JPS6249739B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6249739B2 JPS6249739B2 JP8668482A JP8668482A JPS6249739B2 JP S6249739 B2 JPS6249739 B2 JP S6249739B2 JP 8668482 A JP8668482 A JP 8668482A JP 8668482 A JP8668482 A JP 8668482A JP S6249739 B2 JPS6249739 B2 JP S6249739B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode plate
- metal stud
- stud base
- semiconductor
- semiconductor pellet
- 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
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 36
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 11
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 6
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3736—Metallic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置に係り、特に、金属スタツ
ドベースの構造に関する。
ドベースの構造に関する。
一般に半導体装置に用いる金属スタツドベース
は熱伝導に優れている材料を用いているが、線膨
張係数が大きく、半導体ペレツトを直接接着する
と金属スタツドベースと半導体ペレツトの線膨張
係数の差により大きな歪が発生し、半導体ペレツ
トが破壊される。そこで、線膨張係数が半導体ペ
レツトと同程度で、縦弾性係数が金属スタツドベ
ースよりも大なる金属をスタツドベースと半導体
ペレツトの間に挿入して、応力緩和材として用い
ている。これは一般に電極板と言われるものであ
るが、この電極板は、半導体ペレツトを十分に保
護する目的で板厚を厚くしている。しかし、一般
的にこの電極板材料は熱伝導が悪く、半導体装置
の熱抵抗等の特性を低下させる欠点をもつてい
る。
は熱伝導に優れている材料を用いているが、線膨
張係数が大きく、半導体ペレツトを直接接着する
と金属スタツドベースと半導体ペレツトの線膨張
係数の差により大きな歪が発生し、半導体ペレツ
トが破壊される。そこで、線膨張係数が半導体ペ
レツトと同程度で、縦弾性係数が金属スタツドベ
ースよりも大なる金属をスタツドベースと半導体
ペレツトの間に挿入して、応力緩和材として用い
ている。これは一般に電極板と言われるものであ
るが、この電極板は、半導体ペレツトを十分に保
護する目的で板厚を厚くしている。しかし、一般
的にこの電極板材料は熱伝導が悪く、半導体装置
の熱抵抗等の特性を低下させる欠点をもつてい
る。
本発明の目的は、線膨張係数の大きな金属スタ
ツドベースの熱応力の半導体ペレツトへの影響が
抑えられ、かつ良好な熱特性を有する半導体装置
を提供することにある。
ツドベースの熱応力の半導体ペレツトへの影響が
抑えられ、かつ良好な熱特性を有する半導体装置
を提供することにある。
本発明の特徴は、電極板を環状にして、中央部
を凸状にした金属スタツドベースの凸部の周囲
に、ろう材を介して接着し、電極板の上面が金属
スタツドベース上面より高くすることにある。金
属スタツドベースによる熱応力は電極板で緩和
し、また熱伝導の良好な金属スタツドベースがろ
う材を介して直接半導体ペレツトに接着されるの
で、良好な熱特性を得る事ができる。
を凸状にした金属スタツドベースの凸部の周囲
に、ろう材を介して接着し、電極板の上面が金属
スタツドベース上面より高くすることにある。金
属スタツドベースによる熱応力は電極板で緩和
し、また熱伝導の良好な金属スタツドベースがろ
う材を介して直接半導体ペレツトに接着されるの
で、良好な熱特性を得る事ができる。
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。第１図に従来の半導体装置を示す。金属スタ
ツドベース１上に、ろう材を介して電極板２を接
着し、さらにろう材を介して半導体ペレツト３を
接着している。半導体ペレツト３はグラシベーシ
ヨン、またはRTV（米国GE社製シリコーン樹脂
の商品名）を用いたパシベーシヨン方式のもので
ある。電極板２は金属スタツドベース１の熱応力
を緩和し、半導体ペレツト３を保護する目的のた
め、板厚は十分厚くしている。しかし、一般に用
いる電極板２は熱伝導が悪く、素子の熱特性を低
下させる一因となつている。また、電極板２と金
属ベース１との線膨張係数の差は大きいので、両
者の接着に用いるろう材の選択も重要となる。
る。第１図に従来の半導体装置を示す。金属スタ
ツドベース１上に、ろう材を介して電極板２を接
着し、さらにろう材を介して半導体ペレツト３を
接着している。半導体ペレツト３はグラシベーシ
ヨン、またはRTV（米国GE社製シリコーン樹脂
の商品名）を用いたパシベーシヨン方式のもので
ある。電極板２は金属スタツドベース１の熱応力
を緩和し、半導体ペレツト３を保護する目的のた
め、板厚は十分厚くしている。しかし、一般に用
いる電極板２は熱伝導が悪く、素子の熱特性を低
下させる一因となつている。また、電極板２と金
属ベース１との線膨張係数の差は大きいので、両
者の接着に用いるろう材の選択も重要となる。
第２図は本発明による環状電極板１１と金属ス
タツドベース１０の組合せを示すものである。電
極板１１の穴部に金属スタツドベース１０の凸部
が挿入、ろう付され、ベース凸部上面は、電極板
１１上面より低くなつている。これにより電極板
１１と半導体ペレツト３間の半田厚は薄く、ベー
ス凸部上面と半導体ペレツト３間の半田厚は厚く
なる。電極板１１と半導体ペレツト３は線膨張係
数がほぼ同じであるので、ろう材は接着の目的で
