JP2000124370A - 半導体装置用パッケージ - Google Patents

半導体装置用パッケージ

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JP2000124370A
JP2000124370A JP10314066A JP31406698A JP2000124370A JP 2000124370 A JP2000124370 A JP 2000124370A JP 10314066 A JP10314066 A JP 10314066A JP 31406698 A JP31406698 A JP 31406698A JP 2000124370 A JP2000124370 A JP 2000124370A
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JP
Japan
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thickness
plate
semiconductor device
package
frame
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JP10314066A
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English (en)
Inventor
Akihiro Hidaka
明弘 日高
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Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Original Assignee
Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 搭載されたチップの熱伝導性を実用上損なう
ことなく、かつロウ付け時にセラミックの枠体のクラッ
クの発生を抑制可能な半導体装置用パッケージを提供す
る。 【解決手段】 アルミナを主体とする枠体11と、枠体
11の底部12にロウ付けされた放熱板13とを有する
半導体装置用パッケージ10において、放熱板13にC
u、Mo、Cuの3層クラッド材を使用し、3層クラッ
ド材の厚み比率が、1のMoの厚みに対し、上下のCu
の厚みが0.85以上で1.5未満の範囲にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナ(Al2
3 )を主体とする枠体の底部にロウ付けされた放熱板
を有する半導体装置用パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば衛星などから送られてくる
高周波の信号を増幅するために用いられるトランジスタ
等のチップを搭載する専用のパッケージとして、図5に
示すような形態の半導体装置用パッケージ50が知られ
ている。半導体装置用パッケージ50においては、Al
2 3 セラミックスを主体とする枠体51が、ヒートス
プレッダ材として熱伝導率がCu(銅)に近く、かつ熱
膨張係数がCuより小さい(Cu板+Mo(モリブデ
ン)板+Cu板)の3層のクラッド材(以下、CMC基
板又は放熱板とも呼ぶ)52にロウ付けされたものが使
用されている。このCMC基板52におけるCu板とM
o板の厚みの比率に関しては、熱伝導性を優先している
ため、図6に示すように、上、下Cu板53、55の厚
みの比率を、Mo板54の1に対して1.5〜2.0に
高く設定する傾向にあった。なお、熱膨張係数(単位:
×10-6/℃)は、Moが5.1、Al2 3 が7.
2、Cuが18.3である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置用パッケージ50においては、未だ解決すべ
き以下のような問題があった。熱伝導性を優先している
ため、上、下Cu板53、55の厚みの比率を、Mo板
54の1に対して1.5〜2.0に高く設定しているの
で、図6に示すように、CMC基板52としての熱膨張
係数がCuの熱膨張係数に近づき、その結果、このCM
C基板52を枠体51にロウ付けした場合には、膨張差
により枠体51にクラック57の発生が多くあった。即
ち、図6(A)に示すように、枠体51を構成するAl
2 3 との膨張差によって生じる上Cu板53の上側に
発生する収縮力と、Mo板54との膨張差によって生
じる上Cu板53の下側に発生する収縮力との相乗効
果により、図6(B)に示すように、枠体51の断面が
貝殻状に変形し、最大応力点56を起点としてクラック
57(図5も参照)が発生する。
【0004】反対に、図7(A)に示すように、上、下
Cu板53a、55aの厚みの比率を、Mo板54aに
対して小さくし過ぎて設定するならば、CMC基板52
aとしての熱膨張係数はAl2 3 より小さいMo板5
4aの熱膨張係数に近づき、その結果、このCMC基板
52aを枠体51にロウ付けした場合にも、膨張差によ
り枠体51にクラック59(図5及び図8を参照)が多
く発生した。即ち、図7(A)に示すように、枠体51
の拘束されない上側の大きな収縮力により、枠体51
が図7(B)のように変形し、図8に示すように、枠体
51のコーナー部に生じる最大応力点58を起点として
クラック59が発生する。
【0005】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、搭載されたチップの熱伝導性を実用上損なうこ
となく、かつロウ付け時にセラミックの枠体のクラック
の発生を抑制可能な半導体装置用パッケージを提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係る半導体装置用パッケージは、アルミナを主体とする
枠体と、枠体の底部にロウ付けされた放熱板を有する半
導体装置用パッケージにおいて、Cu、Mo、Cuの3
層クラッド材からなる放熱板の3層クラッド材の厚み比
率が、1のMoの厚みに対し、上下のCuの厚みを0.
