CN116137253A - 半导体封装用管座 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种半导体封装用管座，其能够在孔眼部的下表面侧容易地配置散热部件。本半导体封装用管座具有：孔眼部，其形成有自第一面贯通至第二面的贯通孔；引线，其插入上述贯通孔；以及金属底座，其与上述孔眼部的第二面接合，上述引线在上述孔眼部的第二面侧弯曲，并且在俯视时自上述孔眼部的侧面突出，上述金属底座与上述引线分离配置，位于在俯视时与上述孔眼部重叠的位置的上述引线在侧视时配置在上述金属基座的厚度的范围内。

Description

半导体封装用管座
技术领域
本发明涉及半导体封装用管座。
背景技术
公知有以下构造：在用于搭载发光元件的半导体封装用管座中，例如，在圆板状的孔眼部(eyelet)中设置自孔眼部的上表面突出的金属块，并且将金属块的一面作为用于搭载半导体元件的元件搭载面。在孔眼部中设置用于插入引线的多个贯通孔，引线在贯通孔内被玻璃等的密封部密封。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1：日本国特开第2004-235212号
发明内容
<发明要解决的问题>
在上述那样的半导体封装用管座中，引线贯通孔眼部而自孔眼部的下表面突出，在与孔眼部的下表面垂直的方向上延伸。因此，在孔眼部的下表面侧配置散热片等的散热部件的情况下，需要于散热片等设置用于插入引线的孔，因此在孔眼部的下表面侧配置散热部件并不容易。
本发明是鉴于上述的点而成的，其课题在于，提供一种半导体封装用管座，其能够在孔眼部的下表面侧容易地配置散热部件。
<用于解决问题的方法>
本半导体封装用管座具有：孔眼部，其形成有自第一面贯通至第二面的贯通孔；引线，其插入上述贯通孔；以及金属底座，其与上述孔眼部的第二面接合，上述引线在上述孔眼部的第二面侧弯曲，并且在俯视时自上述孔眼部的侧面突出，上述金属底座与上述引线分离配置，位于在俯视时与上述孔眼部重叠的位置的上述引线在侧视时配置在上述金属基座的厚度的范围内。
<发明的效果>
根据公开的技术，能够提供一种半导体封装用管座，其能够在半导体封装用管座中容易地在孔眼部的下表面侧配置散热部件的。
附图说明
图1是举例示出第一实施方式的半导体封装用管座的立体图。
图2是举例示出第一实施方式的半导体封装用管座的图。
图3是图2的(b)的B部的局部放大剖视图。
图4是举例示出第一实施方式的半导体封装用管座的制造工序的主要部分的图(其1)。
图5是举例示出第一实施方式的半导体封装用管座的制造工序的主要部分的图(其2)。
图6是半导体封装用管座的安装方式的一个例子。
附图标记说明
1 半导体封装用管座
10 孔眼部
10a，30a，60a 上表面
10b，30b，60b 下表面
10c 内壁面
10x，10y 贯通孔
11，12 缺口部
30 金属块
30c 侧面
30r 元件搭载面
31 基座部
32 柱状部
41 第一引线
41A，42A 第一部分
42 第二引线
42B，42B 第二部分
50 密封部
60 金属底座
100 插口
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施发明的方式进行说明。需要说明的是，在各附图中，对相同构成部分付与相同附图标记，有时省略重复的说明。
<第一实施方式>
图1是举例示出第一实施方式的半导体封装用管座的立体图，图1的(a)是自上表面侧观察的立体图，图1的(b)是自下表面侧观察的立体图。图2是举例示出第一实施方式的半导体封装用管座的图，图2的(a)是俯视图，图2的(b)是沿图2的(a)的A-A线的剖视图。
参照图1以及图2，第一实施方式的半导体封装用管座1具有孔眼部10、金属块30、第一引线41、第二引线42、密封部50以及金属底座60。
孔眼部10是圆板状的部件。在本申请中，圆板状是指，俯视形状为大致圆形且具有规定的厚度。不限定相对于直径的厚度的大小。另外，也包括局部形成有凹部、凸部、贯通孔等的部件。
另外，在本申请中，俯视是指自孔眼部10的上表面10a的法线方向观察对象物，俯视形状是指自孔眼部10的上表面10a的法线方向观察对象物的形状。另外，在本申请中，平行、垂直、以及直角允许±5度以内的差。但是，在记载为严密平行、严密垂直、以及严密直角的情况下，不适用该规定。
