JP2018073948A - Semiconductor package and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable inhibition of substrate warpage in a semiconductor package having excellent radiation performance.SOLUTION: A semiconductor package according to one embodiment comprises a substrate 2, a metallic substrate 3 and a frame body 4. The substrate 2 has a rectangular shape in a plan view, two pairs of screw parts 23 positioned at opposite sides, a mounting region 21 where a semiconductor element 7 is mounted on an upper surface and a through hole 22 at a position overlapping with the mounting region 21. The metallic substrate 3 has a rectangular shape in the plan view, and fitted into the through hole 22 and has a thermal expansion coefficient larger than that of the substrate 2. The frame body 4 is positioned to surround the upper surface of the substrate 2. The metallic substrate 3 is spaced apart from a first virtual center line and a second virtual center line which connect the screw parts 23 positioned at the opposite sides to each other and is positioned between the first virtual center line and the second virtual center line.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体素子が実装される半導体パッケージおよびこれを用いた半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor package on which a semiconductor element is mounted and a semiconductor device using the same.

近年、高周波の信号で作動する半導体素子等を収容する半導体パッケージが知られている。このような半導体素子等は、作動する際に熱が生じる。この熱を外部に放熱させるために、半導体素子等を実装する基板の一部に金属基板嵌め込んで放熱性を向上させた半導体パッケージが開示されている(特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor packages that contain semiconductor elements that operate with high-frequency signals are known. Such a semiconductor element or the like generates heat when operating. In order to dissipate this heat to the outside, a semiconductor package is disclosed in which a metal substrate is fitted into a part of a substrate on which a semiconductor element or the like is mounted to improve heat dissipation (see Patent Document 1).

特開2002−93931号公報JP 2002-93931 A

特許文献1では、貫通孔を有する基板と、貫通孔に嵌め込まれた、基板よりも熱膨張係数の大きい金属基板と、枠体とを備えた半導体パッケージが開示されている。基板には、対辺にネジ止め部が1組設けられている。対辺に位置するネジ止め部同士を結ぶ仮想中心線と金属基板とが重なって設けられている。   Patent Document 1 discloses a semiconductor package including a substrate having a through hole, a metal substrate fitted in the through hole and having a larger thermal expansion coefficient than the substrate, and a frame. One set of screwing portions is provided on the opposite side of the substrate. A virtual center line connecting the screwing portions located on opposite sides and the metal substrate are overlapped.

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、半導体素子の使用時に発生する熱によって金属基板が熱膨張しようとすることを基板が抑制させる際に、ネジ止め部の箇所は内側に凹んでいるため、金属基板の熱膨張を抑える力が弱くなる場合があった。このため、金属基板が反ってしまい、半導体素子を良好に実装することおよび作動させることが困難な場合があった。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the substrate suppresses the metal substrate from thermally expanding due to the heat generated when the semiconductor element is used, the screwing portion is recessed inward. In some cases, the force to suppress the thermal expansion of the metal substrate is weakened. For this reason, the metal substrate is warped, and it may be difficult to mount and operate the semiconductor element satisfactorily.

本発明の一実施形態に係る半導体パッケージは、基板と、金属基板と、枠体とを備えている。基板は、平面視において矩形状であり、対辺に位置した、2組のネジ止め部を有するとともに、上面に半導体素子が実装される実装領域と、実装領域と重なる位置に貫通孔とを有する。金属基板は、平面視において矩形状であり、貫通孔に嵌め込まれるとともに、基板よりも熱膨張係数が大きい。枠体は、基板の上面を取り囲んで位置している。金属基板は、対辺に位置するネジ止め部同士を結ぶ第1仮想中心線および第2仮想中心線と間をあけるとともに、第1仮想中心線と第2仮想中心線の間に位置している。   A semiconductor package according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a metal substrate, and a frame. The substrate has a rectangular shape in plan view, has two sets of screwing portions located on opposite sides, has a mounting region on which the semiconductor element is mounted, and a through hole at a position overlapping the mounting region. The metal substrate has a rectangular shape in plan view, is fitted in the through hole, and has a larger thermal expansion coefficient than the substrate. The frame is positioned so as to surround the upper surface of the substrate. The metal substrate is spaced between the first virtual center line and the second virtual center line that connect the screwing portions located on opposite sides, and is located between the first virtual center line and the second virtual center line.

本発明の一実施形態に係る半導体装置は、上述した半導体パッケージと、半導体素子と、蓋体とを備えている。半導体素子は、実装領域に実装されている。蓋体は、半導体素子を覆うとともに、枠体の上面に接合されている。   A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes the semiconductor package described above, a semiconductor element, and a lid. The semiconductor element is mounted in the mounting area. The lid body covers the semiconductor element and is joined to the upper surface of the frame body.

