JPS63102326A - クラツド材 - Google Patents
クラツド材Info
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- JPS63102326A JPS63102326A JP24930886A JP24930886A JPS63102326A JP S63102326 A JPS63102326 A JP S63102326A JP 24930886 A JP24930886 A JP 24930886A JP 24930886 A JP24930886 A JP 24930886A JP S63102326 A JPS63102326 A JP S63102326A
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Landscapes
- Die Bonding (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、主に半導体デバイスにおける半導体チップ（
パワー素子）とアルミナ間の支持電極の材料として使用
されるクラッド材に関する。
パワー素子）とアルミナ間の支持電極の材料として使用
されるクラッド材に関する。
〈従来の技術〉
近年パワー半専体デバイスの高集積化、大容量化に伴な
い、パワー素子の実装法はますます多岐にわたっている
。
い、パワー素子の実装法はますます多岐にわたっている
。
このような状況に対応するパワー素子搭載用電極材料と
しては、（１）パワー素子の稼動時に発生する熱を速や
かに拡散させるために熱伝導性の良いこと、（２）発明
に伴なう電極材料と素子間の熱応力を抑えるように、熱
膨張係数が素子その他構成材料との間で整合かとれてい
ること、（３）寸法積度の高い加工が容易であること、
（４）更に素子の接合が容易であること、などの性質が
要求される。
しては、（１）パワー素子の稼動時に発生する熱を速や
かに拡散させるために熱伝導性の良いこと、（２）発明
に伴なう電極材料と素子間の熱応力を抑えるように、熱
膨張係数が素子その他構成材料との間で整合かとれてい
ること、（３）寸法積度の高い加工が容易であること、
（４）更に素子の接合が容易であること、などの性質が
要求される。
そこで、通常パワー素子は電極材料としての鋼板と、そ
の上に熱膨張係数整合用のＭｏ、Ｗを介してはんだ付け
さ九ることか多い。しかしＭｏ、ＷはｆＴ源的に稀少で
製造コストも高いため、かねてからその代替材料が望ま
れていた。
の上に熱膨張係数整合用のＭｏ、Ｗを介してはんだ付け
さ九ることか多い。しかしＭｏ、ＷはｆＴ源的に稀少で
製造コストも高いため、かねてからその代替材料が望ま
れていた。
このような状況に鑑み、Ｍｏ、Ｗの役目を兼ね備えた電
極材料として、熱伝専の良好な無酸素鋼と熱膨張の少な
いインバー（Ｆｅ−約３６．５％Ｎｉ合金）からなる銅
／インバー／銅３層クラッド材（以下、ＣＩＣクラッド
材と略す）か提案されている。
極材料として、熱伝専の良好な無酸素鋼と熱膨張の少な
いインバー（Ｆｅ−約３６．５％Ｎｉ合金）からなる銅
／インバー／銅３層クラッド材（以下、ＣＩＣクラッド
材と略す）か提案されている。
このようなＣＩＣクラッド材を用いた半専体デバイスの
構成を第８図に示す。同図に示すように、半導体デバイ
ス１′はヒートシンクである銅板８上にアルミナ７、Ｃ
ＩＣクラッド材２およびパワー素子（半導体チップ）９
が順次半田シート６′ を介して重ねられこれらを半田
付けした構成となっている。
構成を第８図に示す。同図に示すように、半導体デバイ
ス１′はヒートシンクである銅板８上にアルミナ７、Ｃ
ＩＣクラッド材２およびパワー素子（半導体チップ）９
が順次半田シート６′ を介して重ねられこれらを半田
付けした構成となっている。
このような半導体デバイス１′の製造（組立て）におい
ては、例えばＣＩＣクラッド材２上の半田付けする部分
にクリーム状半田を塗布し、あるいは所定形状に切断し
たシート状の半田６′を位置決めして載せ、その上にパ
ワー素子９を載せて半田付けを行っている。
ては、例えばＣＩＣクラッド材２上の半田付けする部分
