JP2001135745A - Method for manufacturing stem for semiconductor package, eyelet for semiconductor package and eyelet for semiconductor package - Google Patents
Method for manufacturing stem for semiconductor package, eyelet for semiconductor package and eyelet for semiconductor packageInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
用ステム、半導体パッケージ用アイレット、及び半導体
パッケージ用アイレットの製造方法に関する。そして、
より詳細には、半導体パッケージ用アイレットに備えら
れるリード用貫通孔の構造及び該貫通孔にリードが取り
付けられた半導体パッケージ用ステム、そして該貫通孔
の製造方法に関する。The present invention relates to a stem for a semiconductor package, an eyelet for a semiconductor package, and a method for manufacturing an eyelet for a semiconductor package. And
More specifically, the present invention relates to a structure of a through hole for a lead provided in an eyelet for a semiconductor package, a stem for a semiconductor package having a lead attached to the through hole, and a method of manufacturing the through hole.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、ＣＤやＭＤ、ＤＶＤ等のオーディ
オソースを再生し、それを聴取するためのプレーヤが一
般に広く普及している。そして、このようなプレーヤに
は、オーディオソースに記録されたオーディオ信号を読
み取るためのレーザダイオードが備えられている。この
レーザダイオードは、図１１に示すようなレーザダイオ
ード用パッケージに搭載され、そしてこのレーザダイオ
ード用パッケージが上述したプレーヤに搭載される。2. Description of the Related Art In recent years, players for reproducing and listening to audio sources such as CDs, MDs, and DVDs have become widespread. Such a player is provided with a laser diode for reading an audio signal recorded on an audio source. This laser diode is mounted on a laser diode package as shown in FIG. 11, and the laser diode package is mounted on the player described above.
【０００３】図１１は、従来例に係るレーザダイオード
用パッケージの斜視図である。図１１において、１０１
は導電性の金属から成るアイレットであり、該アイレッ
ト１０１にはヒートシンク１０１ｅが立設されている。
そして、このヒートシンク１０１ｅの一立面に、その前
端面が上方を向き、そして後端面が下方を向くようにし
てレーザダイオード１０３が搭載される。ここで、前端
面とは、オーディオ信号を読み取るためのレーザが出射
される側のレーザダイオード１０３の一端面である。そ
して、後端面とは、モニタ用のレーザが出射される側の
レーザダイオード１０３の一端面である。FIG. 11 is a perspective view of a conventional laser diode package. In FIG. 11, 101
Is an eyelet made of a conductive metal, and a heat sink 101e is erected on the eyelet 101.
The laser diode 103 is mounted on an erect surface of the heat sink 101e such that the front end face is directed upward and the rear end face is directed downward. Here, the front end face is one end face of the laser diode 103 on the side from which a laser for reading an audio signal is emitted. The rear end face is one end face of the laser diode 103 on the side from which the monitor laser is emitted.
【０００４】レーザダイオード１０３の後端面の近傍の
アイレット１０１には、該後端面から出射されるモニタ
用のレーザを受光するためのモニタ用フォトダイオード
１０４が搭載されている。このモニタ用フォトダイオー
ド１０４は、レーザダイオード１０３からのレーザを受
光し、レーザ発振時の該レーザの強度をモニタするため
のものである。A monitor photodiode 104 for receiving a monitor laser emitted from the rear end face is mounted on an eyelet 101 near the rear end face of the laser diode 103. The monitoring photodiode 104 receives the laser beam from the laser diode 103 and monitors the intensity of the laser beam during laser oscillation.
【０００５】そして、１０６ａはレーザダイオード１０
３に電流を供給するためのリード（レーザダイオードリ
ード）であり、１０６ｂはモニタ用フォトダイオード１
０４から信号を取り出すためのリード（フォトダイオー
ドリード）である。これらのリード１０６ａ及び１０６
ｂは導電性の金属から成り、それらはガラス１０８によ
ってアイレット１０１と電気的に絶縁され接合されてい
る。また、１０５は導電性の金属から成る接地された共
通リードであり、それはアイレット１０１に溶接により
直接取り付けられている。従って、アイレット１０１自
身も接地されていることになる。[0005] The laser diode 106 a
Reference numeral 106b designates a lead (laser diode lead) for supplying a current to the monitor photodiode 3;
This is a lead (photodiode lead) for extracting a signal from the element 04. These leads 106a and 106
b is made of a conductive metal, and they are electrically insulated and joined to the eyelet 101 by the glass 108. Reference numeral 105 denotes a grounded common lead made of a conductive metal, which is directly attached to the eyelet 101 by welding. Therefore, the eyelet 101 itself is also grounded.
【０００６】上述したアイレット１０１、ガラス１０
８、レーザダイオードリード１０６ａ、フォトダイオー
ドリード１０６ｂ、及び共通リード１０５によりステム
１０９が構成される。そして、ステム１０９にはその上
方からキャップ１０７が溶接により取り付けられる。こ
こで、レーザダイオード１０３は、それを大気に曝すと
該大気中の水蒸気によりその特性が劣化してしまうこと
が知られている。そのため、溶接されたキャップ１０７
の内部には窒素ガスが封入され、レーザダイオード１０
３が大気に曝されないようになっている。なお、１０７
ａは、キャップ１０７に設けられた窓ガラスであり、該
窓ガラス１０７ａを通じてレーザ光が外部に出射され
る。The above-described eyelet 101 and glass 10
8, a stem 109 is configured by the laser diode lead 106a, the photodiode lead 106b, and the common lead 105. Then, the cap 107 is attached to the stem 109 from above by welding. Here, it is known that the characteristics of the laser diode 103 deteriorate when exposed to the air due to water vapor in the air. Therefore, the welded cap 107
Is filled with nitrogen gas and the laser diode 10
3 is not exposed to the atmosphere. Note that 107
Reference symbol a denotes a window glass provided on the cap 107, and laser light is emitted outside through the window glass 107a.
【０００７】従来例に係るレーザダイオード用パッケー
ジ１０２は、上述したステム１０９とそれに搭載された
レーザダイオード１０３及びフォトダイオード１０４、
そしてキャップ１０７により構成される。図１２（ａ）
及び（ｂ）は、それぞれ図１１に示されるステム１０９
のＡ−Ｂ断面図及びＣ−Ｄ断面図である。The laser diode package 102 according to the conventional example includes the above-described stem 109, the laser diode 103 and the photodiode 104 mounted thereon,
And it is constituted by the cap 107. FIG. 12 (a)
And (b) show the stem 109 shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along a line AB and a line CD of FIG.
【０００８】図１２（ａ）に示されるように、アイレッ
ト１０１は、第１の鉄層１０１ａ、銅層１０１ｂ、及び
第２の鉄層１０１ｃの３層の金属材料層を積層したクラ
ッド材から成る。そして、ヒートシンク１０１ｅは、こ
のようなクラッド材をプレス加工して形成されるもので
ある。このようなヒートシンク１０１ｅにおいて、レー
ザダイオード１０３が搭載される面には銅層１０１ｂが
露出している。このようにすることで、熱伝導率の良い
銅層１０１ｂの表面にレーザダイオード１０３が直接搭
載されるので、レーザダイオード１０３で発生する熱が
外部に速やかに放熱される。As shown in FIG. 12A, the eyelet 101 is made of a clad material in which three metal material layers of a first iron layer 101a, a copper layer 101b, and a second iron layer 101c are laminated. . The heat sink 101e is formed by pressing such a clad material. In such a heat sink 101e, the copper layer 101b is exposed on the surface on which the laser diode 103 is mounted. By doing so, since the laser diode 103 is directly mounted on the surface of the copper layer 101b having good thermal conductivity, the heat generated by the laser diode 103 is quickly radiated to the outside.
【０００９】また、第１の鉄層１０１ａは、キャップ１
０７とステム１０９とを溶接により容易に接着させるた
めの層である。すなわち、キャップ１０７は鉄から成る
ので、それに溶接される対象物も鉄から成るものであれ
ば接着性が良くなる。なお、第２の鉄層１０１ｃの機能
については後述する。そして、図１２（ｂ）に示される
ように、レーザダイオードリード１０６ａ及びフォトダ
イオードリード１０６ｂは、アイレット１０１に形成さ
れたリード用貫通孔１０１ｄにガラス１０８と共に挿入
される。なお、このガラス１０８は、円筒形の形状を有
するものである。Further, the first iron layer 101a is provided with a cap 1
07 and the stem 109 are easily bonded by welding. That is, since the cap 107 is made of iron, if the object to be welded to the cap 107 is also made of iron, the adhesiveness is improved. The function of the second iron layer 101c will be described later. Then, as shown in FIG. 12B, the laser diode lead 106a and the photodiode lead 106b are inserted into the lead through hole 101d formed in the eyelet 101 together with the glass 108. The glass 108 has a cylindrical shape.
