JPS5931986B2 - 半導体整流装置 - Google Patents
半導体整流装置Info
- Publication number
- JPS5931986B2 JPS5931986B2 JP52104811A JP10481177A JPS5931986B2 JP S5931986 B2 JPS5931986 B2 JP S5931986B2 JP 52104811 A JP52104811 A JP 52104811A JP 10481177 A JP10481177 A JP 10481177A JP S5931986 B2 JPS5931986 B2 JP S5931986B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lead
- semiconductor
- solder material
- semiconductor chip
- semiconductor rectifier
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—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
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体整流装置に係り、特に前記装置の熱疲労
寿命の向上、並びに機械的強度に優れたリード鑞付構造
に関するものである。
寿命の向上、並びに機械的強度に優れたリード鑞付構造
に関するものである。
半導体整流装置はその使用目的に応じていろいろな特性
が要求されるが、例えば自動車用交流発電機に取付けら
れ、整流用として用いられる場合などでは、耐熱疲労特
性、耐振性に関する信頼性が特に強く要求される。
が要求されるが、例えば自動車用交流発電機に取付けら
れ、整流用として用いられる場合などでは、耐熱疲労特
性、耐振性に関する信頼性が特に強く要求される。
すなわち、自動車のエンジンが動作している状態では、
走行時、停止時共に、エンジンの回転数に応じて交流発
電機の出力電流が変化し、これと共に、半導体整流装置
本体の発熱量、エンジンルーム内の温度が変化し、同時
に振動も加わつた状態になる。従つてこのような温度変
化によつて、半導体整流装置本体を構成する部品には、
その都度膨張、収縮力が働くことになり、更にリード部
には同時に振動が加わる為、これによつて生じる応力が
半導体チップとリード間の鑞材に繰り返し加わることに
なり、遂には鑞材が疲労破壊する結果となる。前述した
破壊現象は、半導体チップの材質であるシリコンとリー
ド材として一般に用いられる、銅に比して、鑞材の弾性
係数が極めて小さく、又厚みも薄い為、応力の影響は鑞
材のみで受ける為におこるものであり、この問題を解決
する為には、鑞材の厚みをある一定の厚みに保持し、且
つ均一にすることが要求される。
走行時、停止時共に、エンジンの回転数に応じて交流発
電機の出力電流が変化し、これと共に、半導体整流装置
本体の発熱量、エンジンルーム内の温度が変化し、同時
に振動も加わつた状態になる。従つてこのような温度変
化によつて、半導体整流装置本体を構成する部品には、
その都度膨張、収縮力が働くことになり、更にリード部
には同時に振動が加わる為、これによつて生じる応力が
半導体チップとリード間の鑞材に繰り返し加わることに
なり、遂には鑞材が疲労破壊する結果となる。前述した
破壊現象は、半導体チップの材質であるシリコンとリー
ド材として一般に用いられる、銅に比して、鑞材の弾性
係数が極めて小さく、又厚みも薄い為、応力の影響は鑞
材のみで受ける為におこるものであり、この問題を解決
する為には、鑞材の厚みをある一定の厚みに保持し、且
つ均一にすることが要求される。
しかし実際には、鑞材溶解時、リードの鑞材接触面への
吸い上り、或いは半導体チップ表面に対しての傾斜が生
ずる為、上記した鑞材厚みの保持並びに均一にすること
は困難であつた。第１図および第２図は従来より製作さ
れている半導体整流装置の構造を示すものであり、鉄又
は銅の冷却片１の凹部に鑞材８、半導体チップ□、鑞材
８、リード２を順次セットし鑞材８の融点以上の加熱炉
を通して鑞材を溶融することにより各各を結合した後、
半導体チップ７の接合部保護材として表面保護剤９を充
填して製作され、更にリード２の先端部はエポキシ系樹
脂からなる端子台４の内部に固定された交流入力端子３
と鑞材６で接続され、端子台４はボルト５により冷却片
１と固定された構造となつている。
吸い上り、或いは半導体チップ表面に対しての傾斜が生
ずる為、上記した鑞材厚みの保持並びに均一にすること
は困難であつた。第１図および第２図は従来より製作さ
れている半導体整流装置の構造を示すものであり、鉄又
