JP2000049253A - 電子部品用パッケージ及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な工程で製造でき、必要とされる平面性
及び精度が保たれるようにした電子部品用パッケージ及
びその製造法を提供する。 【解決手段】 この電子部品用パッケージ１０は、半導
体チップが適合する形状及び大きさの透孔を有する第１
の金属板Ａと、この第１の金属板Ａの前記透孔に圧入さ
れ、前記第１の金属板Ａの片面に偏位して配置された、
前記第１の金属板Ａよりも薄い第２の金属板Ｂとを有し
ており、前記第２の金属板Ｂが配置された部分が前記第
１の金属板Ａのいずれかの面から見て凹部１１をなして
いる。この電子部品用パッケージ１０は、例えば第１の
金属板Ａ上に第２の金属板Ｂを重ね合わせ、両金属板を
打ち抜くと同時に、打ち抜いた第２の金属板Ｂを第１の
金属板Ａの透孔に圧入することによって製造することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを搭
載するための電子部品用パッケージ及びその製造法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴ない、半導
体集積回路やハイブリッド回路などに代表される電子部
品のパッケージも小型化、高密度化が進んでいる。これ
らを支える技術として、配線基板上に形成した数十本か
ら数百本の端子部と上記半導体集積回路の端子部とを、
ワイヤボンディングやフリップチップにより電気的に接
続する高密度実装技術が実用化されている。しかし、上
記配線基板には剛性がなく、反りが発生するために補強
が必要になり、スティフナと呼ばれる中央に窓枠を形成
した金属板が使用されるに至った。更に、上記半導体集
積回路は、高密度化に伴って発熱量が増加することか
ら、パッケージの放熱のためにヒートスプレッダが併用
されている。更には、上記金属板にヒートスプレッダを
一体に形成した放熱板一体型なども提案されている。

【０００３】この放熱板一体型としては、比較的肉薄の
金属板を絞り加工によって半導体集積回路を収納するた
めの凹部を形成した絞りタイプと、金属板の一方面のみ
に凹部を形成したキャビティタイプの２つのタイプに大
別され、上記スティフナに求められる特性として重要
な、十分な剛性と平坦性などの点からキャビティタイプ
が優れている。

【０００４】従来、このキャビティタイプのパッケージ
の凹部を形成する方法として種々の方法が提案されてい
る。例えば、所定の板厚を有する金属板を、プレス機に
装着されたパンチを用いて底部に所定の板厚を残すよう
に、一方面から押圧する押圧加工法や、所定の板厚を有
する金属板の一方面から、化学的に金属を溶解させる化
学的エッチング加工法などがある。

【０００５】しかし、押圧加工法では、パンチによる押
圧で、金属板が反りを生じてしまったり、押圧によって
金属板の他方面に突出が生じて、この突出が矯正不能の
状態に平坦度が悪化するという問題があった。また、化
学的エッチング加工法では、エッチングに長時間を必要
とするため、大量生産には不向きであり、必然的にコス
トアップになるという問題があった。

【０００６】また、「電子材料」、１９９８年５月別
冊、ｐ．７３〜７８には、図８に示すようなパッケージ
の製造法が開示されている。すなわち、まず、図８
（ａ）に示すように、図示しないプレス機のダイ６５に
対して位置決めした状態で金属板６０を載置し、この金
属板６０の一方の面６０’側から、パンチ６１によって
所定形状の凹部６２を押圧形成すると共に、他方の面６
０”側に凹部６２よりもやや小さい相似形の凸部６３を
形成した後、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、凸部
６３をカッター６４で切削して他方の面６０”側を平坦
に形成するという一連の工程を、２回繰り返すことによ
り所定の深さを有する凹部を形成するという方法であ
る。

