JP2002252294A - ろう及びそれを用いた半導体パッケージ - Google Patents

ろう及びそれを用いた半導体パッケージ

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JP2002252294A
JP2002252294A JP2001046852A JP2001046852A JP2002252294A JP 2002252294 A JP2002252294 A JP 2002252294A JP 2001046852 A JP2001046852 A JP 2001046852A JP 2001046852 A JP2001046852 A JP 2001046852A JP 2002252294 A JP2002252294 A JP 2002252294A
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Japan
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brazing
solder
shaped
wire
semiconductor package
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JP2001046852A
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English (en)
Inventor
Keiji Narushige
恵二 成重
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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】 加工が容易で、ろう量を自由に調整できる形
状を持つろう及びそれを用いた半導体パッケージを提供
する。 【解決手段】 少なくとも接合部を金属体で形成する複
数の部品間を接合するのに用いられるろうであって、ろ
うは線材11からなるろうをコイル状とし、しかもコイ
ル状としたろうを必要巻き数で切断した螺旋リング状ろ
う13からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体パッケージ
を製造するためのろうに係り、より詳細にはろう量を自
由に選択できるろう及びそれを用いた半導体パッケージ
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体素子や半導体電子部品搭載用の半
導体パッケージは、金属導体パターンを形成した複数の
絶縁体基板の間や、複数の金属部品の間や、絶縁体基板
に形成された金属導体パターンと金属部品との間に、ろ
うを挟み込み加熱することでろう付け接合している。
【0003】図5に示すように、例えば、光通信用の半
導体パッケージ50においては、金属部品の一例であっ
て、KV(Fe−Ni−Co系合金、商品名「Kova
l」)や42アロイ(Ni−Fe合金)等からなる枠体
51と、放熱性の優れた金属部品の一例であって、Cu
−W(ポーラス状のタングステンに銅を含浸させたも
の)等からなる放熱用金属板52とがAg−Cuろう等
の高温ろう材を使用してろう付け接合されている。ま
た、枠体51の壁面に形成された窓枠状孔53には、フ
ィードスルーを形成するセラミックの絶縁体基板54
が、その外周面にタングステンにニッケルめっきを施し
て形成された金属導体パターンを介して、Ag−Cuろ
う等の高温ろう材によってろう付け接合されている。更
にこの絶縁体基板54の枠体51内部への突出部には半
導体素子とワイヤボンドで接続するため金属導体パター
ンが形成され、枠体51外側への突出部に形成された金
属導体パターンには外部と電気的接続を行うためのKV
や42アロイ等からなる外部接続端子55がAg−Cu
ろう等の高温ろう材を用いてろう付け接合されている。
【0004】そして、この枠体51内の中央部分の放熱
用金属板52の上に、レーザーダイオード、発光ダイオ
ード等の光通信用の半導体素子を載置して、半導体素子
からのレーザー光を光ファイバー(図示せず)へ送り出
したり、光ファイバーからのレーザー光を半導体素子に
取り入れたりする。このため枠体51の側面に円形の貫
通孔を形成し、KVや42アロイ等からなる筒体56を
この貫通孔に軸心を合わせてAu−Snろう、Au−G
eろう等の低温ろう材を用いて枠体51にろう付け接合
している。なお、筒体56の筒中又は筒先には枠体51
の内部を気密に保持すると共に光ファイバーの先端と対
向させるために透光性部材57が設けられている。
【0005】枠体51と筒体56の接合に用いられるろ
うは、接合部分が円形のリング状になっているので、通
常、図6(A)、(B)に示すように、厚み0.05〜
0.1mm程度のAu−Snろう、Au−Geろう等か
