JP2003174109A - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体素子が作動時に発する熱を外部に効率よ
く放散することができず、半導体素子に熱破壊が発生す
る。 【解決手段】基体１と、配線層６を有する枠状絶縁体２
と、蓋体３とから成る半導体素子収納用パッケージであ
って、前記枠状絶縁体２は４０〜４６重量％の酸化珪素
と、２５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３
重量％の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛
と、８〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガラスで
形成されており、かつ前記基体１は５５乃至９０重量％
の炭化珪素と、１０乃至４５重量％の銅とから成る。
く放散することができず、半導体素子に熱破壊が発生す
る。 【解決手段】基体１と、配線層６を有する枠状絶縁体２
と、蓋体３とから成る半導体素子収納用パッケージであ
って、前記枠状絶縁体２は４０〜４６重量％の酸化珪素
と、２５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３
重量％の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛
と、８〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガラスで
形成されており、かつ前記基体１は５５乃至９０重量％
の炭化珪素と、１０乃至４５重量％の銅とから成る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＬＳＩ（大規模集積
回路素子）や光半導体素子等の半導体素子を収容するた
めの半導体素子収納用パッケージに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、半導体素子を収容するための半導
体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子が載置さ
れる載置部を有する銅−タングステン合金や銅−モリブ
デン合金等の金属材料からなる基体と、該基体の上面に
前記載置部を囲繞するようにして取着された酸化アルミ
ニウム質焼結体等の電気絶縁材料からなる枠状絶縁体
と、該枠状絶縁体の内周部から外周部にかけて被着導出
されているタングステン、モリブデン、マンガン等の高
融点金属からなる複数個の配線層と、前記枠状絶縁体の
上面に取着され、絶縁体の内側の穴を塞ぐ蓋体とから構
成されており、基体の半導体素子載置部に半導体素子を
接着剤を介して接着固定するとともに該半導体素子の各
電極をボンディングワイヤを介して枠状絶縁体に形成し
た配線層に電気的に接続し、しかる後、枠状絶縁体に蓋
体を該枠状絶縁体の内側の穴を塞ぐようにしてガラス、
樹脂、ロウ材等から成る封止材を介して接合させ、基体
と枠状絶縁体と蓋体とからなる容器内部に半導体素子を
気密に収容することによって製品としての半導体装置と
なる。 【０００３】なお上述の半導体素子収納用パッケージに
おいては、半導体素子が載置される基体が銅−タングス
テン合金や銅−モリブデン合金等の金属材料で形成され
ており、該銅−タングステン合金や銅−モリブデン合金
等は熱伝導率が約１８０Ｗ／ｍ・Ｋと高く熱伝導性に優
れていることから基体は半導体素子の作動時に発する熱
を良好に吸収するとともに大気中に良好に放散させるこ
とができ、これによって半導体素子を常に適温とし半導
体素子に熱破壊が発生したり、特性に熱劣化が発生した
りするのを有効に防止している。 【０００４】また上述の半導体素子収納用パッケージの
基体として使用されている銅−タングステン合金や銅−
モリブデン合金はタングステン粉末やモリブデン粉末を
焼成して焼結多孔体を得、次に前記焼結多孔体の空孔内
に溶融させることによって製作されており、例えば、タ
ングステンから成る焼結多孔体に銅を含浸させる場合は
焼結多孔体が７５乃至９０重量％、銅が１０乃至２５重
量％の範囲に、モリブデンから成る焼結多孔体に銅を含
浸させる場合は焼結多孔体が８０乃至９０重量％、銅が
１０乃至２０重量％の範囲となっている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の半導体素子収納用パッケージにおいては、枠状絶縁
体を形成する酸化アルミニウム質焼結体の比誘電率が９
〜１０（室温、１ＭＨｚ）と高いことから枠状絶縁体に
設けた配線層を伝わる電気信号の伝搬速度が遅く、その
ため信号の高速伝搬を要求する半導体素子は収容が不可
となる欠点を有していた。 【０００６】またこの従来の半導体素子収納用パッケー
ジにおいては、枠状絶縁体に形成されている配線層はタ
ングステンやモリブデン、マンガン等の高融点金属材料
により形成されており、該タングステン等はその比電気
抵抗が５．４μΩ・ｃｍ（２０℃）以上と高いことから
配線層に電気信号を伝搬させた場合、電気信号に大きな
減衰が生じ、電気信号を正確、かつ確実に伝搬させるこ
とができないという欠点も有していた。 【０００７】更にこの従来の半導体素子収納用パッケー
ジにおいては、銅−タングステン合金あるいは銅−モリ
ブデン合金から成る基体の熱伝導率は最大でも約１８０
Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、近時の高密度化、高集積化が大
きく進み、作動時に多量の熱を発する半導体素子を収容
した場合、半導体素子が作動時に発する熱は基体を介し
て外部に完全に放散させることができなくなり、その結
果、半導体素子が該素子自身の発する熱によって高温と
なり、半導体素子に熱破壊を招来させたり、特性にばら
つきを生じ安定に作動させることができないという欠点
も有していた。 【０００８】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は内部に高速駆動を行う半導体素子を収容
することができ、かつ収容する半導体素子を長期間にわ
たり正常、かつ安定に作動させることができる半導体素
子収納用パッケージを提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、上面に半導体
素子が載置される載置部を有する基体と、前記基体上に
半導体素子載置部を囲繞するようにして取着され、半導
体素子の各電極が接続される配線層を有する枠状絶縁体
と、前記枠状絶縁体上に取着され、枠状絶縁体の内側を
気密に封止する蓋体とから成る半導体素子収納用パッケ
ージであって、前記枠状絶縁体は４０〜４６重量％の酸
化珪素と、２５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８
〜１３重量％の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸
化亜鉛と、８〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガ
ラスで形成されており、かつ前記基体は５５乃至９０重
量％の炭化珪素と、１０乃至４５重量％の銅とから成る
ことを特徴とするものである。 【００１０】本発明の半導体素子収納用パッケージによ
れば、枠状絶縁体を４０〜４６重量％の酸化珪素と、２