にクリーム状半田を塗布し、あるいは所定形状に切断し
たシート状の半田６′を位置決めして載せ、その上にパ
ワー素子９を載せて半田付けを行っている。
しかるにこのような製造方法では、次のような欠点があ
る。
る。
■ ＣＩＣクラッド材と同一の形状または半田付けする
範囲に対応した形状に半田シート材を切断しなけわばな
らない。
範囲に対応した形状に半田シート材を切断しなけわばな
らない。
■ 半田シート６′の位置決めに手間と時間がかかる。
■ 半田は、軟質のため取扱が難しく、半田シート６′
の曲り等の変形が生じ易いので半田付けの歩留りが低下
する。
の曲り等の変形が生じ易いので半田付けの歩留りが低下
する。
■ 半田付けの個所が多いため、工程数が多くなる。
そこで、半導体デバイスの製造における半ＬＥＩ付けの
合理化が望まねている。
合理化が望まねている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、半
導体デバイスの製造（組立て）において簡易かつ確実に
半田付けをすることができるクラッド材を提供すること
にある。
導体デバイスの製造（組立て）において簡易かつ確実に
半田付けをすることができるクラッド材を提供すること
にある。
く問題点を解決するための手段〉
このような目的は、以下の本発明によって達成される。
即ち、銅／インバー／銅なる３層構造のクラッド材の片
面または両面の所定部分に、厚さ２０〜１５０μｍの半
田層を形成してなることを特徴とするクラッド材を提供
するものである。
面または両面の所定部分に、厚さ２０〜１５０μｍの半
田層を形成してなることを特徴とするクラッド材を提供
するものである。
また、前記クラッド材は帯状長尺物であるのかよい。
以下、本発明のクラッド材を添付図面に示す好適実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
第１図〜第６図は、本発明のクラッド材の構成例を示す
斜視図である。これらの図に示すように本発明のクラッ
ド材は、好ましくは帯状長尺物であって、基材としての
ＣＩＣクラッド材２の片面または両面に半田層６を形成
、好ましくはクラッドした４層または５層構造のクラッ
ド材である。
斜視図である。これらの図に示すように本発明のクラッ
ド材は、好ましくは帯状長尺物であって、基材としての
ＣＩＣクラッド材２の片面または両面に半田層６を形成
、好ましくはクラッドした４層または５層構造のクラッ
ド材である。
クラッド材とは、異種金属を金属学的に接着一体化した
材料のことをいい、本発明では、基材として熱放散性に
優れかつ導電性に優れているＣＩＣクラッド材２、即ち
銅３／インバー４／′ｆｉ４５なる３層構造のクラッド
材を用いる。
材料のことをいい、本発明では、基材として熱放散性に
優れかつ導電性に優れているＣＩＣクラッド材２、即ち
銅３／インバー４／′ｆｉ４５なる３層構造のクラッド
材を用いる。
ここでインバー４はＦｅ−約３６．５％Ｎｉ合金であり
、熱膨張係数が低いという特性を有する。
、熱膨張係数が低いという特性を有する。
また、銅３．４は熱伝導体の良好な無酸素銅を用いるの
が好ましいが、Ｓｎ入り鋼、Ａｇ入り鋼等の銅系合金を
用いてもよい。
が好ましいが、Ｓｎ入り鋼、Ａｇ入り鋼等の銅系合金を
用いてもよい。
なお、ＣＩＣクラッド材２の構成比は特に限定されない
が特に鋼３：インパー４：銅５＝１ ： １ ：１（イ
ンバーの体積率か３３．３％）程度とするのが熱放散性
に優れる（Ｍｏ使用の場合と同程度）ので好ましい。
が特に鋼３：インパー４：銅５＝１ ： １ ：１（イ
ンバーの体積率か３３．３％）程度とするのが熱放散性
に優れる（Ｍｏ使用の場合と同程度）ので好ましい。
第１図に示す例えば、上述したＣＩＣクラッド材２の両
面全面に半田層６．６を形成（クラッド）した構成とな
っている。なお、半田層６は、ＣＩＣクラッド材２の両
面形成、片面形成のいずれでもよい。
面全面に半田層６．６を形成（クラッド）した構成とな
っている。なお、半田層６は、ＣＩＣクラッド材２の両
面形成、片面形成のいずれでもよい。
また、半田層６をＣＩＣクラッド材２の片面または両面
の全面にわたって形成（クラッド）する場合の他、ＣＩ