在孔眼部10的侧面，例如可以形成作为相对的平面的缺口部11以及12。缺口部11以及12例如可以用于半导体封装用管座1对半导体元件进行搭载时的元件搭载面的定位等。缺口部11以及12也可以用于半导体封装用管座1的旋转方向的定位等。缺口部11以及12可以根据需要设置。
孔眼部10的直径不特别限定，可以根据目的适当决定，例如为φ5.6mm、φ9.0mm等。孔眼部10的厚度不特别限定，可以根据目的适当决定，例如为约0.5～3mm。
孔眼部10可以由例如铁、不锈钢等的金属材料形成。孔眼部10可以由多个金属层(铜层、铁层等)层叠的金属材料(例如，所谓复合材料)形成。可以在孔眼部10的表面施加镀层。作为在孔眼部10的表面施加的镀层，例如可以举出金镀层。
于孔眼部10形成有自上表面10a贯通至下表面10b的贯通孔10x。金属块30的一端侧插入设于孔眼部10的贯通孔10x中，其另一端侧自孔眼部10的上表面10a突出。在本实施方式中，作为一个例子，金属块30具有基座部31、以及自基座部31的上表面31a突出的柱状部32。基座部31和柱状部32一体形成。柱状部32包括用于搭载半导体元件(例如，激光等的发光元件)的元件搭载面30r。元件搭载面30r以相对于孔眼部10的上表面10a垂直的方式设置。需要说明的是，基座部31的上表面31a不限于平坦面。
金属块30的一端侧与金属底座60接合。在本实施方式中，作为一个例子，基座部31插入孔眼部10的贯通孔10x内且下表面(金属块30的下表面30b)与金属底座60接合。柱状部32具有自孔眼部10的上表面10a突出的部分。柱状部32的大部分自孔眼部10的上表面10a突出。柱状部32的全部的部分可以自孔眼部10的上表面10a突出，但是优选柱状部32的基座部31侧位于贯通孔10x内。金属块30的下表面30b例如与孔眼部10的下表面10b大致齐平。
在俯视中，基座部31的上表面31a的外周部在柱状部32的周围露出。在于柱状部32的周围露出的基座部31的上表面31a的外周部中，元件搭载面30r侧的宽度比柱状部32的其他的面侧的宽度窄。换言之，在俯视中，柱状部32的中心相对于基座部31的中心沿A-A线方向向第一引线41以及第二引线42侧偏置。在于柱状部32的周围露出的基座部31的上表面31a的外周部中，元件搭载面30r侧的宽度例如为约0.05mm，柱状部32的其他的面侧的宽度为例如约0.5mm。通过设定为这样的形状，能够充分确保在孔眼部10中配置第一引线41以及第二引线42的区域。
在俯视中，基座部31为大致矩形，但是基座部31的元件搭载面30r侧(第一引线41以及第二引线42侧)的第一边的两端的角部带圆角，与第一边相对的第二边的两端的角部带有半径比第一边的两端的角部大的圆角。通过将基座部31设定为上述形状，易于沿孔眼部10的形状配置基座部31。
在俯视中，柱状部32为大致矩形，但是柱状部32的元件搭载面30r侧的第一边的两端的角部带有圆角，与第一边相对的第二边的两端的角部带有与第一边的两端的角部相同程度的圆角。柱状部32是半导体封装用管座1作为搭载有半导体元件的半导体封装使用时用于对半导体元件进行搭载固定的部分，也具有作为用于对自半导体元件发出的热量进行散热的散热板的功能。通过将柱状部32设定为上述形状，能够充分确保柱状部32的体积，从而能够提高散热性。
金属块30的上表面30a与孔眼部10的上表面10a的距离(柱状部32的自孔眼部10的上表面10a的突出量)例如为约3～4mm。在金属块30中可以使用导热率比孔眼部10高的材料。若孔眼部10的材料为铁，则例如金属块30的材料为铜。
图3是图2的(b)的B部的局部放大剖视图。如图3所示，优选元件搭载面30r的一部分位于贯通孔1ox内。金属块30因制造上的理由，其元件搭载面30r的基座部31侧成为塌边区域。塌边区域成为R状，变得不平坦。通过元件搭载面30r的一部分位于贯通孔10x内，能够使元件搭载面30r的塌边区域进入贯通孔10x内。优选元件搭载面30r的塌边区域全部位于贯通孔10x内。由此，能够将自孔眼部10的上表面10a突出的部分的元件搭载面30r的平坦的区域的面积设定为较大。其结果，能够搭载更大的元件。
返回图1以及图2的说明，于孔眼部10形成有自上表面10a贯通至下表面10b的贯通孔10y。第一引线41以及第二引线42例如插入各个贯通孔10y。第一引线41以及第二引线42可以在彼此绝缘的状态下插入一个贯通孔10y。第一引线41以及第二引线42在孔眼部10的下表面10b侧弯曲，在俯视时自孔眼部10的侧面突出。第一引线41以及第二引线42的直径例如可以设定为约0.3～1mm。