のみ用いれば良く、半田厚は薄くても半導体ペレ
ツト３に悪影響は与えない。しかし、半導体ペレ
ツト３と金属スタツドベース１０の線膨張係数は
大きく異なり、ろう材は接着の目的に加え、応力
の緩和材としても重要となるので半田厚は厚くな
ければならない。従つて本発明では前記半田厚条
件を満足する。さらに、例えば半導体ペレツト３
にグラシベーシヨンペレツトを用いた場合、グラ
シベーシヨン部が電極板１１の上部となるためグ
ラシベーシヨン部に応力の加わらない構造とな
る。また、本構造では、金属スタツドベース１０
凸部の熱応力を、金属スタツドベース１０と電極
板１１の接着部だけでなく、電極板１１の穴部で
抑える構造となつているため、電極板１１の板厚
は、従来の電極板２の1/2程度で十分である。さ
らに、熱応力を電極板１１の内径で抑える本構造
では、金属スタツドベース１０と電極板１１の接
着に用いるろう材を第１図の従来構造で使用して
いるろう材より、強度の低いものでも使用でき
る。
タツドベース１０の組合せを示すものである。電
極板１１の穴部に金属スタツドベース１０の凸部
が挿入、ろう付され、ベース凸部上面は、電極板
１１上面より低くなつている。これにより電極板
１１と半導体ペレツト３間の半田厚は薄く、ベー
ス凸部上面と半導体ペレツト３間の半田厚は厚く
なる。電極板１１と半導体ペレツト３は線膨張係
数がほぼ同じであるので、ろう材は接着の目的で
のみ用いれば良く、半田厚は薄くても半導体ペレ
ツト３に悪影響は与えない。しかし、半導体ペレ
ツト３と金属スタツドベース１０の線膨張係数は
大きく異なり、ろう材は接着の目的に加え、応力
の緩和材としても重要となるので半田厚は厚くな
ければならない。従つて本発明では前記半田厚条
件を満足する。さらに、例えば半導体ペレツト３
にグラシベーシヨンペレツトを用いた場合、グラ
シベーシヨン部が電極板１１の上部となるためグ
ラシベーシヨン部に応力の加わらない構造とな
る。また、本構造では、金属スタツドベース１０
凸部の熱応力を、金属スタツドベース１０と電極
板１１の接着部だけでなく、電極板１１の穴部で
抑える構造となつているため、電極板１１の板厚
は、従来の電極板２の1/2程度で十分である。さ
らに、熱応力を電極板１１の内径で抑える本構造
では、金属スタツドベース１０と電極板１１の接
着に用いるろう材を第１図の従来構造で使用して
いるろう材より、強度の低いものでも使用でき
る。
第３図は電極板１１による、金属スタツドベー
ス１０凸部の応力緩和の度合を示す。縦軸に熱に
より発生する金属スタツドベース凸部歪ε10を、
横軸に電極板外径φ11と金属スタツドベース凸部
径φ10（＝電極板内径）の比φ11／φ10を示す。
電極板の縦弾性係数E11と金属スタツドベースの
縦弾性係数E10の比を一定とした場合、電極環の
内径φ10が大きくなれば、金属スタツドベース歪
ε10は金属スタツドベース材料自体の歪に近づ
き、逆に内径φ10が小さくなれば電極材料自体の
歪に近づく。φ11／φ10≧２で歪はほぼ一定なる
傾向であるので、電極板の内径は外径の1/2程度
で十分である。また、両者の縦弾性係数の比
E10／E11、または、線膨張係数の差（α10−α
11）をパラメータとした場合、その値が小さい場
合に金属スタツドベース凸部歪ε10は大きい方向
に、逆に大きい場合は金属スタツドベース凸部歪
ε10は小さくなる方向に働く。よつて、金属スタ
ツドベース凸部歪ε10を小さく抑えるには、電極
材料として、金属スタツドベースより縦弾性係数
の小なる材料で、かつ線膨張係数が小さい材料を
用いれば良く、これは従来より用いている材料で
良い。
ス１０凸部の応力緩和の度合を示す。縦軸に熱に
より発生する金属スタツドベース凸部歪ε10を、
横軸に電極板外径φ11と金属スタツドベース凸部
径φ10（＝電極板内径）の比φ11／φ10を示す。
電極板の縦弾性係数E11と金属スタツドベースの
縦弾性係数E10の比を一定とした場合、電極環の
内径φ10が大きくなれば、金属スタツドベース歪
ε10は金属スタツドベース材料自体の歪に近づ
き、逆に内径φ10が小さくなれば電極材料自体の
歪に近づく。φ11／φ10≧２で歪はほぼ一定なる
傾向であるので、電極板の内径は外径の1/2程度
で十分である。また、両者の縦弾性係数の比
E10／E11、または、線膨張係数の差（α10−α
11）をパラメータとした場合、その値が小さい場
合に金属スタツドベース凸部歪ε10は大きい方向
に、逆に大きい場合は金属スタツドベース凸部歪
ε10は小さくなる方向に働く。よつて、金属スタ
ツドベース凸部歪ε10を小さく抑えるには、電極
材料として、金属スタツドベースより縦弾性係数
の小なる材料で、かつ線膨張係数が小さい材料を
用いれば良く、これは従来より用いている材料で
良い。
第４図は半導体ペレツト３で発生した熱１２が
伝わる様子を示す。半導体ペレツト３で発生した
熱はろう材を介して電極板１１、金属スタツドベ
ース１０凸部に伝わる。例えばグラシベーシヨン
ペレツトの場合、発熱部はモートの内側であり、
熱伝導の良好な金属スタツドベース１０凸部が接
着されているので熱流１２の多くは金属スタツド
ベース１０凸部に伝わり、熱特性（熱抵抗）が改
善される。
伝わる様子を示す。半導体ペレツト３で発生した
熱はろう材を介して電極板１１、金属スタツドベ
ース１０凸部に伝わる。例えばグラシベーシヨン
ペレツトの場合、発熱部はモートの内側であり、
熱伝導の良好な金属スタツドベース１０凸部が接
着されているので熱流１２の多くは金属スタツド
ベース１０凸部に伝わり、熱特性（熱抵抗）が改
善される。
本発明によれば、熱応力に対しては従来品と同
等の強度を持ち、熱伝導の良好な半導体装置を得
ることができる。
等の強度を持ち、熱伝導の良好な半導体装置を得
ることができる。
第１図は従来構造の半導体装置を示す断面図、
第２図は本発明による半導体装置を示す断面図、
第３図は電極環外径φ11と金属ベース凸部径φ10
の比φ11／φ10に対する金属ベース凸部歪ε10を
示す図、第４図は第２図に示す半導体装置におけ
る熱の流れ方を示す図である。 １，１０……金属スタツドベース、２，１１…
…電極板、３……半導体ペレツト、１２……熱
流。
