JPS5961052A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5961052A JPS5961052A JP17207282A JP17207282A JPS5961052A JP S5961052 A JPS5961052 A JP S5961052A JP 17207282 A JP17207282 A JP 17207282A JP 17207282 A JP17207282 A JP 17207282A JP S5961052 A JPS5961052 A JP S5961052A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- thermal conductivity
- thermal expansion
- semiconductor device
- good thermal
- Prior art date
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- Granted
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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】
（イ） 産業上の利用分野
本発明は半導体装置、特にパワー半導体素子を組込んだ
半導体装１にの改良に関する。
半導体装１にの改良に関する。
（ロ） 従来技術
従来第１図に示す如く、銅等のステム（１）上に銅のヒ
ートシンク（２）およびモリブデン板（３）を介してシ
リコンパワー半導体素子（４）を固着していた。これは
銅とシリコンの熱膨張ボが著しく異なり、温度サイクル
によって半導体素子（４）を固着するろう材にクラック
が発生してしまう欠点があり、シリコンと熱膨張率のほ
ぼ等しいモリブデン板（３）によりクラックの発生を防
止しているのである。
ートシンク（２）およびモリブデン板（３）を介してシ
リコンパワー半導体素子（４）を固着していた。これは
銅とシリコンの熱膨張ボが著しく異なり、温度サイクル
によって半導体素子（４）を固着するろう材にクラック
が発生してしまう欠点があり、シリコンと熱膨張率のほ
ぼ等しいモリブデン板（３）によりクラックの発生を防
止しているのである。
しかしながら斯上した従来の構造ではクラックの発生は
低減できるが、モリブデン板（３）が高価であり且つ半
導体素子（４）を固着できる様に銀メッキ等の表面処理
が必要となり、コストアンプとなる欠点があった。また
モリブデン板（３）の介在により半導体素子（４）から
ステム（１）までの熱抵抗が増加する欠点もある。
低減できるが、モリブデン板（３）が高価であり且つ半
導体素子（４）を固着できる様に銀メッキ等の表面処理
が必要となり、コストアンプとなる欠点があった。また
モリブデン板（３）の介在により半導体素子（４）から
ステム（１）までの熱抵抗が増加する欠点もある。
そこで本発明者はコストダウンを図るため、モリブデン
板の代りにインバーにッケル３６％、鉄６４％の合金）
を用いた。即ち第２図に示す如＜、ステム（Ｉｌｌにヒ
ートシンク（２）およびインバー（５）を介してシリコ
ンパワー半導体素子（４）を固着する構造とした。イン
バーは第８図から明らかな様にモリブデンの約１の熱膨
張率であり、Ｍ膨張についてはモリブデンより好結果を
得られる。しかし熱伝導度はモリブデンの釣下以下であ
り良好な放熱効果は期待できない。銅のヒートシンク（
２）上に半導体素子（４）を直接固着した場合の放熱効
果を１とすると、モリブデン板（３）を介した場合は０
．７５となり、インバー（５）を介した場合は０．２８
となる。従って第２図の構造は放熱効果の点で実現でき
な（・のである。
板の代りにインバーにッケル３６％、鉄６４％の合金）
を用いた。即ち第２図に示す如＜、ステム（Ｉｌｌにヒ
ートシンク（２）およびインバー（５）を介してシリコ
ンパワー半導体素子（４）を固着する構造とした。イン
バーは第８図から明らかな様にモリブデンの約１の熱膨
張率であり、Ｍ膨張についてはモリブデンより好結果を
得られる。しかし熱伝導度はモリブデンの釣下以下であ
り良好な放熱効果は期待できない。銅のヒートシンク（
２）上に半導体素子（４）を直接固着した場合の放熱効
果を１とすると、モリブデン板（３）を介した場合は０
．７５となり、インバー（５）を介した場合は０．２８
となる。従って第２図の構造は放熱効果の点で実現でき
な（・のである。
（ハ）本発明の目的
本発明の第１の目的は熱膨張率の小さい１つ熱伝導度の
大きい緩衝板を実現することにある。
大きい緩衝板を実現することにある。
本発明の第２の目的は熱膨張率の小さい且つ熱伝導度の
大きい緩衝板を安価な材料で実現することにある。
大きい緩衝板を安価な材料で実現することにある。
に）本発明の構成