Ｃクラッド材２の必要部分（例えばパワー素子９を半田
付けする部分）にのみ形成（クラッド）することも可能
である。これをインレイクラッドというが、このインレ
イクランドは、機能的にも材料費の面からも有利である
。
の全面にわたって形成（クラッド）する場合の他、ＣＩ
Ｃクラッド材２の必要部分（例えばパワー素子９を半田
付けする部分）にのみ形成（クラッド）することも可能
である。これをインレイクラッドというが、このインレ
イクランドは、機能的にも材料費の面からも有利である
。
このような半田層６をＣＩＣクラッド材２に対して部分
的に形成（クラッド）したパターンを第２図〜第６図に
例示する。
的に形成（クラッド）したパターンを第２図〜第６図に
例示する。
第２図はシングルオーバレイタイプ、第３図はダブルオ
ーバレイタイプ、第４図は２条インレイタイプ、第５図
はシングルエツジレイタイプ、第６図はダブルエツジレ
イタイプのクラッド材を示す。このような本発明のクラ
ッド材においては、半田層６がＣＩＣクラッド材２の銅
３．５に埋設されており、銅３．５の表面と半田層６の
表面が同一レベルにある。
ーバレイタイプ、第４図は２条インレイタイプ、第５図
はシングルエツジレイタイプ、第６図はダブルエツジレ
イタイプのクラッド材を示す。このような本発明のクラ
ッド材においては、半田層６がＣＩＣクラッド材２の銅
３．５に埋設されており、銅３．５の表面と半田層６の
表面が同一レベルにある。
なお、本発明のクラッド材における半田層６の形成パタ
ーンは、上述したものに限らず、上述した構成のものを
任意に組み合せたものまたはその他の構成のものでもよ
い。
ーンは、上述したものに限らず、上述した構成のものを
任意に組み合せたものまたはその他の構成のものでもよ
い。
このような半田層６の厚さは２０〜１５０−とするのが
よい。その理由は、厚さが２０−未満であると半田付の
接着強度が低下し、厚さが１５〇−を超えると半導体チ
ップが半田中に埋没してしまうからである。なお、半田
層６の厚さが上記範囲内であれば、半田層６を形成する
各部分く例えばＣＩＣクラッド材２の表面と裏面）によ
ってその厚さが異なっていてもよい。
よい。その理由は、厚さが２０−未満であると半田付の
接着強度が低下し、厚さが１５〇−を超えると半導体チ
ップが半田中に埋没してしまうからである。なお、半田
層６の厚さが上記範囲内であれば、半田層６を形成する
各部分く例えばＣＩＣクラッド材２の表面と裏面）によ
ってその厚さが異なっていてもよい。
例えば、パワー素子（半導体チップ）９を半田付けする
側の半田層６の厚さを２０〜７０−１より好ましくは４
０〜５０−とし、銅板（基板）８側の半田層６のノソさ
を７０−〜１５０−１より好ましくは１００−萌？＆と
することができる。
側の半田層６の厚さを２０〜７０−１より好ましくは４
０〜５０−とし、銅板（基板）８側の半田層６のノソさ
を７０−〜１５０−１より好ましくは１００−萌？＆と
することができる。
また、単１［１層６を構成する半田は、ｐｂ−ｓ％Ｓｎ
をはじめＰｂ−６０％Ｓｎ、Ｐｂ−５％５ｎ−２，５％
Ａｇ等、半導体チップの実装に用いることができるもの
であわばいかなるものでもよい。
をはじめＰｂ−６０％Ｓｎ、Ｐｂ−５％５ｎ−２，５％
Ａｇ等、半導体チップの実装に用いることができるもの
であわばいかなるものでもよい。
なお、本発明のクラッド材の形態としては、取り扱い上
の点などを考慮して、帯状長尺物とするのが好ましいが
、これを適当な長さに切断して１ピース毎にしたもので
もよい。
の点などを考慮して、帯状長尺物とするのが好ましいが
、これを適当な長さに切断して１ピース毎にしたもので
もよい。
本発明のクラッド材は例えば次のような方法により製造
される。
される。
通常の方法により基材であるＣＩＣクラッド材２を製造
し、該ＣＩＣクラッド材２の片面または両面に半田をロ
ール圧着する。
し、該ＣＩＣクラッド材２の片面または両面に半田をロ
ール圧着する。
前記第２図〜第６図に示す半田インレイクラッド材を製
造する場合には、予め製造したＣＩＣクラッド材２にリ
ボン上の半田または半田線を位１δ合せしてロール圧着