５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３重量％
の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛と、８
〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガラスで形成
し、かかる結晶性ガラスの比誘電率が約５（室温、１Ｍ
Ｈｚ）と低いことから枠状絶縁体に設けた配線層を伝わ
る電気信号の伝搬速度を速いものとして信号の高速伝搬
を要求する半導体素子の収容が可能となる。 【００１１】また本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、枠状絶縁体を構成する結晶性ガラスの焼成温
度が８５０℃〜１０５０℃と低いことから枠状絶縁体と
同時焼成により形成される配線層を比電気抵抗が２．５
μΩ・ｃｍ（２０℃）以下と低い銅や銀、金で形成する
ことができ、その結果、配線層に電気信号を伝搬させた
場合、電気信号に大きな減衰が生じることはなく、電気
信号を正確、かつ確実に伝搬させることが可能となる。 【００１２】更に本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、基体を５５乃至９０重量％の炭化珪素と、１
０乃至４５重量％の銅とで形成し、熱伝導率を２４０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高いものとなしたことから、基体上に載
置される半導体素子が作動時に多量の熱を発したとして
もその熱は基体の半導体素子載置部平面方向に素早く広
がらせるとともに基体の厚さ方向を良好に伝搬させて外
部に効率よく確実に放散させることができ、これによっ
て半導体素子は常に適温となり、半導体素子を長期間に
わたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【００１３】また更に本発明の半導体素子収納用パッケ
ージによれば、基体を５５乃至９０重量％の炭化珪素
と、１０乃至４５重量％の銅とで形成し、その線熱膨張
係数を枠状絶縁体の線熱膨張係数（５ｐｐｍ／℃乃至１
０ｐｐｍ／℃：室温〜８００℃）に近似するものとなし
たことから、基体上に枠状絶縁体を取着させる際や半導
体素子が作動した際等において基体と枠状絶縁体の両者
に熱が作用したとしても基体と枠状絶縁体との間には両
者の線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生
することはなく、これによって半導体素子を収納する空
所の気密封止が常に完全となり、半導体素子を安定かつ
正常に作動させることが可能となる。 【００１４】 【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に示す実
施例に基づき詳細に説明する。図１は本発明の半導体素
子収納用パッケージの一実施例を示す断面図であり、図
１において、１は基体、２は枠状絶縁体、３は蓋体であ
る。この基体１と枠状絶縁体２と蓋体３とにより内部に
半導体素子４を気密に収容する容器５が構成される。 【００１５】前記基体１はその上面に半導体素子４が載
置される載置部１ａを有するとともに上面外周部に該基
体１の上面に設けた半導体素子４が載置される載置部１
ａを囲繞するようにして枠状絶縁体２がロウ材やガラ
ス、樹脂等の接着剤を介して取着されている。 【００１６】前記基体１は半導体素子４を支持する支持
部材として作用するとともに半導体素子４が作動時に発
する熱を良好に吸収するとともに大気中に効率よく放散
させ、半導体素子４を常に適温とする作用をなし、枠状
絶縁体２に囲まれた基体１の載置部１ａ上に半導体素子
４がガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して固定され
る。 【００１７】なお前記基体１は炭化珪素と銅とから成
り、例えば溶融させた銅に平均粒径５μｍ程度の炭化珪
素粉末を分散混入させることによって、或いは炭化珪素
粉末を焼成して多孔体の焼結体を得、しかる後、焼結体
の空孔内に溶融させた銅を充填させることによって製作
されている。 【００１８】また前記基体１の上面外周部には該基体１
の上面に設けた半導体素子４が載置される載置部１ａを
囲繞するようにして枠状絶縁体２がロウ材やガラス、樹
脂等の接着剤を介して取着されており、基体１と枠状絶
縁体２とで半導体素子４を収容するための空所が内部に
形成される。 【００１９】前記基体１に取着される枠状絶縁体２は結
晶性ガラスから成り、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸
化マグネシウム等の原料粉末にアクリル樹脂を主成分と
するバインダー及び分散剤、可塑剤、有機溶媒を加えて
泥漿物を作るとともに該泥漿物をドクターブレード法や
カレンダーロール法を採用することによってグリーンシ
ート（生シート）となし、しかる後、前記グリーンシー
トに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積
層し、約８５０℃〜１０５０℃の温度で焼成することに
よって製作される。 【００２０】また前記枠状絶縁体２はその内周部から上
部にかけて導出する複数の配線層６が被着形成されてお
り、枠状絶縁体２の内周部に露出する配線層６の一端に
は半導体素子４の各電極がボンディングワイヤ７を介し
て電気的に接続され、また枠状絶縁体２の上面に導出さ
れた部位には外部電気回路と接続される外部リードピン
８が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されてい
る。 【００２１】前記配線層６は半導体素子４の各電極を外
部電気回路に接続する際の導電路として作用し、銅、
銀、金等の金属粉末により形成されている。 【００２２】前記配線層６は銅、銀、金等の金属粉末に
適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合して得られた
金属ペーストを枠状絶縁体２となるグリーンシートに予
め従来周知のスクリーン印刷法等の印刷法を用いること
により所定パターンに印刷塗布しておくことによって枠
状絶縁体２の内周部から上面にかけて被着形成される。 【００２３】なお、前記配線層６は銅や銀からなる場
合、その露出表面に耐蝕性に優れる金属をメッキ法によ
り１μｍ〜２０μｍの厚みに被着させておくと、配線層
６の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともに配
線層６とボンディングワイヤ７との接続及び配線層６へ
の外部リードピン８の取着を強固となすことができる。
従って、前記配線層６は銅や銀からなる場合、配線層６
の酸化腐蝕を防止し、配線層６とボンディングワイヤ７
及び外部リードピン８との取着を強固とするには配線層
６の露出表面に金等の耐蝕性に優れる金属を１μｍ〜２
０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。 【００２４】また前記枠状絶縁体２に被着した配線層６
にロウ付けされる外部リードピン８は鉄−ニッケル−コ
バルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成り、
半導体素子４の各電極を外部電気回路に電気的に接続す