本発明の一実施形態に係る半導体パッケージは、上述した構成であることによって、放熱性に優れた基板の反りを抑制することができる。また、本発明の一実施形態に係る半導体装置は、上述した半導体パッケージを備えていることによって、半導体素子を良好な条件で使用することが可能となる。   The semiconductor package which concerns on one Embodiment of this invention can suppress the curvature of the board | substrate excellent in heat dissipation by having the structure mentioned above. In addition, since the semiconductor device according to the embodiment of the present invention includes the semiconductor package described above, the semiconductor element can be used under favorable conditions.

本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す斜視図である。It is a perspective view showing a semiconductor package concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す平面図である。It is a top view which shows the semiconductor package which concerns on one Embodiment of this invention. 図3に示した本発明の一実施形態に係る半導体パッケージにおけるA−A線での断面図である。It is sectional drawing in the AA line in the semiconductor package which concerns on one Embodiment of this invention shown in FIG. 図3に示した本発明の一実施形態に係る半導体パッケージにおけるB−B線での断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in the semiconductor package according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3. 本発明の他の実施形態係る半導体パッケージを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the semiconductor package which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージを示す平面図である。It is a top view which shows the semiconductor package which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。It is a perspective view showing a semiconductor device concerning one embodiment of the present invention.

以下、各実施形態の半導体パッケージおよびこれを備えた半導体装置について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a semiconductor package of each embodiment and a semiconductor device including the semiconductor package will be described in detail with reference to the drawings.

<半導体パッケージの構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージの斜視図である。図2は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す分解斜視図である。図3は、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージを示す平面図である。図4は、図3に示した本発明の一実施形態に係る半導体パッケージにおけるA−A線での断面図である。図5は、図3に示した本発明の一実施形態に係る半導体パッケージにおけるB−B線での断面図である。また、図6は、本発明の他の実施形態係る半導体パッケージを示す斜視図である。そして、図7は、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージを示す平面図である。これらの図において、本発明の実施形態に係る半導体パッケージ1は、基板2と、金属基板3と、枠体4と、入出力端子5とを備えている。基板2は、貫通孔22を有しており、この貫通孔22に金属基板3が嵌め込まれている。
<Structure of semiconductor package>
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in the semiconductor package according to the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in the semiconductor package according to the embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a semiconductor package according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a plan view showing a semiconductor package according to another embodiment of the present invention. In these drawings, a semiconductor package 1 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 2, a metal substrate 3, a frame body 4, and input / output terminals 5. The substrate 2 has a through hole 22, and the metal substrate 3 is fitted into the through hole 22.

図3に示すように、本発明の一実施形態における基板2は、上面に半導体素子7が実装される実装領域21を有している。また基板2は、例えば矩形状であって、対辺にそれぞれ2組のネジ止め部23が位置している。このネジ止め部23にネジ等を嵌め込むことによって半導体パッケージ1を実装基板等にネジ止め固定することができる。   As shown in FIG. 3, the board | substrate 2 in one Embodiment of this invention has the mounting area | region 21 in which the semiconductor element 7 is mounted in the upper surface. Moreover, the board | substrate 2 is rectangular shape, for example, Comprising: Two sets of screwing parts 23 are located in the opposite side, respectively. The semiconductor package 1 can be screwed and fixed to the mounting substrate or the like by fitting screws or the like into the screwing portions 23.

なお、本発明の一実施形態において実装領域21とは、基板2を平面視した場合に半導体素子7と重なり合う領域を意味している。基板2の大きさとしては、例えば10mm×10mm〜50mm×50mmである。また、基板2の厚みとしては、例えば、0.5mm〜5mmに設定することができる。   In the embodiment of the present invention, the mounting region 21 means a region overlapping with the semiconductor element 7 when the substrate 2 is viewed in plan. The size of the substrate 2 is, for example, 10 mm × 10 mm to 50 mm × 50 mm. Moreover, as thickness of the board | substrate 2, it can set to 0.5 mm-5 mm, for example.