する。製造工程中での材料の取り扱いがし易いという点
で半田線を用いるのが有利であるが、半田層６が比較的
広い幅を必要とする場合には、リボン状の半田を用いる
のがよい。
造する場合には、予め製造したＣＩＣクラッド材２にリ
ボン上の半田または半田線を位１δ合せしてロール圧着
する。製造工程中での材料の取り扱いがし易いという点
で半田線を用いるのが有利であるが、半田層６が比較的
広い幅を必要とする場合には、リボン状の半田を用いる
のがよい。
く作用〉
以下、本発明のクラッド材の作用を説明する。
第８図に示すように、半田層６が形成されていないＣＩ
Ｃクラッド材２を用いて半導体デバイス１の組立てを行
う従来法では、銅板８上に■所定形状に切断した半田シ
ート６′を位置決めして載置しくまたはクリーム状半田
の塗布）、■その上にアルミナ７を載置し、■その上に
所定形状に切断した半田シート６′を位置決めして載置
しくまたはクリーム状半田の塗布）、■その上にＣＩＣ
クラッド材２を載置し、■該ＣＩＣクラッド材２上のパ
ワー素子９を接着する部分に、所定形状に切断した半田
シート６′を位置決めして載置しくまたはクリーム状半
田の塗布）、■その上にパワー素子９を載置し、■これ
らを加熱して半田シート６′を溶融せしめ、半田付けを
行うものである。
Ｃクラッド材２を用いて半導体デバイス１の組立てを行
う従来法では、銅板８上に■所定形状に切断した半田シ
ート６′を位置決めして載置しくまたはクリーム状半田
の塗布）、■その上にアルミナ７を載置し、■その上に
所定形状に切断した半田シート６′を位置決めして載置
しくまたはクリーム状半田の塗布）、■その上にＣＩＣ
クラッド材２を載置し、■該ＣＩＣクラッド材２上のパ
ワー素子９を接着する部分に、所定形状に切断した半田
シート６′を位置決めして載置しくまたはクリーム状半
田の塗布）、■その上にパワー素子９を載置し、■これ
らを加熱して半田シート６′を溶融せしめ、半田付けを
行うものである。
これに対して、第７図に示すように、本発明のクラッド
材を用いて単導体デバイス１の組立てを行う場合には、
ＣＩＣクラッド材２に予め中口Ｉ層６．６が形成されて
いるため、上記■、■の工程の後、アルミナ７上に本発
明のクラッド材を載置し、次いで上記■、■の工程を行
えばよい。
材を用いて単導体デバイス１の組立てを行う場合には、
ＣＩＣクラッド材２に予め中口Ｉ層６．６が形成されて
いるため、上記■、■の工程の後、アルミナ７上に本発
明のクラッド材を載置し、次いで上記■、■の工程を行
えばよい。
従って、本発明のクラッド材を用いて半導体デバイスの
組立てを行えば、上記■および■の半田シートの切断、
位置決めおよび載置（またはクリーム状半田の塗布）と
いっためんどうな作業が不要となり、半導体デバイスの
生産性が向トする。
組立てを行えば、上記■および■の半田シートの切断、
位置決めおよび載置（またはクリーム状半田の塗布）と
いっためんどうな作業が不要となり、半導体デバイスの
生産性が向トする。
〈発明の効果〉
本発明のクラッド材によれば、ＣＩＣクラッド材の片面
または両面に予め半田層が形成されているので、これを
用いて単導体デバイスの製造（組立て）を行った場合に
は、従来の製造方法のように、半１１シートの切断、位
置決めおよび載置（またはクリーム状半田の塗布）とい
っためんどうな作業が不要となる。その結果、製造工程
数の減少、製造時間の短縮か図られ、単導体デバイスの
生産性が向上するとともに、デバイス製造（組立て）の
自動化にも対応することが可能となる。
または両面に予め半田層が形成されているので、これを
用いて単導体デバイスの製造（組立て）を行った場合に
は、従来の製造方法のように、半１１シートの切断、位
置決めおよび載置（またはクリーム状半田の塗布）とい
っためんどうな作業が不要となる。その結果、製造工程
数の減少、製造時間の短縮か図られ、単導体デバイスの
生産性が向上するとともに、デバイス製造（組立て）の
自動化にも対応することが可能となる。
また、半田シートの挿入ミスや、半田シートの曲り等の
変形による半田付けの歩留り低下が生じないことにより
、デバイスの信頼性が向上する。
変形による半田付けの歩留り低下が生じないことにより
