JPS60225452A - 半導体装置用ステムの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明はパワー用のトランジスタ、サイリスタ等の封
止容器として用いられる半導体装置用ステムの製造方法
に関する。

従来技術 小電力用のトランジスタ等の半導体装置用ステムは、一
般に実開昭４８−８０４６２号公報に示されるように、
鉄製のステム基板に設けた２個のリード線封着用の透孔
に、それぞれガーラスを介してリード線を完密に封着し
たものであるが、中電力用のトランジスタ等の半導体装
置用ステムは、例えば実開昭４９−８５Ｌ９６４号公報
に示されるように、鉄製のフランジの透孔に銅製のヒー
トシンクを嵌合してロウ付けした構造を有する。第７図
はそのような半導体装置用ステムの平面図を示し、第８
図は第７図の■−■線に沿う断面の一部を円内に拡大し
て示した断面図である。図において、１はほは菱形状の
鉄製のフランジで、長手方向の両端にシャーシや放熱板
への取付孔２．２を有し、中央部に後述するヒートシン
ク嵌合部の大径の透孔８と、この透孔８の近傍にリード
線封着用の小径の２個の透孔４，４を有する。前記透孔
８にはフランジ１より厚い銅製のヒートシンク５が嵌合
され、銀ロウ等のロウ材６によって微密に固着封止され
ている。１だ、前記透孔４，４にはソーダ系のガラス７
．７を介して鉄・ニッケル合金製のリード線８．８が気
密に封着されている。

ところで、上記の構造の半導体装置用ステムにおいて、
銅製のヒートシンク５は、厚肉の銅板より打ち抜いて製
造しており、その打ち抜き方向の面の肩部に、第９図に
示すように、曲面部５ａを有しており、この曲面部６ａ
を有する面を下方にフランジ１の透孔８に嵌合固着する
と、フランジ１とヒートシンク５との間に隙間が生じる
ので°、この曲面部５ａを有する面を上方にしてフラン
ジ１の透孔８に嵌合していたため、次のような問題点が
あった。第１に曲面部５ａの存在によって、上面ノ平面
部の直径Ａがヒートシンク５ノ直径Ｂに比較して小さく
なり、ヒートシンク６の有効面積が小さくなることであ
る。第２に曲面部５ａがあると、フランジ１とヒートシ
ンク５のロウ付は時に溶融したロウ材６が、この曲面部
５ａを通ってヒートシンク５の上面に“流れやすくなっ
て、ヒートシンク５の平坦度が損なわれるため、半導体
ベレットのマウント性が悪くなることである。この第２
の点は、特にフランジ１の表面に侵炭現象防止およびロ
ウ材・Ｇの流れ広がりを防止するための銅メッキ層を形
成するとともに、ヒートシンク５の側面に無電解ニリヶ
ルメウキ層を形成しておいて、小径の透孔４，４にガフ
スフ、７を介してリード線８．８を封着すると同時に、
無電解ニッケルメッキ層を溶融させてロウ付けする製造
方法を採用した場合に顕著であった。

発明の目的 そこで、この発明はヒートシンクの上面の有効面積が大
きく、しかもヒートシンク上面へのロウ材の這い上りが
起きない半導体装置用ステムを提供することを目的とす
る。

発明の構成 この発明は、銅製のヒートシンクを、その打ち抜き方向
の肩部に曲面部を有する面が下面になるように鉄製のフ
ランジの透孔に嵌合する工程と、前記ヒートシンクの下
面の曲面部の近傍に環状溝を形成して前記曲面部によっ
て形成される隙間を埋める工程とを含むことを特徴とす
るものである。

すなわち、上記の構成によれば、ヒートシンクの上面の
肩部に曲面部が存在しないから、ヒートシンクの上面の
有効面積は大きいし、ロウ付は時に溶融したロウ材が曲
面部を通ってヒートシンクの上面まで這い上らないので
、ヒートシンクの上面の平坦度が良好であり、半導体ベ
レ・ソ）の良好なマウント性が得られる。

実施例 以下、この発明の実施例を第１図ないし第６°図を参照
して説明する。

第１図は製造方法の各工程のブロックダイヤグラムであ
り、第２図はフランジとヒートシンクの組立前の分解断
面図、第８図は組立後の断面図、第４図はかしめ後の断
面図、第５図はガヲヌタブレソトおよびリード線の組立
後の断面図、第６図は封着およびロウ付は後の断面図を
示す。

