JP2005243967A - Package for housing electronic part and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は良好な放熱特性の放熱構造を有する、半導体素子などの電子部品を収納するための電子部品収納用パッケージおよびそれを用いた電子装置に関するものである。 The present invention relates to an electronic component storage package for storing an electronic component such as a semiconductor element, which has a heat dissipation structure with good heat dissipation characteristics, and an electronic device using the same.
従来、半導体素子や圧電振動子、発光素子などの電子部品を収容するための電子部品収納用パッケージは、一般に酸化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等の電気絶縁材料から成る枠体と、電子部品が搭載されてその動作時に発生する熱を外部もしくは大気中に良好に放散させるための、銅粉末とタングステン粉末とを溶融して得られる銅−タングステン合金または銅粉末とモリブデン粉末とを溶融して得られる銅−モリブデン合金から成る放熱部材と、蓋体とから構成されており、放熱部材の上面の電子部品の搭載部を取り囲むように枠体が配置されているとともに、これら枠体および放熱部材によって形成される凹部の内側から外側にかけて、タングステン,モリブデン,マンガン,銅,銀等から成る複数の配線導体が枠体に被着され導出されている。 Conventionally, electronic component storage packages for storing electronic components such as semiconductor elements, piezoelectric vibrators, and light emitting elements are generally made of an electrically insulating material such as an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, and a glass ceramic. Copper-tungsten alloy or copper powder and molybdenum obtained by melting copper powder and tungsten powder to dissipate the heat generated during the operation of the frame body and electronic components well into the outside or the atmosphere It is composed of a heat radiating member made of a copper-molybdenum alloy obtained by melting powder and a lid, and a frame is disposed so as to surround the mounting part of the electronic component on the upper surface of the heat radiating member, A plurality of layers made of tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, etc. from the inside to the outside of the recesses formed by the frame and the heat dissipation member Line conductors are derived are applied to the frame.
そして、放熱部材の上面の搭載部に電子部品をガラス,樹脂,ロウ材等の接合材を介して接合固定するとともに、この電子部品の各電極をボンディングワイヤを介して配線導体に電気的に接続し、しかる後、枠体に蓋体をガラス,樹脂,ロウ材等から成る封止材を介して接合し、放熱部材と枠体と蓋体とから成る容器の内部に電子部品を収容することによって製品としての電子装置となる(例えば、下記の特許文献1参照)。この電子装置は、さらに放熱効率を向上させるために、ねじ止め等によって外部放熱板に搭載される場合もある。
The electronic component is bonded and fixed to the mounting portion on the upper surface of the heat radiating member via a bonding material such as glass, resin, or brazing material, and each electrode of the electronic component is electrically connected to the wiring conductor via a bonding wire. After that, the lid body is joined to the frame body through a sealing material made of glass, resin, brazing material, etc., and the electronic component is accommodated in the container composed of the heat radiation member, the frame body, and the lid body. Thus, an electronic device as a product is obtained (for example, see
このような銅−タングステン合金や銅−モリブデン合金等から成る放熱部材を具備した電子部品収納用パッケージは、放熱部材の熱伝導率が高く、なおかつ放熱部材の熱膨張係数が、電子部品としての半導体素子の構成材料であるシリコン,ガリウム砒素やパッケージの構成材料として使われるセラミック材料等と熱膨張係数が近似することから、パワーICや高周波トランジスタ等の高発熱半導体素子を搭載する電子部品収納用パッケージとして注目されている。
近年、パワーICや高周波トランジスタの高集積化に伴う発熱量の増大によって、現在では300W/m・K以上の熱伝導率を持つ放熱部材が求められている。しかしながら、前述のタングステンと銅との合金材料またはモリブデンと銅との合金材料から成る放熱部材の熱伝導率は200W/m・K程度とその要求に対して低いため、放熱特性が不十分であるという問題点があった。 In recent years, a heat dissipation member having a thermal conductivity of 300 W / m · K or more has been demanded due to an increase in the amount of heat generated with the high integration of power ICs and high-frequency transistors. However, the heat conductivity of the heat radiating member made of the above-mentioned alloy material of tungsten and copper or the alloy material of molybdenum and copper is about 200 W / m · K, which is low for that requirement, so the heat dissipation characteristics are insufficient. There was a problem.
