JPS6233336Y2 - - Google Patents
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- JPS6233336Y2 JPS6233336Y2 JP1982058138U JP5813882U JPS6233336Y2 JP S6233336 Y2 JPS6233336 Y2 JP S6233336Y2 JP 1982058138 U JP1982058138 U JP 1982058138U JP 5813882 U JP5813882 U JP 5813882U JP S6233336 Y2 JPS6233336 Y2 JP S6233336Y2
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- semiconductor chip
- semiconductor
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- heat sink
- thermal expansion
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- Expired
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Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本案はヒートシンク機構を備えた半導体パツケ
ージの改良に関する。
ージの改良に関する。
半導体装置が使用される分野の拡大に伴い高温
域から低温域に至る広い温度範囲や温度変化の激
しい過酷な条件下で使用されることが多くなつて
きた。また、半導体装置の各種容量の増大に伴つ
て、半導体チツプからの発熱量も多くなり、チツ
プ自体が高温に曝されるものが多くなつてきた。
このように半導体装置が温度の影響を受けた場合
半導体チツプと、該半導体チツプが固着されたパ
ツケージのキヤビテイ底面を成すセラミツク体と
の間に熱膨張差が生じる。この結果、半導体チツ
プに対し、引張応力や圧縮応力が作用するため、
半導体チツプは歪や割れなどが発生し、半導体装
置として機能しなくなる。特に半導体チツプから
の熱発生量の多いような半導体装置では熱放散を
効率的に行うため、キヤビテイ底部を熱伝導率の
よい銅製のベースを用い、該ベース上に半導体チ
ツプを固着し、熱放散性の向上を図つていた。と
ころが、半導体チツプは一般に熱膨張率3.2〜3.6
×10-6／℃のシリコンウエーハから成り、ベース
を成す銅は熱膨張率が16.0〜18.0×10-6／℃であ
り、シリコンより成る半導体チツプとの熱膨張差
が大きい。このため、銅製ベースに対し直チツプ
を固着した場合、熱放散作用はよいものの熱膨張
差に基づいて半導体チツプに対し熱応力が依然と
して作用し、チツプに生ずる歪により回路機能を
誤動作せしめたり割れの発生により機能停止する
などの事故発生が往々にして見受けられていた。
このような不都合を解消するべく、第１図の展開
断面で示したようにセラミツクなど絶縁体より成
る外囲器Ｐでもつて形成したキヤビテイＣの底部
を成す熱伝導性のすぐれた金属で構成されたヒー
トシンク機能をもたせるベースＢ上に予じめコー
トしてある半田層H1と、シリコンよりなる半導
体チツプＳにより近似するとともに熱伝導性にす
ぐれたモリブデンまたはタングステンなどを用い
た敷板Ｆの一面にコートした半田層H2とを250〜
300℃に加熱し溶着することによつて敷板Ｆをベ
ースＢに固定する。しかる後、敷板Ｆ上に半導体
チツプＳを半田またはAu−Si共晶合金でもつて
固着した構造のものが用いられ、半導体チツプＳ
とベースＢとの熱膨張差を敷板Ｆでもつて緩衝
（吸収）せしめるようにしたものが多用されてい
る。
域から低温域に至る広い温度範囲や温度変化の激
しい過酷な条件下で使用されることが多くなつて
きた。また、半導体装置の各種容量の増大に伴つ
て、半導体チツプからの発熱量も多くなり、チツ
プ自体が高温に曝されるものが多くなつてきた。
このように半導体装置が温度の影響を受けた場合
半導体チツプと、該半導体チツプが固着されたパ
ツケージのキヤビテイ底面を成すセラミツク体と
の間に熱膨張差が生じる。この結果、半導体チツ
プに対し、引張応力や圧縮応力が作用するため、
半導体チツプは歪や割れなどが発生し、半導体装
置として機能しなくなる。特に半導体チツプから
の熱発生量の多いような半導体装置では熱放散を
効率的に行うため、キヤビテイ底部を熱伝導率の
よい銅製のベースを用い、該ベース上に半導体チ
ツプを固着し、熱放散性の向上を図つていた。と
ころが、半導体チツプは一般に熱膨張率3.2〜3.6
×10-6／℃のシリコンウエーハから成り、ベース
を成す銅は熱膨張率が16.0〜18.0×10-6／℃であ
り、シリコンより成る半導体チツプとの熱膨張差
が大きい。このため、銅製ベースに対し直チツプ