、デバイスの信頼性が向上する。
第１図、第２図、第３図、第４図、第５図および第６図
は、各々本発明のクラッド材の構成例を示す斜視図であ
る。 第７図は、本発明のクラッド材を用いて組立てた半導体
デバイスの正面図である。 第８図は、従来のＣＩＧクラッド材を用いて組立てた半
導体デバイスの正面図である。 符合の説明 １．１′・・・半導体デバイス、 ２・−Ｃ１（：クラッド材、 ３．５−・・銅、 ４・・−インバー、 ６・・・半田層、 ６′ ・−半田シート、 ７・・・アルミナ、 ８・・・銅板、 ９−・・パワー素子（半導体チップ） ＦＩＧ、１
は、各々本発明のクラッド材の構成例を示す斜視図であ
る。 第７図は、本発明のクラッド材を用いて組立てた半導体
デバイスの正面図である。 第８図は、従来のＣＩＧクラッド材を用いて組立てた半
導体デバイスの正面図である。 符合の説明 １．１′・・・半導体デバイス、 ２・−Ｃ１（：クラッド材、 ３．５−・・銅、 ４・・−インバー、 ６・・・半田層、 ６′ ・−半田シート、 ７・・・アルミナ、 ８・・・銅板、 ９−・・パワー素子（半導体チップ） ＦＩＧ、１
Claims (2)
- （１）銅／インバー／銅なる３層構造のクラッド材の片
面または両面の所定部分に、厚さ２０〜１５０μｍの半
田層を形成してなることを特徴とするクラッド材。 - （２）前記クラッド材は帯状長尺物である特許請求の範
囲第１項に記載のクラッド材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24930886A JPS63102326A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | クラツド材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24930886A JPS63102326A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | クラツド材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63102326A true JPS63102326A (ja) | 1988-05-07 |
Family
ID=17191053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24930886A Pending JPS63102326A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | クラツド材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63102326A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993024939A1 (en) * | 1992-06-02 | 1993-12-09 | Advanced Circuit Technology, Inc. | Laminated conductive material, multiple conductor cables and methods of manufacturing such cables |
| US5939214A (en) * | 1989-05-31 | 1999-08-17 | Advanced Technology Interconnect, Incorporated | Thermal performance package for integrated circuit chip |
| US5952719A (en) * | 1995-07-14 | 1999-09-14 | Advanced Interconnect Technologies, Inc. | Metal ball grid electronic package having improved solder joint |
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