85以上で1.5未満の範囲としている。従って、放熱
板と枠体との膨張差が小さくなり、従来の半導体装置用
パッケージに比べて、ロウ付け時にセラミックの枠体の
クラックの発生を抑制でき、かつ熱伝導性を実用上損な
うこともない。なお、上下のCuの厚みをMoの厚み1
に対して0.85未満又は1.5以上とすると、放熱板
と枠体との膨張差が大きくなり、その結果ロウ付けした
場合枠体にクラックが発生する。
【0007】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係る半導体装置用パッケージの斜視図、図2
(A)、(B)はそれぞれ同半導体装置用パッケージの
正断面図、同半導体装置用パッケージの枠体の平断面
図、図3は枠体の応力相対値とCu板の厚みとの関係を
示すグラフ、図4はチップ−雰囲気間の熱抵抗相対値と
Cu板の厚みとの関係を示すグラフである。なお、図2
(A)は図1の矢視A−A断面図である。
【0008】図1に示すように、本発明の一実施の形態
に係る半導体装置用パッケージ10は、アルミナを主体
とする周知の枠体11と、枠体11の底部12にロウ付
けされた(Cu板+Mo板+Cu板)の3層クラッド構
造(3層クラッド材)からなる放熱板の一例であるCM
C基板13とを有している。以下、これらについて詳し
く説明する。CMC基板13は、図2に示すように、従
来のCMC基板と同様に、上Cu板14、Mo板15及
び下Cu板16をロウ付けにより一体的に構成されてい
る。CMC基板13の厚みTに対して、上Cu板14及
び下Cu板16の厚みt1 とMo板15の厚みt2 は同
じとしている。即ち、(上Cu板14の厚みt1 ):
(Mo板15の厚みt2 ):(下Cu板16の厚み
1 )=1.0:1.0:1.0としている。
【0009】上述のように、本発明の一実施の形態に係
る半導体装置用パッケージ10は、従来例の半導体装置
用パッケージ50の場合のような、t1 :t2 :t1
(1.5〜2.0):1.0:(1.5〜2.0)に比
較して、Cu板の厚みを薄くしていると共に、Mo板の
厚みも所定量確保しているので、ロウ付け時にセラミッ
クの枠体11のクラックの発生を抑制することができ、
かつパッケージの熱伝導性を実用上損なうことがない。
【0010】
【実施例】本発明の一実施の形態に係る半導体装置用パ
ッケージの実用上の(t1 :t2:t1 )の範囲を決定
するためのシミュレーションを行った。シミュレーショ
ンの条件として、図1、図2に示すように、CMC基板
13のサンプルは、外形寸法が、幅Wを10mm、長さ
Lを25mm、厚みTを1.8mmとする3層クラッド
材を使用し、厚みTを一定(1.8mm)にした。ま
た、セラミックの枠体11は、外形寸法が、幅wを10
mm、長さnを15mm、厚みaを2mmとした。ロウ
付け時の温度は780℃とし、開発品の熱抵抗が、従来
品の±5%以内にある場合を、従来品と同等な放熱性を
有するものとした。以上の条件の下に、3層クラッド材
の厚みの比率を変化させた場合の、ロウ付け時のセラミ
ックの枠体の応力相対値及びチップ−雰囲気間熱抵抗相
対値をシミュレーションし、その結果を、それぞれ図
3、図4に示す。
【0011】図3においては、枠体の耐クラック性を評
価するために、縦軸には発生応力相対値を用いて、ま
た、図4においては、パッケージの熱伝導性を評価する
ために、縦軸には熱抵抗相対値を用いて、従来例の
1 :t2 :t1 =1.5:1.0:1.5の3層クラ
ッド材(t1 =0.67mm)の場合を基準(100
%)にして相対的に表している。図3から明らかなよう
に、Cu板の厚みt1 =0.62mm(t1 :t2 :t
1 =1.0:1.0:1.0)近傍で発生応力相対値は
最小となり、従来例の3層クラッド材の場合より耐クラ
ック性が向上する範囲は、t1 が0.57mm以上で
0.67mm未満となることが判る。t1 が0.57m
m以上で0.67mm未満を満足するのは、Mo板の厚
みt2 が1に対して、Cu板の厚みt1 が0.85以上
で1.5未満となる。
【0012】また、図4にt1 が0.57以上で0.6
7mm未満となる場合の熱抵抗の相対値は、従来例の3
層クラッド材の場合の100〜102%となり、+5%
以下にあるので、パッケージの放熱性について実用上問
題はない。なお、図4に示すように、従来例の3層クラ
ッド材の場合の+5%(即ち、105%)に相当するC
u板の厚みt1 は0.49mmであり、これはMo板の
厚みt2 が1に対して、Cu板の厚みt1 が0.61と
なる。以上の結果より、(t1 :t2 :t1 )の比率を
(0.85:1.0:0.85)以上で(1.5:1.