【００１０】次に、上述したステム１０９の製造方法に
ついて、図１３（ａ）〜（ｃ）、及び図１４（ａ）〜
（ｂ）を参照しながら説明する。図１３（ａ）〜
（ｃ）、及び図１４（ａ）〜（ｂ）は、従来例に係る半
導体パッケージ用ステムの製造方法について示す断面図
である。具体的には、図１３（ａ）及び（ｂ）は、ステ
ム１０９が完成する前の図１１にけるＡ−Ｂ断面図であ
る。そして、図１３（ｃ）、図１４（ａ）及び（ｂ）は
ステム１０９が完成する前の図１１にけるＣ−Ｄ断面図
である。Next, a method of manufacturing the above-described stem 109 will be described with reference to FIGS. 13 (a) to 13 (c) and FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG.
FIGS. 14C and 14A and 14B are cross-sectional views showing a method for manufacturing a conventional semiconductor package stem. More specifically, FIGS. 13A and 13B are cross-sectional views taken along a line AB in FIG. 11 before the stem 109 is completed. 13 (c), 14 (a) and 14 (b) are sectional views taken along line CD in FIG. 11 before the stem 109 is completed.
【００１１】まず、図１３（ａ）に示すように、第１の
鉄層１０１ａ、銅層１０１ｂ、及び第２の鉄層１０１ｃ
を積層したクラッド材を用意する。次に、図１３（ｂ）
に示すように、このクラッド材をプレス加工し、ヒート
シンク１０１ｅを形成する。続いて、図１３（ｃ）に示
すように、穴あけポンチ１１０を用いて、クラッド材に
リード用貫通孔１０１ｄを形成する。これにより、ヒー
トシンク１０１ｅ及び貫通孔１０１ｄを備えたアイレッ
ト１０１が完成する。First, as shown in FIG. 13A, a first iron layer 101a, a copper layer 101b, and a second iron layer 101c are formed.
Is prepared. Next, FIG.
As shown in (1), this clad material is pressed to form a heat sink 101e. Subsequently, as shown in FIG. 13C, a through hole for lead 101d is formed in the clad material by using a punch 110. Thus, the eyelet 101 including the heat sink 101e and the through hole 101d is completed.
【００１２】その後、図１４（ａ）に示すように、レー
ザダイオードリード１０６ａ及びフォトダイオードリー
ド１０６ｂを、円筒形のガラス１０８と共にリード用貫
通孔１０１ｄに挿入する。そして最後に、図１４（ｂ）
に示すように、ガラス１０８が僅かに溶融する程度の温
度で全体を加熱する。このような加熱を行うと、アイレ
ット１０１が熱により膨張し、リード用貫通孔１０１ｄ
の径が若干広くなる。そして、径が広くなった状態のリ
ード用貫通孔１０１ｄとレーザダイオードリード１０６
ａとの間の空間は、僅かに溶融したガラス１０８により
隙間無く埋め尽くされる。同様に、リード用貫通孔１０
１ｄとフォトダイオードリード１０６ｂとの間の空間
も、僅かに溶融したガラス１０８により隙間無く埋め尽
くされる。Thereafter, as shown in FIG. 14A, the laser diode lead 106a and the photodiode lead 106b are inserted into the lead through hole 101d together with the cylindrical glass 108. Finally, FIG. 14 (b)
As shown in (1), the whole is heated at a temperature at which the glass 108 slightly melts. When such heating is performed, the eyelet 101 expands due to heat, and the lead through-hole 101d
Slightly larger in diameter. Then, the lead through-hole 101d and the laser diode lead 106 having a larger diameter are
The space between a and a is completely filled with the glass 108 slightly melted. Similarly, lead through hole 10
The space between 1d and the photodiode lead 106b is also completely filled with the glass 108 slightly melted.
【００１３】このように加熱した後、全体を再び室温に
戻す。すると、温度が高い状態から低い状態に全体が冷
却される際、熱により膨張していた第２の鉄層１０１ｃ
が温度の低下に伴い収縮する。この収縮により、第２の
鉄層１０１ｃにおけるリード用貫通孔１０１ｄの径が僅
かに小さくなる。そして、この収縮に伴う圧縮応力が、
第２の鉄層１０１ｃからレーザダイオードリード１０６
ａ（フォトダイオードリード１０６ｂ）にガラス１０８
を介して作用する。図１４（ｂ）に示される矢印は、こ
の時の圧縮応力の向きを示すものである。After heating in this way, the whole is returned to room temperature again. Then, when the whole is cooled from a high temperature state to a low temperature state, the second iron layer 101c expanded by heat.
Shrinks with decreasing temperature. Due to this contraction, the diameter of the lead through hole 101d in the second iron layer 101c is slightly reduced. And the compressive stress accompanying this shrinkage is
From the second iron layer 101c to the laser diode lead 106
a (photodiode lead 106b) to glass 108
Act through. The arrow shown in FIG. 14B indicates the direction of the compressive stress at this time.
【００１４】これにより、第２の鉄層１０１ｃとガラス
１０８との間に隙間が形成されにくくなり、アイレット
１０１においてヒートシンク１０１ｅが形成されている
側と、レーザダイオードリード１０６ａ（フォトダイオ
ードリード１０６ｂ）が外部に延びている側との間の気
密性が確保されるようになる。換言すると、アイレット
１０１の両側の気密性は、第２の鉄層１０１ｃとガラス
１０８とレーザダイオードリード１０６ａ、及び第２の
鉄層１０１ｃとガラス１０８とフォトダイオードリード
１０６ｂのそれぞれが第２の鉄層１０１ｃの圧縮応力で
押圧されることにより確保される。This makes it difficult for a gap to be formed between the second iron layer 101c and the glass 108, and the side of the eyelet 101 on which the heat sink 101e is formed and the laser diode lead 106a (photodiode lead 106b). The airtightness with the side extending to the outside is ensured. In other words, the airtightness on both sides of the eyelet 101 is such that the second iron layer 101c, the glass 108, and the laser diode lead 106a, and the second iron layer 101c, the glass 108, and the photodiode lead 106b each have the second iron layer. It is secured by being pressed by the compressive stress of 101c.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、アイレット
１０１のリード用貫通孔１０１ｄは、図１３（ｃ）に示
して説明したように、ポンチ１１０により形成される。
しかしながら、このようにしてリード用貫通孔１０１ｄ
を形成すると、上述した気密性が十分に確保されにくく
なる。この点について、図１５を参照しながら説明す
る。図１５は、図１４（ｂ）の点線円で示されるＡ部の
拡大図である。The lead through-hole 101d of the eyelet 101 is formed by the punch 110 as described with reference to FIG.
However, in this manner, the lead through hole 101d
Is formed, it is difficult to sufficiently secure the above-described airtightness. This will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an enlarged view of a portion A indicated by a dotted circle in FIG.
【００１６】図１５に示されるように、リード用貫通孔
１０１ｄが形成された銅層１０１ｂには、ポンチ１１０
を用いたことに起因してダレが形成されてしまう。すな
わち、図１３（ｃ）に示されるように、ポンチ１１０
は、アイレット１０１においてヒートシンク１０１ｅが
形成されている側からその反対側に向けて降ろされる。
そしてこの時に、ポンチ１１０のエッジが銅層１０１ｂ
に引っかかり、図１５に示されるようなダレが形成され
てしまう。As shown in FIG. 15, a punch 110 is formed in a copper layer 101b in which a lead through hole 101d is formed.
The sagging is formed due to the use of. That is, as shown in FIG.
Is lowered from the side of the eyelet 101 where the heat sink 101e is formed to the opposite side.
At this time, the edge of the punch 110 is connected to the copper layer 101b.
And a droop as shown in FIG. 15 is formed.
【００１７】なお、ポンチ１１０を上とは反対方向、す
なわち図１３の下方から上方に向けて貫通させてリード
用貫通孔１０１ｄを形成することはできない。これは、
ヒートシンク１０１ｅとリード用貫通孔１０１ｄとの間
の距離が短く、ポンチで開口する際にヒートシンク１０
１ｅを押さえ、貫通孔１０１ｄから出てくるポンチの先
端を逃がす金型を作製するのが困難な為である。It is not possible to form the lead through hole 101d by penetrating the punch 110 in a direction opposite to the upper direction, that is, from the lower side to the upper side in FIG. this is,
The distance between the heat sink 101e and the lead through hole 101d is short, and the heat sink 10
This is because it is difficult to manufacture a mold that holds down 1e and releases the tip of the punch coming out of the through hole 101d.
【００１８】このようにしてダレが形成されると、ガラ
ス１０８と第２の鉄層１０１ｃとが接触して互いに押圧
される部分の面積（図１５参照）が、ダレが無い場合に
比べて小さくなる。上述したように、アイレット１０１
の両側の気密性は、第２の鉄層１０１ｃとガラス１０８
とリード（レーザダイオードリード１０６ａ、フォトダ
イオードリード１０６ｂ）が第２の鉄層１０１ｃの圧縮
応力で押圧されることにより確保される。そのため、上
のようにガラス１０８と第２の鉄層１０１ｃとが押圧さ
れる部分の面積が小さくなると、アイレット１０１の両
側の気密性を確保するのが難しくなる。When the sag is formed in this manner, the area of the portion where the glass 108 and the second iron layer 101c are in contact with each other and pressed against each other (see FIG. 15) is smaller than that without the sag. Become. As described above, the eyelet 101
The airtightness of both sides of the second iron layer 101c and the glass 108
And the leads (laser diode lead 106a, photodiode lead 106b) are pressed by the compressive stress of the second iron layer 101c. Therefore, when the area of the portion where the glass 108 and the second iron layer 101c are pressed is small as described above, it is difficult to secure the airtightness on both sides of the eyelet 101.