基板2は、例えば金属材料から成る。金属材料としては、例えば鉄、ニッケル、コバルトからなる合金である。このとき、基板2の熱膨張係数は5×10−6/Kである。また、鉄、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステン、あるいはこれらの金属からなる合金を用いることができる。このような金属材料のインゴットに圧延加工法、打ち抜き加工法のような金属加工法を施すことによって基板2を構成する金属部材を作製することができる。 The substrate 2 is made of, for example, a metal material. The metal material is an alloy made of, for example, iron, nickel, or cobalt. At this time, the thermal expansion coefficient of the substrate 2 is 5 × 10 −6 / K. Further, iron, nickel, chromium, cobalt, tungsten, or an alloy made of these metals can be used. The metal member which comprises the board | substrate 2 is producible by giving metal processing methods, such as a rolling method and a punching method, to such an ingot of a metal material.

図1および図3に示すように、基板2は、対辺に位置した2組のネジ止め部23を有している。ネジ止め部23が設けられる基板2の対辺は、平行である。ネジ止め部23は、たとえば平面視において半円形状の凹み部である。たとえばネジ止め部23の凹み部は、基板2の外縁から1mm〜5mmの長さであり、基板2の対辺に平行な方向の幅は1mm〜5mmである。ネジ止め部23は、1つの辺に2つ形成されており、その対辺に同じく、2つ形成されている。対辺に設けられたネジ止め部23が2つで1組である。   As shown in FIGS. 1 and 3, the substrate 2 has two sets of screwing portions 23 located on opposite sides. The opposite sides of the substrate 2 on which the screwing portion 23 is provided are parallel. The screwing part 23 is, for example, a semicircular recess in plan view. For example, the recessed portion of the screwing portion 23 has a length of 1 mm to 5 mm from the outer edge of the substrate 2, and a width in a direction parallel to the opposite side of the substrate 2 is 1 mm to 5 mm. Two screwing portions 23 are formed on one side, and two are formed on the opposite side. Two screwing portions 23 provided on the opposite side are one set.

図3および図7に示すように、ネジ止め部23は、対辺に位置するネジ止め部23同士が2つの仮想中心線で結ばれている。仮想中心線とは、ネジ止め部23の中心と、対辺に位置するネジ止め部23の中心を結んだ仮想線のことである。図3および図7に示すX−X線は、第1仮想中心線であり、Y−Y線は第2仮想中心線である。第1仮想中心線および第2仮想中心線は、ネジ止め部23が設けられる、基板2の対辺と直交する方向と平行である。   As shown in FIG. 3 and FIG. 7, the screwing portions 23 are connected to each other by two virtual center lines. The virtual center line is an imaginary line connecting the center of the screwing portion 23 and the center of the screwing portion 23 located on the opposite side. The XX line shown in FIGS. 3 and 7 is a first virtual center line, and the YY line is a second virtual center line. The first virtual center line and the second virtual center line are parallel to a direction orthogonal to the opposite side of the substrate 2 where the screwing portion 23 is provided.

基板2は、実装領域21と重なる位置に貫通孔22を有している。貫通孔22は、平面視において矩形状である。貫通孔22の大きさは、たとえば平面視において5mm×5mm〜40mm×40mmである。   The substrate 2 has a through hole 22 at a position overlapping the mounting region 21. The through hole 22 has a rectangular shape in plan view. The size of the through hole 22 is, for example, 5 mm × 5 mm to 40 mm × 40 mm in plan view.

図2、図4および図5に示すように、金属基板3は、基板2の貫通孔22に嵌め込まれている。金属基板3は、貫通孔22に嵌め込まれることから、少なくとも貫通孔22よりも小さい外形である。このとき、金属基板3が貫通孔22よりも小さいというのは、金属基板3と貫通孔22がほぼ同じ寸法のものから、貫通孔22の方が大きく、隙間を接合材で埋めるものまで含まれる。このため、金属基板3は、たとえば平面視において5mm×5mm〜40mm×40mmであり、また、金属基板3は、厚さが0.5mmから5mmである。金属基板3は、下面が基板2の下面と一致している。または、金属基板3は、基板2の下面より少なくとも突出していてもよい。金属基板3が基板2の下面よりも突出している場合には、金属基板3が放熱性に優れているため、半導体素子7で生じた熱を金属基板3から外部により逃がしやすくなる。   As shown in FIGS. 2, 4 and 5, the metal substrate 3 is fitted in the through hole 22 of the substrate 2. Since the metal substrate 3 is fitted into the through hole 22, the metal substrate 3 has an outer shape that is at least smaller than the through hole 22. At this time, the metal substrate 3 is smaller than the through-hole 22 because the metal substrate 3 and the through-hole 22 are substantially the same size, and the through-hole 22 is larger and the gap is filled with a bonding material. . Therefore, the metal substrate 3 is, for example, 5 mm × 5 mm to 40 mm × 40 mm in a plan view, and the metal substrate 3 has a thickness of 0.5 mm to 5 mm. The metal substrate 3 has a lower surface that coincides with the lower surface of the substrate 2. Alternatively, the metal substrate 3 may protrude at least from the lower surface of the substrate 2. When the metal substrate 3 protrudes from the lower surface of the substrate 2, the metal substrate 3 is excellent in heat dissipation, so that heat generated in the semiconductor element 7 is easily released from the metal substrate 3 to the outside.