これに対し、タングステンまたはモリブデンと銅とがマトリクス状に構成された複合材料、つまり、タングステンまたはモリブデンから成る焼結体に銅を含浸させて成る放熱部材を用いることが提案されている。 On the other hand, it has been proposed to use a heat dissipation member formed by impregnating copper into a composite material in which tungsten or molybdenum and copper are formed in a matrix, that is, a sintered body made of tungsten or molybdenum.
しかしながら、このタングステンまたはモリブデンと銅とがマトリクス状に構成された複合材料から成る放熱部材を用いた電子部品収納用パッケージでは、タングステンまたはモリブデンは熱伝導率,熱膨張係数が共に低く、銅は熱伝導率,熱膨張係数が共に高いため、銅の含有量を増加させるに伴って放熱部材の熱伝導率,熱膨張率も共に増加することとなる。よって、放熱部材の熱伝導率を向上させるために銅の含有量を増加させると、電子部品と放熱部材との熱膨張係数の差が大きくなり、電子部品を放熱部材に強固に接合することができなくなるという問題点があった。 However, in an electronic component storage package using a heat dissipation member made of a composite material in which tungsten or molybdenum and copper are formed in a matrix, tungsten or molybdenum has a low thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient, and copper Since both the conductivity and the thermal expansion coefficient are high, the thermal conductivity and the thermal expansion coefficient of the heat radiating member are both increased as the copper content is increased. Therefore, if the copper content is increased in order to improve the thermal conductivity of the heat dissipation member, the difference in coefficient of thermal expansion between the electronic component and the heat dissipation member increases, and the electronic component can be firmly bonded to the heat dissipation member. There was a problem that it was impossible.
本発明は上記従来の技術における問題に鑑み案出されたものであり、その目的は、電子部品の発した熱を外部や大気中に良好に放散させることができ、かつ電子部品を放熱部材に強固に接合させることが可能な電子部品収納用パッケージおよびそれを用いた電子装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems in the prior art, and the purpose thereof is to dissipate the heat generated by the electronic component well to the outside or the atmosphere, and the electronic component is used as a heat dissipation member. An object of the present invention is to provide an electronic component storage package that can be firmly bonded and an electronic device using the same.
本発明の電子部品収納用パッケージは、上面の中央部に電子部品の搭載部を有する平板状の放熱部材と、該放熱部材の上面に前記搭載部を取り囲んで取着された、内面から外面に導出する複数の配線導体を有する枠体とを具備しており、前記放熱部材は、タングステンまたはモリブデンから成る焼結体に銅を含浸させて成る枠状の基体の中央部の上面から下面にかけて銅または銅を主成分とする合金から成る貫通金属体が埋設されているとともに、前記基体および前記貫通金属体の上下面を覆ってそれぞれ銅層が形成されており、前記放熱部材と前記枠体との熱膨張係数の差が3×10−6/℃以下であることを特徴とする。 The electronic component storage package of the present invention includes a flat plate-like heat radiating member having an electronic component mounting portion at the center of the upper surface, and an inner surface to an outer surface attached to the upper surface of the heat radiating member so as to surround the mounting portion. A frame body having a plurality of wiring conductors to be led out, and the heat radiating member is made of copper from the upper surface to the lower surface of the central portion of the frame-shaped substrate formed by impregnating a sintered body made of tungsten or molybdenum with copper. Alternatively, a through metal body made of an alloy containing copper as a main component is embedded, and a copper layer is formed to cover the upper and lower surfaces of the base body and the through metal body, respectively, and the heat dissipation member and the frame body The difference in thermal expansion coefficient is 3 × 10 −6 / ° C. or less.
本発明の電子装置は、上記本発明の電子部品収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された前記電子部品と、前記枠体の上面に前記電子部品を覆うように取着された蓋体または前記枠体の内側に前記電子部品を覆うように充填された封止樹脂とを具備していることを特徴とする。 The electronic device according to the present invention includes the electronic component storage package according to the present invention, the electronic component mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring conductor, and the upper surface of the frame. A lid attached to cover the electronic component or a sealing resin filled to cover the electronic component is provided inside the frame.
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、放熱部材は、タングステンまたはモリブデンから成る焼結体に銅を含浸させて成る枠状の基体の中央部の上面から下面にかけて銅または銅を主成分とする合金から成る貫通金属体が埋設されているとともに、基体および貫通金属体の上下面を覆ってそれぞれ銅層が形成されており、放熱部材と枠体との熱膨張係数の差が3×10−6/℃以下であることから、従来のタングステンまたはモリブデンから成る焼結体に銅を含浸させて成る放熱部材に比べて、電子部品の搭載部の下により体積の大きい銅から成る高熱伝導部分を配置することができるので、電子部品で発生した熱を電子部品の搭載面に垂直な方向により多く伝えることができ、その結果、電子部品に発生する熱をこの放熱部材を介して大気中あるいは外部放熱板にきわめて良好に放散することができる。 According to the electronic component storage package of the present invention, the heat radiating member has copper or copper as a main component from the upper surface to the lower surface of the central portion of the frame-shaped substrate formed by impregnating the sintered body made of tungsten or molybdenum with copper. And a copper layer is formed to cover the upper and lower surfaces of the base body and the penetrating metal body, and the difference in thermal expansion coefficient between the heat radiating member and the frame body is 3 × 10 6. Since it is -6 / ° C or less, it has a higher heat conduction part made of copper with a larger volume under the mounting part of the electronic component than a heat dissipation member made by impregnating copper in a sintered body made of tungsten or molybdenum. The heat generated in the electronic component can be transferred more in the direction perpendicular to the mounting surface of the electronic component, and as a result, the heat generated in the electronic component is largely transmitted through the heat radiating member. It can dissipate very well in the air or on an external heat sink.
また、銅または銅を主成分とする合金から成る貫通金属体が熱膨張しても、タングステンまたはモリブデンから成る焼結体に銅を含浸させて成る枠状の基体が貫通金属体を拘束して放熱部材全体の熱膨張を抑制することができる。よって、放熱部材における銅の占める割合が大きいにもかかわらず、放熱部材全体の熱膨張を小さくすることができ、電子部品と放熱部材との強固な接合を維持することができる。 Further, even if a through metal body made of copper or an alloy containing copper as a main component is thermally expanded, a frame-like base body formed by impregnating copper into a sintered body made of tungsten or molybdenum restrains the through metal body. The thermal expansion of the whole heat radiating member can be suppressed. Therefore, although the proportion of copper in the heat radiating member is large, the thermal expansion of the entire heat radiating member can be reduced, and the strong bonding between the electronic component and the heat radiating member can be maintained.
さらに、放熱部材の上下に形成された銅層により、電子部品が発生した熱を放熱部材に平行な方向にもより多く伝えることができ、放熱部材に垂直な方向と平行な方向の両方に伝達することができ、電子部品の放熱性をきわめて向上させることができる。その結果、電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。 In addition, the copper layers formed on the top and bottom of the heat dissipation member can transfer more heat generated by the electronic components in the direction parallel to the heat dissipation member, and can be transmitted both in the direction perpendicular to the heat dissipation member and in the direction parallel to it. This can greatly improve the heat dissipation of the electronic component. As a result, the electronic component can be operated normally and stably over a long period of time.
また、放熱部材と枠体との熱膨張係数の差が3×10−6/℃以下であることから、電子部品が作動した際に発生する熱による放熱部材と枠体の熱膨張率の差に起因する反りを低減することができ、放熱部材と枠体の接合部の破壊防止、電子部品の破壊防止することができる。その結果、電子部品を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。 In addition, since the difference in thermal expansion coefficient between the heat dissipation member and the frame is 3 × 10 −6 / ° C. or less, the difference in coefficient of thermal expansion between the heat dissipation member and the frame due to the heat generated when the electronic component is activated. Therefore, it is possible to reduce the warpage caused by the heat dissipation member, to prevent the joint between the heat radiating member and the frame, and to prevent the electronic component from being destroyed. As a result, the electronic component can be operated normally and stably over a long period of time.
本発明の電子装置によれば、上記本発明の電子部品収納用パッケージと、搭載部に搭載されるとともに電極が配線導体に電気的に接続された電子部品と、枠体の上面に電子部品を覆うように取着された蓋体または枠体の内側に電子部品を覆うように充填された封止樹脂とを具備していることから、本発明の電子部品収納用パッケージの特徴を備えた、電子部品の放熱特性が極めて良好な、長期にわたって安定して電子部品を作動させることができる電子装置を提供することができる。 According to the electronic device of the present invention, the electronic component storage package of the present invention, the electronic component mounted on the mounting portion and having the electrode electrically connected to the wiring conductor, and the electronic component on the upper surface of the frame body are provided. Since it has a sealing resin filled so as to cover the electronic component on the inside of the lid or frame attached so as to cover, it has the characteristics of the electronic component storage package of the present invention, It is possible to provide an electronic device that can operate the electronic component stably over a long period of time, with extremely good heat dissipation characteristics of the electronic component.
次に、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の電子部品収納用パッケージおよびそれを用いた電子装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、1は放熱部材、2は放熱部材1の基体、3は貫通金属体、4は銅層(4aは放熱部材1の上面側の銅層,4bは放熱部材1の下面側の銅層)、5は枠体、6は配線導体である。主にこれら放熱部材1と枠体5で電子部品11を収納する電子部品収納用パッケージ8が構成される。また、この放熱部材1の搭載部10に電子部品11を搭載した後に、放熱部材1と枠体5とからなる凹部5aに電子部品11を覆うように封止樹脂13を充填して電子部品11を封止することにより、または、枠体5の上面に蓋体を凹部5aを覆うように取着して電子部品11を封止することにより、本発明の電子装置14が構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of an electronic component storage package and an electronic apparatus using the same according to the present invention, wherein 1 is a heat dissipation member, 2 is a base of the
枠体5は酸化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等から成り、ロウ材を介して放熱部材1の上面に搭載部10を取り囲んで接着固定されることにより取着される。なお、このロウ材による接着固定に際しては、ロウ付け用の金属層(図示せず)が枠体5の放熱部材1との接合部に形成されてもよい。また、枠体5は金属から構成されていてもよく、その場合、配線導体6を枠体5を構成する金属と絶縁させるために配線導体6の周囲をセラミックスや樹脂、ガラス等の絶縁体で覆えばよい。
The frame body 5 is made of an aluminum oxide sintered body, a mullite sintered body, glass ceramics, or the like, and is attached by surrounding and fixing the
また、放熱部材1には、その上面の中央部の搭載部10に電子部品11が樹脂,ガラス,ロウ材等の接着剤を介して固定される。なお、接着剤としてロウ材を用いる場合には、ロウ付け用の金属層(図示せず)が放熱部材1の電子部品11との接合部10に形成されてもよい。ただし、放熱部材1の上面の搭載部10に接合された銅層4aにより十分なロウ付けができる場合には、ロウ付け用の金属層は特に必要ではない。
In addition, the
枠体5は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化マグネシウム,酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤,分散剤等を混合添加して泥漿状となすとともに、これから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セラミックグリーンシート(セラミック生シート)を形成し、しかる後に、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、タングステン,モリブデン,マンガン,銅,銀,ニッケル,パラジウム,金等の金属材料粉末に適当な有機バインダ,溶剤を混合してなる導電性ペーストをグリーンシートに予めスクリーン印刷法等により所定の配線導体6のパターンに印刷塗布した後に、このグリーンシートを複数枚積層し、約1600℃の温度で焼成することによって作製される。 If the frame 5 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, an appropriate organic binder, solvent, plasticizer, dispersant, etc. are added to the raw material powder such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, calcium oxide. A ceramic green sheet (ceramic green sheet) is formed by mixing and adding to a mud-like shape, and then adopting a doctor blade method and a calender roll method. After that, the ceramic green sheet is appropriately punched. Conductive paste made by mixing an appropriate organic binder and solvent with powders of metal materials such as tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, nickel, palladium, gold, etc. After printing and applying to the pattern of 6, this green sheet Laminating several sheets, it is produced by firing at a temperature of about 1600 ° C..
また、枠体5には、放熱部材1と枠体5とで構成される凹部5aの内面(搭載部10周辺)から枠体5の外面にかけて導出する配線導体6が形成されており、配線導体6の凹部5aの内側の一端には電子部品11の各電極がボンディングワイヤ12を介して電気的に接続される。また、配線導体6の枠体5の外側の他端には外部電気回路基板との接続用のリード端子7が接続される。
In addition, a wiring conductor 6 is formed on the frame body 5 so as to be led out from the inner surface of the recess 5a formed by the
配線導体6はタングステン,モリブデン等の高融点金属から成り、タングステン,モリブデン等の金属粉末に適当な有機バインダ,溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを枠体5となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法等によって所定のパターンに印刷塗布しておくことによって、放熱部材1および枠体5による凹部5aの内面から枠体5の外面にかけて被着形成される。
The wiring conductor 6 is made of a refractory metal such as tungsten or molybdenum, and a metal paste obtained by adding and mixing an appropriate organic binder, solvent or the like to a metal powder such as tungsten or molybdenum is preliminarily applied to the ceramic green sheet serving as the frame 5. By printing and applying in a predetermined pattern by a screen printing method or the like, the
また、配線導体6はその露出する表面にニッケル,金等の耐食性に優れ、かつボンディングワイヤ12のボンディング性に優れる金属を1〜20μmの厚みにメッキ法によって被着させておくと、配線導体6の酸化腐食を有効に防止できるとともに配線導体6へのボンディングワイヤ12の接続を強固となすことができる。従って、配線導体6は、その露出する表面にニッケル,金等の耐食性に優れ、かつボンディング性に優れる金属を1〜20μmの厚みに被着させておくことが望ましい。
Further, when the wiring conductor 6 is coated with a metal having excellent corrosion resistance such as nickel and gold on the exposed surface and excellent bonding property of the
本発明の放熱部材1は、タングステンまたはモリブデンから成る焼結体に銅を含浸させて成る枠状の基体2の中央部の上面から下面にかけて銅または銅を主成分とする合金から成る貫通金属体3が埋設されているとともに、基体2および貫通金属体3の上下面を覆ってそれぞれ銅層4a,4bが接合されている。
The
放熱部材1は、電子部品11の作動に伴い発生する熱を吸収するとともに大気中に放散させる、あるいは外部放熱板に伝導させる機能を有する。このような放熱部材1は、例えば、先ず平均粒径が5〜40μmのタングステン粉末またはモリブデン粉末を、電子部品11の搭載部10となる部位に貫通穴が形成されるように加圧成形し、これを1300〜1600℃の雰囲気中で焼結することにより、電子部品11の搭載部10に上面から下面にかけて形成された貫通穴を持つ多孔体をあらかじめ作製する。そして、この多孔体に水素雰囲気下において約1200℃で10〜50質量%の銅を含浸させることにより、タングステンまたはモリブデンから成る焼結体に銅を含浸させて成る(タングステンまたはモリブデンと銅とのマトリクスから成る)平板状の基体2を作製する。この基体2の中央に形成された貫通穴に、基体2の上面から下面にかけて銅から成る貫通金属体3を埋設し、さらに、この基体2および貫通金属体3の上面を覆って銅層4aならびに基体2および貫通金属体3の下面を覆って銅層4bを被着することによって形成される。
The
基体2の貫通穴への貫通金属体3の埋設方法、および、上下の銅層4の被着方法は、例えば、銅粉末を含む金属体を挿入した後、焼成する方法が挙げられる。また、基体2の貫通穴へ貫通金属体3を埋設した後、基体2の上下面に上下の銅層4となる金属板をAg系ロウ材により接合することにより形成してもよい。
Examples of the method for embedding the through
なお、貫通金属体3の材料は純銅に限られるものではなく、銅を主成分とする合金でもよい。このような銅を主成分とする合金とは、銅を50質量%以上含む合金であり、例えば、銅−タグステン合金や銅−モリブデン合金等が用いられる。また、基体2に含浸される銅も同様に純銅に限らず、貫通金属体3と同様の銅を主成分とする合金でもよい。
The material of the penetrating
本発明では放熱部材1と枠体5との熱膨張係数の差が3×10−6/℃以下である。これにより、電子部品11が作動した際に発生する熱による放熱部材1と枠体5の熱膨張率の差に起因する反りを低減することができ、放熱部材1と枠体5の接合部の破壊防止、電子部品11の破壊防止することができる。その結果、電子部品11を長期間にわたり正常かつ安定に作動させることが可能となる。
In the present invention, the difference in thermal expansion coefficient between the
放熱部材1と枠体5の熱膨張率の差が3×10−6/℃より大きい場合には、電子部品11が動作し発熱した場合に、放熱部材1と枠体5の熱膨張率の差に起因する反りが発生し放熱部材1と枠体5の接合部にて発生した曲げ応力により、放熱部材1と枠体5の接合部で亀裂が発生しやすくなって電子部品11を気密封止することが困難となり、あるいは発生した曲げ応力により電子部品11と銅層4aとを接合する接合材に亀裂が発生しやすくなる。電子部品11が放熱部材1と枠体5の接合部にて発生した曲げ応力により電子部品11と銅層4aとを接合する接合材に亀裂が発生した場合、電子部品11と銅層4aとの間で充分な接続が確保できず、電子部品11で発生する熱を放熱部材1内に良好に伝熱させることが困難となる。
When the difference in thermal expansion coefficient between the
また、好ましくは、貫通金属体3の外周は、電子部品11の外周より大きくなっているのがよく、特に好ましくは、基体2の厚み分大きくなっているのがよい。これにより、電子部品11で発生した熱を放熱部材1の上面の電子部品11の搭載部10から下面へと垂直な方向により多く伝えることができるとともに、貫通金属体3内においても電子部品11の外周から外側へ放熱部材1に平行な方向への熱の広がりを持たせることが可能となり、放熱性をより向上させることができる。
Preferably, the outer periphery of the penetrating
なお、貫通金属体3の外周は、電子部品11の外周に対して基体2の厚みよりも大きくなると、貫通金属体3の熱膨張が大きくなって搭載部10が歪みやすくなる。その結果、電子部品11が剥離しやすくなる。
Note that if the outer periphery of the through
また、放熱部材1の上面側、即ち、電子部品11が搭載される搭載部10側の銅層4aの表面の算術平均粗さRaは、Ra≦30(μm)の平滑面であることが好ましい。Ra>30(μm)の場合には、電子部品11をガラス,樹脂,ロウ材等の接合材を介して搭載部10に接合固定する際に、接合材中に空隙が発生しやすくなる傾向がある。接合材中に発生した空隙は、電子部品11と放熱部材1との接合強度を低下させるだけでなく、電子部品11と放熱部材1との間の熱伝達を阻害し、電子部品収納用パッケージ8および電子装置14の熱放散性を低下させる傾向がある。
The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the copper layer 4a on the upper surface side of the
また、放熱部材1の下面側、即ち、電子部品11が搭載される搭載部10とは反対側の銅層4bの表面の算術平均粗さRaは、Ra≦30(μm)であることが好ましい。通常、電子部品収納用パッケージ8は、アルミニウムや銅等の金属体あるいは、高熱伝導を有するセラミック体から成る支持基板へネジ止めにより、またははんだ等の溶融金属,ロウ材を用いて接続される。このとき、基体2の下面の銅層4bの下面の算術平均粗さRaがRa>30(μm)の場合には、電子部品収納用パッケージ8と支持基板とを十分に密着させることが困難となり、両者の間に空隙が発生しやすくなり、その結果、電子部品11で発生した熱を電子部品収納用パッケージ8からこの支持基板へ効率良く伝達させることができなくなるおそれがある。したがって、下面の銅層4bの外側表面となる下面は、支持基板との良好な密着性が得られるように、Ra≦30(μm)の平滑面であることが望ましい。
The arithmetic average roughness Ra of the surface of the copper layer 4b on the lower surface side of the
銅層4a,4bの厚みは、それぞれ800μmより厚くなると基体2と銅層4a,4bとの熱膨張差によって発生する応力が大きくなり十分な接合強度が得られない傾向があることから、800μm以下としておくことが望ましい。また、銅層4a,4bの厚みが50μm以上であれば、電子部品11の作動に伴い発生する熱が銅層4a,4bの平面方向に十分広がるので、放熱部材1の熱放散性はさらに向上することから50μm以上としておくことが望ましい。
If the thickness of each of the copper layers 4a and 4b is greater than 800 μm, the stress generated due to the difference in thermal expansion between the base 2 and the copper layers 4a and 4b tends to increase, so that sufficient bonding strength cannot be obtained. It is desirable to keep Further, if the thickness of the copper layers 4a and 4b is 50 μm or more, the heat generated by the operation of the
また、放熱部材1の基体2の上下面に接合される銅層4(4a,4b)は、少なくとも貫通金属体3が埋設されている部位の上下面のうち、例えば電子部品11の搭載部10および外部放熱板との接合部に形成されれば十分であり、必ずしも図1に示すように放熱部材1の上下面の全面を覆うように形成される必要はない。
Further, the copper layers 4 (4a, 4b) bonded to the upper and lower surfaces of the base 2 of the
かくして、上述の電子部品収納用パッケージ8の放熱部材1の搭載部10上に電子部品11をガラス,樹脂,ロウ材等から成る接着剤を介して接着固定するとともに、電子部品11の各電極をボンディングワイヤ12を介して所定の配線導体6に電気的に接続し、しかる後に、放熱部材1と枠体5とからなる凹部5aの内側に電子部品11を覆うようにエポキシ樹脂等の封止樹脂13を充填して電子部品11を封止することによって、あるいは、樹脂や金属,セラミックス等から成る蓋体を枠体5の上面に凹部5aを覆うように取着して電子部品11を封止することによって製品としての電子装置14となる。
Thus, the
なお、本発明は以上の実施の形態の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が可能である。例えば、電子部品11で発生した熱を放熱部材1から大気中に効率良く放散させるために、放熱部材1の基体2および貫通金属体3の下面に接合された銅層4bに放熱フィンを接続したり、銅層4bに放熱フィンをロウ付け等で接合して放熱フィンが放熱部材1と一体化した形状としたりしてもよく、これによって、電子部品11の作動に伴い発生する熱を放熱部材1により吸収するとともに大気中に放散させる作用をさらに向上することができる。
In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, A various change is possible if it is the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, in order to efficiently dissipate the heat generated in the
次に、以下のようにしてサンプルを作製し、本発明の電子部品収納用パッケージの評価を行なった。 Next, samples were prepared as follows, and the electronic component storage package of the present invention was evaluated.
まず、図1に示した放熱部材1として、大きさが34mm×17.4mmで、厚みが1.9mmのものを準備した。
First, as the
放熱部材1の基体2は、タングステンから成る焼結体に銅を含浸させて成る材料で形成し、その厚みは1.00mmとした。また、放熱部材1の銅層4(4a・4b)としての銅板は、それぞれ厚みを0.45mmとした。
The base 2 of the
貫通金属体3は基体2に大きさが20mm×5mmで形成し、銅層4(4a・4b)としての銅板と基体2および貫通金属体3との接合はB銀合金(銀が72.0質量%、銅が28.0質量%)から成るロウ材15で行なった。これにより、熱膨張係数が20×10−6/℃の放熱部材1が得られた。
The penetrating
これら放熱部材1に、Fe−Ni−Co合金、Ni鋼およびアルミナセラミックス製の枠体5をB銀合金(銀が72.0質量%、銅が28.0質量%)から成るロウ材で接合し、電子部品収納用パッケージ8を得た。この後、放熱部材1と枠体5との接合部を観察し、クラック等の有無を確認した。
A frame 5 made of Fe—Ni—Co alloy, Ni steel and alumina ceramics is joined to these
以上の評価試験について、表1に試験結果を示す。表1は、電子部品収納用パッケージ8における放熱部材1と枠体5との接合部の外観観察結果を示したものである。
表1に示す結果から明らかなように、放熱部材1と枠体5の材質の熱膨張率差と放熱部材1と枠体5との接合部のクラック発生に明確な関係があることが分かった。
As is clear from the results shown in Table 1, it was found that there is a clear relationship between the difference in thermal expansion coefficient between the materials of the
すなわち、表1に示すように、放熱部材1の熱膨張率と枠体5の熱膨張率の差が、3×10−6/℃より小さい場合には、放熱部材1と枠体5の間で良好な接合状態であることがわかった。これに対し、放熱部材1の熱膨張率と枠体5の熱膨張率の差が、3×10−6/℃より大きい場合には、枠体5にクラックが発生したり放熱部材1に反りが発生することがわかった。
That is, as shown in Table 1, when the difference between the thermal expansion coefficient of the
1・・・・・・・・・放熱部材
2・・・・・・・・・基体
3・・・・・・・・・貫通金属体
4、4a、4b・・・銅層
5・・・・・・・・・枠体
5a・・・・・・・・凹部
6・・・・・・・・・配線導体
8・・・・・・・・・電子部品収納用パッケージ
10・・・・・・・・・搭載部
11・・・・・・・・・電子部品
14・・・・・・・・・電子装置
DESCRIPTION OF
10 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Mounting part
11 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Electronic parts
14 .... Electronic devices
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004052534A JP2005243967A (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | Package for housing electronic part and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004052534A JP2005243967A (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | Package for housing electronic part and electronic device |
Publications (1)
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Family
ID=35025370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004052534A Pending JP2005243967A (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | Package for housing electronic part and electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2004
- 2004-02-26 JP JP2004052534A patent/JP2005243967A/en active Pending
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