【００１９】そのため、キャップ１０７を溶接によりス
テム１０９に取り付け、該キャップ１０７の内部を窒素
で充填した後に、該窒素がリード用貫通孔１０８を通じ
てリークしてしまう。そして、このように窒素がリーク
した後にはキャップ１０７の内部に大気が侵入し、レー
ザダイオード１０３が該大気中の水蒸気に曝されてしま
う。これにより、レーザダイオード１０３の特性が劣化
するという問題が生じてしまう。Therefore, after the cap 107 is attached to the stem 109 by welding and the inside of the cap 107 is filled with nitrogen, the nitrogen leaks through the lead through hole 108. After the nitrogen leaks, the air enters the inside of the cap 107, and the laser diode 103 is exposed to the water vapor in the air. This causes a problem that the characteristics of the laser diode 103 deteriorate.
【００２０】そして、上述した窒素のリークは、レーザ
ダイオード用パッケージ１０２を図示しない基板に実装
する場合に更に顕著なものとなる。すなわち、この場
合、溶融したはんだ（図示しない）をレーザダイオード
リード１０６ａ、フォトダイオードリード１０６ｂ、及
び共通リード１０５のそれぞれの先端に塗布する。そし
て、この溶融したはんだの熱がこれらのリードを通じて
アイレット１０１に伝わり、この熱により第２の鉄層１
０１ｃが熱膨張する。そのため、リード用貫通孔１０１
ｄの径が広がり、第２の鉄層１０１ｃとガラス１０８と
の間に隙間が出来易くなる。The above-described nitrogen leak becomes more remarkable when the laser diode package 102 is mounted on a substrate (not shown). That is, in this case, a molten solder (not shown) is applied to the respective tips of the laser diode lead 106a, the photodiode lead 106b, and the common lead 105. Then, the heat of the molten solder is transmitted to the eyelet 101 through these leads, and this heat causes the second iron layer 1 to move.
01c thermally expands. Therefore, the lead through hole 101
The diameter of d increases, and a gap is easily formed between the second iron layer 101c and the glass 108.
【００２１】そして、図１５に示されるように、ガラス
１０８と第２の鉄層１０１ｃとが接触して互いに押圧さ
れる部分の面積が小さいと、上述した隙間を通じて窒素
がパッケージ１０２の内部から外部にリークし易くな
る。そのため、従来例に係るレーザダイオード用パッケ
ージ１０２は、上述した隙間に起因するリークを防ぐた
めに、その保証温度を低くしなければならないという問
題がある。As shown in FIG. 15, when the area of the portion where the glass 108 and the second iron layer 101c are in contact with each other and pressed against each other is small, nitrogen flows from the inside of the package 102 to the outside through the above-described gap. Leaks easily. Therefore, the laser diode package 102 according to the conventional example has a problem that the guaranteed temperature must be lowered in order to prevent the leakage caused by the above-described gap.
【００２２】本発明は係る従来例の問題点に鑑みて創作
されたものであり、銅層を含むクラッド材から成るアイ
レットにレーザダイオード用のリードやフォトダイオー
ド用のリードを通すためのリード用貫通孔を形成する際
に、銅層にダレが形成されないような半導体パッケージ
用ステム、半導体パッケージ用アイレット、及び半導体
パッケージ用アイレットの製造方法を提供することを目
的とするものである。The present invention has been made in view of the problems of the conventional example, and has a lead through for passing a laser diode lead or a photodiode lead through an eyelet made of a clad material including a copper layer. It is an object of the present invention to provide a semiconductor package stem, a semiconductor package eyelet, and a method of manufacturing a semiconductor package eyelet in which a sag is not formed in a copper layer when a hole is formed.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】上記した課題は、第１の
発明である、積層された第１の金属材料層と第２の金属
材料層とを含むクラッド材から成り、該第１の金属材料
層と第２の金属材料層とを貫通する一以上のリード用貫
通孔を備えるアイレットにリードを絶縁体を介して取り
付けた半導体パッケージ用ステムにおいて、前記リード
用貫通孔は、前記第１の金属材料層から前記第２の金属
材料層に向かって径が小さくなるようにして該第１の金
属材料層に形成された台錐形の部分と、前記台錐形の部
分に連通するようにして前記第２金属材料層に形成され
た円筒形の部分とを有することを特徴とする半導体パッ
ケージ用ステムによって解決する。SUMMARY OF THE INVENTION The first object of the present invention is to provide a first invention which comprises a clad material including a laminated first metal material layer and a second metal material layer. In a semiconductor package stem in which a lead is attached via an insulator to an eyelet having at least one lead through hole penetrating a material layer and a second metal material layer, the lead through hole is formed of the first metal. The diameter is reduced from the metal material layer toward the second metal material layer so as to communicate with the frustum-shaped portion formed in the first metal material layer and the frustum-shaped portion. And a cylindrical portion formed in the second metal material layer.
【００２４】または、第２の発明である、搭載される半
導体素子用のヒートシンクが前記ステムに形成されてい
ることを特徴とする第１の発明に記載の半導体パッケー
ジ用ステムによって解決する。または、第３の発明であ
る、前記第１の金属材料層は、前記第２の金属材料層に
含まれる金属よりも大きい熱伝導率を有する金属を含む
ことを特徴とする第１の発明又は第２の発明に記載の半
導体パッケージ用ステムによって解決する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package stem according to the first aspect, wherein a heat sink for a semiconductor element to be mounted is formed on the stem. Alternatively, in the third invention, the first metal material layer includes a metal having a higher thermal conductivity than a metal included in the second metal material layer. The problem is solved by the semiconductor package stem according to the second invention.
【００２５】または、第４の発明である、前記第１の金
属材料層は銅を含み、前記第２の金属材料層は鉄を含む
ことを特徴とする第３の発明に記載の半導体パッケージ
用ステムによって解決する。または、第５の発明であ
る、キャップ溶接用の第３の金属材料層が、前記クラッ
ド材の一表面から該第３の金属材料層、前記第１の金属
材料層、前記第２の金属材料層の順になるように前記表
面に形成され、前記貫通孔に連通するように前記第３の
金属材料層に開口部が形成されていることを特徴とする
第１の発明から第４の発明のいずれか一に記載の半導体
パッケージ用ステムによって解決する。Alternatively, in the fourth invention, the first metal material layer includes copper, and the second metal material layer includes iron, wherein the second metal material layer includes iron. Solved by stem. Alternatively, in the fifth invention, the third metal material layer for cap welding is formed from one surface of the clad material to the third metal material layer, the first metal material layer, and the second metal material. The first to fourth inventions are characterized in that openings are formed in the third metal material layer so as to be formed in the order of layers on the surface and communicate with the through holes. The problem is solved by the semiconductor package stem according to any one of the above aspects.
【００２６】または、第６の発明である、前記第３の金
属材料層は鉄を含むことを特徴とする第５の発明に記載
の半導体パッケージ用ステムによって解決する。また
は、第７の発明である、積層された第１の金属材料層と
第２の金属材料層とを含むクラッド材に対し、先端に向
かい径が細くなるような第１のポンチを前記第１の金属
材料層から前記第２の金属材料層に向かう方向に打ち降
ろして、前記クラッド材に台錐形の開口部を形成する第
１の工程と、前記開口部の前記第１の金属材料層におけ
る最小の径よりも大きい径を有する概略円柱形の第２の
ポンチにより該開口部を同方向からさらに打ち降ろし
て、前記第１の金属材料層に形成されている前記開口部
の下部、及び前記第２の金属材料層に形成されている前
記開口部の形状を円筒形にしてリード用貫通孔を形成す
る第２の工程とを含む半導体パッケージ用アイレットの
製造方法によって解決する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor package stem according to the fifth aspect, wherein the third metal material layer contains iron. Alternatively, the first punch according to the seventh invention, in which the diameter of the cladding material including the laminated first metal material layer and the second metal material layer is reduced toward the front end, is formed by the first punch. A first step of forming a frustum-shaped opening in the cladding material by downing the metal material layer from the first metal material layer to the second metal material layer; and forming the first metal material layer in the opening. The opening is further downed from the same direction by a substantially cylindrical second punch having a diameter larger than the minimum diameter in the lower part of the opening formed in the first metal material layer, and A second step of forming a through hole for a lead by making the shape of the opening formed in the second metal material layer cylindrical, and a method of manufacturing an eyelet for a semiconductor package.