らなる板材を金型等で打ち抜いて円形のリング枠状に形
成したリング枠状ろう58を、接合のために必要なろう
量に合わせて、複数枚重ね合わせて接合に用いている。
また、枠体51と放熱用金属板52との接合において
も、Ag−Cuろう等からなる板材を金型等で打ち抜い
て矩形のリング枠状ろうを形成して行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来のろう及びそれを用いた半導体パッケージ
は、次のような問題がある。 (1)リング枠状ろうを形成する板材の厚みが限られて
いる(Au−Snの場合の板厚は0.1mm程度が限
界)ので、ろう量を多く必要とするろう付け接合の場合
には、複数枚のリング枠状ろうを重ね合わさなければな
らない。 (2)板材からリング枠状ろうを形成するには、金型が
必要となり、金型が高価であり、また、リング枠状ろう
の内径部分は不要となるので、再利用するとしてもコス
ト高となる。 (3)筒体の端面部を相手部材に当接して接合する場合
には板材から形成したリング枠状ろうを使用するのは可
能であるが、筒体等の内側に他の部品を差し込んで筒体
等の内周面と他の部品の外周面とをろう付け接合する場
合には、板材からなるリング枠状ろうの形状を変形させ
て用いなければならない場合がある。 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、
加工が容易で、ろう量を自由に調整できる形状を持つろ
う及びそのろうを用いた半導体パッケージを提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るろうは、少なくとも接合部を金属体で形成する複数
の部品間を接合するのに用いられるろうであって、ろう
は線材からなるろうをコイル状とし、しかもコイル状と
したろうを必要巻き数で切断した螺旋リング状ろうから
なる。線材の断面積によってろう量が選択でき、またコ
イルを必要巻き数で切断することでろう量が調節でき
る。更に、線材を使用するので、板材から打ち抜くよう
なろうの無駄部分の発生がなく、線材を所定形状の棒に
巻きつけ形成したコイル状のろうを所望部分で切断して
螺旋リング状ろうとするだけであり、高価な金型の必要
もないので、安価なリング状ろうを得ることができる。
ここで、ろうの線材は丸棒形状又は板形状とするのがよ
い。これにより、丸棒形状の線材から形成されるコイル
状のろうを所望部分で切断して個片体とした螺旋リング
状ろうの場合は、接合部間がリング形状で平面的に当接
し、ろうを挟み込んで接合するのに適しており、板形状
の線材から形成されるコイル状のろうを所望部分で切断
して個片体とした螺旋リング状ろうの場合は、一方の部
品の外周部に平面的に密着して巻きつけることができる
ので、他方の部品、例えば筒体からなる部品の筒中に一
方の部品を接合するのに適している。
【0008】前記目的に沿う本発明に係る半導体パッケ
ージは、複数の部品からなり、少なくとも接合部を金属
体で形成する部品間をろうを用いて接合する半導体パッ
ケージにおいて、ろうは線材をコイル状に形成し、必要
巻き数で切断した螺旋リング状ろうからなり、螺旋リン
グ状ろうを部品の接合部間に装着し、加熱してろう付け
接合されているろう付け部を有する。線材の断面積でろ
う量が選択でき、コイルの必要巻き数で切断することで
ろう量の調節ができるので、接合強度のある半導体パッ
ケージを容易に得ることができる。また、線材をコイル
状とし、所望する巻き数で切断して個片体の螺旋リング
状ろうを形成するだけであるので、板材から打ち抜くよ
うなろうの無駄部分の発生がない。更に、線材を断面が
所定形状、例えば円形や矩形の棒に巻きつけ、所望部分
で切断するだけですむので、高価な金型を用意する必要
がなく、安価な半導体パッケージが得られる。
【0009】
【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いて説明し、本
発明の理解に供する。ここに、図1(A)、(B)はそ
れぞれ本発明の一実施の形態に係るろうの説明図、図2
(A)、(B)はそれぞれ同ろうの変形例の説明図、図
3(A)、(B)はそれぞれ同ろうを用いた半導体パッ
ケージの平面図、断面図、図4(A)、(B)はそれぞ
れ同半導体パッケージのろう付け部の説明図である。
【0010】図1(A)、(B)に示すように、本発明
の一実施の形態に係るろうは、接合部を金属体で形成す
る複数の部品間を接合するのに用いられるろうであり、
線材11を所定形状、例えば断面が円形の棒に巻きつけ
てコイル状ろう12を形成し、ろう付け接合するのに必
要とするろう量を確保するために、線材11の断面積か
ら必要巻き数を算出し、コイル状ろう12を必要巻き数
で切断して形成される個片体の螺旋リング状ろう13か
らなっている。この螺旋リング状ろう13は、平面視し