は銅の冷却片１の凹部に鑞材８、半導体チップ□、鑞材
８、リード２を順次セットし鑞材８の融点以上の加熱炉
を通して鑞材を溶融することにより各各を結合した後、
半導体チップ７の接合部保護材として表面保護剤９を充
填して製作され、更にリード２の先端部はエポキシ系樹
脂からなる端子台４の内部に固定された交流入力端子３
と鑞材６で接続され、端子台４はボルト５により冷却片
１と固定された構造となつている。
この時のリード２の構造は第３図の如くであり、リード
の鑞材との接着面２ａからの立ち上り部２ｂの曲率半径
としてはＲ＝０．５〜０．８に加工したものを用いてい
た。この場合第４図の如く鑞材の溶融時に鑞材８は立ち
上り部２ｂに吸い上りこの分だけ鑞材量は減少すること
になり、同時に立ち上り部２ｂは矢印方向に傾斜しがち
になる。従つてこのような半導体整流装置に前述した如
く熱サイクルが加わつた時、半導体チツプ７とリード２
、すなわちシリコンと銅の熱膨張係数の差により鑞材８
には第２図の横方向の矢印方向の熱収縮が加わることに
なり、この時のせん断応力（歪）σは次の式で表わされ
る。又一方ではリード２と端子台４の熱膨張係数差、す
なわち銅とエポキシ系樹脂との差並びにエンジン動作時
の振動の影響により縦方向の矢印方向の引張力又は圧縮
力を受けることになり、リードクツシヨン部のクツシヨ
ン効果は鑞材の吸い上りの為損われることになる。従つ
て本発明の目的は上記した点に着目し、半導体チツプと
リード間鑞材のリード部への吸い上りを防ぐと共に、鑞
材厚みをも確保出来、熱疲労破壊の生じにくい半導体整
流装置を提供することにある。
の鑞材との接着面２ａからの立ち上り部２ｂの曲率半径
としてはＲ＝０．５〜０．８に加工したものを用いてい
た。この場合第４図の如く鑞材の溶融時に鑞材８は立ち
上り部２ｂに吸い上りこの分だけ鑞材量は減少すること
になり、同時に立ち上り部２ｂは矢印方向に傾斜しがち
になる。従つてこのような半導体整流装置に前述した如
く熱サイクルが加わつた時、半導体チツプ７とリード２
、すなわちシリコンと銅の熱膨張係数の差により鑞材８
には第２図の横方向の矢印方向の熱収縮が加わることに
なり、この時のせん断応力（歪）σは次の式で表わされ
る。又一方ではリード２と端子台４の熱膨張係数差、す
なわち銅とエポキシ系樹脂との差並びにエンジン動作時
の振動の影響により縦方向の矢印方向の引張力又は圧縮
力を受けることになり、リードクツシヨン部のクツシヨ
ン効果は鑞材の吸い上りの為損われることになる。従つ
て本発明の目的は上記した点に着目し、半導体チツプと
リード間鑞材のリード部への吸い上りを防ぐと共に、鑞
材厚みをも確保出来、熱疲労破壊の生じにくい半導体整
流装置を提供することにある。
第５図に示す本発明による半導体整流装置で特徴とする
リードの製作方法並びに装置の製作方法について述べる
。
リードの製作方法並びに装置の製作方法について述べる
。
第６ａ図〜第６ｃ図は本発明に用いるリードの製作工程
を示すものである。まず半導体整流装置の仕様により、
第６ａ図に示すようにリード材料の線径を選び必要とす
る寸法に切断する。次に第６ｂ図に示すように鑞材との
接着面となる平面部１２ａを得る為のプレス加工を施し
、更に第６ｃ図に示すようにクツシヨン効果を持たせる
為の曲げ加工を施す。この時クツシヨン部を構成する平
面部１２ａからの立ち上り部１２ｂの立ち土り角度を鋭
角とすることで完成される。本リード１２を用いて前述
した従来の半導体整流装置と同様の方法で冷却片１、半
導体チツプ７、鑞材８を用いてそれぞれ接続し、表面保
護剤９を充填することにより第５図に示す本発明の半導
体装置は完成される。従来より半導体チツプ７と冷却片
１間の鑞材厚を必要とする厚さに管理する技術は確立さ
れていたが、リード２と半導体チツプ７間の鑞材厚管理
技術は確立されていなかつた為、この間の鑞材厚は下限
１０μから上限１２０μまでばらつきが有り半導体整流
装置の熱疲労耐量のばらつき要因として大きなウエート
を占めていたが、本発明をとることにより、リード１２
の立ち上り部１２ｂへの鑞材８の吸い上りが防止出来、
鑞材厚は６０μ〜１００μの範囲に管理することが出来
、熱疲労耐量のばらつきも同様に低減することが出来た
。
を示すものである。まず半導体整流装置の仕様により、
第６ａ図に示すようにリード材料の線径を選び必要とす
る寸法に切断する。次に第６ｂ図に示すように鑞材との
接着面となる平面部１２ａを得る為のプレス加工を施し
、更に第６ｃ図に示すようにクツシヨン効果を持たせる
為の曲げ加工を施す。この時クツシヨン部を構成する平
面部１２ａからの立ち上り部１２ｂの立ち土り角度を鋭
角とすることで完成される。本リード１２を用いて前述
した従来の半導体整流装置と同様の方法で冷却片１、半