【００２７】または、第８の発明である、表面に第３の
金属材料層が形成され、該第３の金属材料層の下層に第
１の金属材料層が形成され、該第１の金属材料層の下層
に第２の金属材料層が形成されたクラッド材に対し、先
端に向かい径が細くなるような第１のポンチを前記第３
の金属材料層から前記第２の金属材料層に向かう方向に
打ち降ろして、前記クラッド材に台錐形の開口部を形成
する第１の工程と、前記開口部の前記第１の金属材料層
における最小の径よりも大きい径を有する概略円柱状の
第２のポンチにより該開口部を同方向からさらに打ち降
ろして、前記第１の金属材料層に形成されている前記開
口部の下部、及び前記第２の金属材料層に形成されてい
る部分の前記開口部の形状を円筒形にしてリード用貫通
孔を形成する第２の工程とを含む半導体パッケージ用ア
イレットの製造方法によって解決する。According to an eighth aspect, a third metal material layer is formed on the surface, and a first metal material layer is formed below the third metal material layer. The first punch whose diameter becomes thinner toward the tip is formed on the third clad material in which the second metal material layer is formed below the third metal layer.
A first step of forming a frustum-shaped opening in the cladding material by downing the metal material layer from the first metal material layer to the second metal material layer; and forming the first metal material layer in the opening. The hole is further downed from the same direction by a substantially cylindrical second punch having a diameter larger than the minimum diameter in the lower part of the opening formed in the first metal material layer, and A second step of forming a through hole for a lead by making the shape of the opening of the portion formed in the second metal material layer cylindrical, and a method of manufacturing an eyelet for a semiconductor package.
【００２８】または、第９の発明である、前記クラッド
材に前記台錐形の開口部を形成する前記第１の工程の前
に、搭載される半導体素子用のヒートシンクを前記クラ
ッド材に形成する工程を含むことを特徴とする第７の発
明又は第８の発明に記載の半導体パッケージ用アイレッ
トの製造方法によって解決する。または、第１０の発明
である、第７の発明から第９の発明のいずれか一に記載
の半導体パッケージ用アイレットの製造方法により製造
された半導体パッケージ用アイレットによって解決す
る。Alternatively, before the first step of forming the truncated cone-shaped opening in the clad material according to the ninth invention, a heat sink for a semiconductor element to be mounted is formed on the clad material. According to a seventh or eighth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an eyelet for a semiconductor package, the method including a step. Alternatively, the problem is solved by a semiconductor package eyelet manufactured by the method for manufacturing a semiconductor package eyelet according to any one of the seventh to ninth aspects of the present invention.
【００２９】または、第１１の発明である、第１０の発
明に記載の半導体パッケージ用アイレットに備えられた
前記リード用貫通孔に絶縁体を介してリードが取り付け
られたことを特徴とする半導体パッケージ用ステムによ
って解決する。According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the semiconductor package according to the tenth aspect of the present invention, wherein a lead is attached to the through hole for a lead provided in the eyelet for a semiconductor package via an insulator. Settled by the stem.
【００３０】[0030]
【作用】本発明に係る半導体パッケージ用アイレット
は、図４に例示するように、第１の鉄層２０１ａ（キャ
ップ溶接用の第３の金属材料層）、銅層２０１ｂ（第１
の金属材料層）、第２の鉄層２０１ｃ（第２の金属材料
層）を表面からこの順に積層したクラッド材を備えてい
る。As shown in FIG. 4, a semiconductor package eyelet according to the present invention has a first iron layer 201a (third metal material layer for cap welding) and a copper layer 201b (first metal layer).
And a clad material in which a second iron layer 201c (second metal material layer) is laminated in this order from the surface.
【００３１】そして、このクラッド材にはリード用貫通
孔２０１ｄが形成されている。このリード用貫通孔２０
１ｄは、銅層２０１ｂから第２の鉄層２０１ｃに向かっ
て径が小さくなるようにして銅層２０１ｂに形成された
台錐形の部分と、この台錐形の部分に連通するようにし
て第２の鉄層２０１ｃに形成された円筒形の部分とを有
している。更に、第１の鉄層２０１ａは、このリード用
貫通孔２０１ｄに連通するように開口されている。A lead through-hole 201d is formed in the clad material. This lead through hole 20
1d is a frustum-shaped portion formed in the copper layer 201b such that the diameter decreases from the copper layer 201b toward the second iron layer 201c, and a first frustum-shaped portion communicates with the frustum-shaped portion. And a cylindrical portion formed on the second iron layer 201c. Further, the first iron layer 201a is opened so as to communicate with the lead through hole 201d.
【００３２】このようなリード用貫通孔２０１ｄは、本
発明に係る半導体パッケージ用アイレットの製造方法に
より、銅層２０１ｂの部分に従来見られたダレが形成さ
れないように形成することができる。すなわち、本発明
に係る半導体パッケージ用アイレットの製造方法では、
図６（ｂ）に例示するように、上述したクラッド材に対
し、先端に向かい径が細くなるような第１のポンチ２１
０を第１の鉄層２０１ａから第２の鉄層２０１ｃに向か
う方向に降ろし、クラッド材に台錐形の開口部２０１ｇ
を形成する第１の工程を含む。Such a lead through-hole 201d can be formed by the method of manufacturing an eyelet for a semiconductor package according to the present invention so as to prevent the sagging conventionally observed at the copper layer 201b from being formed. That is, in the method of manufacturing an eyelet for a semiconductor package according to the present invention,
As illustrated in FIG. 6B, the first punch 21 whose diameter decreases toward the tip with respect to the clad material described above.
0 in the direction from the first iron layer 201a to the second iron layer 201c, and a truncated cone-shaped opening 201g is formed in the clad material.
Is formed.
【００３３】そしてこの第１の工程の後に、図７（ｂ）
〜（ｃ）、及び図８（ａ）に例示するように、開口部２
０１ｇの銅層２０１ｂにおける最小の径Ｄ１よりも大き
い径Ｄ２を有する概略円柱状の第２のポンチ２１１を該
開口部２０１ｇに降ろし、銅層２０１ｂに形成されてい
る部分の開口部２０１ｇの下部、及び第２の鉄層に形成
されている部分の開口部２０１ｇの形状を円筒形にして
リード用貫通孔２０１ｄを形成する第２の工程を含む。After the first step, FIG.
To (c) and FIG. 8A, the opening 2
Lowering the substantially cylindrical second punch 211 having a diameter D2 larger than the minimum diameter D1 in the copper layer 201b of 01g into the opening 201g, and lowering the opening 201g in a portion formed in the copper layer 201b; And a second step of forming the lead through-hole 201d by making the shape of the opening 201g of the portion formed in the second iron layer cylindrical.
【００３４】ここで、図６（ｂ）に例示するように、銅
層２０１ｂに形成されている部分の開口部２０１ｇの下
部には、第１の工程によりダレが形成されている。そし
て、第２の工程では、図７（ｃ）に例示するように、こ
のダレがある部分の開口部２０１ｇの径Ｄ１よりも大き
い径Ｄ２を有する第２のポンチ２１１を該開口部２０１
ｇに降ろすことにより、このダレが削られて除去され
る。Here, as illustrated in FIG. 6B, sagging is formed in the lower part of the opening 201g in the portion formed in the copper layer 201b by the first step. Then, in the second step, as illustrated in FIG. 7C, the second punch 211 having a diameter D2 larger than the diameter D1 of the opening 201g in a portion where the sag is present is attached to the opening 201.
By dropping to g, this sag is shaved and removed.
【００３５】これにより、リード用貫通孔２０１ｄの銅
層２０１ｂの部分に従来見られたダレが形成されなくな
る。As a result, the sag, which is conventionally seen, is not formed at the portion of the copper layer 201b of the lead through hole 201d.
【００３６】[0036]
【発明の実施の形態】（１）本発明の第１の実施の形態
に係る半導体パッケージ用アイレット、及び該アイレッ
トを備えたステムについての説明 以下に、本実施形態に係る半導体パッケージ用アイレッ
トについて、図１〜図４を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) Description of a semiconductor package eyelet according to a first embodiment of the present invention and a stem having the eyelet will be described below. This will be described with reference to FIGS.
【００３７】図１は、本実施形態に係る半導体パッケー
ジ用アイレットの斜視図である。図１において、２０１
は、ヒートシンク２０１ｅと２つのリード用貫通孔２０
１ｄとを備えるアイレットである。これら２つのリード
用貫通孔２０１ｄのそれぞれには円筒形のガラス２０８
（絶縁体）が挿入されて取り付けられ、更にこのガラス
２０８にはレーザダイオードリード２０６ａとフォトダ
イオードリード２０６ｂとが挿入されて取り付けられ
る。そして、導電性の金属から成り、接地される共通リ
ード２０５がアイレット２０１の下部に溶接により取り
付けられる。FIG. 1 is a perspective view of an eyelet for a semiconductor package according to the present embodiment. In FIG. 1, 201
Is a heat sink 201e and two lead through holes 20.
1d. Each of these two lead through holes 201d has a cylindrical glass 208.
(Insulator) is inserted and attached, and further, a laser diode lead 206a and a photodiode lead 206b are inserted and attached to the glass 208. Then, a common lead 205 made of a conductive metal and grounded is attached to a lower portion of the eyelet 201 by welding.