て実質的に円形であるが、部品の接合部の形状に合わせ
て、例えば断面が矩形の棒に巻きつけてコイル状とし、
平面視して実質的に矩形の螺旋リング状ろう14とする
こともできる。なお、ろうには、Ag−Cuろう等の高
温ろう材や、Au−Snろう、Au−Geろう等の低温
ろう材等のいずれの材質も適用できる。
【0011】ろうの線材は、丸棒形状又は板形状からな
るのが好ましい。丸棒形状の線材11は、螺旋リング状
ろう13をろう付けする接合部がリング形状となり、当
接する接合部が平面的になっている場合に接合するのに
適している。また、図2(A)、(B)に示すように、
板形状の線材11aを用いて形成したコイル状ろう12
aを必要巻き数で切断して形成した螺旋リング状ろう1
3aは、一方の部品の外周に巻きつけて、他方の部品、
例えば筒体の中に一方の部品を当接させ、接合するのに
適している。この場合も平面視して実質的に円形の螺旋
リング状ろう13aに限らず部品間の接合部の形状に合
わせた形状、例えば矩形の螺旋リング状ろう14aが用
いられる。
【0012】半導体パッケージは、本体がセラミック製
や金属製のもの、外部接続端子の接続形状がデュアルイ
ンライン(Dual in Line)型やバタフライ
(Butterfly)型のパッケージ等がある。図3
(A)、(B)に示すように、本発明の一実施の形態に
係る半導体パッケージ20は金属製でバタフライ型であ
り、光通信用の半導体素子を収容するためのものであ
る。半導体パッケージ20は、放熱性に優れたCu−W
(銅タングステン)等からなる底板21と、底部が底板
21に接合され側面部がセラミックと熱膨張係数が近似
するKVや42アロイ等からなる金属部品の一例である
枠体22とを有している。更に、枠体22の相対向する
側面部に穿設された窓枠状孔23に接合され、アルミナ
等のセラミック材からなり、タングステンやモリブデン
等の高融点金属で導体パターンからなる金属体24を枠
体22の内側と外側で連通するように形成した絶縁体部
品の一例であるフィードスルー基板25と、このフィー
ドスルー基板25の枠体22の外側部分の金属体24に
接合され、KVや42アロイ等のリードフレームからな
り金属部品の一例である外部接続端子26と、枠体22
の窓枠状孔23の形成されていない側面部に穿設された
貫通孔27の周辺に接合され、光信号を通すための空洞
を有する筒状に形成されたKVや42アロイ等からな
り、筒を塞いで接合されて枠体22内を気密に保持させ
ると同時に光ファイバー28の先端と対向させるための
透光性部材29を備えた金属部品の一例である金属製固
定部材30を有している。
【0013】そして、半導体パッケージ20は、例えば
前記螺旋リング状ろう13、14、13a、14aから
なるろうを、パッケージを構成する各部品の接合部間に
装着し、加熱してろう付け接合するろう付け部を有して
いる。
【0014】ここで、図4を参照して、半導体パッケー
ジ20のろう付け部の一例を詳細に説明する。半導体パ
ッケージ20を構成する枠体22に、貫通孔27に軸心
を合わせて金属製固定部材30を接合するには、Au−
SnろうやAu−Geろう等の低温ろう材の丸棒形状の
線材11を断面が円形の棒に巻きつけてコイル状ろう1
2を形成し、所望するろう量に合わせて必要巻き数で切
断してなる螺旋リング状ろう13を枠体22と金属固定
部材30との間に挟んで金属製固定部材30側から押え
治具31で押えながら加熱する(図4(A))。加熱し
て溶融したろうは、枠体22の貫通孔27の壁面及び枠
体22の貫通孔27の周縁部の金属製固定部材30との
接合面でろう付け接合される(図4(B))。
【0015】また、例えば、半導体パッケージ20の底
部を構成するCu−W等からなる底板21と、枠体22
との接合においては、Ag−Cuろう等の高温ろう材の
線材11、11aを矩形の棒に巻きつけて形成したコイ
ル状ろうを所望する必要巻き数で切断してなる螺旋リン
グ状ろう14、14aを底板21と枠体22の間に挟ん
で加熱することで、ろう付け接合することもできる。
【0016】なお、Ag−Cuろう等の高温ろう材で接
合する場合には、部品の接合部の金属体表面はNiめっ
きを施しておくことが好ましい。また、Au−Snろ
う、Au−Geろう等のAu合金系の低温ろう材を用い
て接合する場合には、通常、部品の接合部の金属体表面
はNiめっき及びAuめっきを施しておくことが好まし
い。
【0017】
【発明の効果】請求項1及び2記載のろうは、線材から
なるろうをコイル状とし、しかもコイル状としたろうを
必要巻き数で切断した螺旋リング状ろうからなるので、
線材の断面積によってろう量が選択でき、またコイルの
巻き数を必要巻き数で切断してろう量が調節できる。更
に、線材を用いることで、板材から打ち抜くようなろう
の無駄部分の発生がなく、線材を所定形状の棒に巻きつ
け形成したコイル状ろうを所望部分で切断して螺旋リン