る作用をなす。 【００２５】前記外部リードピン８は、例えば、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の金属から成るインゴット
（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金
属加工法を施すことによって所定形状に形成される。 【００２６】本発明においては、枠状絶縁体２を４０〜
４６重量％の酸化珪素と、２５〜３０重量％の酸化アル
ミニウムと、８〜１３重量％の酸化マグネシウムと、６
〜９重量％の酸化亜鉛と、８〜１１重量％の酸化硼素か
ら成る結晶性ガラス（線熱膨張係数：５ｐｐｍ／℃〜１
０ｐｐｍ／℃）で形成しておくことが重要である。 【００２７】前記結晶性ガラスは焼成時にガーナイト
（ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）、コージェライト（２ＭｇＯ・２
Ａｌ2Ｏ3）、スピネル型結晶相（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3、Ｚ
ｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）等の結晶相を生成し、これらの結晶相
の生成によって枠状絶縁体２の強度が向上する。 【００２８】また前記枠状絶縁体２を４０〜４６重量％
の酸化珪素と、２５〜３０重量％の酸化アルミニウム
と、８〜１３重量％の酸化マグネシウムと、６〜９重量
％の酸化亜鉛と、８〜１１重量％の酸化硼素から成る結
晶性ガラスで形成すると、枠状絶縁体２の比誘電率が約
５（室温、１ＭＨｚ）と低い値になり、その結果、枠状
絶縁体２に設けた配線層６を伝わる電気信号の伝搬速度
を速いものとして信号の高速伝搬を要求する半導体素子
の収容が可能となる。 【００２９】更に上述の結晶性ガラスはその焼成温度が
８５０〜１０５０℃と低いことから枠状絶縁体２と同時
焼成により形成される配線層６を比抵抗が２．５Ω・ｃ
ｍ（２０℃）以下と低い銅や銀、金で形成することがで
き、その結果、配線層６に電気信号を伝搬させた場合、
電気信号に大きな減衰が生じることはなく、電気信号を
正確かつ確実に伝搬させることが可能となる。 【００３０】前記４０〜４６重量％の酸化珪素と、２５
〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３重量％の
酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛と、８〜
１１重量％の酸化硼素の結晶性ガラスから成る枠状絶縁
体２は所定量に秤量された酸化珪素、酸化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化硼素の各原料粉
末にアクリル樹脂を主成分とするバインダー及び分散
剤、可塑剤、有機溶媒を加えて泥漿物を作るとともに該
泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法を採
用することによってグリーンシート（生シート）とな
し、しかる後、前記グリーンシートに適当な打ち抜き加
工を施すとともにこれを複数枚積層し、約８５０℃〜１
０５０℃の温度で焼成することによって製作される。 【００３１】なお、前記結晶性ガラスは、酸化珪素の量
が４０重量％未満、或いは４６重量％を超えると結晶性
ガラスの焼成温度が高いものとなって銅等の金属材料か
らなる配線層６と同時焼成するのが困難となる。従っ
て、酸化珪素の量は４０〜４７重量％の範囲に特定され
る。 【００３２】また酸化アルミニウムの量が２５重量％未
満、或いは３０重量％を超えると結晶性ガラスの焼成温
度が高いものとなって銅等の金属材料からなる配線層６
と同時焼成するのが困難となる。従って、酸化アルミニ
ウムの量は２５〜３０重量％の範囲に特定される。 【００３３】また酸化マグネシウムの量が８重量％未満
となると焼成によって結晶性ガラスからなる枠状絶縁体
２を製作する際、生成するコージェライト（２ＭｇＯ・
２Ａｌ2Ｏ3）の量が少なくなって枠状絶縁体２の強度を
大きく向上させることができず、また１３重量％を超え
ると結晶性ガラスの焼成温度が高いものとなって銅等の
金属材料からなる配線層６と同時焼成するのが困難とな
る。従って、酸化マグネシウムの量は８〜１３重量％の
範囲に特定される。 【００３４】また酸化亜鉛の量が６重量％未満となると
焼成によって結晶性ガラスからなる枠状絶縁体２を製作
する際、生成するガーナイト（ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）の量
が少なくなって枠状絶縁体２の強度を大きく向上させる
ことができず、また９重量％を超えると結晶性ガラスの
焼成温度が高いものとなって銅等の金属材料からなる配
線層６と同時焼成するのが困難となる。従って、酸化マ
グネシウムの量は６〜９重量％の範囲に特定される。 【００３５】また酸化硼素の量が８重量％未満となると
焼成によって結晶性ガラスからなる枠状絶縁体２を製作
する際、生成するガーナイト（ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）、コ
ージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3）、スピネル型結
晶相（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）等の結晶
相が過剰に生成され、枠状絶縁体２が多孔質のものとな
ってパッケージの気密信頼性が大きく低下してしまい、
また１１重量％を超えると耐薬品性が低下し，半導体素
子収納用パッケージとしての信頼性が低下してしまう。
従って、酸化硼素の量は８〜１１重量％の範囲に特定さ
れる。 【００３６】更に前記結晶性ガラスはその内部に無機物
フィラー、具体的にはアルミナ、シリカ、窒化珪素、窒
化アルミニウム等の粉末を外添加で１０〜１００重量部
添加含有させておくと機械的強度が大幅に向上し、外力
印加によって破損等を招来するのが有効に防止される。
従って、枠状絶縁体２の機械的強度を向上させ、外力印
加によって破損等を招来しないようにするには前記結晶
性ガラスに無機物フィラーを外添加で１０〜１００重量
部添加含有させて枠状絶縁体２を形成することが好まし
い。 【００３７】前記無機物フィラーはその粒径を０．５μ
ｍ〜５μｍの範囲としておくとガラスセラミック焼結体
中に均一に分散させて枠状絶縁体２の機械的強度を均一
に向上させることができる。従って、前記無機物フィラ
ーはその粒径を０．５μｍ〜５μｍの範囲としておくこ
とが好ましい。 【００３８】また本発明においては、基体１を６５乃至
９５重量％の炭化珪素と、５乃至３５重量％の銅とで形
成しておくことが重要である。 【００３９】前記基体１を５５乃至９０重量％の炭化珪
素と、１０乃至４５重量％の銅とで形成しておくと基体
１の熱伝導率が２４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高いものとな
り、その結果、基体１上に載置される半導体素子４が作
動時に多量の熱を発したとしてもその熱は基体１の半導
体素子載置部１ａ平面方向に素早く広がらせるとともに
基体１の厚さ方向を良好に伝搬させて外部に効率よく確
実に放散させることができ、これによって半導体素子４