まず、従来と同様に鉄板をプレス打ち抜いてフランジ１
を製作し、その表面に厚さ３〜６μｍ程度の銅メ・ツキ
層を形成するとともに、銅板をプレス打ち抜きしてヒー
トシンク５を製作し、その側面に厚さ１０〜２０μ情程
度の無電解ニッケルメッキ層６′を形成する。そして、
フランジ１の透孔８に、ヒートシンク５をその打ち抜き
方向である肩部に曲面部５ａを有する面を下面に−して
嵌合する（第２図および第８図）。この状態°°では、
ヒートシンク５の曲面部５ａの存在によって、フランジ
５とヒートシンク５との嵌合部の下面に隙間９が形成さ
れている（第８図の円内拡大図参照）。

次にヒートシンク５の曲面部５ａの近傍部分をかしめ加
工して環状溝１０を形成する。すると、この環状溝１０
部分にあった肉が外周に押しやられて、フランジ１とヒ
ートシンク５との隙間９がなくなる（第４図の特に円内
拡大図参照）。次に、グラファイト製の封着治具（図示
せず）を用いて、フランジ１の透孔４，４にガラスタブ
レット（ガラス微粉末に有機バインダを混練し、成型後
焼結して有機バインダを焼失させたもの）７’、７’を
嵌入し、このガラスタブレット？’、？’にリード線８
゜８を挿通して組み立てる１（第；５１図）。この状態
で全体を中性または弱還元性雰囲訊中において、９６０
〜１０５０℃程度に加熱する。すると、ガラス微粉末・
フト７’、、７’が溶融して、ガラス７．７を介してリ
ード線８．８が気密絶縁的に封着されるとともに、ヒー
トシンク５の倶１面に形成された無電解二・フケルメソ
キ層６′が溶融して、フランジ１にヒートシンク５がロ
ウ材６によって気密にロウ付けされる（第６図）。この
のち、全体に厚さ２〜１０μ毒程度の無電解ニリケルメ
・フキ層等よりなる仕上げメ・フキ層を形成する。　゛
なお、上記実施例は円形のヒートシンク５を用る場合に
ついて説明したが、ひょうたん形等のヒートシンクを用
いる場合も同様に実施できる。

また、上記構造以外の半導体装置用ステムを製造する場
合にも実施できる。

発明の効果 この発明は以上のように、銅製のヒートシンクを、その
打ち抜き方向の胸部に曲面部を有する主面が下面になる
ように鉄製のフランジの透孔に嵌合する工程と、前記ヒ
ートシンクの下面の曲面部の近傍に環状溝を形成して前
記曲面部によって形成される隙間を埋める工程とを含む
ものであるから、ヒートシンクの上面の肩部に曲面部が
存在しないため、ヒートシンクの上面の有効面積は大き
くなるし、封着、ロウ付は時に溶融し、たロウ材が曲面
部を通ってヒートシンクの上面まで這い上ることもなく
、ヒートシンクの上面の平坦度が高いので、良好が半導
体ペレットのマウント性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の半導体装置用ステムの製
造方法の工程ブロック図である。 第２図々いし第６図は上記各工程におけるフランジない
しステムの断面図である。 第７図は従来の半導体装置用ステムの平面図で、第８図
は第７図の■−■線に沿う断面図である。□第９図は銅
製のヒートシンクの拡大断面図であ□る。 １・・・・・・・・川・・・・フランジ１．８．４・・
・・・・透孔、 ５　、、、、、、、、、、、、、、、ヒートシンク、５
ａ・・・・・・・・・　曲面部、 ６・・・・・・・・・・・・・・・ロウ材、６′・・・
・・・・・・・・・・・無電解二・フケルメッキ層、７
・・・・・・・・・・・・・・・ガラス、７′・・・・
・・・・・・・・・・ガラスタブレット、８・・・・・
・・・・・・・・・・　リード線１９・・・・・・・・
・・・・・・隙間、１０・・・・・・・・・・・・環状
溝。 ！！１図 第２図 第３図 ９ 第４図 ］０ 第５図 ２　５６２ 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄製のフランジの透孔に銅製のヒートシンクを嵌合
   してロウ付けする半導体装置用ステムの製造方法におい
   て、 前記ヒートシンクを、その打ち抜き方向の肩部に曲面部
   を有する主面が下面になる向きで前記フランジの透孔に
   嵌合する工程と、 前記ヒートシンクの下面の曲面部の近傍に環状溝を形成
   して前記曲面部によって形成される隙間を埋める工程と
   を含むことを特徴とする半導体装置用ステムの製造方法
   。 ２、ｍｌ記ヒートシンクの側面に無電解二・７　’７　
   Ａ’　）　・ツキ層が形成されている、特許請求の範囲
   の第１項記載の半導体装置用ステムの製造方法。