グ状ろうとするだけであり、高価な金型を使用する必要
もないので、安価なろうを得ることができる。特に請求
項2記載のろうは、丸棒形状又は板形状の線材から形成
されているので、丸棒形状の線材を使用した場合には、
接合部間が平面的に当接し、ろう材を挟み込んで接合す
るのに適しており、板形状の線材を使用した場合には、
一方の部品の外周部に平面的に密着して巻きつけること
ができ、他方の部品、例えば筒体からなる部品の筒中に
一方の部品を接合するのに適している。
【0018】請求項3記載の半導体パッケージは、ろう
の線材をコイル状に形成し、必要巻き数で切断した螺旋
リング状ろうを部品の接合部間に当接し、加熱してろう
付け接合されているろう付け部を有するので、線材の断
面積によってろう量が選択でき、コイル状としたろうを
必要巻き数で切断することでろう量が調節でき、接合強
度の強い半導体パッケージを容易に得ることができる。
また、線材をコイル状とし、所望する巻き数で切断して
個片体の螺旋リング状ろうとするだけであり、板材から
打ち抜くようなろう材の無駄部分の発生がなく、高価な
金型を使用する必要もなく、安価な半導体パッケージが
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)はそれぞれ本発明の一実施の形
態に係るろうの説明図である。
【図2】(A)、(B)はそれぞれ同ろうの変形例の説
明図である。
【図3】(A)、(B)はそれぞれ同ろうを用いた半導
体パッケージの平面図、断面図である。
【図4】(A)、(B)はそれぞれ同半導体パッケージ
のろう付け部の説明図である。
【図5】従来の半導体パッケージの斜視図である。
【図6】(A)、(B)はそれぞれ従来のろうの説明図
である。
【符号の説明】
11、11a:線材、12、12a:コイル状ろう、1
3、13a、14、14a:螺旋リング状ろう、20:
半導体パッケージ、21:底板、22:枠体、23:窓
枠状孔、24:金属体、25:フィードスルー基板、2
6:外部接続端子、27:貫通孔、28:光ファイバ
ー、29:透光性部材、30:金属製固定部材、31:
押え治具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/02 H01L 23/02 F H05K 3/34 505 H05K 3/34 505A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも接合部を金属体で形成する複
    数の部品間を接合するのに用いられるろうであって、前
    記ろうは線材からなるろうをコイル状とし、しかも該コ
    イル状としたろうを必要巻き数で切断した螺旋リング状
    ろうからなることを特徴とするろう。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のろうにおいて、前記ろう
    の線材は丸棒形状又は板形状であることを特徴とするろ
    う。
  3. 【請求項3】 複数の部品からなり、少なくとも接合部
    を金属体で形成する部品間をろうを用いて接合する半導
    体パッケージにおいて、前記ろうは線材をコイル状に形
    成し、必要巻き数で切断した螺旋リング状ろうからな
    り、該螺旋リング状ろうを前記部品の接合部間に装着
    し、加熱してろう付け接合されているろう付け部を有す
    ることを特徴とする半導体パッケージ。
JP2001046852A 2001-02-22 2001-02-22 ろう及びそれを用いた半導体パッケージ Pending JP2002252294A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6906363B2 (en) 2001-05-25 2005-06-14 Nec Electronics Corporation Semiconductor device and method of fabricating same
WO2013094249A1 (ja) * 2011-12-22 2013-06-27 株式会社住軽伸銅 熱交換器の製造方法及びそれによって得られた熱交換器
RU2487788C2 (ru) * 2011-07-07 2013-07-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" Конструкция проволочного припоя и способ ее изготовления, герметичный соединитель и способ его изготовления
CN104551432A (zh) * 2014-12-16 2015-04-29 芜湖美威包装品有限公司 焊料环

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