第一引线41具有贯通孔眼部10的第一部分41A和与第一部分41A连续且与孔眼部10的下表面10b平行的第二部分41B。同样，第二引线42具有贯通孔眼部10的第一部分42A和与第一部分42A连续且与孔眼部10的下表面10b平行的第二部分42B。
第一引线41的第一部分41A以与孔眼部10的上表面10a垂直的方式插入自上表面10a至下表面10b贯通孔眼部10的贯通孔10y。同样，第二引线42的第一部分42A以与孔眼部10的上表面10a垂直的方式插入在厚度方向贯通孔眼部10的贯通孔10y。在孔眼部10的各个贯通孔10y内，第一引线41的第一部分41A以及第二引线42的第一部分42A的周围被密封部50密封。
在第一引线41中，第一部分41A和第二部分41B所成的角例如为直角。另外，在第二引线42中，第一部分42A和第二部分42B所成角例如为直角。第一引线41的第二部分41B和第二引线42的第二部分42B例如彼此平行。但是，不限于此，第一引线41的第二部分41B可以为与第二引线42的第二部分42B非平行。
第一引线41的第一部分41A例如与第二引线42的第一部分42A平行。第一引线41的第一部分41A以及第二引线42的第一部分42A的一部分自孔眼部10的上表面10a以及下表面10b突出。在第一引线41的第一部分41A以及第二引线42的第一部分42A中，自孔眼部10的上表面10a的突出量例如为约1～3mm。在第一引线41的第一部分41A以及第二引线42的第一部分42A中，自孔眼部10的下表面10b的突出量例如为约0.5～1.5mm。
第一引线41的第二部分41B以及第二引线42的第二部分42B的一部分在俯视时自孔眼部10的侧面突出。在第一引线41的第二部分41B以及第二引线42的第二部分42B中，在俯视时自孔眼部10的侧面的突出量例如为约1～3mm。但是，在第一引线41的第二部分41B以及第二引线42的第二部分42B中，在俯视时自孔眼部10的侧面的突出量可以根据使用方法适当改变。这里，使用方法是指，将第一引线41以及第二引线42插入插口的情况、于第一引线41以及第二引线42焊接线材的情况等。
第一引线41以及第二引线42例如由50％铁-镍合金、可伐合金等的金属形成，密封部50例如由玻璃材等的绝缘材料形成。第一引线41以及第二引线42例如与搭载于半导体封装用管座1的半导体元件电连接。需要说明的是，可以根据搭载的半导体元件的规格，增减引线的数量。
金属底座60以堵住贯通孔10x的一端侧的方式接合于在孔眼部10的下表面10b。例如，在俯视时，金属底座60的外形比孔眼部10的外形小，在金属底座60中不存在比孔眼部10的外形伸出的部分。金属底座60与第一引线41以及第二引线42分离配置。也就是说，金属底座60不设于第一引线41以及第二引线42通过的部分。换言之，在金属底座60中未形成有供第一引线41以及第二引线42通过的贯通孔10y。
位于在俯视时与孔眼部10重叠的位置的第一引线41以及第二引线42在侧视时配置于金属底座60的厚度的范围内。也就是说，位于在俯视时与孔眼部10重叠的位置的第一引线41以及第二引线42在侧视时配置于比金属底座60的下表面60b靠孔眼部10侧。这里，侧视是指，自与孔眼部10的上表面10a严密平行的方向观察对象物。
需要说明的是，不位于在俯视时与孔眼部10重叠的位置的第一引线41以及第二引线42在侧视时可以具有位于比金属底座60的下表面60b靠下侧的部分。例如，第一引线41以及第二引线42的在俯视时自孔眼部10的侧面突出的部分的一部分可以位于比金属底座60的下表面60b靠下侧。
金属底座60的厚度可以在比第一引线41以及第二引线42的直径厚的范围内适当决定，但是例如可以设定为约0.5～3mm。金属底座60的厚度可以比孔眼部10的厚度薄也可以比孔眼部10的厚度厚。金属底座60的导热率为与孔眼部10的导热率同等以上。例如，在孔眼部10的材料为铁的情况下，作为金属底座60的材料，可以使用导热率比孔眼部10好的铜。在该情况下，能够提高半导体封装用管座1的散热性能。