【００３８】上述したアイレット２０１と、それに取り
付けられたレーザダイオードリード２０６ａ、フォトダ
イオードリード２０６ｂ、ガラス２０８、及び共通リー
ド２０５でステム２０９が構成される。また、ヒートシ
ンク２０１ｅの一立面２０１ｆにはレーザダイオード２
０３が搭載される。そして、図示しない金属線がレーザ
ダイオード２０３とレーザダイオードリード２０６ａと
にワイヤボンディングされ、レーザダイオードリード２
０６ａからレーザダイオード２０３へ電力が供給され
る。The stem 209 is composed of the above-described eyelet 201, the laser diode lead 206a, the photodiode lead 206b, the glass 208, and the common lead 205 attached thereto. Further, the laser diode 2 is provided on the first surface 201f of the heat sink 201e.
03 is mounted. Then, a metal wire (not shown) is wire-bonded to the laser diode 203 and the laser diode lead 206a.
Power is supplied to the laser diode 203 from 06a.
【００３９】そして、このレーザダイオード２０３の後
端面（モニタ用レーザが発振される面）と対向する部分
のアイレット２０１上には、モニタ用のフォトダイオー
ド２０４が搭載される。そして、このフォトダイオード
２０４とフォトダイオードリード２０６ｂとが図示しな
い金属線によりワイヤボンディングされ、フォトダイオ
ード２０４からの信号がフォトダイオードリード２０６
ｂを通じて外部に出力される。A monitoring photodiode 204 is mounted on a portion of the eyelet 201 which faces the rear end surface of the laser diode 203 (the surface on which the monitoring laser oscillates). Then, the photodiode 204 and the photodiode lead 206b are wire-bonded by a metal wire (not shown), and a signal from the photodiode 204 is transmitted to the photodiode lead 206b.
Output to outside through b.
【００４０】そして、レーザダイオード２０３、フォト
ダイオード２０４、レーザダイオードリード２０６ａ、
フォトダイオードリード２０６ｂ、及びガラス２０８が
取り付けられた状態で、鉄を含むキャップ２０７が溶接
によりアイレット２０１の表面に取り付けられる。キャ
ップ２０７を取り付ける際、キャップ２０７の内部は窒
素ガスで封入され、レーザダイオード２０３が大気に曝
されないようにする。なお、２０７ａはキャップ２０７
に備えられた窓ガラスであり、該窓ガラス２０７ａを通
じてレーザダイオード２０３からのレーザ光が外部に出
射される。Then, the laser diode 203, the photodiode 204, the laser diode lead 206a,
With the photodiode lead 206b and the glass 208 attached, the cap 207 containing iron is attached to the surface of the eyelet 201 by welding. When the cap 207 is attached, the inside of the cap 207 is sealed with nitrogen gas so that the laser diode 203 is not exposed to the atmosphere. 207a is the cap 207
The laser beam from the laser diode 203 is emitted to the outside through the window glass 207a.
【００４１】図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１に
示されるアイレット２０１のＡ−Ｂ断面図及びＣ−Ｄ断
面図である。図２（ａ）に示されるように、アイレット
２０１は、その一表面から第１の鉄層２０１ａ（キャッ
プ溶接用の第３の金属材料層）、銅層２０１ｂ（第１の
金属材料層）、第２の鉄層（第２の金属材料層）２０１
ｃをこの順に積層して成る。これらの金属材料のうち、
第１の鉄層２０１ａ（キャップ溶接用の第３の金属材料
層）は、キャップ２０７をアイレット２０１に溶接によ
り取り付ける際に、その取り付け強度を強くするための
ものである。すなわち、キャップ２０７、及び第１の鉄
層２０１ａのそれぞれに含まれる鉄が溶接の際に溶融し
て互いに交じり合い、冷却後の取り付け強度が強くな
る。FIGS. 2A and 2B are an AB sectional view and a CD sectional view of the eyelet 201 shown in FIG. 1, respectively. As shown in FIG. 2A, the eyelet 201 has a first iron layer 201a (a third metal material layer for cap welding), a copper layer 201b (a first metal material layer), Second iron layer (second metal material layer) 201
c are laminated in this order. Of these metal materials,
The first iron layer 201a (third metal material layer for cap welding) is used to increase the attachment strength when the cap 207 is attached to the eyelet 201 by welding. That is, the iron included in each of the cap 207 and the first iron layer 201a is melted during welding and intermingles with each other, and the mounting strength after cooling is increased.
【００４２】そして、同図に示されるように、ヒートシ
ンク２０１ｅの一立面２０１ｆは銅層２０１ｂから成
り、該一立面２０１ｆにはレーザーダイオード（図１参
照）が搭載される。そのため、レーザダイオードで発生
する熱をヒートシンク２０１ｅで効率よく外部に放熱す
るには、第１の金属材料層には熱伝導率の大きい金属が
含まれるのが望ましい。本実施形態で用いる銅層２０１
ｂ（第１の金属材料層）に含まれる銅の（１００℃にお
ける）熱伝導率は４０３（Ｗ・ｍ- 1 ・Ｋ-1）であり、
これは第２の鉄層（第２の金属材料層）に含まれる鉄の
（１００℃における）熱伝導率８３. ５（Ｗ・ｍ- 1 ・
Ｋ-1）よりも大きい値である。As shown in the figure, one surface 201f of the heat sink 201e is made of a copper layer 201b, and a laser diode (see FIG. 1) is mounted on the one surface 201f. Therefore, in order to efficiently radiate the heat generated by the laser diode to the outside by the heat sink 201e, it is desirable that the first metal material layer contains a metal having high thermal conductivity. Copper layer 201 used in this embodiment
a - (1 · K -1 W · m), b ( first metallic material layer) (at 100 ° C.) of copper contained in the thermal conductivity 403
This is because the thermal conductivity (at 100 ° C.) of iron contained in the second iron layer (second metal material layer) is 83.5 (W · m −1.
K -1 ).
【００４３】なお、第１の鉄層２０１ａは、図３に示す
ように、銅層２０１ｂの表面全てを覆うように形成して
も良い。このようにすると、アイレット２０１の表面に
同一の金属（第１の鉄層２０１ａ）が露出するので、ア
イレット２０１の表面にめっき膜を形成する場合に該め
っき膜を良好に形成することができる。この場合、第１
の鉄層２０１ａは薄く形成されているので、レーザダイ
オードで発生する熱をヒートシンク２０１ｅで外部に放
出する際の放熱性が低下することはない。The first iron layer 201a may be formed so as to cover the entire surface of the copper layer 201b as shown in FIG. By doing so, the same metal (first iron layer 201a) is exposed on the surface of the eyelet 201, so that when a plating film is formed on the surface of the eyelet 201, the plating film can be formed well. In this case, the first
Since the iron layer 201a is formed thin, the heat radiation when the heat generated by the laser diode is emitted to the outside by the heat sink 201e does not decrease.
【００４４】図４は、図２（ｂ）に示されるリード用貫
通孔２０１ｄの拡大断面図である。図４に示されるよう
に、リード用貫通孔２０１ｄは、銅層２０１ｂ（第１の
金属材料層）から第２の鉄層２０１ｃ（第２の金属材料
層）に向かって径が小さくなるようにして該銅層２０１
ｂに形成された台錐形の部分と、この台錐形の部分に連
通するようにして第２の鉄層２０１ｃに形成された円筒
形の部分とを有する。更に、第１の鉄層２０１ａは、リ
ード用貫通孔２０１ｄに連通するように開口されてい
る。FIG. 4 is an enlarged sectional view of the lead through hole 201d shown in FIG. 2B. As shown in FIG. 4, the lead through-hole 201d is formed such that the diameter decreases from the copper layer 201b (first metal material layer) toward the second iron layer 201c (second metal material layer). The copper layer 201
b, and a cylindrical portion formed in the second iron layer 201c so as to communicate with the truncated cone-shaped portion. Further, the first iron layer 201a is opened so as to communicate with the lead through hole 201d.
【００４５】図４に示されるように、銅層２０１ｂにお
けるリード用貫通孔２０１ｄには、従来見られたダレが
生じていない。このようなダレの無いリード用貫通孔
は、以下で説明するような半導体パッケージ用アイレッ
トの製造方法により形成される。（２）本発明の第２の
実施の形態に係る半導体パッケージ用アイレット、及び
該アイレットを備えたステムの製造方法についての説明 最初に、第１の実施の形態で説明したアイレット２０１
の製造方法について、図５〜図８を参照しながら説明す
る。As shown in FIG. 4, the sagging which has been seen in the prior art does not occur in the lead through hole 201d in the copper layer 201b. Such a lead-through hole without sag is formed by a method for manufacturing an eyelet for a semiconductor package as described below. (2) Description of a method for manufacturing an eyelet for a semiconductor package according to a second embodiment of the present invention and a stem including the eyelet First, the eyelet 201 described in the first embodiment
Will be described with reference to FIGS.
【００４６】図５〜図８は、本実施形態に係る半導体パ
ッケージ用アイレットの製造方法について示す断面図で
ある。まず最初に、図５（ａ）に示すように、表面に第
１の鉄層（第３の金属材料層）２０１ａが形成され、該
第１の鉄層２０１ａの下に銅層２０１ｂ（第１の金属材
料層）が形成され、そして該銅層２０１ｂの下に第２の
鉄層２０１ｃ（第２の金属材料層）が形成されたクラッ
ド材を用意する。FIGS. 5 to 8 are cross-sectional views showing a method of manufacturing an eyelet for a semiconductor package according to the present embodiment. First, as shown in FIG. 5A, a first iron layer (third metal material layer) 201a is formed on the surface, and a copper layer 201b (first metal layer) is formed under the first iron layer 201a. Is formed, and a clad material is prepared in which a second iron layer 201c (second metal material layer) is formed under the copper layer 201b.
