JPS5823447A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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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】
本発明は半導体装置およびその製造方法にかかり、特に
熱抵抗、熱疲労を削減させた高出力半導体装鷺およびそ
の製造方法に関する。
熱抵抗、熱疲労を削減させた高出力半導体装鷺およびそ
の製造方法に関する。
高出力半導体装置においては、その本質的特性を十分発
揮、保持するために、効果的な熱設計をすることが必要
である。
揮、保持するために、効果的な熱設計をすることが必要
である。
熱設計には素子それ自体の問題と発生した熱を如何に効
果的に放散させるかが重要である0通常の高出力トラン
ジスタは金属ステム、例えば−Au又はNiなどのメッ
キされたCuステムにハードソルダー又はソフトソルダ
ー全便い半導体素子を直接接着している。このとき熱膨
張差による熱疲労破壊を防止するため、金メッキしたM
o f Cuステムと半導体素子の間にはさむことり:
より、この破壊を防ぐ方法も行われている。またソルダ
ーはソルダーの箔を半導体素子とステムの間にはさみ圧
力を加えて炉を通すか、又は半導体素子を加熱されたス
テムにソルダーと共にこす9つけることにより接着を完
了させることができる。
果的に放散させるかが重要である0通常の高出力トラン
ジスタは金属ステム、例えば−Au又はNiなどのメッ
キされたCuステムにハードソルダー又はソフトソルダ
ー全便い半導体素子を直接接着している。このとき熱膨
張差による熱疲労破壊を防止するため、金メッキしたM
o f Cuステムと半導体素子の間にはさむことり:
より、この破壊を防ぐ方法も行われている。またソルダ
ーはソルダーの箔を半導体素子とステムの間にはさみ圧
力を加えて炉を通すか、又は半導体素子を加熱されたス
テムにソルダーと共にこす9つけることにより接着を完
了させることができる。
しかしながら圧力を加えて加熱する方法においては、ソ
ルダーが圧力により流れだし、ステムと半導体素子の間
のツルグーの厚さを常に均一にすることは困難である。
ルダーが圧力により流れだし、ステムと半導体素子の間
のツルグーの厚さを常に均一にすることは困難である。
tた1個の半導体素子の場所による厚さの不均一性も生
ずる。−畜牛導体素子をステムにこすりつける方法は特
にソフトツルグーの場合素子間のソルダーの厚さの変化
ならびに同一素子内の厚さの不均一性をより増大させる
結果となっている。
ずる。−畜牛導体素子をステムにこすりつける方法は特
にソフトツルグーの場合素子間のソルダーの厚さの変化
ならびに同一素子内の厚さの不均一性をより増大させる
結果となっている。
このように接着時のソルダ一層の厚さの不均一は、その
熱特性の低下、特に熱抵抗の不均一、その後の熱疲労の
増大を来しており、この改善はつよく望まれている。
熱特性の低下、特に熱抵抗の不均一、その後の熱疲労の
増大を来しており、この改善はつよく望まれている。
従って本発明は上記問題点に対処してなされたもので、
高出力半導体装置のソルダーによるマウントにおいて、
ソルダ一層の厚さを素子間、累子内共に一定にし、熱抵
抗を減少させ、熱疲労のすくない半導体装置を提供する
にある。
高出力半導体装置のソルダーによるマウントにおいて、
ソルダ一層の厚さを素子間、累子内共に一定にし、熱抵
抗を減少させ、熱疲労のすくない半導体装置を提供する
にある。
すなわち本発明の要旨は半導体素子をステム又はリード
フレームのマウント部分に接着してなる半導体装置にお
いて、上記マウント部分にあらかじめ定め九深さの凹凸
が設けられ、腋部にソルダーにより半導体素子が接着さ
れていることを特徴とする半導体装置にある。
フレームのマウント部分に接着してなる半導体装置にお
いて、上記マウント部分にあらかじめ定め九深さの凹凸
が設けられ、腋部にソルダーにより半導体素子が接着さ
れていることを特徴とする半導体装置にある。
また上記マウント部分にあらかじめ定めた深さに設けら
れた凹凸を、半球型、メツシュ型、突起−讐亙饗)潜嶌
〜、ユ4.イブ型とオる。と。
れた凹凸を、半球型、メツシュ型、突起−讐亙饗)潜嶌
〜、ユ4.イブ型とオる。と。
より、それぞれ番有の効果をうろことができる。
また本発明の他の要旨は、半導体素子を接続するステム
又はリードフレームのマウント部分にあらかじめ定めた
深さの凹凸を設ける工程と、腋部にソルダーの付着を助
長するためのメッキを施す工程と、上記凹凸部にソルダ
ーを介して半導体素子を位置せしめる工程と、半導体素
子をステム又はリードフレームに接続する工程とを含む
こと全特徴とする半導体装置の製造方法にある。
又はリードフレームのマウント部分にあらかじめ定めた
深さの凹凸を設ける工程と、腋部にソルダーの付着を助
長するためのメッキを施す工程と、上記凹凸部にソルダ
ーを介して半導体素子を位置せしめる工程と、半導体素
子をステム又はリードフレームに接続する工程とを含む
こと全特徴とする半導体装置の製造方法にある。
