(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子固定面が形成されたヒートシンクを、アイレットの上面に固着してヒートシンク付きステムを製造する際に、該ヒートシンクが固着される位置に貫通孔又は凹部等の圧入部を形成したアイレットの上面に、アイレットを形成する材料よりも軟質材料で形成されたヒートシンク形成材を載置し、前記圧入部をヒートシンク形成材の端面で覆った後、前記ヒートシンク形成材にプレス加工を施すことによって、ヒートシンク形成材を所定形状のヒートシンクに成形しつつ、前記アイレットに形成した圧入部に塑性変形したヒートシンク形成材の一部を圧入し、所定形状に成形されたヒートシンクをアイレットの上面に固着することを特徴とするヒートシンク付きステムの製造方法。
【請求項２】
ヒートシンク形成材にプレス加工を施す際に、形成するヒートシンクの形状に倣った凹部型がアイレットの上面と対向する対向面側に形成されているプレスポンチを用いる請求項１記載のヒートシンク付きステムの製造方法。
【請求項３】
鉄材によって形成したアイレットを用いると共に、銅材によって形成したヒートシンク形成材を用いる請求項１又は請求項２記載のヒートシンク付きステムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はヒートシンク付きステムの製造方法に関し、更に詳細には素子固定面が形成されたヒートシンクが、アイレットの上面に固着されて成るヒートシンク付きステムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高出力の光半導体素子を搭載するステムにおいては、図５に示す様に、半導体素子１００（以下、素子１００と称することがある）の熱放散を図るべく、素子１００を固着する素子固定面１０２が形成された、銅材等の熱伝導率の高い材料によって形成されたヒートシンク１０４がアイレット１０６の上面に立設されている。従来、かかるヒートシンク１０４は、所定形状に成形されたヒートシンク１０４を、鉄材等によって形成されたアイレット１０６の上面の所定位置に銀ろう等のろう材によって固着される。
尚、図５において、ヒートシンク１０４に装着された素子１００の端子とワイヤボンディングされるリード１０８、１０９の各々の途中が、アイレット１０６に穿設された穿設孔にガラス封着されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すステムは、キャップ（図示せず）が被着されて実用に供せられる。その際に、素子１００として高出力の光半導体素子を搭載しても、その熱放散性は良好であるため、半導体装置としての信頼性も良好である。しかし、従来のステムの製造工程では、所定形状に成形されたヒートシンク１０４をアイレット１０６の上面にろう材によって固着しているため、所定形状のヒートシンク１０４を成形する成形工程及びその固着工程等と工程数が多く、且つ所定形状に成形したヒートシンク１０４及び固着工程において用いるろう材等と部品数も多いことから、ステムの製造コストを引き上げている。
そこで、本発明の課題は、製造工程数及び部品数を可及的に減少し得ることが可能なヒートシンク付きステムの製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく種々検討を重ねた結果、貫通孔が形成されたアイレットの上面の所定位置にヒートシンク形成材を載置した後、ヒートシンク形成材にプレス加工を施すことによって、ヒートシンクを所定形状に成形すると共に、塑性変形されたヒートシンクの一部をアイレットの貫通孔に圧入でき、両者を一体化できることを知り、本発明に到達した。
【０００５】
すなわち、本発明は、素子固定面が形成されたヒートシンクを、アイレットの上面に固着してヒートシンク付きステムを製造する際に、該ヒートシンクが固着される位置に貫通孔又は凹部等の圧入部を形成したアイレットの上面に、アイレットを形成する材料よりも軟質材料で形成されたヒートシンク形成材を載置し、前記圧入部をヒートシンク形成材の端面で覆った後、前記ヒートシンク形成材にプレス加工を施すことによって、ヒートシンク形成材を所定形状のヒートシンクに成形しつつ、前記アイレットに形成した圧入部に塑性変形したヒートシンク形成材の一部を圧入し、所定形状に成形されたヒートシンクをアイレットの上面に固着することを特徴とするヒートシンク付きステムの製造方法でもある。
かかる本発明において、ヒートシンク形成材にプレス加工を施す際に、形成するヒートシンクの形状に倣った凹部型がアイレットの上面と対向する対向面側に形成されているプレスポンチを用いることによって、アイレットに形成した貫通孔又は凹部等の圧入部に塑性変形したヒートシンク形成材の一部を圧入しつつ、ヒートシンク形成材を所定形状のヒートシンクに容易に成形できる。
かかる本発明において、アイレットを鉄材によって形成し、且つヒートシンク形成材を銅材によって形成することによって、プレス加工によるヒートシンクの成形を容易に行うことができる。
【０００６】
本発明によれば、プレス加工によって、ヒートシンクの成形及び成形されたヒートシンクとアイレットとの固着を同時に行うことができる。このため、ヒートシンクの成形工程及び成形されたヒートシンクをろう材によってアイレットに固着する固着工程を省略することができ、且つ成形されたヒートシンク及びろう材を部品として確保することも要しない。
その結果、ヒートシンク付きステムの製造工程数及び部品数を可及的に減少することが可能となった。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明によって得られるヒートシンク付きステムの一例を、図１に示す。図１に示すヒートシンク付きステムは、半導体素子１０（以下、素子１０と称することがある）を固着する素子固定面１２が形成された、銅から成るヒートシンク１４が、鉄から成るアイレット１６の上面に立設されている。