【００４７】次に、図５（ｂ）に示すように、上述した
クラッド材をプレス加工し、銅層２０１ｂが一立面２０
１ｆに露出するようなヒートシンク２０１ｅを形成す
る。なお、図５（ｂ）は、アイレット２０１が完成する
前の図１におけるＡ−Ｂ断面図である。続いて、図５
（ｃ）に示すように、上述したクラッド材に対し、先端
に向かい径が細くなるような第１のポンチ２１０を、第
１の鉄層２０１ａ（第３の金属材料層）から第２の鉄層
２０１ｃ（第２の金属材料層）に向かう方向に降ろす。
なお、図５（ｃ）は、アイレット２０１が完成する前の
図１におけるＣ−Ｄ断面図である。Next, as shown in FIG. 5 (b), the above-mentioned clad material is press-processed, and
A heat sink 201e exposed to 1f is formed. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 1 before the eyelet 201 is completed. Subsequently, FIG.
As shown in (c), the first punch 210 whose diameter becomes thinner toward the tip is formed from the first iron layer 201a (third metal material layer) to the second iron It is lowered in a direction toward the layer 201c (second metal material layer).
FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line CD in FIG. 1 before the eyelet 201 is completed.
【００４８】そして、図６（ａ）は、このように第１の
ポンチ２１０を降ろした状態での拡大断面である。な
お、本実施形態で用いる第１のポンチ２１０の先端は、
図示されるような台錐形である。その後、図６（ｂ）に
示すように、第１のポンチ２１０を引き上げる。すると
同図に示されるように、上述したクラッド材には台錐形
の開口部２０１ｇが形成される。そして、銅層２０１ｂ
の部分の開口部２０１ｇの下部には、同図中に示される
ような銅層２０１ｂのダレが形成される。FIG. 6A is an enlarged cross-sectional view of the state in which the first punch 210 is lowered. Note that the tip of the first punch 210 used in the present embodiment is:
It is a truncated cone as shown. Thereafter, as shown in FIG. 6B, the first punch 210 is pulled up. Then, as shown in the figure, a truncated cone-shaped opening 201g is formed in the clad material described above. Then, the copper layer 201b
A sag of the copper layer 201b as shown in FIG.
【００４９】このような開口部２０１ｇは、図７（ａ）
に示すように、クラッド材に２つ開口する。２つの開口
部２０１ｇは、それぞれレーザダイオードリード２０６
ａ、フォトダイオードリード２０６ｂ用の開口部であ
る。続いて、図７（ｂ）に示されるように、概略円柱形
の第２のポンチ２１１を開口部２０１ｇに降ろす。同図
は、２つある開口部２０１ｇのうちの一方の拡大図であ
る。同図において、Ｄ１は、開口部２０１ｇの銅層２０
１ｂ（第１の金属材料層）における最小の径である。The opening 201g is formed as shown in FIG.
As shown in the figure, two openings are formed in the clad material. The two openings 201g are respectively connected to the laser diode leads 206.
a, an opening for the photodiode lead 206b. Subsequently, as shown in FIG. 7B, the substantially cylindrical second punch 211 is lowered into the opening 201g. The figure is an enlarged view of one of the two openings 201g. In the figure, D1 is the copper layer 20 of the opening 201g.
1b (first metal material layer).
【００５０】上述したように、開口部２０１ｇは台錐形
の形状を有しているので、図７（ｂ）の下方に向かって
その径は小さくなる。そのため、銅層２０１ｂにおける
最小の径Ｄ１は、銅層２０１ｂにおける開口部２０１ｇ
の下部の径となる。換言すると、最小の径Ｄ１は、銅層
２０１ｂにおいてダレが形成されている部分の開口部２
０１ｇの径である。そして、第２のポンチ２１１の径Ｄ
２は、この最小の径Ｄ１よりも大きい径を有すものであ
る。As described above, since the opening 201g has the shape of a truncated cone, its diameter decreases toward the bottom in FIG. 7B. Therefore, the minimum diameter D1 in the copper layer 201b is equal to the opening 201g in the copper layer 201b.
Is the diameter of the lower part. In other words, the minimum diameter D1 corresponds to the opening 2 of the portion where the sag is formed in the copper layer 201b.
The diameter is 01 g. Then, the diameter D of the second punch 211
2 has a diameter larger than the minimum diameter D1.
【００５１】図７（ｃ）は、第２のポンチ２１１を降ろ
していき、クラッド材を貫通させた状態での断面図であ
る。このように、Ｄ１よりも大きい径Ｄ２を有する第２
のポンチ２１１を開口部２０１ｇに降ろすので、銅層２
０１ｂに形成されているダレが該第２のポンチ２１１に
より削られ、除去される。すなわち、ダレが形成されて
いる部分の径Ｄ１よりも大きい径Ｄ２を有する第２のポ
ンチ２１１を貫通させるので、ダレが第２のポンチ２１
１に当り、該ダレが除去される。従って、このようにし
て形成されるリード用貫通孔２０１ｄには、銅層２０１
ｂの部分に従来見られたダレが形成されない。FIG. 7C is a cross-sectional view showing a state where the second punch 211 is lowered and the clad material is penetrated. Thus, the second having the diameter D2 larger than D1
Of the copper layer 2 into the opening 201g.
The sag formed on 01b is scraped and removed by the second punch 211. That is, the second punch 211 having a diameter D2 larger than the diameter D1 of the portion where the sag is formed is made to penetrate, so that the sagging occurs in the second punch 21.
In one, the dripping is removed. Therefore, the copper layer 201 is formed in the lead through hole 201d thus formed.
No sagging conventionally observed is formed at the portion b.
【００５２】その後、図８（ａ）に示されるように、第
２のポンチ２１１を引き上げる。すると、同図に示され
るようなリード用貫通孔２０１ｄがクラッド材に形成さ
れる。そして銅層２０１ｂに形成されている部分のリー
ド用貫通孔２０１ｄは、その形状が銅層２０１ｂから第
２の鉄層２０１ｃに向かって径が小さくなるような台錐
形の部分を含んでいる。そして第２の鉄層２０１ｃに形
成されている部分のリード用貫通孔２０１ｄの形状は、
上述した台錐形の部分と連通するような円筒形である。Thereafter, as shown in FIG. 8A, the second punch 211 is pulled up. Then, a lead through-hole 201d as shown in the figure is formed in the clad material. The lead through-hole 201d in the portion formed in the copper layer 201b includes a truncated cone-shaped portion whose shape decreases in diameter from the copper layer 201b toward the second iron layer 201c. The shape of the lead through hole 201d in the portion formed in the second iron layer 201c is as follows.
It is a cylindrical shape that communicates with the above-mentioned truncated cone-shaped portion.
【００５３】そして、図８（ｂ）に示されるように、２
つある開口部２０１ｇのうちのもう一方の開口部２０１
ｇにも図５（ｃ）から図８（ａ）で示される工程を行
い、リード用貫通孔２０１ｄを形成する。以上により、
ヒートシンク２０１ｅと２つのリード用貫通孔２０１ｄ
とを備えたアイレット２０１が完成する。Then, as shown in FIG.
One of the openings 201g
The steps shown in FIGS. 5 (c) to 8 (a) are also performed on g, thereby forming a lead through hole 201d. From the above,
Heat sink 201e and two lead through holes 201d
The eyelet 201 having the above is completed.
【００５４】次に、上のようにして形成されたアイレッ
ト２０１を備えたステム２０９の製造方法について、図
９及び図１０を参照しながら説明する。図９及び図１０
は、本実施形態に係る半導体パッケージ用アイレットを
備えたステムの製造方法について示す断面図である。ま
ず、図９（ａ）に示すように、上のようにして形成され
たアイレット２０１の２つのリード用貫通孔２０１ｄの
それぞれに、円筒形のガラス２０８（絶縁体）を挿入
し、更に該ガラス２０８にレーザダイオードリード２０
６ａ、及びフォトダイオードリード２０６ｂを挿入す
る。図９（ｂ）は、このようにして挿入した後の状態を
示す断面図である。Next, a method of manufacturing the stem 209 having the eyelet 201 formed as described above will be described with reference to FIGS. 9 and 10
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a stem including the eyelets for a semiconductor package according to the embodiment. First, as shown in FIG. 9A, a cylindrical glass 208 (insulator) is inserted into each of the two lead through-holes 201d of the eyelet 201 formed as described above. Laser diode lead 20 at 208
6a and the photodiode lead 206b are inserted. FIG. 9B is a cross-sectional view showing a state after insertion in this manner.
