JPS59217335A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPS59217335A JPS59217335A JP9063983A JP9063983A JPS59217335A JP S59217335 A JPS59217335 A JP S59217335A JP 9063983 A JP9063983 A JP 9063983A JP 9063983 A JP9063983 A JP 9063983A JP S59217335 A JPS59217335 A JP S59217335A
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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】
[発明の技術分Wf]
この発明は子導体装置にかかり、特に素子台床l二手導
体素子を接合するろう層の熱伝導を向上させ、放熱特性
のすぐれた半導体装置を提供する。
体素子を接合するろう層の熱伝導を向上させ、放熱特性
のすぐれた半導体装置を提供する。
[発明の技術的背景]
一例の半導体装置C二おける高出力用半導体装置の一部
の構造を第1図に示す図において(1)は半導体素子で
、例えば銅のような熱伝導の良好な金属で形成された素
子台床(2)にろう層(8)を介して接合されている。
の構造を第1図に示す図において(1)は半導体素子で
、例えば銅のような熱伝導の良好な金属で形成された素
子台床(2)にろう層(8)を介して接合されている。
なお、(1α)は半導体素子の配設側主面のめつきニッ
ケル層、(2a)は素子台床(2)の半導体素子配設側
主面に形成されためっきニッケル層である。上配ろう層
C二は従来、金共晶を主成分とする金・すす、金・シリ
コン系と、鉛を主成分とする鉛・すす系、すずを主成分
とするすす系などのはんだが用いられていた。
ケル層、(2a)は素子台床(2)の半導体素子配設側
主面に形成されためっきニッケル層である。上配ろう層
C二は従来、金共晶を主成分とする金・すす、金・シリ
コン系と、鉛を主成分とする鉛・すす系、すずを主成分
とするすす系などのはんだが用いられていた。
[背景技術の問題点]
叙上の背景技術には次の問題がある。
まず、金共晶系の接合は放熱特性では優れているが、半
導体素子のチップサイズが例えば211M角を超える大
型になると、熱歪によるクラックを生じやすくなる。こ
れを防止するため、従来はタングステン、モリブデンな
どの低い熱膨張率の板材を補償板として用いることによ
って応力を緩和する手段が講ぜられていたが、接合材、
熱補償板のいずれも高価である問題点がある。
導体素子のチップサイズが例えば211M角を超える大
型になると、熱歪によるクラックを生じやすくなる。こ
れを防止するため、従来はタングステン、モリブデンな
どの低い熱膨張率の板材を補償板として用いることによ
って応力を緩和する手段が講ぜられていたが、接合材、
熱補償板のいずれも高価である問題点がある。
次の鉛・すす系、およびすす系の接合は上記金共晶に比
し、チップクラックやコストについ【は有利であるが、
放熱特性において劣っており、熱抵抗値が大であること
から安全動作領域(ASO)が狭い。この安全動作領域
は接合温度の上昇とともC1狭くなるもので、高出力用
半導体装置では特gユ重要な定格であり、これが狭いこ
とは重大な問題である。
し、チップクラックやコストについ【は有利であるが、
放熱特性において劣っており、熱抵抗値が大であること
から安全動作領域(ASO)が狭い。この安全動作領域
は接合温度の上昇とともC1狭くなるもので、高出力用
半導体装置では特gユ重要な定格であり、これが狭いこ
とは重大な問題である。
[発明の目的]
この発明は上記従来の問題点(二対処し、チップクラッ
クを低減し放熱特性のすぐれた半導体装置の構造を提供
する。
クを低減し放熱特性のすぐれた半導体装置の構造を提供
する。
[発明の概要]
この発明にかかる半導体装置は半導体素子を素子台床に
接合するろう層がすずまたは鉛を主成分どするはん7社
にこれよりも熱伝導率の高い金属の粉体を含有させたも
のであることを特徴とする。
接合するろう層がすずまたは鉛を主成分どするはん7社
にこれよりも熱伝導率の高い金属の粉体を含有させたも
のであることを特徴とする。
[発明の実施例]
次■二この発明を1実施例につき図面を参照して詳細(
1説1夕」する。−例の高出力半導体装置の一部を示す
第2図f二おいて、半導体素子(1)とこれが接合され
る素子台床(2)は従来と変わらないので、第1図で示
したものと同じ符号を付して示し説明を省略する。
1説1夕」する。−例の高出力半導体装置の一部を示す
第2図f二おいて、半導体素子(1)とこれが接合され
る素子台床(2)は従来と変わらないので、第1図で示
したものと同じ符号を付して示し説明を省略する。
ろう層@は鉛・すず(37%)i−1んだ(11α)(
−1粒径0.1〜10,0μφのアルミニウム粉体(1
14)を体積パーセントで0.1.0.5.0.10.
0.20.0.30.0゜40.0.50.0.60.
0の各パーセントで配合含有させて9種類を形成し、夫
々によって素子台床に半導体素子を接合したものについ
て熱抵抗値を測定した。その測定結果は第3図に示すよ
う(二、アルミニウム粉体の配合率が体積パーセントで
5%以上で熱抵抗(’C/w )は顕著に低減し、従来
を示す0チ、5チ未満の配合率とは明Mtit二判別で
きる。
−1粒径0.1〜10,0μφのアルミニウム粉体(1
14)を体積パーセントで0.1.0.5.0.10.