導体チツプ７、鑞材８を用いてそれぞれ接続し、表面保
護剤９を充填することにより第５図に示す本発明の半導
体装置は完成される。従来より半導体チツプ７と冷却片
１間の鑞材厚を必要とする厚さに管理する技術は確立さ
れていたが、リード２と半導体チツプ７間の鑞材厚管理
技術は確立されていなかつた為、この間の鑞材厚は下限
１０μから上限１２０μまでばらつきが有り半導体整流
装置の熱疲労耐量のばらつき要因として大きなウエート
を占めていたが、本発明をとることにより、リード１２
の立ち上り部１２ｂへの鑞材８の吸い上りが防止出来、
鑞材厚は６０μ〜１００μの範囲に管理することが出来
、熱疲労耐量のばらつきも同様に低減することが出来た
。
尚、本発明は自動車の交流発電機の整流用装置で説明し
たが、鑞材厚のばらつき範囲を小さくすることは、他の
半導体装置でも非常に重要なことであり、装置の仕様に
よつて必要とする鑞材厚も異なるが、基本的には本発明
を適用することが出来る。
たが、鑞材厚のばらつき範囲を小さくすることは、他の
半導体装置でも非常に重要なことであり、装置の仕様に
よつて必要とする鑞材厚も異なるが、基本的には本発明
を適用することが出来る。
第１図は従来より製作されてきた半導体整流装置の平面
図、第２図は第１図のＡ−Ａ切断線に沿つた縦断面図、
第３図は第１図、第２図に示す従来の半導体整流装置に
用いていたリードの構造図、第４図は第３図のリードと
半導体チツプ間の鑞材の吸い上り状態を示す図、第５図
は本発明による半導体整流装置の一実施例を示す縦断面
図、第６ａ図〜第６ｃ図は第５図に示した本発明半導体
整流装置に用いられているリードの製作工程を示す図で
ある，１・・・・・・冷却片、２，１２・・・・・・リ
ード、３・・・・・・交流入力端子、４・・・・・・端
子台、５・・・・・・ボルト、６，８・・・・・・鑞材
、７・・・・・・半導体チツプ、９・・・・・・表面保
護剤、１２ａ・・・・・・平面部、１２ｂ・・・・・・
立ち上り部。
図、第２図は第１図のＡ−Ａ切断線に沿つた縦断面図、
第３図は第１図、第２図に示す従来の半導体整流装置に
用いていたリードの構造図、第４図は第３図のリードと
半導体チツプ間の鑞材の吸い上り状態を示す図、第５図
は本発明による半導体整流装置の一実施例を示す縦断面
図、第６ａ図〜第６ｃ図は第５図に示した本発明半導体
整流装置に用いられているリードの製作工程を示す図で
ある，１・・・・・・冷却片、２，１２・・・・・・リ
ード、３・・・・・・交流入力端子、４・・・・・・端
子台、５・・・・・・ボルト、６，８・・・・・・鑞材
、７・・・・・・半導体チツプ、９・・・・・・表面保
護剤、１２ａ・・・・・・平面部、１２ｂ・・・・・・
立ち上り部。
Claims (1)
- １ 半導体チップにリードを鑞材を介し接着してなる半
導体整流装置において、リードは半導体チツプへの接着
面である平面部と、立ち上り部からなるクッション部を
有しており、平面部からの立ち上り部の立ち上り角度は
鋭角となつていることを特徴とする半導体整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52104811A JPS5931986B2 (ja) | 1977-09-02 | 1977-09-02 | 半導体整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52104811A JPS5931986B2 (ja) | 1977-09-02 | 1977-09-02 | 半導体整流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5438765A JPS5438765A (en) | 1979-03-23 |
| JPS5931986B2 true JPS5931986B2 (ja) | 1984-08-06 |
Family
ID=14390789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52104811A Expired JPS5931986B2 (ja) | 1977-09-02 | 1977-09-02 | 半導体整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5931986B2 (ja) |
-
1977
- 1977-09-02 JP JP52104811A patent/JPS5931986B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5438765A (en) | 1979-03-23 |
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