は常に適温となり、半導体素子４を長期間にわたり安定
かつ正常に作動させることが可能となる。 【００４０】また上述の５５乃至９０重量％の炭化珪素
と、１０乃至４５重量％の銅とからなる基体１はその線
熱膨張係数が枠状絶縁体２の線熱膨張係数（５ｐｐｍ／
℃乃至１０ｐｐｍ／℃：室温〜８００℃）に近似する５
ｐｐｍ／℃乃至１０ｐｐｍ／℃となり、その結果、基体
１上に枠状絶縁体２を取着させる際や半導体素子４が作
動した際において基体１と枠状絶縁体２の両者に熱が作
用したとしても基体１と枠状絶縁体２との間には両者の
線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生する
ことはなく、これによって半導体素子４を収納する空所
の気密封止が常に完全となり、半導体素子４を安定かつ
正常に作動させることが可能となる。 【００４１】なお前記基体１は炭化珪素の量が５５重量
％未満となると、言い換えれば銅の量が４５重量％を超
えると、基体１の線熱膨張係数が枠状絶縁体２の線熱膨
張係数に対して大きく相違することとなり、その結果、
基体１に枠状絶縁体２を強固に取着させておくことがで
きなくなってしまい、また炭化珪素の量が９０重量％を
超える、言い換えれば銅の量が１０重量％未満となると
基体１の熱伝導率が大きく劣化し、半導体素子４が作動
時に多量の熱を発した場合、その熱を基体１を介して外
部に完全に放散させることができなくなり、その結果、
半導体素子４を高温として、半導体素子４に熱破壊を招
来させたり、特性にばらつきが生じ安定に作動させるこ
とができなくなってしまう。従って、前記基体１は炭化
珪素の量が５５乃至９０重量％、銅の量が１０乃至４５
重量％の範囲に特定される。 【００４２】また前記５５乃至９０重量％の炭化珪素
と、１０乃至４５重量％の銅とから成る基体１は炭化珪
素の表面に酸化物膜、例えばＳｉＯ2等の膜を０．０５
μｍ乃至１μｍ程度の厚みに被着させておけば炭化珪素
と銅との密着強度が大きく向上して基体１としての信頼
性が大幅に向上する。従って前記基体１は表面に酸化物
膜を０．０５μｍ乃至１μｍの厚みに被着させた炭化珪
素と銅とで形成しておくことが好ましい。 【００４３】前記炭化珪素の表面に酸化物膜を被着させ
る方法としては、例えば、炭化珪素の粉末を大気中で約
１２００℃の温度で加熱することによって行われる。 【００４４】更に、前記基体１は溶融させた銅に炭化珪
素粉末を分散混入させて形成した場合、基体１のヤング
率が銅のヤング率に依存する１００ＧＰａ程度の軟質な
ものとなり、その結果、基体１上に半導体素子４を載置
させた後、基体１と半導体素子４に熱が作用して両者間
に熱応力が発生したとしても、その熱応力は基体１を若
干変形させることによって効率よく吸収され、半導体素
子４が基体１より剥離したり、半導体素子４に割れやク
ラックを発生したりすることがなく、半導体素子４を常
に正常かつ安定に作動させることができる。 【００４５】かくして上述の半導体素子収納用パッケー
ジによれば、基体１の半導体素子載置部１ａ上に半導体
素子４をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着
固定するとともに該半導体素子４の各電極をボンディン
グワイヤ７を介して所定の配線層６に接続させ、しかる
後、前記枠状絶縁体２の上面に蓋体３をガラス、樹脂、
ロウ材等から成る封止材を介して接合させ、基体１、枠
状絶縁体２及び蓋体３とから成る容器５内部に半導体素
子４を気密に収容することによって製品としての半導体
装置となる。 【００４６】なお本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能である。 【００４７】 【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージに
よれば、枠状絶縁体を４０〜４６重量％の酸化珪素と、
２５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３重量
％の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛と、
８〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガラスで形成
し、かかる結晶性ガラスの比誘電率が約５（室温、１Ｍ
Ｈｚ）と低いことから枠状絶縁体に設けた配線層を伝わ
る電気信号の伝搬速度を速いものとして信号の高速伝搬
を要求する半導体素子の収容が可能となる。 【００４８】また本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、枠状絶縁体を構成する結晶性ガラスの焼成温
度が８５０℃〜１０５０℃と低いことから枠状絶縁体と
同時焼成により形成される配線層を比電気抵抗が２．５
μΩ・ｃｍ（２０℃）以下と低い銅や銀、金で形成する
ことができ、その結果、配線層に電気信号を伝搬させた
場合、電気信号に大きな減衰が生じることはなく、電気
信号を正確、かつ確実に伝搬させることが可能となる。 【００４９】更に本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、基体を５５乃至９０重量％の炭化珪素と、１
０乃至４５重量％の銅とで形成し、熱伝導率を２４０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高いものとなしたことから、基体上に載
置される半導体素子が作動時に多量の熱を発したとして
もその熱は基体の半導体素子載置部平面方向に素早く広
がらせるとともに基体の厚さ方向を良好に伝搬させて外
部に効率よく確実に放散させることができ、これによっ
て半導体素子は常に適温となり、半導体素子を長期間に
わたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【００５０】また更に本発明の半導体素子収納用パッケ
ージによれば、基体５５乃至９０重量％の炭化珪素と、
１０乃至４５重量％の銅とで形成し、その線熱膨張係数
を枠状絶縁体の線熱膨張係数（５ｐｐｍ／℃乃至１０ｐ
ｐｍ／℃：室温〜８００℃）に近似するものとなしたこ
とから、基体上に枠状絶縁体を取着させる際や半導体素
子が作動した際等において基体と枠状絶縁体の両者に熱
が作用したとしても基体と枠状絶縁体との間には両者の
線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生する
ことはなく、これによって半導体素子を収納する空所の
気密封止が常に完全となり、半導体素子を安定かつ正常
に作動させることが可能となる。
回路素子）や光半導体素子等の半導体素子を収容するた
めの半導体素子収納用パッケージに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、半導体素子を収容するための半導
体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子が載置さ
れる載置部を有する銅−タングステン合金や銅−モリブ
デン合金等の金属材料からなる基体と、該基体の上面に
前記載置部を囲繞するようにして取着された酸化アルミ
ニウム質焼結体等の電気絶縁材料からなる枠状絶縁体
と、該枠状絶縁体の内周部から外周部にかけて被着導出
されているタングステン、モリブデン、マンガン等の高
融点金属からなる複数個の配線層と、前記枠状絶縁体の
上面に取着され、絶縁体の内側の穴を塞ぐ蓋体とから構
成されており、基体の半導体素子載置部に半導体素子を
接着剤を介して接着固定するとともに該半導体素子の各
電極をボンディングワイヤを介して枠状絶縁体に形成し
た配線層に電気的に接続し、しかる後、枠状絶縁体に蓋
体を該枠状絶縁体の内側の穴を塞ぐようにしてガラス、
樹脂、ロウ材等から成る封止材を介して接合させ、基体
と枠状絶縁体と蓋体とからなる容器内部に半導体素子を
気密に収容することによって製品としての半導体装置と
なる。 【０００３】なお上述の半導体素子収納用パッケージに
おいては、半導体素子が載置される基体が銅−タングス
テン合金や銅−モリブデン合金等の金属材料で形成され
ており、該銅−タングステン合金や銅−モリブデン合金
等は熱伝導率が約１８０Ｗ／ｍ・Ｋと高く熱伝導性に優
れていることから基体は半導体素子の作動時に発する熱
を良好に吸収するとともに大気中に良好に放散させるこ
とができ、これによって半導体素子を常に適温とし半導
体素子に熱破壊が発生したり、特性に熱劣化が発生した
りするのを有効に防止している。 【０００４】また上述の半導体素子収納用パッケージの
基体として使用されている銅−タングステン合金や銅−
モリブデン合金はタングステン粉末やモリブデン粉末を
焼成して焼結多孔体を得、次に前記焼結多孔体の空孔内
に溶融させることによって製作されており、例えば、タ
ングステンから成る焼結多孔体に銅を含浸させる場合は
焼結多孔体が７５乃至９０重量％、銅が１０乃至２５重
量％の範囲に、モリブデンから成る焼結多孔体に銅を含
浸させる場合は焼結多孔体が８０乃至９０重量％、銅が
１０乃至２０重量％の範囲となっている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の半導体素子収納用パッケージにおいては、枠状絶縁
体を形成する酸化アルミニウム質焼結体の比誘電率が９
〜１０（室温、１ＭＨｚ）と高いことから枠状絶縁体に
設けた配線層を伝わる電気信号の伝搬速度が遅く、その
ため信号の高速伝搬を要求する半導体素子は収容が不可
となる欠点を有していた。 【０００６】またこの従来の半導体素子収納用パッケー
ジにおいては、枠状絶縁体に形成されている配線層はタ
ングステンやモリブデン、マンガン等の高融点金属材料
により形成されており、該タングステン等はその比電気
抵抗が５．４μΩ・ｃｍ（２０℃）以上と高いことから
配線層に電気信号を伝搬させた場合、電気信号に大きな
減衰が生じ、電気信号を正確、かつ確実に伝搬させるこ
とができないという欠点も有していた。 【０００７】更にこの従来の半導体素子収納用パッケー
ジにおいては、銅−タングステン合金あるいは銅−モリ
ブデン合金から成る基体の熱伝導率は最大でも約１８０
Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、近時の高密度化、高集積化が大
きく進み、作動時に多量の熱を発する半導体素子を収容
した場合、半導体素子が作動時に発する熱は基体を介し
て外部に完全に放散させることができなくなり、その結
果、半導体素子が該素子自身の発する熱によって高温と
なり、半導体素子に熱破壊を招来させたり、特性にばら
つきを生じ安定に作動させることができないという欠点
も有していた。 【０００８】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は内部に高速駆動を行う半導体素子を収容
することができ、かつ収容する半導体素子を長期間にわ
たり正常、かつ安定に作動させることができる半導体素
子収納用パッケージを提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、上面に半導体
素子が載置される載置部を有する基体と、前記基体上に
半導体素子載置部を囲繞するようにして取着され、半導
体素子の各電極が接続される配線層を有する枠状絶縁体
と、前記枠状絶縁体上に取着され、枠状絶縁体の内側を
気密に封止する蓋体とから成る半導体素子収納用パッケ
ージであって、前記枠状絶縁体は４０〜４６重量％の酸
化珪素と、２５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８
〜１３重量％の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸
化亜鉛と、８〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガ
ラスで形成されており、かつ前記基体は５５乃至９０重
量％の炭化珪素と、１０乃至４５重量％の銅とから成る
ことを特徴とするものである。 【００１０】本発明の半導体素子収納用パッケージによ
れば、枠状絶縁体を４０〜４６重量％の酸化珪素と、２
５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３重量％
の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛と、８
〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガラスで形成
し、かかる結晶性ガラスの比誘電率が約５（室温、１Ｍ
Ｈｚ）と低いことから枠状絶縁体に設けた配線層を伝わ
る電気信号の伝搬速度を速いものとして信号の高速伝搬
を要求する半導体素子の収容が可能となる。 【００１１】また本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、枠状絶縁体を構成する結晶性ガラスの焼成温
度が８５０℃〜１０５０℃と低いことから枠状絶縁体と
同時焼成により形成される配線層を比電気抵抗が２．５
μΩ・ｃｍ（２０℃）以下と低い銅や銀、金で形成する
ことができ、その結果、配線層に電気信号を伝搬させた
場合、電気信号に大きな減衰が生じることはなく、電気
信号を正確、かつ確実に伝搬させることが可能となる。 【００１２】更に本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、基体を５５乃至９０重量％の炭化珪素と、１
０乃至４５重量％の銅とで形成し、熱伝導率を２４０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高いものとなしたことから、基体上に載
置される半導体素子が作動時に多量の熱を発したとして
もその熱は基体の半導体素子載置部平面方向に素早く広
がらせるとともに基体の厚さ方向を良好に伝搬させて外
部に効率よく確実に放散させることができ、これによっ
て半導体素子は常に適温となり、半導体素子を長期間に
わたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【００１３】また更に本発明の半導体素子収納用パッケ
ージによれば、基体を５５乃至９０重量％の炭化珪素
と、１０乃至４５重量％の銅とで形成し、その線熱膨張
係数を枠状絶縁体の線熱膨張係数（５ｐｐｍ／℃乃至１
０ｐｐｍ／℃：室温〜８００℃）に近似するものとなし
たことから、基体上に枠状絶縁体を取着させる際や半導
体素子が作動した際等において基体と枠状絶縁体の両者
に熱が作用したとしても基体と枠状絶縁体との間には両
者の線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生
することはなく、これによって半導体素子を収納する空
所の気密封止が常に完全となり、半導体素子を安定かつ
正常に作動させることが可能となる。 【００１４】 【発明の実施の形態】次に、本発明を添付図面に示す実
施例に基づき詳細に説明する。図１は本発明の半導体素
子収納用パッケージの一実施例を示す断面図であり、図
１において、１は基体、２は枠状絶縁体、３は蓋体であ
る。この基体１と枠状絶縁体２と蓋体３とにより内部に
半導体素子４を気密に収容する容器５が構成される。 【００１５】前記基体１はその上面に半導体素子４が載
置される載置部１ａを有するとともに上面外周部に該基
体１の上面に設けた半導体素子４が載置される載置部１
ａを囲繞するようにして枠状絶縁体２がロウ材やガラ
ス、樹脂等の接着剤を介して取着されている。 【００１６】前記基体１は半導体素子４を支持する支持
部材として作用するとともに半導体素子４が作動時に発
する熱を良好に吸収するとともに大気中に効率よく放散
させ、半導体素子４を常に適温とする作用をなし、枠状
絶縁体２に囲まれた基体１の載置部１ａ上に半導体素子
４がガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して固定され
る。 【００１７】なお前記基体１は炭化珪素と銅とから成
り、例えば溶融させた銅に平均粒径５μｍ程度の炭化珪
素粉末を分散混入させることによって、或いは炭化珪素
粉末を焼成して多孔体の焼結体を得、しかる後、焼結体
の空孔内に溶融させた銅を充填させることによって製作
されている。 【００１８】また前記基体１の上面外周部には該基体１
の上面に設けた半導体素子４が載置される載置部１ａを
囲繞するようにして枠状絶縁体２がロウ材やガラス、樹
脂等の接着剤を介して取着されており、基体１と枠状絶
縁体２とで半導体素子４を収容するための空所が内部に
形成される。 【００１９】前記基体１に取着される枠状絶縁体２は結
晶性ガラスから成り、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸
化マグネシウム等の原料粉末にアクリル樹脂を主成分と
するバインダー及び分散剤、可塑剤、有機溶媒を加えて
泥漿物を作るとともに該泥漿物をドクターブレード法や
カレンダーロール法を採用することによってグリーンシ
ート（生シート）となし、しかる後、前記グリーンシー
トに適当な打ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積
層し、約８５０℃〜１０５０℃の温度で焼成することに
よって製作される。 【００２０】また前記枠状絶縁体２はその内周部から上
部にかけて導出する複数の配線層６が被着形成されてお
り、枠状絶縁体２の内周部に露出する配線層６の一端に
は半導体素子４の各電極がボンディングワイヤ７を介し
て電気的に接続され、また枠状絶縁体２の上面に導出さ
れた部位には外部電気回路と接続される外部リードピン
８が銀ロウ等のロウ材を介してロウ付け取着されてい
る。 【００２１】前記配線層６は半導体素子４の各電極を外
部電気回路に接続する際の導電路として作用し、銅、
銀、金等の金属粉末により形成されている。 【００２２】前記配線層６は銅、銀、金等の金属粉末に
適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合して得られた
金属ペーストを枠状絶縁体２となるグリーンシートに予
め従来周知のスクリーン印刷法等の印刷法を用いること
により所定パターンに印刷塗布しておくことによって枠
状絶縁体２の内周部から上面にかけて被着形成される。 【００２３】なお、前記配線層６は銅や銀からなる場
合、その露出表面に耐蝕性に優れる金属をメッキ法によ
り１μｍ〜２０μｍの厚みに被着させておくと、配線層
６の酸化腐蝕を有効に防止することができるとともに配
線層６とボンディングワイヤ７との接続及び配線層６へ
の外部リードピン８の取着を強固となすことができる。
従って、前記配線層６は銅や銀からなる場合、配線層６
の酸化腐蝕を防止し、配線層６とボンディングワイヤ７
及び外部リードピン８との取着を強固とするには配線層
６の露出表面に金等の耐蝕性に優れる金属を１μｍ〜２
０μｍの厚みに被着させておくことが好ましい。 【００２４】また前記枠状絶縁体２に被着した配線層６
にロウ付けされる外部リードピン８は鉄−ニッケル−コ
バルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成り、
半導体素子４の各電極を外部電気回路に電気的に接続す
る作用をなす。 【００２５】前記外部リードピン８は、例えば、鉄−ニ
ッケル−コバルト合金等の金属から成るインゴット
（塊）に圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金
属加工法を施すことによって所定形状に形成される。 【００２６】本発明においては、枠状絶縁体２を４０〜
４６重量％の酸化珪素と、２５〜３０重量％の酸化アル
ミニウムと、８〜１３重量％の酸化マグネシウムと、６
〜９重量％の酸化亜鉛と、８〜１１重量％の酸化硼素か
ら成る結晶性ガラス（線熱膨張係数：５ｐｐｍ／℃〜１
０ｐｐｍ／℃）で形成しておくことが重要である。 【００２７】前記結晶性ガラスは焼成時にガーナイト
（ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）、コージェライト（２ＭｇＯ・２
Ａｌ2Ｏ3）、スピネル型結晶相（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3、Ｚ
ｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）等の結晶相を生成し、これらの結晶相
の生成によって枠状絶縁体２の強度が向上する。 【００２８】また前記枠状絶縁体２を４０〜４６重量％
の酸化珪素と、２５〜３０重量％の酸化アルミニウム
と、８〜１３重量％の酸化マグネシウムと、６〜９重量
％の酸化亜鉛と、８〜１１重量％の酸化硼素から成る結
晶性ガラスで形成すると、枠状絶縁体２の比誘電率が約
５（室温、１ＭＨｚ）と低い値になり、その結果、枠状
絶縁体２に設けた配線層６を伝わる電気信号の伝搬速度
を速いものとして信号の高速伝搬を要求する半導体素子
の収容が可能となる。 【００２９】更に上述の結晶性ガラスはその焼成温度が
８５０〜１０５０℃と低いことから枠状絶縁体２と同時
焼成により形成される配線層６を比抵抗が２．５Ω・ｃ
ｍ（２０℃）以下と低い銅や銀、金で形成することがで
き、その結果、配線層６に電気信号を伝搬させた場合、
電気信号に大きな減衰が生じることはなく、電気信号を
正確かつ確実に伝搬させることが可能となる。 【００３０】前記４０〜４６重量％の酸化珪素と、２５
〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３重量％の
酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛と、８〜
１１重量％の酸化硼素の結晶性ガラスから成る枠状絶縁
体２は所定量に秤量された酸化珪素、酸化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化硼素の各原料粉
末にアクリル樹脂を主成分とするバインダー及び分散
剤、可塑剤、有機溶媒を加えて泥漿物を作るとともに該
泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロール法を採
用することによってグリーンシート（生シート）とな
し、しかる後、前記グリーンシートに適当な打ち抜き加
工を施すとともにこれを複数枚積層し、約８５０℃〜１
０５０℃の温度で焼成することによって製作される。 【００３１】なお、前記結晶性ガラスは、酸化珪素の量
が４０重量％未満、或いは４６重量％を超えると結晶性
ガラスの焼成温度が高いものとなって銅等の金属材料か
らなる配線層６と同時焼成するのが困難となる。従っ
て、酸化珪素の量は４０〜４７重量％の範囲に特定され
る。 【００３２】また酸化アルミニウムの量が２５重量％未
満、或いは３０重量％を超えると結晶性ガラスの焼成温
度が高いものとなって銅等の金属材料からなる配線層６
と同時焼成するのが困難となる。従って、酸化アルミニ
ウムの量は２５〜３０重量％の範囲に特定される。 【００３３】また酸化マグネシウムの量が８重量％未満
となると焼成によって結晶性ガラスからなる枠状絶縁体
２を製作する際、生成するコージェライト（２ＭｇＯ・
２Ａｌ2Ｏ3）の量が少なくなって枠状絶縁体２の強度を
大きく向上させることができず、また１３重量％を超え
ると結晶性ガラスの焼成温度が高いものとなって銅等の
金属材料からなる配線層６と同時焼成するのが困難とな
る。従って、酸化マグネシウムの量は８〜１３重量％の
範囲に特定される。 【００３４】また酸化亜鉛の量が６重量％未満となると
焼成によって結晶性ガラスからなる枠状絶縁体２を製作
する際、生成するガーナイト（ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）の量
が少なくなって枠状絶縁体２の強度を大きく向上させる
ことができず、また９重量％を超えると結晶性ガラスの
焼成温度が高いものとなって銅等の金属材料からなる配
線層６と同時焼成するのが困難となる。従って、酸化マ
グネシウムの量は６〜９重量％の範囲に特定される。 【００３５】また酸化硼素の量が８重量％未満となると
焼成によって結晶性ガラスからなる枠状絶縁体２を製作
する際、生成するガーナイト（ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）、コ
ージェライト（２ＭｇＯ・２Ａｌ2Ｏ3）、スピネル型結
晶相（ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ・Ａｌ2Ｏ3）等の結晶
相が過剰に生成され、枠状絶縁体２が多孔質のものとな
ってパッケージの気密信頼性が大きく低下してしまい、
また１１重量％を超えると耐薬品性が低下し，半導体素
子収納用パッケージとしての信頼性が低下してしまう。
従って、酸化硼素の量は８〜１１重量％の範囲に特定さ
れる。 【００３６】更に前記結晶性ガラスはその内部に無機物
フィラー、具体的にはアルミナ、シリカ、窒化珪素、窒
化アルミニウム等の粉末を外添加で１０〜１００重量部
添加含有させておくと機械的強度が大幅に向上し、外力
印加によって破損等を招来するのが有効に防止される。
従って、枠状絶縁体２の機械的強度を向上させ、外力印
加によって破損等を招来しないようにするには前記結晶
性ガラスに無機物フィラーを外添加で１０〜１００重量
部添加含有させて枠状絶縁体２を形成することが好まし
い。 【００３７】前記無機物フィラーはその粒径を０．５μ
ｍ〜５μｍの範囲としておくとガラスセラミック焼結体
中に均一に分散させて枠状絶縁体２の機械的強度を均一
に向上させることができる。従って、前記無機物フィラ
ーはその粒径を０．５μｍ〜５μｍの範囲としておくこ
とが好ましい。 【００３８】また本発明においては、基体１を６５乃至
９５重量％の炭化珪素と、５乃至３５重量％の銅とで形
成しておくことが重要である。 【００３９】前記基体１を５５乃至９０重量％の炭化珪
素と、１０乃至４５重量％の銅とで形成しておくと基体
１の熱伝導率が２４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高いものとな
り、その結果、基体１上に載置される半導体素子４が作
動時に多量の熱を発したとしてもその熱は基体１の半導
体素子載置部１ａ平面方向に素早く広がらせるとともに
基体１の厚さ方向を良好に伝搬させて外部に効率よく確
実に放散させることができ、これによって半導体素子４
は常に適温となり、半導体素子４を長期間にわたり安定
かつ正常に作動させることが可能となる。 【００４０】また上述の５５乃至９０重量％の炭化珪素
と、１０乃至４５重量％の銅とからなる基体１はその線
熱膨張係数が枠状絶縁体２の線熱膨張係数（５ｐｐｍ／
℃乃至１０ｐｐｍ／℃：室温〜８００℃）に近似する５
ｐｐｍ／℃乃至１０ｐｐｍ／℃となり、その結果、基体
１上に枠状絶縁体２を取着させる際や半導体素子４が作
動した際において基体１と枠状絶縁体２の両者に熱が作
用したとしても基体１と枠状絶縁体２との間には両者の
線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生する
ことはなく、これによって半導体素子４を収納する空所
の気密封止が常に完全となり、半導体素子４を安定かつ
正常に作動させることが可能となる。 【００４１】なお前記基体１は炭化珪素の量が５５重量
％未満となると、言い換えれば銅の量が４５重量％を超
えると、基体１の線熱膨張係数が枠状絶縁体２の線熱膨
張係数に対して大きく相違することとなり、その結果、
基体１に枠状絶縁体２を強固に取着させておくことがで
きなくなってしまい、また炭化珪素の量が９０重量％を
超える、言い換えれば銅の量が１０重量％未満となると
基体１の熱伝導率が大きく劣化し、半導体素子４が作動
時に多量の熱を発した場合、その熱を基体１を介して外
部に完全に放散させることができなくなり、その結果、
半導体素子４を高温として、半導体素子４に熱破壊を招
来させたり、特性にばらつきが生じ安定に作動させるこ
とができなくなってしまう。従って、前記基体１は炭化
珪素の量が５５乃至９０重量％、銅の量が１０乃至４５
重量％の範囲に特定される。 【００４２】また前記５５乃至９０重量％の炭化珪素
と、１０乃至４５重量％の銅とから成る基体１は炭化珪
素の表面に酸化物膜、例えばＳｉＯ2等の膜を０．０５
μｍ乃至１μｍ程度の厚みに被着させておけば炭化珪素
と銅との密着強度が大きく向上して基体１としての信頼
性が大幅に向上する。従って前記基体１は表面に酸化物
膜を０．０５μｍ乃至１μｍの厚みに被着させた炭化珪
素と銅とで形成しておくことが好ましい。 【００４３】前記炭化珪素の表面に酸化物膜を被着させ
る方法としては、例えば、炭化珪素の粉末を大気中で約
１２００℃の温度で加熱することによって行われる。 【００４４】更に、前記基体１は溶融させた銅に炭化珪
素粉末を分散混入させて形成した場合、基体１のヤング
率が銅のヤング率に依存する１００ＧＰａ程度の軟質な
ものとなり、その結果、基体１上に半導体素子４を載置
させた後、基体１と半導体素子４に熱が作用して両者間
に熱応力が発生したとしても、その熱応力は基体１を若
干変形させることによって効率よく吸収され、半導体素
子４が基体１より剥離したり、半導体素子４に割れやク
ラックを発生したりすることがなく、半導体素子４を常
に正常かつ安定に作動させることができる。 【００４５】かくして上述の半導体素子収納用パッケー
ジによれば、基体１の半導体素子載置部１ａ上に半導体
素子４をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着
固定するとともに該半導体素子４の各電極をボンディン
グワイヤ７を介して所定の配線層６に接続させ、しかる
後、前記枠状絶縁体２の上面に蓋体３をガラス、樹脂、
ロウ材等から成る封止材を介して接合させ、基体１、枠
状絶縁体２及び蓋体３とから成る容器５内部に半導体素
子４を気密に収容することによって製品としての半導体
装置となる。 【００４６】なお本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能である。 【００４７】 【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージに
よれば、枠状絶縁体を４０〜４６重量％の酸化珪素と、
２５〜３０重量％の酸化アルミニウムと、８〜１３重量
％の酸化マグネシウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛と、
８〜１１重量％の酸化硼素から成る結晶性ガラスで形成
し、かかる結晶性ガラスの比誘電率が約５（室温、１Ｍ
Ｈｚ）と低いことから枠状絶縁体に設けた配線層を伝わ
る電気信号の伝搬速度を速いものとして信号の高速伝搬
を要求する半導体素子の収容が可能となる。 【００４８】また本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、枠状絶縁体を構成する結晶性ガラスの焼成温
度が８５０℃〜１０５０℃と低いことから枠状絶縁体と
同時焼成により形成される配線層を比電気抵抗が２．５
μΩ・ｃｍ（２０℃）以下と低い銅や銀、金で形成する
ことができ、その結果、配線層に電気信号を伝搬させた
場合、電気信号に大きな減衰が生じることはなく、電気
信号を正確、かつ確実に伝搬させることが可能となる。 【００４９】更に本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、基体を５５乃至９０重量％の炭化珪素と、１
０乃至４５重量％の銅とで形成し、熱伝導率を２４０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上の高いものとなしたことから、基体上に載
置される半導体素子が作動時に多量の熱を発したとして
もその熱は基体の半導体素子載置部平面方向に素早く広
がらせるとともに基体の厚さ方向を良好に伝搬させて外
部に効率よく確実に放散させることができ、これによっ
て半導体素子は常に適温となり、半導体素子を長期間に
わたり安定かつ正常に作動させることが可能となる。 【００５０】また更に本発明の半導体素子収納用パッケ
ージによれば、基体５５乃至９０重量％の炭化珪素と、
１０乃至４５重量％の銅とで形成し、その線熱膨張係数
を枠状絶縁体の線熱膨張係数（５ｐｐｍ／℃乃至１０ｐ
ｐｍ／℃：室温〜８００℃）に近似するものとなしたこ
とから、基体上に枠状絶縁体を取着させる際や半導体素
子が作動した際等において基体と枠状絶縁体の両者に熱
が作用したとしても基体と枠状絶縁体との間には両者の
線熱膨張係数の相違に起因する大きな熱応力が発生する
ことはなく、これによって半導体素子を収納する空所の
気密封止が常に完全となり、半導体素子を安定かつ正常
に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体素子収納用パッケージの一実施
例を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・基体 １ａ・・・・載置部 ２・・・・・枠状絶縁体 ３・・・・・蓋体 ４・・・・・半導体素子 ５・・・・・容器 ６・・・・・配線層 ７・・・・・ボンディングワイヤ ８・・・・・外部リードピン
例を示す断面図である。 【符号の説明】 １・・・・・基体 １ａ・・・・載置部 ２・・・・・枠状絶縁体 ３・・・・・蓋体 ４・・・・・半導体素子 ５・・・・・容器 ６・・・・・配線層 ７・・・・・ボンディングワイヤ ８・・・・・外部リードピン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】上面に半導体素子が載置される載置部を有
する基体と、前記基体上に半導体素子載置部を囲繞する
ようにして取着され、半導体素子の各電極が接続される
配線層を有する枠状絶縁体と、前記枠状絶縁体上に取着
され、枠状絶縁体の内側を気密に封止する蓋体とから成
る半導体素子収納用パッケージであって、前記枠状絶縁
体は４０〜４６重量％の酸化珪素と、２５〜３０重量％
の酸化アルミニウムと、８〜１３重量％の酸化マグネシ
ウムと、６〜９重量％の酸化亜鉛と、８〜１１重量％の
酸化硼素から成る結晶性ガラスで形成されており、かつ
前記基体は５５乃至９０重量％の炭化珪素と、１０乃至
４５重量％の銅とから成ることを特徴とする半導体素子
収納用パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370347A JP2003174109A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 半導体素子収納用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001370347A JP2003174109A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 半導体素子収納用パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174109A true JP2003174109A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=19179587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001370347A Pending JP2003174109A (ja) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | 半導体素子収納用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003174109A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8223997B2 (en) | 2008-07-11 | 2012-07-17 | H2O Audio, Inc. | Waterproof enclosure for audio device |
-
2001
- 2001-12-04 JP JP2001370347A patent/JP2003174109A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8223997B2 (en) | 2008-07-11 | 2012-07-17 | H2O Audio, Inc. | Waterproof enclosure for audio device |
| US9426560B2 (en) | 2008-07-11 | 2016-08-23 | Incipio, Llc | Waterproof enclosure for audio device |
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