【０００７】しかしながら、上記「電子材料」に開示さ
れた方法は、他方の面６０”に形成された突部６３をカ
ッターで切削しなければならず、製造工程が複雑で時間
がかかるという問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決するためになされたものであり、その
目的は、より簡単な工程で製造でき、大量生産を可能で
あって、生産コストの低減が図れ、しかもパッケージの
特性として必要な平面性と精度が保たれるようにした電
子部品用パッケージ及びその製造法を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子部品用パッケージは、半導体チップが
適合する形状及び大きさの透孔を有する第１の金属板
と、この第１の金属板の前記透孔に圧入され、前記第１
の金属板の片面に偏位して配置された、前記第１の金属
板よりも薄い第２の金属板とを有しており、前記第２の
金属板が配置された部分が前記第１の金属板のいずれか
の面から見て凹部をなしていることを特徴とする。この
場合、前記第２の金属板が前記第１の金属板に溶接又は
接着によって固着されていることが好ましい。

【００１０】このパッケージによれば、半導体チップを
嵌着させる凹部の底面が、第１の金属板の透孔に圧入さ
れた第２の金属板からなるので、反りの発生等がなく、
良好な平面性が得られる。また、第１の金属板の透孔に
第２の金属板を圧入するだけで製造できるので、製造工
程が簡単で生産コストの低減が図れる。更に、第２の金
属板を第１の金属板に溶接又は接着によって固着した場
合には、第２の金属板を確実に固着して信頼性を高める
ことができる。

【００１１】また、本発明の電子部品用パッケージの製
造法の一つは、半導体チップが適合する形状及び大きさ
の透孔を有する第１の金属板の前記透孔内に、この透孔
に適合する形状及び大きさの前記第１の金属板よりも薄
い第２の金属板を圧入して、前記第１の金属板の片面に
偏位して配置させることを特徴とする。

【００１２】この製造法によれば、第１の金属板の透孔
に第２の金属板を圧入するだけで製造できるので、製造
工程が簡単で生産コストの低減が図れ、得られたパッケ
ージの半導体チップ搭載部の平面性も良好となる。

【００１３】本発明の電子部品用パッケージの製造法の
もう一つによれば、第１の金属板の上に、この第１の金
属板よりも薄い第２の金属板を載せて重ね合わせ、この
状態で前記第２の金属板側から、搭載すべき半導体チッ
プに適合する形状及び大きさとされたパンチを打ち込ん
で、前記第２の金属板及び第１の金属板を同時に打ち抜
くと共に、打ち抜かれた前記第２の金属板の切断片を前
記第１の金属板の打ち抜き孔に圧入し、前記第２の金属
板を前記第１の金属板の片面に偏位して配置させること
を特徴とする。

【００１４】この製造法によれば、第１の金属板と第２
の金属板とを重ね合わせて、両金属板の打ち抜きと、第
２の金属板の第１の金属板への圧入とを同時に行うこと
ができるので、製造工程がより一層簡略化され、製造作
業性が飛躍的に向上する。

【００１５】本発明の電子部品用パッケージの更にもう
一つによれば、第１の金属板の片面からプレスして、搭
載すべき半導体チップが適合する形状の第１凹部を形成
すると共に、前記第１の金属板よりも薄い第２の金属板
の片面からプレスして、搭載すべき半導体チップが適合
する形状の第２凹部を形成し、前記第２の金属板の前記
第２凹部によりその反対面に形成された突部を、前記第
１の金属板の前記第１凹部に嵌入させ、その状態で前記
第２の金属板の前記第２凹部に、それに適合する形状の
パンチを打ち込んで、前記第２の金属板及び第１の金属
板を同時に打ち抜くと共に、打ち抜かれた前記第２の金
属板の切断片を前記第１の金属板の打ち抜き孔に圧入
し、前記第２の金属板を前記第１の金属板の片面に偏位
して配置させることを特徴とする。