【００５５】次に、図１０に示すように、ガラス２０８
が僅かに溶融する程度の温度で全体を加熱する。このよ
うに加熱すると、全体が熱膨張し、リード用貫通孔２０
１ｄの径が僅かに広がる。そして、ガラス２０８が僅か
に溶融し、上のように径が広がったリード用貫通孔２０
１ｄとレーザダイオードリード２０６ａとの間の空間が
ガラス２０８により埋められる。同様に、リード用貫通
孔２０１ｄとフォトダイオードリード２０６ｂとの間の
空間もガラス２０８により埋められる。Next, as shown in FIG.
The whole is heated at a temperature at which it melts slightly. When heated in this way, the whole thermally expands, and the lead through hole 20
The diameter of 1d expands slightly. Then, the glass 208 is slightly melted, and the lead through-hole 20 whose diameter is widened as described above is increased.
The space between 1d and laser diode lead 206a is filled with glass 208. Similarly, the space between the lead through hole 201d and the photodiode lead 206b is filled with the glass 208.
【００５６】このようにして加熱した後は、全体を室温
まで冷却する。すると、熱膨張していたアイレット２０
１が、温度の低下に伴って収縮する。そして、この収縮
に伴う圧縮応力が、第２の鉄層２０１ｃからガラス２０
８を介してレーザダイオードリード２０６ａに作用す
る。同様に、フォトダイオードリード２０６ｂにもこの
圧縮応力が作用する。図１０に示される矢印は、この圧
縮応力を示すものである。 そして、この圧縮応力によ
り、第２の鉄層２０１ｃとガラス２０８とが互いに押圧
され、同様にガラス２０８とレーザダイオードリード２
０６ａ（フォトダイオードリード２０６ｂ）とが互いに
押圧される。After heating as described above, the whole is cooled to room temperature. Then, the thermally expanded eyelet 20
1 shrinks with decreasing temperature. Then, the compressive stress caused by this shrinkage is reduced from the second iron layer 201c to the glass 20.
8 acts on the laser diode lead 206a. Similarly, the compressive stress acts on the photodiode lead 206b. The arrow shown in FIG. 10 indicates this compressive stress. Then, the second iron layer 201c and the glass 208 are pressed against each other by the compressive stress, and the glass 208 and the laser diode lead 2 are similarly pressed.
06a (photodiode lead 206b) are pressed against each other.
【００５７】以上により、アイレット２０１、レーザダ
イオードリード２０６ａ、及びフォトダイオードリード
２０６ｂを備えたステム２０９が完成する。この後の工
程では、レーザダイオード２０３とフォトダイオード２
０４とをアイレット２０１に搭載後、内部が窒素ガスで
封入されるキャップ２０７がアイレット２０１に取り付
けられ、レーザダイオード用パッケージが完成する（図
１参照）。As described above, the stem 209 including the eyelet 201, the laser diode lead 206a, and the photodiode lead 206b is completed. In the subsequent steps, the laser diode 203 and the photodiode 2
After mounting on the eyelet 201, the cap 207 whose interior is filled with nitrogen gas is attached to the eyelet 201, and the laser diode package is completed (see FIG. 1).
【００５８】ここで再び図１０を参照する。上述したよ
うに、本実施形態で形成されるリード用貫通孔２０１ｄ
には、銅層２０１ｂの部分に従来見られたダレが形成さ
れない。そのため、第２の鉄層２０１ｃとガラス２０８
とが接触して互いに押圧される部分の面積が、銅層２０
１ｂにダレがある場合に比べて大きくなる。これによ
り、キャップ２０７の内部に封入される窒素ガスが、リ
ード用貫通孔２０１ｄを通じて外部にリークしなくな
る。そのため、リード用貫通孔２０１ｄを通じてキャッ
プ２０７の内部に大気が進入しなくなり、レーザダイオ
ード２０３が大気中の水蒸気に曝されなくなる。これに
より、大気中の水蒸気によりレーザダイオード２０３の
特性が劣化するという従来見られた問題が生じなくな
る。Here, FIG. 10 is referred to again. As described above, the lead through-hole 201d formed in the present embodiment
Does not form sag in the portion of the copper layer 201b. Therefore, the second iron layer 201c and the glass 208
The area of the parts that are in contact with each other and pressed against each other
1b is larger than when sagging occurs. This prevents the nitrogen gas sealed in the cap 207 from leaking outside through the lead through hole 201d. Therefore, the air does not enter the inside of the cap 207 through the lead through hole 201d, and the laser diode 203 is not exposed to the water vapor in the air. This eliminates the conventional problem that the characteristics of the laser diode 203 are degraded by water vapor in the atmosphere.
【００５９】同様に、レーザダイオード用パッケージを
図示しない基板に実装する際、溶融したはんだの熱に起
因する第２の鉄層２０１ｃとガラス２０８との間の隙間
を介して、窒素がキャップ２０７から外部にリークし難
くなる。そのため、レーザダイオード用パッケージの保
証温度を従来に比べて高くすることができる。Similarly, when the laser diode package is mounted on a substrate (not shown), nitrogen is transferred from the cap 207 through the gap between the second iron layer 201 c and the glass 208 caused by the heat of the molten solder. It is difficult to leak outside. Therefore, the guaranteed temperature of the laser diode package can be increased as compared with the related art.
【００６０】[0060]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体パッケージ用アイレットは、銅層を含むクラッド材か
ら成るアイレットに対し、先端に向かい径が細くなるよ
うな第１のポンチで台錐形の開口部が形成される。その
後、この台錐形の開口部の銅層の部分における径よりも
大きい径を有し、概略円柱形の形状を有する第２のポン
チを該開口部に降ろしてリード用貫通孔が形成される。As described above, the eyelet for a semiconductor package according to the present invention is different from the eyelet made of a clad material including a copper layer in that the first punch whose diameter becomes smaller toward the tip is shaped like a truncated cone. Opening is formed. After that, a second punch having a diameter larger than the diameter of the copper layer portion of the truncated cone-shaped opening and having a substantially cylindrical shape is lowered into the opening to form a lead through hole. .
【００６１】これによると、リード用貫通孔の銅層の部
分において従来見られた銅層のダレが形成されない。そ
のため、このようなリード用貫通孔にリードが取り付け
られたステムは、該リード用貫通孔からのリークが無く
なり、気密性が向上する。これにより、ステムに半導体
素子を搭載したパッケージの耐熱性が向上し、該パッケ
ージの保証温度を従来に比べて高くすることができる。According to this, sagging of the copper layer, which has been seen in the prior art, is not formed at the copper layer portion of the lead through hole. Therefore, in a stem in which a lead is attached to such a lead through hole, leakage from the lead through hole is eliminated, and airtightness is improved. Thereby, the heat resistance of the package in which the semiconductor element is mounted on the stem is improved, and the guaranteed temperature of the package can be increased as compared with the related art.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体パッケ
ージ用アイレットの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an eyelet for a semiconductor package according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示される本発明の第１の実施の形態に係
る半導体パッケージ用アイレットのＡ−Ｂ断面図、及び
Ｃ−Ｄ断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the eyelet for a semiconductor package according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 taken along a line AB and a line CD.
【図３】図１に示される本発明の第１の実施の形態に係
る半導体パッケージ用アイレットの他の例のＡ−Ｂ断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of another example of the eyelet for a semiconductor package according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 taken along line AB;
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る導体パッケー
ジ用アイレットのリード用貫通孔２０１ｄの拡大断面図
である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a lead through hole 201d of the conductor package eyelet according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る半導体パッケ
ージ用アイレットの製造方法について示す断面図（その
１）である。FIG. 5 is a sectional view (part 1) illustrating a method for manufacturing an eyelet for a semiconductor package according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る半導体パッケ
ージ用アイレットの製造方法について示す断面図（その
２）である。FIG. 6 is a sectional view (part 2) illustrating the method for manufacturing the eyelet for a semiconductor package according to the second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る半導体パッケ
ージ用アイレットの製造方法について示す断面図（その
３）である。FIG. 7 is a sectional view (part 3) illustrating the method for manufacturing the eyelet for a semiconductor package according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る半導体パッケ
ージ用アイレットの製造方法について示す断面図（その
４）である。FIG. 8 is a sectional view (part 4) illustrating the method for manufacturing the eyelet for a semiconductor package according to the second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る半導体パッケ
ージ用アイレットを備えたステムの製造方法について示
す断面図（その１）である。FIG. 9 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a method for manufacturing a stem including an eyelet for a semiconductor package according to the second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る半導体パッ
ケージ用アイレットを備えたステムの製造方法について
示す断面図（その２）である。FIG. 10 is a cross-sectional view (part 2) illustrating a method for manufacturing a stem including an eyelet for a semiconductor package according to the second embodiment of the present invention.
【図１１】従来例に係るレーザダイオード用パッケージ
の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a laser diode package according to a conventional example.
【図１２】図１１に示されるステム１０９のＡ−Ｂ断面
図、及びＣ−Ｄ断面図である。12 is a cross-sectional view of the stem 109 shown in FIG. 11 taken along a line AB and a line CD.
【図１３】従来例に係る半導体パッケージ用ステムの製
造方法について示す断面図（その１）である。FIG. 13 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a method for manufacturing a semiconductor package stem according to a conventional example.