次に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は従来の接着法により形成された半導体装置の1
!部断面図である。図において1はステム又はリードフ
レーム、2はソルダー、3は゛ 半導体素子であり、前
述した方法により接着され次ためソルダーは圧力により
流れ出し、素子間ならびに素子内の厚さtの均一性は得
られにくい。
!部断面図である。図において1はステム又はリードフ
レーム、2はソルダー、3は゛ 半導体素子であり、前
述した方法により接着され次ためソルダーは圧力により
流れ出し、素子間ならびに素子内の厚さtの均一性は得
られにくい。
第2図は本発明の一実施例による半導体装置の要部断面
図である。図において11はステム又はリードフレーム
、12flステム又はリードフレーム110半導体素子
3の接着部分に設けられたあらかじめ定めた深さt′の
球状の凹部であり、lO〜100μ程度にする13はソ
ルダーである。なお第3図(a)および(b)は本発明
の第2図の構成を示すための説明図で第3図(a)Fi
要部平面図、fa3図(b)は要部断面図である。なお
球状の凹部12はプレス又は溝切プにより形成すること
ができる。すなわち、例えばCu製のステム又はリード
フレームInプレスにかけ半球状の凹部12を半導体素
子3の接着部に形成する0次にソルダーの接着を良くす
るためAuメッキ又はNiメ、キをその表面に施す0次
にソルダー゛(共晶合金はんだ)のプリフォームを半導
体素子3と凹NS120間に入れる。しかるのちステム
又はリードフレームin2・50〜350℃に加熱し、
半導体素子に圧力を加えれば半導体素子3とステム又は
リードフレーム12は接着する。
図である。図において11はステム又はリードフレーム
、12flステム又はリードフレーム110半導体素子
3の接着部分に設けられたあらかじめ定めた深さt′の
球状の凹部であり、lO〜100μ程度にする13はソ
ルダーである。なお第3図(a)および(b)は本発明
の第2図の構成を示すための説明図で第3図(a)Fi
要部平面図、fa3図(b)は要部断面図である。なお
球状の凹部12はプレス又は溝切プにより形成すること
ができる。すなわち、例えばCu製のステム又はリード
フレームInプレスにかけ半球状の凹部12を半導体素
子3の接着部に形成する0次にソルダーの接着を良くす
るためAuメッキ又はNiメ、キをその表面に施す0次
にソルダー゛(共晶合金はんだ)のプリフォームを半導
体素子3と凹NS120間に入れる。しかるのちステム
又はリードフレームin2・50〜350℃に加熱し、
半導体素子に圧力を加えれば半導体素子3とステム又は
リードフレーム12は接着する。
従来の構成ならびに方法によれば加熱加圧によりソルダ
ーは溶融し流れ出し均一な厚さの接着は困難であるが、
本発明の構成および方法によればソルダーは嬉融しステ
ム又はリードフレームの凹部および凹部間の表面12′
に付着する。それと同時に大部のソルダーは凹部12内
に充満される。
ーは溶融し流れ出し均一な厚さの接着は困難であるが、
本発明の構成および方法によればソルダーは嬉融しステ
ム又はリードフレームの凹部および凹部間の表面12′
に付着する。それと同時に大部のソルダーは凹部12内
に充満される。
これに圧力がかかるときは凹部間の表面に存在していた
ソルダーは凹部を覆い余分のものは外側の凹部に移行す
る。このようにして接着の実質的厚さは凹部の深さt′
により決りこれを凹部間の表面12’がm!5!する形
となうておilこの凹部間の表面12’上のツルグーの
厚さ打圧力により外部および凹部に移向した九め一定と
なり、全体として均一な厚さのソルダ一層により接着さ
れる。
ソルダーは凹部を覆い余分のものは外側の凹部に移行す
る。このようにして接着の実質的厚さは凹部の深さt′
により決りこれを凹部間の表面12’がm!5!する形
となうておilこの凹部間の表面12’上のツルグーの
厚さ打圧力により外部および凹部に移向した九め一定と
なり、全体として均一な厚さのソルダ一層により接着さ
れる。
″第4図(a)および(b)は本発明の他の実施例の要
部平面図および断面図を示す0図において11はステ゛
ム又はリードフレーム、14はメツシュ状の凸部、15
はメツ71間の凹部である。この凹凸部は前述したと同
様プレス等で容易に加工することができ、その深さt′
により厚さを規正することができる。
部平面図および断面図を示す0図において11はステ゛
ム又はリードフレーム、14はメツシュ状の凸部、15
はメツ71間の凹部である。この凹凸部は前述したと同
様プレス等で容易に加工することができ、その深さt′
により厚さを規正することができる。
第5図(a)および(b)は本発明の他の実施例の要部
平面図および断面図を示す0図において16はステム又
はリードフレーム11の表面に形成された突起であシ、
その配置は(a)図に示すとおりであるが、その間隔は
接着させる半導体素子の大きさによるが最小限素子の平
行面が出せる間隔に設ける必要がある0本実施例では左
右等間隔に設けているが、これに限定されるものでない
。17は突起間の凹部に相当するものであシ、・半導体
素子に接着時圧力が加わっても突起により必要以上の圧
力は加えられず、ツルグーの必要以上の流出はなくなり
、ソルダーの厚さは突起の高さt′により均一に規正す