【００１６】この製造法によれば、第２の金属板の第２
凹部によりその反対面に形成された突部を、第１の金属
板の第１凹部に嵌入させることによって、両者の位置決
めが容易となり、予め両金属板に対応する凹部を形成し
ておくことによって、打ち抜きを容易にかつ無理なく行
うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電子部品用パッケ
ージについて、図１の電子部品用パッケージの一実施形
態を示す一部切欠斜視図を用いて説明すると、パッケー
ジ１０は、厚い第１の金属板Ａ（以下、「金属板Ａ」と
いう）と、第１の金属板Ａよりも薄い第２の金属板Ｂ
（以下、「金属板Ｂ」という）とで構成されており、こ
れらの金属板は、剛性を有すると共に、熱伝導率が良好
で、しかも塑性加工が可能な金属素材であれば特に限定
されないが、銅合金、ステンレス鋼、アルミニウムなど
を好ましく採用できる。なお、金属板Ａと金属板Ｂは、
互いに同じ種類の金属素材であっても、異なる種類の金
属素材の組み合せであってもよい。

【００１８】このパッケージ１０の金属板Ａには、半導
体チップが適合する形状及び大きさの、例えば正方形、
長方形等の角孔などからなる透孔１２が設けられ、この
透孔１２には金属板Ｂがプレス機などにより圧入され、
例えば金属板Ｂの下面Ｂ”が金属板Ａの下面Ａ”と面一
となるように整合することにより、金属板Ｂが金属板Ａ
の透孔１２内で片面側に偏位して配置され、それによっ
て金属板Ｂの上面Ｂ’と透孔１２の内壁とで囲まれた凹
部１１が形成されている。

【００１９】なお、本発明の場合、金属板Ｂは透孔１２
内に圧入されるだけでも金属板Ａにしっかりと固着され
るが、より信頼性を高めるため、金属板Ｂを金属板Ａに
溶接又は接着によって固着してもよい。溶接方法として
は、ろう材を溶かして角部に流し込む方法や、レーザー
によって接合部を部分的にあるいは全周に亙って溶接す
る方法等を採用することができる。

【００２０】図２には、本発明の電子部品用パッケージ
の製造法の一実施形態が示されている。この製造法にお
いては、まず、半導体チップが適合する形状及び大きさ
の透孔２０を、常法により予め設けた金属板Ａと、この
金属板Ａの透孔２０に適合する形状及び大きさに加工し
た金属板Ｂとを用意し、図２（ａ）に示すように、透孔
２０を有する金属板Ａを、図示しないプレス機のダイ２
１に対して位置決めした状態で載置し、加工された金属
板Ｂを、図示しない方法で支持する。

【００２１】次に、図２（ｂ）に示されるように、加工
された金属板Ｂを、図示しないプレス機に装着されたパ
ンチ２２によって押圧して、金属板Ａの一方面Ａ’側か
ら透孔２０に圧入する。この際にパンチ２２のストロー
クは、金属板Ｂの下面Ｂ”が金属板Ａの他方面Ａ”と面
一となるように調整されている。なお、ダイ２１が透孔
２０の下面を覆い、圧入される金属板Ｂを受ける構造と
してもよい。また、金属板Ｂを透孔２０に圧入した後、
金属板Ａの下面側から第位置に偏位して配置されるよう
に調整される。このように配置された金属板Ｂは、その
上面Ｂ’と透孔内壁２３とで凹部２４を形成する。こう
して、金属板Ａの一方面側に凹部が形成された本発明の
電子部品用パッケージを製造することができる。

【００２２】図３、４には、本発明の電子部品用パッケ
ージの製造法の他の実施形態が示されている。この製造
法においては、図３に示すように、第１の金属板Ａ１と
第２の金属板Ｂ１とが、それぞれ連続した板をなして図
中矢印で示される方向に供給され、それらが交差する個
所においてパンチ３１による打ち抜きがなされる。

【００２３】すなわち、図４（ａ）に示すように、上記
交差する個所においては、図示しないプレス機のダイ３
０上に金属板Ａ１が配置され、この金属板Ａ１上に重な
るように金属板Ｂ１が配置される。この状態で、図４
（ｂ）に示すように、金属板Ｂ１側から矢印Ｐ方向に、
搭載すべき半導体チップに適合する形状及び大きさのパ
ンチ３１を打ち込む。