在金属底座60的材料为铜的情况下，优选不在孔眼部10的下表面10b的外周部配置金属底座60。换言之，优选孔眼部10的下表面10b的外周部自金属底座60露出。这是由于在使用半导体封装用管座1制作半导体封装时，有时在孔眼部10的上表面10a的外周部焊接盖部。在焊接时，由于孔眼部10的下表面10b的外周部用作对孔眼部10进行固定的夹具的承受部分，因此若在该区域中存在较软的铜则担心铜会变形。
但是，在不使用与以往相同的盖部的情况下，可以在孔眼部10的下表面10b的外周部配置金属底座60，金属底座60可以在俯视时伸出至孔眼部10的外侧。在这些情况下，由于金属底座的体积增加，因此能够提高散热性能。
在孔眼部10的材料为铁的情况下，作为金属底座60的材料，可以使用铁。如此在孔眼部10与金属底座60由相同材料形成的情况下，孔眼部10与金属底座60的热膨胀系数相同。因此，能够抑制孔眼部10与金属底座60的基于热的变形，在制作于半导体封装用管座1搭载有半导体元件的半导体封装时，能够提高半导体封装的气密性。
需要说明的是，金属底座60可以与金属块30一体形成。
图4以及图5是举例示出第一实施方式的半导体封装用管座的制造工序的主要部分的图。
为了制作半导体封装用管座1，首先，如图4所示，制作包括基座部31、以及自基座部31突出的柱状部32的金属块30。为了制作金属块30，例如，对棒状的材料进行拉拔加工而使其成形为规定形状，然后进行切断而使其单片化。单片化的各个材料是成为基座部31以及柱状部32的部分。之后，使用金属模对单片化的各个材料进行成形。具体而言，对于单片化的各个材料，用金属模自周围对成为柱状部32的部分进行按压，使成为元件搭载面30r的部分平坦化。由此，被按压的部分与未被按压的部分相比变小。也就是说，被按压的部分成为柱状部32，未被按压的部分成为基座部31，完成图3的形状。在俯视中，基座部31的外周部在柱状部32的周围露出。需要说明的是，这里所说的平坦是指，平面度为约0.005mmMAX的面。需要说明的是，在图3中，用梨皮花纹示出了元件搭载面30r的平坦的部分。
接下来，如图5的(a)所示，通过冲压加工等，制作形成有自上表面10a贯通至下表面10b的贯通孔10x、贯通孔10y的孔眼部10。并且，在贯通孔10y中插入事先弯曲为规定形状的第一引线41以及第二引线42，并且在贯通孔10y内通过密封部50将第一引线41以及第二引线42的周围密封。或者，在贯通孔10y中插入未弯曲的第一引线41以及第二引线42，在贯通孔10y内通过密封部50将第一引线41以及第二引线42的周围密封后，使其弯曲为规定形状。
接下来，如图5的(b)所示，将未图示的金属接合材料配置于金属底座60的上表面60a之上，进一步在金属接合材料之上配置图5的(a)所示的构造体。并且，将金属块30的基座部31插入孔眼部10的贯通孔10x，以柱状部32的至少一部分自孔眼部10的上表面10a突出的方式进行配置。金属块30的下表面30b与金属接合材料相接。
接下来，如图5的(c)所示，将金属接合材料加热至比熔点高的温度而使其熔融，之后使其凝固。此时，可以将孔眼部10以及金属块30向金属底座60侧按压。由于金属接合材料因熔融而大致均匀地变薄，因此金属块30的下表面30b变得与孔眼部10的下表面10b大致齐平。另外，熔融的金属接合材料的一部分因毛细管现象而进入缝隙，并且在充填缝隙的状态下凝固。由此，孔眼部10、金属底座60以及金属块30被接合。
如此，金属块30的下表面30b通过金属接合材料而与金属底座60的上表面60a接合，金属块30的侧面30c通过金属接合材料而与孔眼部10的贯通孔10x的内壁面10c接合。另外，孔眼部10的下表面10b通过金属接合材料与金属底座60的上表面60a接合。如上所述，半导体封装用管座1完成。
需要说明的是，在半导体封装用管座1中搭载半导体元件的半导体封装的制造工序存在包括加热至约300℃的工序的情况。因此，作为将孔眼部10、金属底座60、以及金属块30接合的金属接合材料，优选选定熔点为350℃以上的材料。作为金属接合材料，例如，可以使用熔点为约800℃的银焊料。
如此，在半导体封装用管座1中，第一引线41以及第二引线42在孔眼部10的下表面10b侧弯曲，并且在俯视时自孔眼部10的侧面突出。并且，位于在俯视时与孔眼部10重叠的位置的第一引线41以及第二引线42在侧视时配置于金属底座60的厚度的范围内。
由此，在金属底座60的下表面60b配置散热片等的散热部件时，不需要于散热片等设置用于使第一引线41以及第二引线42通过的孔。其结果，能够容易地在孔眼部10的下表面10b侧配置散热片等的散热部件。另外，能够将金属底座60的下表面60b与散热片等的散热部件的接触面积设定为较大，从而能够提高散热性能。