ることができる。
平面図および断面図を示す0図において16はステム又
はリードフレーム11の表面に形成された突起であシ、
その配置は(a)図に示すとおりであるが、その間隔は
接着させる半導体素子の大きさによるが最小限素子の平
行面が出せる間隔に設ける必要がある0本実施例では左
右等間隔に設けているが、これに限定されるものでない
。17は突起間の凹部に相当するものであシ、・半導体
素子に接着時圧力が加わっても突起により必要以上の圧
力は加えられず、ツルグーの必要以上の流出はなくなり
、ソルダーの厚さは突起の高さt′により均一に規正す
ることができる。
第6図(a)および(b)は本発明の他の実施例の要部
平面図および断面図をそれぞれ示す0図においては第5
図(11および(b)の場合と同様ステム又はリードフ
レーム11の表面に突起が設けられているが、この場合
は突起は長方形とし縦横交互に方向全90度変えた構成
となっており、ここでは長方形の縦横対向型と定義する
。すなわち図で18および18′は方向が90度変化し
ている。この場合もソルダーの厚さは突起の高さt′に
より規正できる。この配置では長方形の長さと数を変え
ることによりソルダーの自然流出を防ぐことができる。
平面図および断面図をそれぞれ示す0図においては第5
図(11および(b)の場合と同様ステム又はリードフ
レーム11の表面に突起が設けられているが、この場合
は突起は長方形とし縦横交互に方向全90度変えた構成
となっており、ここでは長方形の縦横対向型と定義する
。すなわち図で18および18′は方向が90度変化し
ている。この場合もソルダーの厚さは突起の高さt′に
より規正できる。この配置では長方形の長さと数を変え
ることによりソルダーの自然流出を防ぐことができる。
第7図は本発明の他の実施例の要部平面図および断面図
を示す0図において20はステム又はリードフレーム1
1の表面に形成された突起であり、21は表面の凹部に
相当する部分である。突起線条は平°行に形成され、い
わゆるδドライブ型に形成されている。この場合もソル
ダーの厚さは突起の高さt′により効果的に規正できる
。なおストライプ型は簡易な構造のためその製作は容易
である。また、本実施例においては数例につき説明し九
が、本発明は上述した実施例に限定されな−ことはいう
までもない。
を示す0図において20はステム又はリードフレーム1
1の表面に形成された突起であり、21は表面の凹部に
相当する部分である。突起線条は平°行に形成され、い
わゆるδドライブ型に形成されている。この場合もソル
ダーの厚さは突起の高さt′により効果的に規正できる
。なおストライプ型は簡易な構造のためその製作は容易
である。また、本実施例においては数例につき説明し九
が、本発明は上述した実施例に限定されな−ことはいう
までもない。
以上説明したとお9本発明においては高出力半導体装置
のステム又はリードフレームにおいて、素子マウント部
分にあらかじめ定めた深さの凹凸をつけソルダ一層の厚
さのコントロールをこの凹部の深さにより行うことによ
りソルダ一層の厚さを設計通りの厚さで、しかも素子内
、素子間共に均一厚さにすることが可能になった。これ
によりソルダ一層の厚さのコントロールの不十分、厚さ
分布の不均一によりひき起されていた熱抵抗、熱ひずみ
の不均一は改善され熱疲労の改善された高出力半導体装
置を得ることができるようになっ几。
のステム又はリードフレームにおいて、素子マウント部
分にあらかじめ定めた深さの凹凸をつけソルダ一層の厚
さのコントロールをこの凹部の深さにより行うことによ
りソルダ一層の厚さを設計通りの厚さで、しかも素子内
、素子間共に均一厚さにすることが可能になった。これ
によりソルダ一層の厚さのコントロールの不十分、厚さ
分布の不均一によりひき起されていた熱抵抗、熱ひずみ
の不均一は改善され熱疲労の改善された高出力半導体装
置を得ることができるようになっ几。
第1図は従来の接着法により形成された半導体装置の1
!部断面図、第2図は本発明の一実施例による半導体装
置の要部断面図、第3図(alおよび(b)は本発明の
第2図の構成を説明するための要部平面図および断面図
、第4図(1)、 (b)〜第7図(a)、 (b)は
本発明の他の実施例による半導体装置の構成を説明する
ための要部平面図および断面図を示す。 l、!1・・・・・・ステム又はリードフレーム、2゜
13・・・・・・ソルダ一層、3・・・・・・半導体素
子、12゜15・・・・・・凹部、12′・・・・・・
ステム又はリードフレーム凹部間の表面部、14・・・
・・・メツシュ型突起、16.18.18’ 、20・
・・・・・突起、17,19゜21・・・・・・凹部相
当部s t−f・・・・・・ソルダ一層の厚さ。 七′
−・−凹却丈は凹部ネb当右門岑々・代理人 弁理士
内 原 晋 拳1図 第2図 羊3 閉 岑4目
!部断面図、第2図は本発明の一実施例による半導体装
置の要部断面図、第3図(alおよび(b)は本発明の
第2図の構成を説明するための要部平面図および断面図
、第4図(1)、 (b)〜第7図(a)、 (b)は
本発明の他の実施例による半導体装置の構成を説明する
ための要部平面図および断面図を示す。 l、!1・・・・・・ステム又はリードフレーム、2゜