【００２４】その後、更にパンチ３１を押圧することに
より図４（ｃ）に示されるように、金属板Ｂ１及び金属
板Ａ１を同時に打ち抜くと共に、打ち抜かれた切断片で
ある金属板Ｂを、金属板Ａ１の打ち抜き孔である透孔３
３に圧入する。この際にパンチ３１のストロークは、金
属板Ｂの下面Ｂ”が金属板Ａ１の下面と面一となるよう
に調整される。なお、金属板Ｂを圧入された金属板Ａ１
は、金属板Ｂどうしの間の部分で切断されて、所定形状
の金属板Ａとなる。

【００２５】こうして形成された電子部品用パッケージ
は、図４（ｄ）のように、金属板Ａの透孔３３に金属板
Ｂが圧入され、金属板Ｂの上面Ｂ’と透孔３３の内壁と
で形成された凹部３４を有している。

【００２６】図５、６には、本発明の電子部品用パッケ
ージの製造法の更に他の実施形態が示されている。この
製造法においては、図５に示すように、第１の金属板Ａ
１と第２の金属板Ｂ１とが、それぞれ連続した板をなし
て図中矢印で示される方向に供給される。そして、それ
らが交差する個所に至る前に図示しないパンチによっ
て、それぞれの金属板Ａ１、Ｂ１に、搭載すべき半導体
チップが適合する形状及び大きさの凹部４０、４５が形
成される。

【００２７】そして、図６（ａ）に示すように、金属板
Ａ１、Ｂ１が交差する個所において、金属板Ａ１の上部
に金属板Ｂ１が重ね合わされ、かつ、ダイ４２上に配置
される。更に、図６（ｂ）に示すように、上方の金属板
Ｂ１に形成された凹部４５によって、その反対側に形成
された突部４６が、下方の金属板Ａ１の凹部４０に嵌合
される。

【００２８】この状態で、図６（ｃ）に示すように、図
示しないプレス機に装着されたパンチ４７により押圧し
て、金属板Ｂ１及び金属板Ａ１を同時に打ち抜くと共
に、打ち抜かれた切断片である金属板Ｂを、金属板Ａ１
の打ち抜き孔である透孔４８に圧入する。この際にパン
チ４７のストロークは、金属板Ｂの下面Ｂ”が金属板Ａ
１の下面Ａ１”と面一となるように調整される。なお、
金属板Ｂを圧入された金属板Ａ１は、金属板Ｂどうしの
間の部分で切断されて、所定形状の金属板Ａとなる。

【００２９】こうして形成された電子部品用パッケージ
は、このように配置された金属板Ｂの断片４８は、図６
（ｄ）のように、金属板Ａの透孔４８に金属板Ｂが圧入
されており、金属板Ｂの上面Ｂ’と透孔４８の内壁とで
形成された凹部４９を有している。

【００３０】なお、金属板Ｂ１の凹部４５の反対面に形
成される凸部４６の形状は、金属板Ａ１の凹部４０に適
合するように形成されるが、金属板Ａ１の凹部４０の深
さＬと金属板Ｂ１の凸部４６の高さＨは、一致していて
も、異なっていてもよい。また、金属板Ａ１の凹部４０
と金属板Ｂ１の凹部４５の形成は、一度のプレスで行っ
てもよく、あるいは二度以上のプレスにより、段階的に
行ってもよい。

【００３１】また、本発明の製造法で使用されるプレス
機の構造は、特に限定されず、プレス加工において通常
使用されるものを採用することができる。

【００３２】本発明において、パッケージの凹部に搭載
する電子部品としては、半導体集積回路以外にも、ハイ
ブリッド回路、インダクタチップ、あるいはレジスタア
レイなどの各種の電子部品が適用できる。

