JPS58173856A - 半導体素子用冷却装置 - Google Patents
半導体素子用冷却装置Info
- Publication number
- JPS58173856A JPS58173856A JP5625182A JP5625182A JPS58173856A JP S58173856 A JPS58173856 A JP S58173856A JP 5625182 A JP5625182 A JP 5625182A JP 5625182 A JP5625182 A JP 5625182A JP S58173856 A JPS58173856 A JP S58173856A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- cooling plate
- cooling
- semiconductor element
- mounting
- 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.)
- Granted
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01013—Aluminum [Al]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体素子用冷却装置に関するもので特に半
導体素子用の冷却装置にアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を冷却部材として使用する場合において半田付け
するための冷却部材の改良に関するものである。
導体素子用の冷却装置にアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金を冷却部材として使用する場合において半田付け
するための冷却部材の改良に関するものである。
従来公知のものとして、銅製熱伝導部品を有する半導体
素子、およびアルミニウム製冷却部材を備え、上記冷却
部材６ζ銅メツキまたは銅蒸着で銅層を形成し、この銅
層を上記熱伝導部品に接合させたものがある。
素子、およびアルミニウム製冷却部材を備え、上記冷却
部材６ζ銅メツキまたは銅蒸着で銅層を形成し、この銅
層を上記熱伝導部品に接合させたものがある。
しかし、上記従来の半導体素子用冷却装置の場合、アル
ミニウム製冷却部材に銅メッキまたは銅蒸着で銅層な形
成するものであるが、アルミニウムに局部メッキまたは
局部蒸着することはコストが高く量産性に乏しい欠点が
あった。
ミニウム製冷却部材に銅メッキまたは銅蒸着で銅層な形
成するものであるが、アルミニウムに局部メッキまたは
局部蒸着することはコストが高く量産性に乏しい欠点が
あった。
この発明は上記欠点を解消することを目的とし以下に述
べる優れた半導体素子用冷却装置を提供するものである
。
べる優れた半導体素子用冷却装置を提供するものである
。
以下、第１図乃至第４図に示すこの発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
各図において、（１）はアルミニウムより形成された冷
却用板材で帯状（ζ形成され複数箇所に取付凹一部（１
ｍ）を有する。（２）はこの冷却用板材の取付凹部（１
ｍ）に各々超音波溶接にて固ＮＩ８れたカップ状の半導
体素子装着用ケースで、アルミニウムからなる板材にカ
ッパライジング等により片面にのみ銅層（２ａ）が形成
されてあり、またこの銅層の外側には予備半田（２ｂ）
が施されである。（３）は半導体素子であるダイオード
で、上記半導体素子装着用ケース（２）に半田（４）に
て固着されている。（６）は超音波溶接機、（６）は超
音波振動の発生源（図示せず）からの超音波振動を受け
るチップで、その先端部の端面には四角鋤形の突起（６
ａ）が形成されており、その超音波の振動方向は矢印（
ｆ）方向でかつ矢印（ｐ）方向に押圧力が印加される。
却用板材で帯状（ζ形成され複数箇所に取付凹一部（１
ｍ）を有する。（２）はこの冷却用板材の取付凹部（１
ｍ）に各々超音波溶接にて固ＮＩ８れたカップ状の半導
体素子装着用ケースで、アルミニウムからなる板材にカ
ッパライジング等により片面にのみ銅層（２ａ）が形成
されてあり、またこの銅層の外側には予備半田（２ｂ）
が施されである。（３）は半導体素子であるダイオード
で、上記半導体素子装着用ケース（２）に半田（４）に
て固着されている。（６）は超音波溶接機、（６）は超
音波振動の発生源（図示せず）からの超音波振動を受け
るチップで、その先端部の端面には四角鋤形の突起（６
ａ）が形成されており、その超音波の振動方向は矢印（
ｆ）方向でかつ矢印（ｐ）方向に押圧力が印加される。
（７）は上記チップ（６）と対向して設けられダイス銅
からなる固定支持部材で。
からなる固定支持部材で。
その上端部には一体に形成されたアンビル（８）が設け
られており、その先端面には四角鍵形の突ｆｆｉ８Ｍ）
が形成されている。
られており、その先端面には四角鍵形の突ｆｆｉ８Ｍ）
が形成されている。
次に上記実施例の製作手順について説明する。
まず、冷却用板材（１）に各々取付凹部（１ａ）を゛形
