JP2003218252A - 高周波高出力半導体パッケージ装置 - Google Patents

高周波高出力半導体パッケージ装置

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JP2003218252A
JP2003218252A JP2002018515A JP2002018515A JP2003218252A JP 2003218252 A JP2003218252 A JP 2003218252A JP 2002018515 A JP2002018515 A JP 2002018515A JP 2002018515 A JP2002018515 A JP 2002018515A JP 2003218252 A JP2003218252 A JP 2003218252A
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frame
power semiconductor
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Munenori Iwai
宗徳 岩井
Toshio Usuki
俊雄 臼木
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベース材と金属枠とを接合する際におけるA
gロー材のフィレットのボリュームを吸収することがで
きる半導体パッケージ装置を提供する。 【解決手段】 Cu、CuW等からなるベース材1に金
属枠2をロー材で接合すると共に、上記金属枠2内に半
導体チップを装着した高周波高出力半導体パッケージ装
置において、上記金属枠2は、所定の厚さを有する枠部
22と、この枠部に連なって設けられ、上記枠部より厚
さが薄くされた部分を有し、上記ベース材に接合される
接合部23とから構成され、上記接合部の厚さの薄い部
分によってロー材の溜まり部を形成する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高周波高出力半
導体パッケージ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の高周波高出力半導体パッ
ケージ装置の構成を示す平面図であり、図7は、図6の
VII−VII線から切断した構成を示す断面図である。これ
らの図において、1はCu、CuW等からなるベース
材、2はKOVARからなる金属枠、3はベース材1と金属
枠2とを接合するAgロー材で、図8に接合手順を斜視
図で示すように、ベース材1の表面の金属枠の接合部に
予めAgロー材のプレフォーム3Aを配設し、その上か
ら図8に矢印で示すように、金属枠2を載せて固定し、
700〜800℃の高温炉で加熱処理し、Agロー材3
を溶かすことによって接合する。この時、Agロー材3
のフィレットが図7に示すように金属枠2の側面に形成
される。
【0003】4は外部接続端子を構成するセラミック端
子で、金属枠2の一部に形成された貫通部21内に配設
され、ベース材1に固定されている。なお、図示してい
ないが金属枠2内の中央部に半導体チップが実装され、
半導体チップとセラミック端子4との間に調整用の回路
基板を実装するセラミック基板が装着され、半導体チッ
プ及び調整用の回路基板並びにセラミック端子はAuの
細線で接続されると共に、金属枠2の上面はメタライズ
及びAuめっきされたアルミナまたはAuめっきされた
金属板を用い、AuSnの溶融接合またはシーム溶接により
封止され、パッケージ構造とされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体パッケー
ジ装置は以上のように構成されていたため、Agロー材
3の使用量が少なかった場合には、図9に示すように、
Agロー材3の盛りが少なくなり、金属枠2の下端とベ
ース材1との間に点状または線状の隙間(リーク)5が
発生して不良品となり、歩留まりが低下してパッケージ
装置のコストアップを招くという問題点があった。ま
た、封止あるいは気密封止作業時の残留応力あるいは後
工程のストレスによりAgロー材のフィレット部の接合
強度が低下してこの部分に亀裂が発生し、リークが生じ
たり、剥がれが発生したりして製品として致命的な不良
に繋がることもあった。
【0005】また、Agロー材3の使用量が多い場合に
は、Agロー材のフィレットが図10に示すように、金
属枠2の内方で横方向に広がる結果、集積度が高くなっ
ている現在の半導体装置では、金属枠2のパッケージ内
に装着する調整用回路基板実装用のセラミック基板6を
金属枠2の内壁ぎりぎりまで近接させて装着するため、
図示のように、セラミック基板6の端部がAgロー材の
フィレット3の表面と接触してセラミック基板6がベー
ス材から浮き、ベース材1に装着できなくなる不具合が
発生して歩留まりの大幅な低下に繋がるという問題点が
あった。更に、Agロー材プレフォームを所定量使用し
ても、ベース材1や、金属枠2の表面の仕上がり状態に
よっては、Agロー材3の流れ出しが一定とならず、フ
ィレットの形状にバラツキが生ずるという問題点があっ
た。
【0006】この発明は、上記のような問題点に対処す
るためになされたもので、Agロー材のフィレットのボ
リュームを吸収することができる半導体パッケージ装置
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】この発明に係る高周波高
出力半導体パッケージ装置は、Cu、CuW等からなる
ベース材に金属枠をロー材で接合すると共に、上記金属
枠内に半導体チップを装着した高周波高出力半導体パッ
ケージ装置において、上記金属枠は、所定の厚さを有す
る枠部と、この枠部に連なって設けられ、上記枠部より
厚さが薄くされた部分を有し、上記ベース材に接合され
る接合部とから構成され、上記接合部の厚さの薄い部分
によってロー材の溜まり部を形成するようにしたもので
ある。
【0008】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記接合部を、上記枠部より薄い一
様な厚さに形成し、その外面及び内面が、上記枠部の外
面と内面とをそれぞれ延長した面の間に位置するように
したものである。
【0009】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記接合部を、上記枠部より薄い一
様な厚さに形成し、その外面が、上記枠部の外面を延長
した面上に位置するようにしたものである。
【0010】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記接合部の外面が上記枠部の外面
を延長した面上に位置し、内面が上記枠部の内面から外
面延長方向に延在する傾斜面とされ、上記枠部から遠去
かるにしたがって厚さが薄くなるようにされているもの
である。
【0011】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記金属枠を、四角状のパイプ材を
カットして形成するようにしたものである。
【0012】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、Cu、CuW等からなるベース材に
金属枠をロー材で接合すると共に、上記金属枠内に半導
体チップを装着した高周波高出力半導体パッケージ装置
において、上記金属枠は、所定の厚さを有する枠部と、
この枠部に連なって設けられ、上記枠部より厚さが薄く
された部分を有し、上記ベース材に接合される接合部
と、この接合部の一部に接合部と併せて加工形成され、
上記半導体チップの接続端子を配設する貫通部とから構
成され、上記接合部の厚さの薄い部分によってロー材の
溜まり部を形成するようにしたものである。
【0013】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、Cu、CuW等からなるベース材に
四角状の金属枠をロー材で接合すると共に、上記金属枠
内に半導体チップを装着した高周波高出力半導体パッケ
ージ装置において、上記金属枠の上記ベース材との接合
面に上記ロー材の溜まり部を形成するようにしたもので
ある。
【0014】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記金属枠の上記ベース材との接合
面を、角部から辺中央部にかけて上記ベース材との間隔
が次第に大きくなるような弧状とし、上記間隔をロー材
の溜まり部としたものである。
【0015】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記金属枠の上記ベース材との接合
面に適宜の間隔で複数個の凹部を設け、上記各凹部をロ
ー材の溜まり部としたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図にもとづいて説明する。図1は、実施
の形態1の構成を示す概略図で、図7に相当する断面構
成のうちの片側の金属枠とベース材との構成を示すもの
である。この図において、1はCu、CuW等からなる
ベース材、2はKOVARからなる金属枠で、所定の厚さA
を有する枠部22と、この枠部に連なって設けられ、枠
部より薄い一様な厚さBを有し、ベース材1に接合され
る接合部23とから構成され、四角状のパイプ材を適宜
の間隔でカットして形成される。また、接合部23は枠
部22の厚さ方向に対してほぼ中央部から突出する形に
なっており、その両側にAgロー材の溜まり部となる凹
所が形成されるようになっている。換言すれば、接合部
23の外面及び内面が枠部22の外面及び内面をそれぞ
れ延長した面の間に位置するようにされ、接合部の高さ
は枠部の厚さであるAとほぼ同じ寸法とされている。な
お、接合部の凹所はセラミック端子4用の貫通部21の
加工時に併せて同時に加工される。3はベース材1と金
属枠2とを接合するAgロー材で、接合の手順及びAg
ロー材の量は図8で説明した従来装置とほぼ同じである
が、図1の構成によると、Agロー材3のほとんどは接
合部23の両側に位置する凹所、即ちロー材の溜まり部
に図示のように吸収され、フィレットが横方向に広がる
ことがない。
【0017】実施の形態2.次に、この発明の実施の形
態2を図にもとづいて説明する。図2は、実施の形態2
の構成を示すもので、図1に対応する部分の構成を概略
的に示すものである。この図において、図1と同一また
は相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略す
る。図1と異なる点は、接合部23を枠部22の外面側
に寄せて設けた点で、接合部23の外面が枠部22の外
面を延長した面上に位置するようにされている。このよ
うな構成とすれば、Agロー材3の溜まり部である凹所
が金属枠2の内面側にのみ形成されることになり、ベー