【００３３】更に、凹部の形状としては、図１では正方
形型を例示したが、それ以外にも、円柱型や多角柱型と
してもよく、あるいは図７に示すような、凹部内周に凹
凸を設けた形態としてもよい。ただし、半導体チップ等
が搭載される金属板Ｂの上面はできる限り平坦面である
ことが要求される。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体チップを設置するための凹部の底面が、第１の金
属板の透孔に圧入された第２の金属板からなるので、反
りの発生等がなく、良好な平面性が得られる。また、第
１の金属板の透孔に第２の金属板を圧入するだけで製造
できるので、製造工程が簡単で生産コストの低減が図れ
る。また、第１の金属板と第２の金属板とを重ね合わせ
た状態で、打ち抜きと同時に第２の金属板を第１の金属
板の透孔に圧入する方法を採用すれば、製造工程を更に
簡略化して、作業性を飛躍的に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子部品用パッケージの一実施形態を
示す一部切欠斜視図。

【図２】本発明の電子部品用パッケージの製造法の一実
施形態を示す工程図。

【図３】本発明の電子部品用パッケージの製造法の他の
実施形態を示す平面図。

【図４】同実施形態による工程図。

【図５】本発明の電子部品用パッケージの製造法の更に
他の実施形態を示す平面図。

【図６】同実施形態による工程図。

【図７】本発明の電子部品用パッケージの他の実施形態
を示す一部切欠斜視図。

【図８】従来の電子部品用パッケージの製造法を示す工
程図。

【符号の説明】

１０ パッケージ １２、２４、３４、４９ 凹部 ２０、３３、４８ 透孔 ２２、３１、４１、６１ パンチ ４０、４５ 凹部 ４６ 凸部 Ａ、Ａ１ 第１の金属板 Ｂ、Ｂ１ 第２の金属板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体チップが適合する形状及び大きさ
   の透孔を有する第１の金属板と、この第１の金属板の前
   記透孔に圧入され、前記第１の金属板の片面に偏位して
   配置された、前記第１の金属板よりも薄い第２の金属板
   とを有しており、前記第２の金属板が配置された部分が
   前記第１の金属板のいずれかの面から見て凹部をなして
   いることを特徴とする電子部品用パッケージ。
2. 【請求項２】 前記第２の金属板が前記第１の金属板に
   溶接又は接着によって固着されている請求項１記載の電
   子部品用パッケージ。
3. 【請求項３】 半導体チップが適合する形状及び大きさ
   の透孔を有する第１の金属板の前記透孔内に、この透孔
   に適合する形状及び大きさの前記第１の金属板よりも薄
   い第２の金属板を圧入して、前記第１の金属板の片面に
   偏位して配置させることを特徴とする電子部品用パッケ
   ージの製造法。
4. 【請求項４】 第１の金属板の上に、この第１の金属板
   よりも薄い第２の金属板を載せて重ね合わせ、この状態
   で前記第２の金属板側から、搭載すべき半導体チップに
   適合する形状及び大きさとされたパンチを打ち込んで、
   前記第２の金属板及び第１の金属板を同時に打ち抜くと
   共に、打ち抜かれた前記第２の金属板の切断片を前記第
   １の金属板の打ち抜き孔に圧入し、前記第２の金属板を
   前記第１の金属板の片面に偏位して配置させることを特
   徴とする電子部品用パッケージの製造法。
5. 【請求項５】 第１の金属板の片面からプレスして、搭
   載すべき半導体チップが適合する形状の第１凹部を形成
   すると共に、前記第１の金属板よりも薄い第２の金属板
   の片面からプレスして、搭載すべき半導体チップが適合
   する形状の第２凹部を形成し、前記第２の金属板の前記
   第２凹部によりその反対面に形成された突部を、前記第
   １の金属板の前記第１凹部に嵌入させ、その状態で前記
   第２の金属板の前記第２凹部に、それに適合する形状の
   パンチを打ち込んで、前記第２の金属板及び第１の金属
   板を同時に打ち抜くと共に、打ち抜かれた前記第２の金
   属板の切断片を前記第１の金属板の打ち抜き孔に圧入
   し、前記第２の金属板を前記第１の金属板の片面に偏位
   して配置させることを特徴とする電子部品用パッケージ
   の製造法。