本発明に依る半導体装置は第７図に示す如く、熱伝導性
良好な金属板０１）上に銅等のヒートシンク圓を介して
シリコンパワー半導体素子Ｑ４）を固着する構造に於い
て、分割した良熱伝導性金属を熱膨張係数の小さい金属
で囲んで形成した緩衝板ｏ３１を設けることに特徴を有
している。
良好な金属板０１）上に銅等のヒートシンク圓を介して
シリコンパワー半導体素子Ｑ４）を固着する構造に於い
て、分割した良熱伝導性金属を熱膨張係数の小さい金属
で囲んで形成した緩衝板ｏ３１を設けることに特徴を有
している。
（ホ） 本発明の実施例
本発明の特徴とする緩衝材について詳述する。
第３図および第４図にその第１の実施例を示す。
本実施例では銅の如き良熱伝導性金属（２１）とインバ
ーの如き熱膨張係数の小さい金属（２２）を同心状に交
互に配置して緩衝板０９を形成する。斯る緩衝板０．３
１は銅の円柱状の芯材に径の異なるインバーと銅の円筒
を交互に密着して挿入したものをスライスして製造する
。この緩衝板側止には点線で示す如くシリコンパワー半
導体素子ｏ４が固着される。本実施例では銅とインバー
とをほぼ同一幅にし、両者を等面積としている。
ーの如き熱膨張係数の小さい金属（２２）を同心状に交
互に配置して緩衝板０９を形成する。斯る緩衝板０．３
１は銅の円柱状の芯材に径の異なるインバーと銅の円筒
を交互に密着して挿入したものをスライスして製造する
。この緩衝板側止には点線で示す如くシリコンパワー半
導体素子ｏ４が固着される。本実施例では銅とインバー
とをほぼ同一幅にし、両者を等面積としている。
第５図および第６図に第２の実施例を示す。水界
実施例では銅の如き良熱伝導性金属（２１）を纂盤状に
配置し、その間にインバーの如き熱膨張係数の小さし・
金属（２Ｚを格子状に配置して緩衝板（＋３）を形成す
る。斯る緩衝板（１３）は格子状のインバーに圧延によ
り銅を嵌合させて製造する。この緩衝板（１３）上には
点線で示す如くシリコンパワー半導体素子０４）が固着
される。
配置し、その間にインバーの如き熱膨張係数の小さし・
金属（２Ｚを格子状に配置して緩衝板（＋３）を形成す
る。斯る緩衝板（１３）は格子状のインバーに圧延によ
り銅を嵌合させて製造する。この緩衝板（１３）上には
点線で示す如くシリコンパワー半導体素子０４）が固着
される。
上述した緩衝板（１３１は第７図に示す如く、ステム等
の金属板０１）上に固着された銅等のヒートシンクＯ７
の（ぼみに埋設され、この緩衝板０３）上にシリコンパ
ワー半導体素子（１４）が固着される。
の金属板０１）上に固着された銅等のヒートシンクＯ７
の（ぼみに埋設され、この緩衝板０３）上にシリコンパ
ワー半導体素子（１４）が固着される。
斯上の構造に於いては、シリコンパワー半導体素子θ４
）からの発熱は緩衝板〇四の銅よりなる分割した良熱伝
導性金属Ｃ２１）を通して放熱され、一方良熱伝導性金
属（２１）の大きい熱膨張はインバーよりなる熱膨張係
数の小さ℃・金ｓｔｎで囲むことにより少（抑えること
ができる。この結果良熱伝導性金属（２１）の熱膨張は
横方向ではなく上下方向のみに限られ、半導体素子０４
）のろう材に加わるストレスを最少限にとどめられる。
）からの発熱は緩衝板〇四の銅よりなる分割した良熱伝
導性金属Ｃ２１）を通して放熱され、一方良熱伝導性金
属（２１）の大きい熱膨張はインバーよりなる熱膨張係
数の小さ℃・金ｓｔｎで囲むことにより少（抑えること
ができる。この結果良熱伝導性金属（２１）の熱膨張は
横方向ではなく上下方向のみに限られ、半導体素子０４
）のろう材に加わるストレスを最少限にとどめられる。
具体的には銅のヒートシンク（１２＋上に半導体素子０
４）を直接固着した場合の放熱効果を１とすると、本発
明の構造では０．８５となり、これは前述したインバー
を介した構造の約３倍はど放熱性を向上できる。
４）を直接固着した場合の放熱効果を１とすると、本発
明の構造では０．８５となり、これは前述したインバー
を介した構造の約３倍はど放熱性を向上できる。
（へ）効果
本発明に依れば熱伝導性の良（・金属と熱膨張性の小さ
い金属を組み合せることにより容易に熱伝導性が良く且
つ熱膨張の小さい緩衝材を実現できる。しかもインバー
を用℃・ろと銅とインバーとの組み合せで安価な緩衝材
を提供できる。
い金属を組み合せることにより容易に熱伝導性が良く且
つ熱膨張の小さい緩衝材を実現できる。しかもインバー
を用℃・ろと銅とインバーとの組み合せで安価な緩衝材
を提供できる。
なおインバーの代りにモリブデンあるいはタングマテン
を用いても本発明の目的を十分達成できモリブデン板を
用いる場合よりも安価で且つ放熱性が良（なる。
を用いても本発明の目的を十分達成できモリブデン板を
用いる場合よりも安価で且つ放熱性が良（なる。
第１図および第２図は従来例を説明するための断面図、
第３図は本発明に用いる緩衝板の一実施例を説明する上
面図、第４図は第３図のＩＶ−ＴＶ線断面図、第５図は