【図１４】従来例に係る半導体パッケージ用ステムの製
造方法について示す断面図（その１）である。FIG. 14 is a sectional view (part 1) illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor package stem.
【図１５】図１４（ｂ）の点線円で示されるＡ部の拡大
図である。FIG. 15 is an enlarged view of a portion A indicated by a dotted circle in FIG. 14 (b).
１０１、２０１・・・・アイレット、 １０１ａ・・・・・・・第１の鉄層、 １０１ｂ・・・・・・・銅層、 １０１ｃ・・・・・・・第２の鉄層、 １０１ｄ、２０１ｄ・・リード用貫通孔、 １０１ｅ、２０１ｅ・・ヒートシンク、 １０２・・・・・・・・レーザダイオード用パッケー
ジ、 １０３、２０３・・・・レーザダイオード、 １０４、２０４・・・・フォトダイオード、 １０５、２０５・・・・共通リード、 １０６ａ、２０６ａ・・レーザダイオードリード、 １０６ｂ、２０６ｂ・・フォトダイオードリード、 １０７、２０７・・・・キャップ、 １０７ａ、２０７ａ・・窓ガラス、 １０８、２０８・・・・ガラス、 １０９、２０９・・・・ステム、 １１０・・・・・・・・ポンチ、 ２０１ａ・・・・・・・第１の鉄層（キャップ溶接用の
第３の金属材料層）、 ２０１ｂ・・・・・・・・銅層（第１の金属材料層）、 ２０１ｃ・・・・・・・・第２の鉄層（第２の金属材料
層）、 ２０１ｆ・・・・・・・・ヒートシンク２０１ｅの一立
面、 ２０１ｇ・・・・・・・・台錐形の開口部、 ２１０・・・・・・・・・第１のポンチ、 ２１１・・・・・・・・・第２のポンチ。101, 201... Eyelet, 101a... First iron layer 101b... Copper layer 101c... Second iron layer 101d 201d ··· lead through hole, 101e, 201e · · heat sink, 102 · · · · · · package for laser diode, 103, 203 · · · laser diode, 104, 204 · · · · photodiode, 105 ············ Common lead, 106a, 206a ··· Laser diode lead, 106b, 206b ··· Photodiode lead, 107, 207 ···· Cap, 107a, 207a ··· Window glass, 108, 208 ··· · Glass, 109, 209 ···· Stem, 110 ·········· Punch, 201a ······· First iron layer (cap) ... Copper layer (first metal material layer) 201c... Second iron layer (second metal layer) ..., An erect surface of the heat sink 201 e, 201 g..., A frustum-shaped opening, 210. Punch, 211... Second punch.
Claims (11)
属材料層とを含むクラッド材から成り、該第１の金属材
料層と第２の金属材料層とを貫通する一以上のリード用
貫通孔を備えるアイレットにリードを絶縁体を介して取
り付けた半導体パッケージ用ステムにおいて、 前記リード用貫通孔は、前記第１の金属材料層から前記
第２の金属材料層に向かって径が小さくなるようにして
該第１の金属材料層に形成された台錐形の部分と、前記
台錐形の部分に連通するようにして前記第２金属材料層
に形成された円筒形の部分とを有することを特徴とする
半導体パッケージ用ステム。A cladding material including a first metal material layer and a second metal material layer stacked, and one or more of the cladding materials penetrating the first metal material layer and the second metal material layer. In a semiconductor package stem in which a lead is attached via an insulator to an eyelet having a lead through hole, the lead through hole has a diameter from the first metal material layer toward the second metal material layer. A frustum-shaped portion formed in the first metal material layer so as to be smaller; and a cylindrical portion formed in the second metal material layer so as to communicate with the frustum-shaped portion. A stem for a semiconductor package, comprising:
が前記ステムに形成されていることを特徴とする請求項
１に記載の半導体パッケージ用ステム。2. The semiconductor package stem according to claim 1, wherein a heat sink for a semiconductor element to be mounted is formed on the stem.
属材料層に含まれる金属よりも大きい熱伝導率を有する
金属を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
載の半導体パッケージ用ステム。3. The method according to claim 1, wherein the first metal material layer includes a metal having a higher thermal conductivity than a metal included in the second metal material layer. For semiconductor package.
第２の金属材料層は鉄を含むことを特徴とする請求項３
に記載の半導体パッケージ用ステム。4. The method according to claim 3, wherein the first metal material layer includes copper, and the second metal material layer includes iron.
A stem for a semiconductor package according to item 1.
前記クラッド材の一表面から該第３の金属材料層、前記
第１の金属材料層、前記第２の金属材料層の順になるよ
うに前記表面に形成され、 前記貫通孔に連通するように前記第３の金属材料層に開
口部が形成されていることを特徴とする請求項１から請
求項４のいずれか一に記載の半導体パッケージ用ステ
ム。5. The method according to claim 1, wherein the third metal material layer for cap welding comprises:
The third metal material layer, the first metal material layer, and the second metal material layer are formed on the surface in this order from one surface of the clad material, and are formed so as to communicate with the through holes. The stem for a semiconductor package according to any one of claims 1 to 4, wherein an opening is formed in the third metal material layer.
特徴とする請求項５に記載の半導体パッケージ用ステ
ム。6. The stem according to claim 5, wherein the third metal material layer contains iron.
属材料層とを含むクラッド材に対し、先端に向かい径が
細くなるような第１のポンチを前記第１の金属材料層か
ら前記第２の金属材料層に向かう方向に打ち降ろして、
前記クラッド材に台錐形の開口部を形成する第１の工程
と、 前記開口部の前記第１の金属材料層における最小の径よ
りも大きい径を有する概略円柱形の第２のポンチにより
該開口部を同方向からさらに打ち降ろして、前記第１の
金属材料層に形成されている前記開口部の下部、及び前
記第２の金属材料層に形成されている前記開口部の形状
を円筒形にしてリード用貫通孔を形成する第２の工程と
を含む半導体パッケージ用アイレットの製造方法。7. A first punch having a diameter reduced toward a tip of a clad material including a laminated first metal material layer and a second metal material layer, the first metal material layer being provided with a first punch. Down from the direction toward the second metal material layer,
A first step of forming a frustum-shaped opening in the cladding material; and a substantially cylindrical second punch having a diameter larger than a minimum diameter of the opening in the first metal material layer. The opening is further dropped down from the same direction, and the shape of the lower part of the opening formed in the first metal material layer and the shape of the opening formed in the second metal material layer are cylindrical. And a second step of forming a lead through hole.
第３の金属材料層の下層に第１の金属材料層が形成さ
れ、該第１の金属材料層の下層に第２の金属材料層が形
成されたクラッド材に対し、先端に向かい径が細くなる
ような第１のポンチを前記第３の金属材料層から前記第
２の金属材料層に向かう方向に打ち降ろして、前記クラ
ッド材に台錐形の開口部を形成する第１の工程と、 前記開口部の前記第１の金属材料層における最小の径よ
りも大きい径を有する概略円柱状の第２のポンチにより
該開口部を同方向からさらに打ち降ろして、前記第１の
金属材料層に形成されている前記開口部の下部、及び前
記第２の金属材料層に形成されている部分の前記開口部
の形状を円筒形にしてリード用貫通孔を形成する第２の
工程とを含む半導体パッケージ用アイレットの製造方
法。8. A third metal material layer is formed on the surface, a first metal material layer is formed below the third metal material layer, and a second metal material layer is formed below the first metal material layer. For a clad material on which a metal material layer is formed, a first punch whose diameter decreases toward the tip is shot down from the third metal material layer toward the second metal material layer, A first step of forming a truncated cone-shaped opening in the clad material; and a substantially cylindrical second punch having a diameter larger than a minimum diameter of the opening in the first metal material layer. The portion is further lowered from the same direction, and the shape of the lower portion of the opening formed in the first metal material layer and the shape of the opening in the portion formed in the second metal material layer are cylindrical. A second step of forming a through hole for a lead in the shape of a lead. Method of manufacturing the over-di-eyelet.
形成する前記第１の工程の前に、搭載される半導体素子
用のヒートシンクを前記クラッド材に形成する工程を含
むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の半導
体パッケージ用アイレットの製造方法。9. The method according to claim 1, further comprising, before the first step of forming the frustum-shaped opening in the clad material, a step of forming a heat sink for a semiconductor element to be mounted on the clad material. The method for manufacturing an eyelet for a semiconductor package according to claim 7 or 8, wherein
記載の半導体パッケージ用アイレットの製造方法により
製造された半導体パッケージ用アイレット。10. An eyelet for a semiconductor package manufactured by the method for manufacturing an eyelet for a semiconductor package according to any one of claims 7 to 9.
用アイレットに備えられた前記リード用貫通孔に絶縁体
を介してリードが取り付けられたことを特徴とする半導
体パッケージ用ステム。11. A stem for a semiconductor package, wherein a lead is attached to the through hole for a lead provided in the eyelet for a semiconductor package according to claim 10 via an insulator.
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|---|---|---|---|
| JP31549399A JP2001135745A (en) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | Method for manufacturing stem for semiconductor package, eyelet for semiconductor package and eyelet for semiconductor package |
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