ス材1と金属枠2とを接合した場合のAgロー材3は、
金属枠2の外面側ではフィレットが図示のように従来と
同様な通常の形となるが、内面側では、そのほとんどが
接合部23の側面の凹所に吸収されてフィレットが横方
向に広がることがない。従って、金属枠2内に配設され
る調整用回路基板実装用のセラミック基板6を図示のよ
うに、金属枠2の内壁ぎりぎりまで近接させてもセラミ
ック基板6がAgロー材3のフィレットに接触すること
がなく、歩留まりの向上に寄与する。
【0018】実施の形態3.次に、この発明の実施の形
態3を図にもとづいて説明する。図3は、実施の形態3
の構成を示すもので、図1に対応する部分の構成を概略
的に示すものである。この図において、図1と同一また
は相当部分にはそれぞれ同一符号を付して説明を省略す
る。図1と異なる点は、接合部23の厚さが枠部22か
ら遠去かるにしたがって薄くなるように形成された点
で、具体的には、接合部23の外面は枠部22の外面を
延長した面上に位置し、内面は枠部22の下端内面から
外面の延長方向に延在する傾斜面としたもので、この場
合も、実施の形態2と同様に、Agロー材の溜まり部が
金属枠2の内面側にのみ形成されることになり、ベース
材1と金属枠2とを接合した場合のAgロー材3は、金
属枠2の外面側ではフィレットが図示のように通常の形
となるが、内面側では、そのほとんどが接合部23の側
面の凹所に吸収されてフィレットが横方向に広がること
がない。従って、金属枠2内に調整用回路基板実装用の
セラミック基板6を設ける場合に、図2と同様に、金属
枠2の内壁ぎりぎりまで近接させてもセラミック基板6
がAgロー材3のフィレットに接触することがなく、歩
留まりの向上に寄与する。
【0019】実施の形態4.次に、この発明の実施の形
態4を図にもとづいて説明する。図4は、実施の形態4
の構成を示す概略図である。この図において、1はC
u、CuW等からなるベース材、2はKOVARからなる四
角状の金属枠で、ベース材との接合面(図4において下
端面)が、角部から辺中央部にかけて上記ベース材1と
の間隔24が次第に大きくなるような弧状とされると共
に、上記間隔24をAgロー材3の溜まり部とするよう
にしたものである。このような構成とすることにより、
ベース材1と金属枠2とを接合した場合に、Agロー材
3はベース材1と金属枠2との間隔であるAgロー材の
溜まり部24に吸収され、外側面及び内側面においてA
gロー材3のフィレットが横方向に広がることがない。
【0020】実施の形態5.次に、この発明の実施の形
態5を図にもとづいて説明する。図5は、実施の形態5
の構成を示す概略図である。この図において、1はC
u、CuW等からなるベース材、2はKOVARからなる四
角状の金属枠で、ベース材との接合面(図5において下
端面)に、適宜の間隔で複数個の凹所25が形成され、
この凹所25をAgロー材3の溜まり部とするようにし
たものである。このような構成とすることにより、ベー
ス材1と金属枠2とを接合した場合に、Agロー材3
は、各凹所であるAgロー材の溜まり部25に吸収さ
れ、外側面及び内側面においてAgロー材3のフィレッ
トが横方向に広がることがない。
【0021】
【発明の効果】この発明に係る高周波高出力半導体パッ
ケージ装置は、Cu、CuW等からなるベース材に金属
枠をロー材で接合すると共に、上記金属枠内に半導体チ
ップを装着した高周波高出力半導体パッケージ装置にお
いて、上記金属枠は、所定の厚さを有する枠部と、この
枠部に連なって設けられ、上記枠部より厚さが薄くされ
た部分を有し、上記ベース材に接合される接合部とから
構成され、上記接合部の厚さの薄い部分によってロー材
の溜まり部を形成するようにしたものであるため、Ag
ロー材が接合部の厚さが薄くされた部分に吸収され、フ
ィレットが横方向に広がることがない。従って、調整用
回路基板を実装するセラミック基板を金属枠の内壁ぎり
ぎりまで近接させてもフィレットに接触することがな
く、歩留まりの向上を図ることができる。
【0022】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記接合部を、上記枠部より薄い一
様な厚さに形成し、その外面及び内面が、上記枠部の外
面と内面とをそれぞれ延長した面の間に位置するように
しているため、接合部の両側の溜まり部にAgロー材が
吸収され、フィレットが横方向に広がることがない。
【0023】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記接合部を、上記枠部より薄い一
様な厚さに形成し、その外面が、上記枠部の外面を延長
した面上に位置するようにしたため、少なくとも金属枠
の内面側ではAgロー材が溜まり部に吸収され、フィレ
ットが横方向に広がることがない。
【0024】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、上記接合部の外面が上記枠部の外面
を延長した面上に位置し、内面が上記枠部の内面から外
面延長方向に延在する傾斜面とされ、上記枠部から遠去
かるにしたがって厚さが薄くなるようにされているた
め、傾斜面のある内面側にAgロー材が吸収され、フィ
レットが横方向に広がることがない。
【0025】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、接合部におけるロー材の溜まり部の
加工をセラミック端子を配設する貫通部の加工と併せて
同時に加工するようにしたため、従来の装置と同等のコ
ストでこの発明の溜まり部を形成することができる。
【0026】この発明に係る高周波高出力半導体パッケ
ージ装置は、また、Cu、CuW等からなるベース材に
四角状の金属枠をロー材で接合すると共に、上記金属枠
内に半導体チップを装着した高周波高出力半導体パッケ
ージ装置において、上記金属枠の上記ベース材との接合
面に上記ロー材の溜まり部を形成するようにしたため、
Agロー材は溜まり部に吸収され、フィレットが横方向
に広がることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の構成を示す概略図
である。
【図2】 この発明の実施の形態2の構成を示す概略図
である。
【図3】 この発明の実施の形態3の構成を示す概略図
である。
【図4】 この発明の実施の形態4の構成を示す概略図
である。
【図5】 この発明の実施の形態5の構成を示す概略図
である。
【図6】 従来の高周波高出力半導体パッケージ装置の
構成を示す平面図である。
【図7】 図6のVII−VII線から切断した構成を示す断
面図である。
【図8】 従来の高周波高出力半導体パッケージ装置の
ベース材と金属枠との接合手順を示す概略斜視図であ
る。
【図9】 従来の装置における課題を説明するための概
略図である。
【図10】 従来の装置における他の課題を説明するた
めの概略図である。
【符号の説明】
1 ベース材、 2 金属枠、 3 Agロー材、 2
2 枠部、 23 接合部。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cu、CuW等からなるベース材に金属
    枠をロー材で接合すると共に、上記金属枠内に半導体チ
    ップを装着した高周波高出力半導体パッケージ装置にお
    いて、上記金属枠は、所定の厚さを有する枠部と、この
    枠部に連なって設けられ、上記枠部より厚さが薄くされ
    た部分を有し、上記ベース材に接合される接合部とから
    構成され、上記接合部の厚さの薄い部分によってロー材
    の溜まり部を形成するようにしたことを特徴とする高周
    波高出力半導体パッケージ装置。
  2. 【請求項2】 上記接合部は、上記枠部より薄い一様な
    厚さに形成され、その外面及び内面が、上記枠部の外面
    と内面とをそれぞれ延長した面の間に位置するようにさ
    れたことを特徴とする請求項1記載の高周波高出力半導
    体パッケージ装置。
  3. 【請求項3】 上記接合部は、上記枠部より薄い一様な
    厚さに形成され、その外面が、上記枠部の外面を延長し
    た面上に位置するようにされたことを特徴とする請求項
    1記載の高周波高出力半導体パッケージ装置。
  4. 【請求項4】 上記接合部は、その外面が上記枠部の外
    面を延長した面上に位置し、内面が上記枠部の内面から
    外面延長方向に延在する傾斜面とされ、上記枠部から遠
    去かるにしたがって厚さが薄くなるようにされているこ
    とを特徴とする請求項1記載の高周波高出力半導体パッ
    ケージ装置。
  5. 【請求項5】 上記金属枠は、四角状のパイプ材をカッ
    トして形成されることを特徴とする請求項1〜請求項4
    のいずれか1項記載の高周波高出力半導体パッケージ装
    置。
  6. 【請求項6】 Cu、CuW等からなるベース材に金属
    枠をロー材で接合すると共に、上記金属枠内に半導体チ
    ップを装着した高周波高出力半導体パッケージ装置にお
    いて、上記金属枠は、所定の厚さを有する枠部と、この
    枠部に連なって設けられ、上記枠部より厚さが薄くされ
    た部分を有し、上記ベース材に接合される接合部と、こ
    の接合部の一部に接合部と併せて加工形成され、上記半
    導体チップの接続端子を配設する貫通部とから構成さ
    れ、上記接合部の厚さの薄い部分によってロー材の溜ま
    り部を形成するようにしたことを特徴とする高周波高出
    力半導体パッケージ装置。
  7. 【請求項7】 Cu、CuW等からなるベース材に四角
    状の金属枠をロー材で接合すると共に、上記金属枠内に
    半導体チップを装着した高周波高出力半導体パッケージ
    装置において、上記金属枠の上記ベース材との接合面に
    上記ロー材の溜まり部を形成するようにしたことを特徴
    とする高周波高出力半導体パッケージ装置。
  8. 【請求項8】 上記金属枠の上記ベース材との接合面
    は、角部から辺中央部にかけて上記ベース材との間隔が
    次第に大きくなるような弧状とされ、上記間隔をロー材
    の溜まり部としたことを特徴とする請求項7記載の高周
    波高出力半導体パッケージ装置。
  9. 【請求項9】 上記金属枠の上記ベース材との接合面に
    適宜の間隔で複数個の凹部を設け、上記各凹部をロー材
    の溜まり部としたことを特徴とする請求項7記載の高周
    波高出力半導体パッケージ装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015204426A (ja) * 2014-04-16 2015-11-16 Ngkエレクトロデバイス株式会社 電子部品収納用パッケージ
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