更に、アイレット１６には、ヒートシンク１４の素子固定面１２に固着された素子１０の端子とワイヤボンディングされるリード１８の途中が、アイレット１６に穿設された穿設孔２０内にガラス封着されている。かかるヒートシンク付きステムにおいて、所定形状に成形されたヒートシンク１４の一部２２がアイレット１６に形成された圧入部としての貫通孔２４に圧入されているため、アイレット１６とヒートシンク１４とをろう材を用いることなく一体化されている。尚、ヒートシンク１４は、素子１０が固着される素子固定面１２がアイレット１６の略中心線上と一致するように固着される。
【０００８】
図１に示すヒートシンク付きステムのヒートシンク１４の成形及び所定形状に成形されたヒートシンク１４とアイレット１６との固着は、図２に示すプレス加工によって行うことができる。
つまり、リード１８をガラス封着する穿設孔２０及び貫通孔２４が形成された鉄製のアイレット１６をベースプレート２６上に固定した後、円柱状の銅製のヒートシンク形成材２８の端面で貫通孔２４の開口部を覆うように、アイレット１６の上面にヒートシンク形成材２８を載置する。
次いで、アイレット１６の上面と対向する対向面側に、形成するヒートシンク１４の形状に倣った凹部型３０が形成されたプレスポンチ３２を降下し、凹部型３０の底面とヒートシンク形成材２８の上面とを当接させる。更に、プレスポンチ３２を降下させることによって、ヒートシンク形成材２８を塑性変形させつつ、凹部型３０の側面及び底面により所定形状のヒートシンク１４に成形し、同時に塑性変形したヒートシンク形成材２８の一部をアイレット１６に穿設した貫通孔２４内に圧入する。
かかるヒートシンク形成材２８の一部を貫通孔２４に圧入することによって、所定形状に成形されたヒートシンク１４とアイレット１６とを、ろう材を用いることなく一体化することができる。
尚、アイレット１６は、ヒートシンク形成材２８よりも硬い鉄材によって形成されているため、図２に示すプレス加工においては変形することはない。
【０００９】
この様に、プレスポンチ３２によるプレス加工によって、ヒートシンク形成材２８の一部が圧入されるアイレット１６の圧入部は、図１及び図２に示す様に、貫通孔２４の他に、図３（ａ）に示す様に、凹部３４であってもよい。
また、貫通孔２４であっても、図３（ｂ）に示す様に、二段階に横断面積がアイレット１６の上面から下面方向に縮小する形状、或いは図３（ｃ）に示す様に、貫通孔２４の上部がロート状に形成され、横断面積がアイレット１６の上面から下面方向に次第に縮小する形状であってもよい。
この様に、アイレット１６の上面の開口部が、アイレット１６の下面の開口部よりも開口面積が大きいき貫通孔２４とすることによって、ヒートシンク形成材２８の一部を貫通孔２４内に容易に圧入できる。
尚、凹部３４においても、二段階に横断面積がアイレット１６の上面から下面方向に縮小する形状、或いは上部がロート状に形成され、横断面積がアイレット１６の上面から下面方向に次第に縮小する形状としてもよい。
【００１０】
更に、ヒートシンク１４をプレス加工によって成形するため、ヒートシンク１４の形状を任意形状に成形可能である。つまり、図５に示す様に、矩形状のヒートシンク１４の形状の他に、図４（ａ）に示す扇状のヒートシンク１４や図４（ｂ）に示す円弧状のヒートシンク１４を形成できる。かかる図４に示すヒートシンク１４においては、扇状のヒートシンク１４〔図４（ａ）〕では、扇状の要部に形成された垂直面が素子固定面１２であり、円弧状のヒートシンク１４〔図４（ｂ）〕では、側面に形成された垂直面が素子固定面１２である。従って、アイレット１６の上面において、リード１８の設置場所等との関係でヒートシンク１４を適正な形状とすることができる。
【００１１】
ヒートシンク１４を固着したアイレット１６には、通常、ニッケル−リン等の金属めっきを穿設孔２０の内周面を含むアイレット１６の全面に施した後、穿設孔２０にリード１８をガラス封着することによって、ヒートシンク付きステムを得ることができる。得られたステムには、そのヒートシンク１４の素子固定面１２に半導体素子１０を固着した後、リード１８の先端と素子１０の電極とをワイヤ等でボンディングする。更に、素子１０等を気密に保持すべくキャップが被着されて半導体装置が得られる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、ヒートシンク付きステムの製造工程数及び部品数を可及的に減少することができ、ヒートシンク付きステムの製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって得られるヒートシンク付きステムの一例を説明する断面図である。
【図２】図１に示すヒートシンク付きステムを製造するプレス工程を説明するための部分断面図である。
【図３】ヒートシンク形成材の一部が圧入されるアイレットの圧入部形状の例を示す部分断面図である。
【図４】ヒートシンク形状の他の例を示す斜視図である。
【図５】従来のヒートシンク付きステムを説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１０  半導体素子
１２  素子固定面
１４  ヒートシンク
１６  アイレット
２２  ヒートシンクの一部
２４  貫通孔（圧入部）
２８  ヒートシンク形成材
３０  凹部型
３２  プレスポンチ
３４  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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