需要说明的是，半导体封装用管座1可以具有一根引线，也可以具有三根以上的引线。
图6是半导体封装用管座的安装方式的一个例子。图6所示半导体封装用管座1的第一引线41以及第二引线42插入插口100。插口100例如可以安装于配线基板。通过使半导体封装用管座1与插口100连接，半导体封装用管座1的更换变得容易。
另外，在半导体封装用管座1中，由于第一引线41以及第二引线42自孔眼部10的侧面侧突出，因此能够自孔眼部10的上表面10a侧观察第一引线41以及第二引线42的顶端。因此，将第一引线41以及第二引线42与插口100连接，或者通过焊锡与配线连接变得容易。
另外，在半导体封装用管座1中，事先制作包括基座部31以及自基座部31突出的柱状部32的金属块30，从而设定为基座部31被插入孔眼部10的贯通孔10x且柱状部32具有自孔眼部10的上表面10a突出的部分的构造。由此，能够实现能够充分确保元件搭载面30r的平坦的区域的半导体封装用管座1。另外，能够消除在密封部50中产生裂纹的问题。另外，如图3所示，在将元件搭载面30r形成为比孔眼部10的上表面10a靠下方的情况下，能够进一步将元件搭载面30r的平坦的区域确保为较大。
另外，在半导体封装用管座1中，在孔眼部10的下表面10b以封闭贯通孔10x的一端侧的方式接合有导热率大于等于孔眼部10的导热率的金属底座60。并且，金属块30的一端侧(下表面30b侧)插入贯通孔10x而在贯通孔10x内与金属底座60接合，另一端侧(上表面30a侧)自孔眼部10的上表面10a突出。另外，金属块30的下表面30b与孔眼部10的下表面10b大致平齐。
通过这样的构造，能够使金属块30的下表面30b接近将半导体元件搭载于金属块30的元件搭载面30r时成为散热部的金属底座60。另外，通过将金属块30插入贯通孔10x内，能够增加金属块30的体积。其结果，能够提高半导体封装用管座1的散热性能。
以上，虽然对优选实施方式进行了详细说明，但是不限于上述实施方式，在不超出权利要求书中记载的范围内，可以对上述实施方式施加各种变形以及置换。

Claims (10)

1.一种半导体封装用管座，具有：
孔眼部，其形成有自第一面贯通至第二面的贯通孔；
引线，其插入上述贯通孔；以及
金属底座，其与上述孔眼部的第二面接合，
上述引线在上述孔眼部的第二面侧弯曲，并且在俯视时自上述孔眼部的侧面突出，
上述金属底座与上述引线分离配置，
位于在俯视时与上述孔眼部重叠的位置的上述引线在侧视时配置在上述金属基座的厚度的范围内。
2.根据权利要求1所述的半导体封装用管座，其中，
上述引线具有贯通上述孔眼部的第一部分和与上述第一部分连续且与上述孔眼部的下表面平行的第二部分。
3.根据权利要求2所述的半导体封装用管座，其中，
上述第一部分与上述第二部分所成的角为直角。
4.根据权利要求2或3所述的半导体封装用管座，其中，
具有多个上述引线，
各个上述引线具有上述第一部分和上述第二部分，
各个上述第二部分彼此互相平行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体封装用管座，其中，
上述孔眼部的第二面的外周部自上述金属底座露出。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体封装用管座，其中，
具有金属块，其一端侧插入设于上述孔眼部的第二贯通孔，另一端自上述孔眼部的第一面突出。
7.根据权利要求6所述的半导体封装用管座，其中，
上述金属块的一端侧与上述金属底座接合。
8.根据权利要求6或7所述的半导体封装用管座，其中，
上述金属块具有基座部和自上述基座部突出的柱状部，
上述基座部插入上述第二贯通孔，上述柱状部具有自上述第一面突出的部分，
上述柱状部包括用于搭载半导体元件的元件搭载面，
在俯视时，上述基座部的外周部在上述柱状部的周围露出。
9.根据权利要求8所述的半导体封装用管座，其中，
上述元件搭载面的一部分位于上述第二贯通孔内。
10.根据权利要求8或9所述的半导体封装用管座，其中，
在于上述柱状部的周围露出的上述基座部的外周部中，上述元件搭载面侧的宽度比上述柱状部其他面侧的宽度窄。
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