中で１４０℃、２０分加熱して上記半田レ
ジスト２を硬化させ、ヒートシンク体１を得た。
【００２５】次いで、図２に示すようにこの半田レジス
ト付きヒートシンク体１の半田レジスト２上にクリーム
半田を介して半導体モジュール基板３を２６０℃で半田
付けしたが、半田流れは全く発生しなかった他、半導体
モジュール基板３の位置ずれも見られなかった。
ト付きヒートシンク体１の半田レジスト２上にクリーム
半田を介して半導体モジュール基板３を２６０℃で半田
付けしたが、半田流れは全く発生しなかった他、半導体
モジュール基板３の位置ずれも見られなかった。
【００２６】図１に示す半田レジストの硬化後の絶縁抵
抗を調べたところ、１×１０11Ωの抵抗値を示してい
た。
抗を調べたところ、１×１０11Ωの抵抗値を示してい
た。
【００２７】なお、４はヒートシンク体１の固定用支柱
孔、６は半導体モジュール基板３のチップ搭載部であ
る。
孔、６は半導体モジュール基板３のチップ搭載部であ
る。
【００２８】（比較例１）
【００２９】ヒートシンク体１として１５×１０×３．
０ｍｍの銅板の表面をＮｉメッキによって被覆したもの
を用い、このヒートシンク体に半田を介して半導体モジ
ュール基板３を接触させ加熱炉で２６０℃で半田付けを
行なったが、一部に半田流れや半導体モジュール基板３
の位置ずれが見られた。
０ｍｍの銅板の表面をＮｉメッキによって被覆したもの
を用い、このヒートシンク体に半田を介して半導体モジ
ュール基板３を接触させ加熱炉で２６０℃で半田付けを
行なったが、一部に半田流れや半導体モジュール基板３
の位置ずれが見られた。
【００３０】
【発明の効果】上述のように本発明ヒートシンク体は、
従来構造上やむを得なかった半田流れをなくすことがで
きることによって、半導体モジュール基板の位置ずれと
いう問題が解決でき、生産性向上に大きく寄与できる効
果を有するものである。
従来構造上やむを得なかった半田流れをなくすことがで
きることによって、半導体モジュール基板の位置ずれと
いう問題が解決でき、生産性向上に大きく寄与できる効
果を有するものである。
【図１】本発明パワーモジュール用ヒートシンク体の素
材に半田レジストを印刷した斜視図である。
材に半田レジストを印刷した斜視図である。
【図２】本発明パワーモジュール用ヒートシンク体の斜
視図である。
視図である。
【図３】本発明で用いる半導体モジュール基板の斜視図
である。
である。
１ ヒートシンク体 ２ 半田レジスト ３ 半導体モジュール基板 ４ 固定用支柱孔 ５ 銅板 ６ チップ搭載部 ７ セラミックス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 潤二 東京都千代田区丸の内一丁目８番２号 同 和鉱業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 金属体から成るヒートシンク体におい
て、金属上または金属メッキ表面上に半田レジストを塗
布したことを特徴とするパワーモジュール用ヒートシン
ク体。 - 【請求項２】 上記金属体は、銅板あるいはアルミニウ
ム板から選ばれる少なくとも１種の導電体であることを
特徴とする請求項１記載のパワーモジュール用ヒートシ
ンク体。 - 【請求項３】 上記半田レジストは、エポキシ系或いは
イミド系レジストであることを特徴とする請求項１また
は２記載のパワーモジュール用ヒートシンク体。 - 【請求項４】 上記半田レジストは、印刷、スプレー、
ロールコーターのいずれかの手段により５〜４０μｍの
膜厚に塗布されることを特徴とする請求項１、２または
３記載のパワーモジュール用ヒートシンク体。 - 【請求項５】 上記半田レジストは、加熱により、ある
いは紫外線により硬化され、硬化後は２５０℃以上の耐
熱性を有することを特徴とする請求項１、２、３または
４記載のパワーモジュール用ヒートシンク体。 - 【請求項６】 上記半田レジストは、硬化後は１×１０
11Ω以上の絶縁抵抗を有することを特徴とする請求項
１、２、３、４または５記載のパワーモジュール用ヒー
トシンク体。 - 【請求項７】 上記半田レジストは、ヒートシンク体表
面に所定形状に塗布することを特徴とする請求項１、
２、３、４、５または６記載のパワーモジュール用ヒー
トシンク体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7464097A JPH10256443A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | パワーモジュール用ヒートシンク体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7464097A JPH10256443A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | パワーモジュール用ヒートシンク体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256443A true JPH10256443A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=13553024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7464097A Withdrawn JPH10256443A (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | パワーモジュール用ヒートシンク体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10256443A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1296372A2 (en) * | 2001-09-21 | 2003-03-26 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat dissipating material and manufacturing method thereof |
| JP2006104495A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 銅合金およびその製造法ならびに放熱板 |
| JPWO2017122306A1 (ja) * | 2016-01-14 | 2018-04-12 | 三菱電機株式会社 | 放熱板構造体、半導体装置および放熱板構造体の製造方法 |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP7464097A patent/JPH10256443A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1296372A2 (en) * | 2001-09-21 | 2003-03-26 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat dissipating material and manufacturing method thereof |
| EP1296372A3 (en) * | 2001-09-21 | 2006-07-26 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat dissipating material and manufacturing method thereof |
| JP2006104495A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 銅合金およびその製造法ならびに放熱板 |
| JP4571471B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2010-10-27 | Ｄｏｗａホールディングス株式会社 | 銅合金およびその製造法ならびに放熱板 |
| JPWO2017122306A1 (ja) * | 2016-01-14 | 2018-04-12 | 三菱電機株式会社 | 放熱板構造体、半導体装置および放熱板構造体の製造方法 |
| US10692794B2 (en) | 2016-01-14 | 2020-06-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Radiation plate structure, semiconductor device, and method for manufacturing radiation plate structure |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040701 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040713 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040913 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041019 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041119 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041220 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20041228 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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Effective date: 20061204 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |