JPS5811757B2 - ハンドウタイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アップサイドダウン状にダイオードチップ
をパッケージ等のベースに装着するのにハンダによりダ
イオード接合が劣化されないようにした半導体装置に関
するものである。

まず、従来のこの種の半導体装置について説明する。

第１図は従来のアップサイドダウン（ｕｐｓｉｄｅ ｄ
ｏｗｎ）形にパッケージ等のベースにガン・インバット
やトラパットなどのダイオードを装着した例である。

第１図において、１はパッケージ等のベースで、金メッ
キ層２などで被覆される。

３はｐ＋−ｎ−ｎ＋のメサ形をしたダイオードチップで
、ｐ＋層３１、ｎ層３２、ｎ＋層３３からなりｐ＋層３
１側にオーム接触電極形成後さらに金などをメッキした
オーム接触電極４を形成している。

また、ｎ＋層３３側にも同様にオーム接触電極形成後さ
らに金メッキをしたオーム接触電極５を形成し、金リボ
ン６をオーム接触電極５に熱圧着するのと同時にベース
１とオーム接触電極４との熱圧着を行ってダイオードを
形成している。

この場合、熱発生の大きいｐ＋ｎ接合部はヒートシンク
になるベース１に近接しているので放熱がよく、電力素
子に適しているが、オーム接触電極４とｐ＋ｎ接合部と
が近接しているため、ハンダ等による接着時にハンダの
盛り上りなどによって接合部が汚染され、これによるダ
イオード劣化が起りやすい。

このため、一般にＡｕ−Ａｕの熱圧着方法を採用するが
、高出力化を図ってオーム接触電極４の面積を増大する
場合、Ａｕ−Ａｎの熱圧着は非常に困難になる欠点があ
る。

また小面積のオーム接触電極４の場合でもベース１の面
の平滑度をあげ、また、Ａｕの厚みを増大しなければな
らないなどの欠点がある。

この発明は、上記欠点を除去するためになされたもので
、ダイオードチップのオーム接触電極が接着されるベー
スの面を球面状にして、ダイオードチップをハンダ等で
ベースに装着する際に、ハンダの盛り上りによるダイオ
ード接合部の破壊を防ぐとともに、確実な装着をさせよ
うとするものである。

以下この発明について詳細に説明する。第２図はこの発
明の一実施例を示すダイオードチップ装着方法で、半径
Ｒの球面を有するベース１１にハンダ層２１を設け、ダ
イオードチップ３のｐ＋層３１のオーム接触電極４１と
ベース１１とを接着させた場合、余剰のハンダによって
ｐ＋層３１とｎ層３２からなるｐ＋ｎ層などが汚染され
ることを防ぐようにしている。

このダイオードチップ３とベース１１と装着部を拡大し
た図が第３図である。

この場合、ベース１１の球面半径Ｒ、ダイオードチップ
３のオーム接触電極４１の半径ｒおよびハンダ層２１の
厚さｄの間の関係は第（１）式であられせる条件を満す
ことが望ましい。

すなわち、ハンダ層２１の厚さｄを、ダイオードチップ
３の底面の周囲端とベース１１の球面中心との間の距離
８７球面半径Ｒとの差に丁度等しくなる様にすることに
より、ダイオードチップ３の中心部をベース１１に押付
けても、ダイオードチップ３の底面全面がハンダ層２１
と接触し、かつ、ダイオードチップ３の底面の周囲端が
ハンダ層２１中に埋ることはないから、第３いて、 を得る。

このような条件のとき、ダイオードチップ３をベース１
１に押付けた場合でも、ハンダ層２１の中にダイオード
チップ３が埋ることなく、従って接合面への付着による
ダイオード劣化はない。

また、ハンダ接着を確実にできる上、ハンダ固着後は、
あまり大きな熱抵抗の増大はなく、従来の熱圧着方式と
殆んど同じ機械的強度を有する。

第４図はこの発明の他の実施例を示すもので、キャリヤ
を用いて構成する場合である。

この図で、１２はキャリヤで、この球面の半径Ｒおよび
ハンダ層２１などの条件は第３図における条件と同一で
ある。

１１はパッケージ等のベースで、この面とキャリヤ１２
はハンダ層２２で装着する。

この場合、ベース１１とキャリヤ１２の間にハンダ層２
２が存在するため熱抵抗の増加がある。

しかしながら、接触面積が大きいことから熱抵抗の増加
はあまり重大ではない。

第５図はベース１１とキャリヤ１２間の接触面積を増大
させ、熱抵抗の低減と機械的強度の増大を図った実施例
で球形のキャリヤ１２′を用い、ベース１１に凹のコー
ン状の穴１４をあけてダイオードチップ３を装着した場
合を示している。