0:1.5)未満とすることによって、従来品と比べて
パッケージの放熱性がたいして損なわれること無しに、
ロウ付け時のセラミックのクラックの可能性が抑制でき
る。
【0013】
【発明の効果】請求項1記載の半導体装置用パッケージ
においては、放熱板にCu、Mo、Cuの3層クラッド
材を使用し、3層クラッド材の厚み比率が、1のMoの
厚みに対し、上下のCuの厚みが0.85以上で1.5
未満の範囲にあるので、従来品と比べてパッケージの放
熱性が損なわれること無しに、ロウ付け時のセラミック
の耐クラック性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る半導体装置用パッ
ケージの斜視図である。
【図2】(A)、(B)はそれぞれ同半導体装置用パッ
ケージの正断面図、同半導体装置用パッケージの枠体の
平断面図である。
【図3】枠体の応力相対値とCu板の厚みとの関係を示
すグラフである。
【図4】チップ−雰囲気間の熱抵抗相対値とCu板の厚
みとの関係を示すグラフである。
【図5】従来例に係る半導体装置用パッケージのクラッ
クの発生箇所を示す斜視図である。
【図6】(A)、(B)はそれぞれクラックのメカニズ
ムを説明する収縮力の説明図、及びクラックの発生箇所
を示す説明図である。
【図7】(A)、(B)はそれぞれ別のクラックのメカ
ニズムを説明する収縮力の説明図、及びクラックの発生
箇所を示す説明図である。
【図8】同クラックの詳細を説明する斜視図である。
【符号の説明】
10 半導体装置用パッケージ 11 枠体 12 底部 13 CMC基
板(放熱板) 14 上Cu板 15 Mo板 16 下Cu板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミナを主体とする枠体と、該枠体の
    底部にロウ付けされた放熱板とを有する半導体装置用パ
    ッケージにおいて、 前記放熱板にCu、Mo、Cuの3層クラッド材を使用
    し、該3層クラッド材の厚み比率が、1のMoの厚みに
    対し、上下のCuの厚みが0.85以上で1.5未満の
    範囲にあることを特徴とする半導体装置用パッケージ。
JP10314066A 1998-10-15 1998-10-15 半導体装置用パッケージ Pending JP2000124370A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074122A (ja) * 2008-08-21 2010-04-02 Sumitomo Electric Ind Ltd Led用ヒートシンク、led用ヒートシンク前駆体、led素子、led用ヒートシンクの製造方法およびled素子の製造方法
WO2011001795A1 (ja) * 2009-06-30 2011-01-06 住友電気工業株式会社 金属積層構造体および金属積層構造体の製造方法
US8993121B2 (en) 2010-02-19 2015-03-31 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Metal laminated structure and method for producing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074122A (ja) * 2008-08-21 2010-04-02 Sumitomo Electric Ind Ltd Led用ヒートシンク、led用ヒートシンク前駆体、led素子、led用ヒートシンクの製造方法およびled素子の製造方法
WO2011001795A1 (ja) * 2009-06-30 2011-01-06 住友電気工業株式会社 金属積層構造体および金属積層構造体の製造方法
JP2011011366A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属積層構造体の製造方法
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