(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱板上に半田付けにより半導体ペレット等の電子部品が載置される絶縁基板を有する複合半導体装置において、上記放熱板に、放熱板自体の反り量を小さくするためのスリットを、上記絶縁基板の巾寸法程度で放熱板を貫通するよう、互いに隣接する絶縁基板の間に設けたことを特徴とする複合半導体装置。
【請求項２】
上記スリットが、上記絶縁基板が配置される領域を挟んで放熱板の複数箇所に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の複合半導体装置。
【請求項３】
上記スリットを塞ぐ閉塞用部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の複合半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベーシング後及び経時的変化を経た後の放熱板の反り量を抑制した複合半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の複合半導体装置の概略構造を図３に示す。
図において、１は複合半導体装置全体を示し、この複合半導体装置１は、その底面に放熱板２を備えている。この放熱板２上に絶縁基板３が半田９により半田付けされ、この絶縁基板３上に半導体ペレット４、外部導出端子５等の電子部品が載置・固着されている。外部導出端子５の他端は蓋体６の透孔７を介して外部に引き出されている。
【０００３】
ところで、上記放熱板２の上面には図５に示すように、絶縁基板３の導体パターン３ａ上に半導体ペレット４が半田付けされるが、絶縁基板３の下面のメタライズ層（図示省略）と放熱板２とも前記のように半田９により半田付けされる。
【０００４】
かかる場合に、Ａｌ2Ｏ3，ＡｌＮ等のセラミック基板からなる絶縁基板３と、銅材からなる放熱板２とを半田付けすると、両者の熱膨張の差により反りが発生する。この反りの発生方向は図５に示すように、放熱板２の下面中央部が凹状（上方に向かって凸状）になる。
【０００５】
上記の状態のままで、図３に示す複合半導体装置１を組み立てる。そして放熱板３の図示を省略した取付孔を利用して他の部材、例えば放熱フィンに取り付けた場合、放熱板３と放熱フィンとの間に隙間が形成されてしまい放熱効果を悪くする。
【０００６】
上記の点を改善するため、従来では放熱板２を製作するときに図４に示すように、予め下面の中央部２ａを凸状にして反り量Ｓ１を制御している。
さらに、絶縁基板３を放熱板２に半田付けした直後の反り量Ｓ２(図５参照)は、数日間放置しておくと、該反り量Ｓ２は小さくなり、遂には図６に示すように、放熱板２の中央部２ａが凸状に変化し反り量Ｓ３にて安定する。このようなことを考慮して従来では完成品での放熱板２の反り量Ｓ３が最小になるように放熱板２の製作時に逆方向の反り量Ｓ１を最初に決めて置くようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような処置では次のような問題がある。
すなわち、絶縁基板３を放熱板２に半田付けした後に、１００μｍ以上の反りが反転して加わることになる。放熱板２の下に凸状の最初の状態からベーシング時に第１回目の反転があり、下に凹状となり、さらに経時的変化により下に凸状に反る２回目の反転がある。この反転のため絶縁基板３に機械的ストレスが加わり、延いては絶縁基板３上の半導体ペレット４にも悪影響を与え、複合半導体装置１の特性が劣化するおそれがある。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、放熱板の最終的な反り量Ｓ３を小さくすると共に、反りの変化量を相対的に小さくして絶縁基板の割れや半導体ペレットの悪影響を防止した複合半導体装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の複合半導体装置は、放熱板上に半田付けにより半導体ペレット等の電子部品が載置される絶縁基板を有する複合半導体装置において、
上記放熱板に、該放熱板自体の反り量を小さくするためのスリット等を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】
本発明の複合半導体装置は、放熱板の絶縁基板が載置・固定される隣接位置にスリットを形成したので、該スリットによりベーシング時及び経時的変化時に加わる応力が緩和され、初期状態に戻るまでの反りの変化量が少なくなる。このため、絶縁基板の割れや半導体ペレットに与える機械的ストレス等の悪影響を最小限に留めることができる。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を、図を参照して説明する。
図１は本発明の複合半導体装置に使用する放熱板の平面図、図２は該放熱板上に絶縁基板を載置・固着させた状態の縦断面図である。
これらの図において、１２は銅材により形成した放熱板である。
なお、この実施例では板厚５ｍｍ、寸法１８６ｍｍ×９３ｍｍのものを使用した。
【００１２】
図１および図２でわかるように、上記の放熱板１２の複数箇所にスリット２０を、上記絶縁基板１３，１３の巾寸法程度で放熱板１２を貫通するよう設ける。このスリット２０の位置は、互いに隣接する絶縁基板１３，１３の間とする。なお、この実施例で該スリット２０の寸法は、５ｍｍ×７０ｍｍとした。また、絶縁基板１３の寸法は、５０ｍｍ×７０ｍｍとした。上記放熱板１２の外周部には放熱フィン等の外部部材に取り付けるための複数の取付孔２１が設けられている。
【００１３】
次に、上記放熱板１２に対して、下にＳ１（図４参照）＝１００μｍ程度凸状になるようにプレス機械等によりプリベンド加工を施す。
次いで、上記放熱板１２上に絶縁基板１３を、半田９を介して載置・固着させ、さらに、絶縁基板１３上に図５と同様に半導体ペレット４を半田により固着させる。このベーシング工程により、放熱板１２は図２に示すように下に凹状に反る。
【００１４】
しかし、その反り量Ｓ２は、スリット２０の形成により緩和され上記の実施例の場合、Ｓ２＝１ｍｍ程度であった。
その後、上記放熱板１２を自然環境下に４８時間放置し、経時的変化を観測したところ、図６と同様に下に凸状に反っていたが、Ｓ３＝０．３ｍｍ程度であった。
【００１５】
上記の現象を解析すると、概略次のようなことである。
すなわち、ベーシング工程後の放熱板１２は下に凹状になっていて、その時点では絶縁基板１３と放熱板１２との接続部である半田層に残留応力が存在している。その残留応力が半田のすべり現象により時間と共に消去され、最終的にプリベンド時の形状に戻って下に凸状に反るが、スリット２０を形成しておくことにより最初のベーシング時の応力、その後の経時的変化時の応力が共に緩和され反り量が減少すると考えられる。
【００１６】
上記放熱板１２は、図３に示した両端開口の絶縁ケース１０の一方の開口端に固定される。この場合、絶縁ケース１０の内部にゲル状物質等を充填する際には、上記放熱板１２に形成したスリット２０を塞ぐ閉塞用部材（図示せず）を設けることにより絶縁ケース１０外へ該ゲル状物質等が流出するのを防止することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、放熱板の所定位置に絶縁基板の巾寸法程度の放熱板を貫通するスリットを設けたので、複合半導体装置の製作過程で生じる放熱板の反り量を、絶縁基板の巾に対応して相対的に小さくすることができる。そのため、放熱板上に載置・固定される絶縁基板の割れ及び該絶縁基板上に載置・固定される半導体ペレットに与える機械的ストレスを効果的に減少させることができるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合半導体装置に使用する放熱板の平面図である。
【図２】上記放熱板の縦断面図である。
【図３】従来の複合半導体装置の概略構造を示す縦断面図である。
【図４】上記複合半導体装置に使用するプリベンドした絶縁板の側面図である。
【図５】絶縁基板を載置・固着させたベーシング工程後の上記絶縁基板の側面図である。
【図６】経時的変化後の上記絶縁基板の側面図である。
【符号の説明】
１  複合半導体装置
９  半田
１２  放熱板
１３  絶縁基板
２０  スリット
２１  取付孔
【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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【図６】
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