この実施例では第４図の実施例に比較して作業性の点で
も優れている。

なお、この発明はｐ＋−ｎ−ｎ＋構造をもつ半導体装置
の例で説明したが、ガンダイオードなどの半導体装置に
も適用できることはもちろんである。

以上詳細に説明したように、この発明はアップサイドダ
ウン状にして熱抵抗を減少させるため、ダイオードのオ
ーム接触電極とパッケージのベースとをハンダ等を用い
て接着する半導体装置において、ダイオードのオーム接
触電極に隣接する接合にハンダ等がまわり込んでダイオ
ードを破壊しないように、ベースに凸状の球面をもたせ
、その上にハンダ層を被覆し、ベースにダイオードのオ
ーム接触電極を圧着したときに、ハンダとの接触面積が
、この電極面積をこえることがないようにベースの凸状
の球面半径と、ハンダ層の厚さを設定したので、パッケ
ージ等のベースの加工度を増大する必要もなくなり、オ
ーム接触電極に隣接したｐ＋ｎ接合などのハンダによる
汚染によってダイオードチップの劣化もない。

もちろん、熱抵抗は従来の熱圧着方法とかわらず、大面
積のオーム接触電極をもつ半導体装置の装着を容易に行
なうことができるとともに、作業性の向上がはかれる。

さらに、この発明はベースが平面であり凸状の球形に構
成することが困難な場合でも、キャリヤを用いてこれを
前記と同様の凸状の球面に形成し、かつハンダ層を被覆
したベースと同様の条件を有するように構成し、これを
ダイオードのオーム接触電極にハンダ付けした後、通常
の平坦な面をもつベースに、またはキャリヤとベース間
の接触面積を増大させ、熱抵抗の低減と機械的強度の増
大をはかるため、あらかじめ凹のコーン状に穴をあけた
ベースにアップサイドダウン状にキャリヤを装着するよ
うにしたので、ベースには殆んど困難な加工等を施さな
くとも前述した目的を十分に果すことができる等の特長
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の熱圧着方法によるｐ＋−ｎ−ｎ＋槽構造
有する半導体装置の断面図、第２図はこの発明の一実施
例を示す断面図、第３図は第２図の実施例の部分拡大図
、第４図および第５図はいずれもこの発明の他の実施例
を示す断面図である。 図中、３はダイオードチップ、５はオーム接触電極、６
は金リボン、１１はベース、２１はハンダ層、３１はｐ
＋層、３２はｎ層、３３はｎ層層、４１はオーム接触電
極である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アップサイドダウン状のダイオードのオーム接触電
   極とパッケージ等のベースとをハンダ等を用いて接着す
   る半導体装置において、凸状の球面上にハンダ層を被覆
   してベースを構成し、前記ハンダ層の厚みを、前記ベー
   スにダイオードの円形のオーム接触電極を圧着したとき
   に、ハンダとの接触面積が電極面積をこえることが彦い
   ように前記円形のオーム接触電極の外周部と前記球面の
   中心との間の距離と前記球面の半径との差よりも小さく
   なるように制御したことを特徴とする半導体装置。 ２ アップサイドダウン状のダイオードのオーム接触電
   極とパッケージ等の平面を有するベースとをハンダ等を
   用いて接着する半導体装置において、凸状の球面としこ
   の上にハンダ層を被覆してキャリアを構成し、前記ハン
   ダ層の厚みを、前記ベースにダイオードのオーム接触電
   極を圧着したときに、ハンダとの接触面積が電極面積を
   こえることがないように前記円形のオーム接触電極の外
   周部と前記球面の中心との間の距離と前記球面の半径と
   の差よりも小さくなるように制御し、前記キャリアの球
   面に前記ダイオードのオーム接触電極を取付け、さらに
   前記キャリアを前記ベースに取付けたことを特徴とする
   半導体装置。