13・・・・・・ソルダ一層、3・・・・・・半導体素
子、12゜15・・・・・・凹部、12′・・・・・・
ステム又はリードフレーム凹部間の表面部、14・・・
・・・メツシュ型突起、16.18.18’ 、20・
・・・・・突起、17,19゜21・・・・・・凹部相
当部s t−f・・・・・・ソルダ一層の厚さ。 七′
−・−凹却丈は凹部ネb当右門岑々・代理人 弁理士
内 原 晋 拳1図 第2図 羊3 閉 岑4目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 半導体素子をステム又はリードフレームの1
971部分に接着してなる半導体装置において、上記マ
ウント部分にあらかじめ定めた深さの凹凸が設けられ、
腋部にツルグーにより半導体素子が接着されていること
t特徴とする牛導体装半球型の凹部であることt−特徴
とする特許請求の範囲第(1)項記載の半導体装置。 (3)マウント部分にあらかじめ定めた深さに設けられ
た凹凸がメッシ&型であることYclIt微とする特許
請求の範囲第(1)項記載の半導体装置。 (4)マウント部分にあらかじめ定めた深さに設けられ
た凹凸が突起型であることを特徴とする特許請求の範囲
第(1)項記載の半導体装置。 (5)マウント部分にあらかじめ定めた深さに設けられ
た凹凸が長方形の縦横対向型であること全特徴とする特
許請求の範囲第(1)項記載の半導体装置。 (6) マウント部分にあらかじめ定めた深さに設け
られた凹凸がストライプ型であることf:特徴とする特
許請求の範囲第d>項記載の半導体装置。 (7) 半導体素子を接続するステム又はリードフレ
ームのマウント部分にあらかじめ定めた深さの凹凸を設
ける工程と一腋部にソルダーの付着を助長するためのメ
ッキを施す工程と、上記凹凸部にゾルグーを介して半導
体素子を位置せしめる工程と、半導体素子をステム又は
リードフレームに接着する工程とを含むことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12326981A JPS5823447A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12326981A JPS5823447A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5823447A true JPS5823447A (ja) | 1983-02-12 |
Family
ID=14856375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12326981A Pending JPS5823447A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5823447A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0320418A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-29 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼帯の光輝焼鈍方法及び装置 |
JP2014197634A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 新電元工業株式会社 | リードフレーム、半導体装置及びその製造方法 |
CN104659011A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 西安永电电气有限责任公司 | 一种igbt模块的芯片焊接结构 |
JP2018067613A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 三菱電機株式会社 | ダイパッド、半導体装置、および、半導体装置の製造方法 |
-
1981
- 1981-08-05 JP JP12326981A patent/JPS5823447A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0320418A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-01-29 | Nisshin Steel Co Ltd | ステンレス鋼帯の光輝焼鈍方法及び装置 |
JP2014197634A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 新電元工業株式会社 | リードフレーム、半導体装置及びその製造方法 |
CN104659011A (zh) * | 2013-11-20 | 2015-05-27 | 西安永电电气有限责任公司 | 一种igbt模块的芯片焊接结构 |
JP2018067613A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 三菱電機株式会社 | ダイパッド、半導体装置、および、半導体装置の製造方法 |
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