成する。一方、予め片面のみに銅層（２ａ）が被覆され
たアルミニウムからなる板材における銅！１１ｃ２＠）
上に予備半田（２ｂ）を施す。次にこの板材を各々取付
四部（１ｍ）に装着可能な如く大きさに切断し、その切
断された個々の板材をカップ状に成形して半導体素子装
着用ケース（２）を形成する。
成する。一方、予め片面のみに銅層（２ａ）が被覆され
たアルミニウムからなる板材における銅！１１ｃ２＠）
上に予備半田（２ｂ）を施す。次にこの板材を各々取付
四部（１ｍ）に装着可能な如く大きさに切断し、その切
断された個々の板材をカップ状に成形して半導体素子装
着用ケース（２）を形成する。
次に半導体素子装着用ケース（２）を冷却用板材（１）
の凹部（ｌａ）内にアルミニウム板材同志が対向する様
に載置した状態で、これらを超音波溶接機（５）のアノ
ビル（８）の端面に設置し８次いで、チップ（６）を半
導体素子装着用ケース（２）上に配置する。そして。
の凹部（ｌａ）内にアルミニウム板材同志が対向する様
に載置した状態で、これらを超音波溶接機（５）のアノ
ビル（８）の端面に設置し８次いで、チップ（６）を半
導体素子装着用ケース（２）上に配置する。そして。
そのチップ（６）を矢印ψ）方向に移動させ板材（２）
（１）をチップ（６）によりアンビル（８）に所定の
圧力（１５０ｋｇ）で押圧させて、チップ（６）及びア
ンビル（８）の突紅６１）（８ａ）を板材（２） （１
）の反接合面に喰い込ませる。而して、チップ（６）及
びアンビル（８）によりケース（２）、冷却板材ｆ１）
の接合部を加圧した状態で、チップ（６）に超音波振動
を印加し、チップ（６）を矢印（ｆ）方向に振＃Ｅｌ１
８せてケース（２）、冷却板材（１）の接合面を摩擦す
ればケース（２）、冷却板材（１）は接合部にて接合が
行なえる。この後、半導体素子装着用ケース（２）にダ
イオード（６）を半田（４月こて順次固着する。
（１）をチップ（６）によりアンビル（８）に所定の
圧力（１５０ｋｇ）で押圧させて、チップ（６）及びア
ンビル（８）の突紅６１）（８ａ）を板材（２） （１
）の反接合面に喰い込ませる。而して、チップ（６）及
びアンビル（８）によりケース（２）、冷却板材ｆ１）
の接合部を加圧した状態で、チップ（６）に超音波振動
を印加し、チップ（６）を矢印（ｆ）方向に振＃Ｅｌ１
８せてケース（２）、冷却板材（１）の接合面を摩擦す
ればケース（２）、冷却板材（１）は接合部にて接合が
行なえる。この後、半導体素子装着用ケース（２）にダ
イオード（６）を半田（４月こて順次固着する。
上記の如〈実施例のものにあっては、冷却用板材（１）
と半導体素子装着用ケース（２）とを超音波溶接にて固
着するようにしているので、従来の如く冷却用板材（１
）の凹部（１８）に各々カッパライジング等にて銅層（
２ａ）を形成するものに比して製作が極めて容易で量産
性に富み自動化も可能にし得るものである。
と半導体素子装着用ケース（２）とを超音波溶接にて固
着するようにしているので、従来の如く冷却用板材（１
）の凹部（１８）に各々カッパライジング等にて銅層（
２ａ）を形成するものに比して製作が極めて容易で量産
性に富み自動化も可能にし得るものである。
また、半導体素子装着用ケース（２）は予備半Ｅｔ１２
ｂ）が施されであるので、その銅層（２ａ）表面におい
て加工硬化がなくなり、焼なまし作用と同様の状態とな
り、超音波溶接の際に銅層（２畠）が破れるという不具
合を皆無にする効果を奏するものである。
ｂ）が施されであるので、その銅層（２ａ）表面におい
て加工硬化がなくなり、焼なまし作用と同様の状態とな
り、超音波溶接の際に銅層（２畠）が破れるという不具
合を皆無にする効果を奏するものである。
更にケース（２）はカップ状に形成されているため。
ダイオード（６）をケース（りに半田付けしても半田（
４）がケース（２）外へ洩れて半田（４）が冷却板材（
１）に直接付着して板材（１）の表面が腐食する不具合
は全くなくなる。
４）がケース（２）外へ洩れて半田（４）が冷却板材（
１）に直接付着して板材（１）の表面が腐食する不具合
は全くなくなる。
尚、上述では、冷却用板材（１）並びに半導体素子装着
用板材（２）の母材としてアルミニウムを使用したもの
を例示したがアルミニウム合金でもよい。
用板材（２）の母材としてアルミニウムを使用したもの
を例示したがアルミニウム合金でもよい。
また、半導体素子装着用ケース（２）に銅層（２峠を被
覆したものを例示したが他にニッケル、錫等の半田付良
好な金属を被覆させてもよい。
覆したものを例示したが他にニッケル、錫等の半田付良
好な金属を被覆させてもよい。
以上のように仁の発明では、アルミニウムまたはその合
金より形成された冷却用板材と、アルミニウムまたはそ
の合金より形成され半田付良好な金属が被覆されたカッ
プ状の半導体素子装着用ケースとを超音波溶接にて固着
するようにしているので、従来の如くアルミニウム製冷
却板材に局部メッキ、局部蒸着するものに比して製作が
極めて容易で、量産性に富み自動化も可能にできるまた
。
金より形成された冷却用板材と、アルミニウムまたはそ
の合金より形成され半田付良好な金属が被覆されたカッ