を固着した場合、熱放散作用はよいものの熱膨張
差に基づいて半導体チツプに対し熱応力が依然と
して作用し、チツプに生ずる歪により回路機能を
誤動作せしめたり割れの発生により機能停止する
などの事故発生が往々にして見受けられていた。
このような不都合を解消するべく、第１図の展開
断面で示したようにセラミツクなど絶縁体より成
る外囲器Ｐでもつて形成したキヤビテイＣの底部
を成す熱伝導性のすぐれた金属で構成されたヒー
トシンク機能をもたせるベースＢ上に予じめコー
トしてある半田層H1と、シリコンよりなる半導
体チツプＳにより近似するとともに熱伝導性にす
ぐれたモリブデンまたはタングステンなどを用い
た敷板Ｆの一面にコートした半田層H2とを250〜
300℃に加熱し溶着することによつて敷板Ｆをベ
ースＢに固定する。しかる後、敷板Ｆ上に半導体
チツプＳを半田またはAu−Si共晶合金でもつて
固着した構造のものが用いられ、半導体チツプＳ
とベースＢとの熱膨張差を敷板Ｆでもつて緩衝
（吸収）せしめるようにしたものが多用されてい
る。
しかし、上記のように敷板Ｆを半導体チツプＳ
の収納、固着に際して半田でもつてベースＢに溶
着しなければならないという不便さや敷板Ｆの上
面に半導体チツプＳを固着するため、半田層
H1，H2の溶着に用いた半田よりも低融点のもの
を使用する必要があり、敷板Ｆの上面に施した金
メツキ層（不図示）とAu−Si共晶金合金を形成
して固着しようとしても半田の溶融温度より高く
なるため、この共晶金合金による固着方式を実施
することができないという不都合がある。
の収納、固着に際して半田でもつてベースＢに溶
着しなければならないという不便さや敷板Ｆの上
面に半導体チツプＳを固着するため、半田層
H1，H2の溶着に用いた半田よりも低融点のもの
を使用する必要があり、敷板Ｆの上面に施した金
メツキ層（不図示）とAu−Si共晶金合金を形成
して固着しようとしても半田の溶融温度より高く
なるため、この共晶金合金による固着方式を実施
することができないという不都合がある。
本案は上記の如き事情に鑑みて案出したもので
以下、図により具体的に説明する。第１図の従来
例と同一部分は同一符号を使用する。
以下、図により具体的に説明する。第１図の従来
例と同一部分は同一符号を使用する。
第２図におけるセラミツク製の外囲器Ｐの内部
には半導体チツプＳを収納するキヤビテイＣが形
成されるごとくヒートシンクとして金属ベースＢ
でもつて底部が形成してある。
には半導体チツプＳを収納するキヤビテイＣが形
成されるごとくヒートシンクとして金属ベースＢ
でもつて底部が形成してある。
さらに、この金属ベースＢ上には半導体チツプ
Ｓとほぼ同等の熱膨張率を有し、かつ良好な耐熱
性と熱伝導性をもつた金属であるモリブデン、タ
ングステン等から成る敷板Ｆがロウ付してある。
この敷板Ｆのロウ付は比較的融点の高いAg−Cu
ロウ（融点780℃）などを用いて行つたものであ
る。このロウ付作業はセラミツク外囲器Ｐに金属
ベースＢ、外部導出リードＬをロウ付する工程と
同時に行うことができる。
Ｓとほぼ同等の熱膨張率を有し、かつ良好な耐熱
性と熱伝導性をもつた金属であるモリブデン、タ
ングステン等から成る敷板Ｆがロウ付してある。
この敷板Ｆのロウ付は比較的融点の高いAg−Cu
ロウ（融点780℃）などを用いて行つたものであ
る。このロウ付作業はセラミツク外囲器Ｐに金属
ベースＢ、外部導出リードＬをロウ付する工程と
同時に行うことができる。
上記のように金属ベースＢに対し、熱膨張時の
緩衝体としての作用を行う敷板Ｆを鉛合金である
半田よりもはるかに高い融点のロウ材Ｍでもつて
他のロウ付部分と同時に同一工程にてベースＢに
予じめロウ付して成る半導体パツケージであるこ
とによつて、250〜300℃と比較的低融点の半田で
もつて敷板Ｆの上面に半導体チツプＳを固着させ
る場合はもちろん、430℃近傍の温度でもつて敷
板Ｆ上面に施した金メツキ層とSi−Au共晶合金
を形成し固着させることも容易に可能であり、こ
の際敷板Ｆが金属ベースＢからロウ材の溶融によ
り剥れる恐れはない。
緩衝体としての作用を行う敷板Ｆを鉛合金である
半田よりもはるかに高い融点のロウ材Ｍでもつて
他のロウ付部分と同時に同一工程にてベースＢに
予じめロウ付して成る半導体パツケージであるこ
とによつて、250〜300℃と比較的低融点の半田で
もつて敷板Ｆの上面に半導体チツプＳを固着させ
る場合はもちろん、430℃近傍の温度でもつて敷
板Ｆ上面に施した金メツキ層とSi−Au共晶合金
を形成し固着させることも容易に可能であり、こ
の際敷板Ｆが金属ベースＢからロウ材の溶融によ
り剥れる恐れはない。
以上のように本案によれば半導体チツプとヒー
トシンク作用をもつ金属ベースとの間に熱膨張差
を吸収し緩衝させるための敷板を設けたものにお
いて、該敷板を融点の高いロウ材Ｍを用い、他の
セラミツク外囲器への金属ベース、外部導出リー
ド等のロウ付工程時に同時に金属ベースに取付け