本発明に用いる緩衝板の他の実施例を説明する上面図、
２ｙ、６図は第５図の■−■Ｉ線断面図、第７因は本発
明を説明する断面図、第８図は熱膨張率および熱伝導度
を説明する表である。 主な図番の説明 （印は良熱伝導性金属板、Ｇ′２は銅のヒート・／ンク
、（１３）は本発明の特徴とする縛衝板、（＋ ４＋は
半導体素子である。 ＋”ＪＩＴ’、’＞− 出願人 三洋電機株式会社 外Ｖ、名ｔ：ｌ＼１・□−
／’ 代理人 弁理士 佐 野 静 夫゛、−′第Ｕ図 ？１Ｓ１１図 第５図 第８図
第３図は本発明に用いる緩衝板の一実施例を説明する上
面図、第４図は第３図のＩＶ−ＴＶ線断面図、第５図は
本発明に用いる緩衝板の他の実施例を説明する上面図、
２ｙ、６図は第５図の■−■Ｉ線断面図、第７因は本発
明を説明する断面図、第８図は熱膨張率および熱伝導度
を説明する表である。 主な図番の説明 （印は良熱伝導性金属板、Ｇ′２は銅のヒート・／ンク
、（１３）は本発明の特徴とする縛衝板、（＋ ４＋は
半導体素子である。 ＋”ＪＩＴ’、’＞− 出願人 三洋電機株式会社 外Ｖ、名ｔ：ｌ＼１・□−
／’ 代理人 弁理士 佐 野 静 夫゛、−′第Ｕ図 ？１Ｓ１１図 第５図 第８図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱伝尋性良好な金属板上に７リコンパワ一半導体素
子を固着する半導体装置に於いて、前記金属板とパワー
半導体素子間に分割した良熱伝導性金属を熱膨張係数の
小さい金属で囲んで形成した緩衝板を設けることを特徴
とする半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項に於いて、前記良熱伝導性金
属と熱膨張係数の小さい金属とを交互に同心状に配置し
た緩衝板とすることを特徴とする半導体装置。 ろ、特許請求の範囲第１項に於いて、前記良熱伝導性金
属を飛石状に配置し前記熱膨張係数の不妊い金属を格子
状にした緩衝板とすることを特徴とする半導体装置。 ４、特許請求の範囲第１項に於いて、前記良熱伝導性金
属として銅を用い、前記熱膨張係数の小さい金属として
インバーを用いることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17207282A JPS5961052A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17207282A JPS5961052A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5961052A true JPS5961052A (ja) | 1984-04-07 |
| JPH0354471B2 JPH0354471B2 (ja) | 1991-08-20 |
Family
ID=15935017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17207282A Granted JPS5961052A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5961052A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200641A (en) * | 1990-10-04 | 1993-04-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device structure including bending-resistant radiating layer |
| JPH06125023A (ja) * | 1992-10-14 | 1994-05-06 | Kyocera Corp | 半導体装置 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP17207282A patent/JPS5961052A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5200641A (en) * | 1990-10-04 | 1993-04-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device structure including bending-resistant radiating layer |
| JPH06125023A (ja) * | 1992-10-14 | 1994-05-06 | Kyocera Corp | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0354471B2 (ja) | 1991-08-20 |
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