第２図は本発明による半導体装置を示す断面図、
第３図は電極環外径φ11と金属ベース凸部径φ10
の比φ11／φ10に対する金属ベース凸部歪ε10を
示す図、第４図は第２図に示す半導体装置におけ
る熱の流れ方を示す図である。 １，１０……金属スタツドベース、２，１１…
…電極板、３……半導体ペレツト、１２……熱
流。
Claims (1)
- １ 半導体ペレツトがろう付される側に凸部を有
する金属スタツドベース、上記凸部の周囲にろう
付された環状電極板、上記凸部および電極板上に
ろう付された半導体ペレツトからなり、電極板と
半導体ペレツト間のろう材は凸部と半導体ペレツ
ト間のろう材より薄く、電極板は縦弾性係数が金
属スタツドベースのそれより大きく、線膨張係数
が半導体ペレツトのそれとほぼ等しい材料からな
ることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8668482A JPS58204559A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8668482A JPS58204559A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58204559A JPS58204559A (ja) | 1983-11-29 |
| JPS6249739B2 true JPS6249739B2 (ja) | 1987-10-21 |
Family
ID=13893826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8668482A Granted JPS58204559A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58204559A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421343U (ja) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5150197A (en) * | 1989-10-05 | 1992-09-22 | Digital Equipment Corporation | Die attach structure and method |
-
1982
- 1982-05-24 JP JP8668482A patent/JPS58204559A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421343U (ja) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58204559A (ja) | 1983-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5021865A (en) | Lead frame for semiconductor device | |
| US7489512B2 (en) | Optimized thermally conductive plate and attachment method for enhanced thermal performance and reliability of flip chip organic packages | |
| US3387191A (en) | Strain relieving transition member for contacting semiconductor devices | |
| JPS6249739B2 (ja) | ||
| US4498096A (en) | Button rectifier package for non-planar die | |
| US5150197A (en) | Die attach structure and method | |
| US3480842A (en) | Semiconductor structure disc having pn junction with improved heat and electrical conductivity at outer layer | |
| JPH04267544A (ja) | 半導体装置 | |
| JP3568402B2 (ja) | 半導体装置 | |
| EP0012019B1 (en) | An electrode for a semiconductor device and method of making such an electrode | |
| JPH03136334A (ja) | 半導体集積回路上の外部電極構造 | |
| JPS5990945A (ja) | 半導体素子 | |
| JP3449268B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP2836219B2 (ja) | 樹脂封止型半導体パッケージ | |
| US6090643A (en) | Semiconductor chip-substrate attachment structure | |
| JP2800463B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2619155B2 (ja) | 混成集積回路装置 | |
| JPS6360533B2 (ja) | ||
| JPH04112578A (ja) | 平形半導体装置 | |
| JP2000162076A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH06196512A (ja) | 樹脂封止型半導体装置 | |
| JP3972488B2 (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JPH01195643A (ja) | 張合わせ材料及びｘ線管用回転陽極 | |
| JPS61207037A (ja) | Ｉｃパツケ−ジ | |
| JPH03178153A (ja) | 半導体装置 |