ることができるため、半導体チツプを固着するに
際し事前に敷板を金属ベースに取付ける作業が不
要となるばかりでなく、半導体チツプ固着時の温
度による制約がなくなり、かつチツプ固着時にお
ける金属ベースから敷板が剥離する事態が解消さ
れるなど信頼性の高い半導体装置を提供するため
にきわめて有効である。
トシンク作用をもつ金属ベースとの間に熱膨張差
を吸収し緩衝させるための敷板を設けたものにお
いて、該敷板を融点の高いロウ材Ｍを用い、他の
セラミツク外囲器への金属ベース、外部導出リー
ド等のロウ付工程時に同時に金属ベースに取付け
ることができるため、半導体チツプを固着するに
際し事前に敷板を金属ベースに取付ける作業が不
要となるばかりでなく、半導体チツプ固着時の温
度による制約がなくなり、かつチツプ固着時にお
ける金属ベースから敷板が剥離する事態が解消さ
れるなど信頼性の高い半導体装置を提供するため
にきわめて有効である。
第１図ａ，ｂは各々在来のヒートシンク付半導
体パツケージの中央断面図とａ図における要部を
拡大して示した展開断面図、第２図ａ，ｂは本案
によるヒートシンク付半導体パツケージの中央断
面図と同図ａにおける要部拡大断面図を示したも
のである。 Ｂ：金属ベース、Ｃ：キヤビテイ、Ｐ：セラミ
ツク外囲器、Ｆ：敷板、Ｌ：外部導出リード、
Ｓ：半導体チツプ。
体パツケージの中央断面図とａ図における要部を
拡大して示した展開断面図、第２図ａ，ｂは本案
によるヒートシンク付半導体パツケージの中央断
面図と同図ａにおける要部拡大断面図を示したも
のである。 Ｂ：金属ベース、Ｃ：キヤビテイ、Ｐ：セラミ
ツク外囲器、Ｆ：敷板、Ｌ：外部導出リード、
Ｓ：半導体チツプ。
Claims (1)
- 半導体チツプを収納し、該半導体チツプの発生
する熱を伝導して熱放散するヒートシンク機構を
備えた半導体パツケージにおいて、ヒートシンク
機構を成す金属体に着装する半導体チツプに近似
した熱膨張係数をもつた金属より成る敷板が高温
ロウ材でもつて予じめロウ付してあることを特徴
とするヒートシンク機構付半導体パツケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5813882U JPS58159751U (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | ヒ−トシンク機構付半導体パツケ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5813882U JPS58159751U (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | ヒ−トシンク機構付半導体パツケ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58159751U JPS58159751U (ja) | 1983-10-25 |
| JPS6233336Y2 true JPS6233336Y2 (ja) | 1987-08-26 |
Family
ID=30068543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5813882U Granted JPS58159751U (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | ヒ−トシンク機構付半導体パツケ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58159751U (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5512431U (ja) * | 1978-07-12 | 1980-01-26 | ||
| JPS57111054A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-10 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
-
1982
- 1982-04-20 JP JP5813882U patent/JPS58159751U/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5512431U (ja) * | 1978-07-12 | 1980-01-26 | ||
| JPS57111054A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-10 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58159751U (ja) | 1983-10-25 |
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