プ状の半導体素子装着用ケースとを超音波溶接にて固着
するようにしているので、従来の如くアルミニウム製冷
却板材に局部メッキ、局部蒸着するものに比して製作が
極めて容易で、量産性に富み自動化も可能にできるまた
。
半田はケース外へ洩れることがないので動作が確実で耐
久性のある装置とし得るという実用的な効果を有する。
久性のある装置とし得るという実用的な効果を有する。
ｆＩｈ１図はこの発明の一実施例を示す断面図、餉２図
はｗ４１図に示す実施例の要部を示す斜視図。 第８図は亀１図に示す実施例の別の要部を示す断面図、
第４図は飴１図に示す実施例における超音波溶接状態を
示す断面図である。 図中、（１）は冷却用板材、 （１ｍ）は取付凹部、（
２）は半導体素子装着用ケース、 （２ｍ）は銅層、
（２ｂ）は予備半田、（３）はダイオード、（４）は半
田、（６）は超音波溶接機臼６）はチップ、（７）は固
定支持部材、（８）はアンビルである。 尚、各図中同一符号は同一部分を示す。 代理人 葛 舒 信 − 第１図 第２図 第：（図
はｗ４１図に示す実施例の要部を示す斜視図。 第８図は亀１図に示す実施例の別の要部を示す断面図、
第４図は飴１図に示す実施例における超音波溶接状態を
示す断面図である。 図中、（１）は冷却用板材、 （１ｍ）は取付凹部、（
２）は半導体素子装着用ケース、 （２ｍ）は銅層、
（２ｂ）は予備半田、（３）はダイオード、（４）は半
田、（６）は超音波溶接機臼６）はチップ、（７）は固
定支持部材、（８）はアンビルである。 尚、各図中同一符号は同一部分を示す。 代理人 葛 舒 信 − 第１図 第２図 第：（図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）アルミニウムまたはその合金より形成された冷却
用板材、及び半田付良好な金属が被覆され上記冷却用板
材に超音波溶接にて固着されたアルミニウムまたはその
合金によるカップ吠の半導体素子装着用ケースを備えた
半導体素子用冷却装置。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載のものにおいて。 半田付良好な金属は銅材であることを特徴とする半導体
素子用冷却装置。 （３）特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記
載のものにおいて、半導体素子装着用ケースにおける半
田付良好な金属被覆上には予備半田が施されていること
を特徴とする半導体素子用冷却装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5625182A JPS58173856A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 半導体素子用冷却装置 |
| US06/479,073 US4546409A (en) | 1982-04-02 | 1983-03-25 | Device for cooling semiconductor elements |
| FR8305477A FR2524708B1 (fr) | 1982-04-02 | 1983-04-01 | Dispositif pour le refroidissement d'elements a semi-conducteurs |
| GB08309103A GB2117972B (en) | 1982-04-02 | 1983-04-05 | Device for cooling semiconductor elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5625182A JPS58173856A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 半導体素子用冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58173856A true JPS58173856A (ja) | 1983-10-12 |
| JPS6331104B2 JPS6331104B2 (ja) | 1988-06-22 |
Family
ID=13021858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5625182A Granted JPS58173856A (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 半導体素子用冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58173856A (ja) |
-
1982
- 1982-04-02 JP JP5625182A patent/JPS58173856A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6331104B2 (ja) | 1988-06-22 |
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