0.20.0.30.0゜40.0.50.0.60.
0の各パーセントで配合含有させて9種類を形成し、夫
々によって素子台床に半導体素子を接合したものについ
て熱抵抗値を測定した。その測定結果は第3図に示すよ
う(二、アルミニウム粉体の配合率が体積パーセントで
5%以上で熱抵抗(’C/w )は顕著に低減し、従来
を示す0チ、5チ未満の配合率とは明Mtit二判別で
きる。
次に上記9種類の半導体装置によって温度変化△’rc
= 100℃で熱抵抗の変゛化率が1.5倍以上のもの
を不良として熱疲労試験を行ない、第4図に示す結果が
得られた。同図はアルミニウム粉体の配合率と不良発生
率との相関を示し、効果が顕著なアルミニウム粉体の配
合率の範囲は体積パーセントで40.0%未満であるこ
とが確認できた。
= 100℃で熱抵抗の変゛化率が1.5倍以上のもの
を不良として熱疲労試験を行ない、第4図に示す結果が
得られた。同図はアルミニウム粉体の配合率と不良発生
率との相関を示し、効果が顕著なアルミニウム粉体の配
合率の範囲は体積パーセントで40.0%未満であるこ
とが確認できた。
叙上の両データを合わせて鑑みると、はんだi二配合さ
れるアルミニウム粉体の配合率は体積パーセントで5.
0〜40.0%の範囲が好適であると判断された。
れるアルミニウム粉体の配合率は体積パーセントで5.
0〜40.0%の範囲が好適であると判断された。
[発明の効果]
この発明によれば、鉛・すす系、またはすす系のはんだ
材に比し放熱特性が優れている上(二、金共晶系の接合
材にみられるチップクラックのない半導体装置を得るこ
とができる顕著な利点がある。
材に比し放熱特性が優れている上(二、金共晶系の接合
材にみられるチップクラックのない半導体装置を得るこ
とができる顕著な利点がある。
そして、この発明は一般の半導体装置はもとより、高出
力用半導体装置に用いられて著効がある。
力用半導体装置に用いられて著効がある。
次C二、はん1ビ【−配合される金属粉体はアルミニウ
ムf−限られることなくはんだの主成分の鉛またはずす
よりも熱伝導率の大きい金属を選んで適用でき、熱伝導
率の大きい金属はど効果は太きい。
ムf−限られることなくはんだの主成分の鉛またはずす
よりも熱伝導率の大きい金属を選んで適用でき、熱伝導
率の大きい金属はど効果は太きい。
第1図は従来の半導体装置の一部を示す断面図、第2図
はこの発明の1実施物」の半導体装置の一部を示す断面
図、第3図は従来の半導体装置と1実施例の半導体装置
の熱抵抗の分布を示す線図、カ4図は熱疲労試験の成績
を示す線図である。 1 −、−−−−半導体素子 1α −一〜−−半尋体素子のめつきニッケル層2 −
−−−−−−素子台床 2α −一一一〜−−素子台床のめつきニッケル層11
−−−−−−−−ろう層 11.2−−−−−−−は
んだ114−−−−−一一アルミニウム粉体代理人弁理
士 井 上 −男
はこの発明の1実施物」の半導体装置の一部を示す断面
図、第3図は従来の半導体装置と1実施例の半導体装置
の熱抵抗の分布を示す線図、カ4図は熱疲労試験の成績
を示す線図である。 1 −、−−−−半導体素子 1α −一〜−−半尋体素子のめつきニッケル層2 −
−−−−−−素子台床 2α −一一一〜−−素子台床のめつきニッケル層11
−−−−−−−−ろう層 11.2−−−−−−−は
んだ114−−−−−一一アルミニウム粉体代理人弁理
士 井 上 −男
Claims (1)
- 半導体素子が素子台床にろう層を介して接合された半導
体装Ml二おいて、ろう層がすずまたは鉛を生成分とす
るはんだにこれよりも熱伝導率の高い金属の粉体な含有
させたものであることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9063983A JPS59217335A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9063983A JPS59217335A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59217335A true JPS59217335A (ja) | 1984-12-07 |
Family
ID=14004067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9063983A Pending JPS59217335A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59217335A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4870083A (en) * | 1987-11-24 | 1989-09-26 | Merrell Dow Pharmaceuticals Inc. | 1,4-Disubstituted-piperidinyl compounds useful as analgesics and muscle relaxants |
JPH02207539A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置 |
KR100695116B1 (ko) * | 2004-12-27 | 2007-03-14 | 삼성전기주식회사 | 디바이스 패키지용 솔더 |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP9063983A patent/JPS59217335A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4870083A (en) * | 1987-11-24 | 1989-09-26 | Merrell Dow Pharmaceuticals Inc. | 1,4-Disubstituted-piperidinyl compounds useful as analgesics and muscle relaxants |
JPH02207539A (ja) * | 1989-02-07 | 1990-08-17 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体装置 |
KR100695116B1 (ko) * | 2004-12-27 | 2007-03-14 | 삼성전기주식회사 | 디바이스 패키지용 솔더 |
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