また、金属基板3は、たとえば銅から成っている。このとき、基板2の熱膨張係数は16×10−6/Kである。また、金属基板3は、銅のように、放熱性に優れた金属材料であれば構わない。たとえば、銅とタングステンまたはモリブデンからなる合金を用いることができる。金属基板3は、たとえば熱膨張係数が10×10−6/K〜20×10−6/Kである。金属基板3は、実装領域21と重なって位置していることにより、実装領域21に実装される半導体素子7から生じる熱が金属基板3に伝達され、金属基板3を介して半導体素子7からの熱を半導体パッケージ1の外部に放熱する役割を果たす。 The metal substrate 3 is made of, for example, copper. At this time, the thermal expansion coefficient of the substrate 2 is 16 × 10 −6 / K. The metal substrate 3 may be a metal material having excellent heat dissipation, such as copper. For example, an alloy made of copper and tungsten or molybdenum can be used. The metal substrate 3, for example, thermal expansion coefficient of 10 × 10 -6 / K~20 × 10 -6 / K. Since the metal substrate 3 is positioned so as to overlap with the mounting region 21, heat generated from the semiconductor element 7 mounted in the mounting region 21 is transmitted to the metal substrate 3, and is transmitted from the semiconductor element 7 through the metal substrate 3. It plays a role of radiating heat to the outside of the semiconductor package 1.

図3に示すように、金属基板3は、平面視において第1仮想中心線と第2仮想中心線の間に位置している。そして、第1仮想中心線と第2仮想中心線と間を空けて位置している。また、金属基板3は、平面視において、後述する枠体4と重ならない位置に設けられる。つまり、金属基板3は、平面視において、第1仮想中心線と第2仮想中心線と重ならず、枠体4と重ならない位置に設けられる。金属基板3が第1仮想中心線および第2仮想中心線と重ならない位置に設けられることによって、金属基板3に熱が加わり、熱膨張した際にも、基板2が十分に反りを抑えることができる。   As shown in FIG. 3, the metal substrate 3 is located between the first virtual center line and the second virtual center line in plan view. The first virtual center line and the second virtual center line are spaced from each other. Further, the metal substrate 3 is provided at a position that does not overlap with a frame body 4 described later in plan view. That is, the metal substrate 3 is provided at a position that does not overlap the first virtual center line and the second virtual center line and does not overlap the frame body 4 in plan view. By providing the metal substrate 3 at a position that does not overlap the first virtual center line and the second virtual center line, the substrate 2 can sufficiently suppress warpage even when heat is applied to the metal substrate 3 and thermal expansion occurs. it can.

これは、金属基板3が各仮想中心線と重なる位置にある場合のように、金属基板3を囲む基板2の量が少ない場合には、基板2は金属基板3よりも熱膨張係数が小さいために、金属基板3が熱膨張した際に、貫通孔22の端部から基板2が押されて基板2が反ろうとするおそれがある。この金属基板3に押されることによる基板2の反りは、ネジ止め部23の各仮想中心線と重ならないようにして、金属基板3を囲む基板2の量を確保することで、金属基板3に押される力よりも基板2としての状態を保つ力を確保することができ、基板2の反りを抑制することができるためである。   This is because the substrate 2 has a smaller thermal expansion coefficient than the metal substrate 3 when the amount of the substrate 2 surrounding the metal substrate 3 is small, as in the case where the metal substrate 3 is in a position overlapping each virtual center line. In addition, when the metal substrate 3 is thermally expanded, the substrate 2 may be pushed from the end of the through hole 22 and the substrate 2 may be warped. The warp of the substrate 2 due to being pushed by the metal substrate 3 does not overlap each virtual center line of the screwing portion 23, and the amount of the substrate 2 surrounding the metal substrate 3 is secured, so that the metal substrate 3 This is because it is possible to secure a force for maintaining the state of the substrate 2 rather than the pressing force, and to suppress warping of the substrate 2.

また、金属基板3が枠体4と重ならない位置に設けられることによって、金属基板3と枠体4との熱膨張係数差によって生じる応力を低減させることができる。また、金属基板3は、ネジ止め部23とも重ならないように位置している。金属基板3がネジ止め部23
と重ならない位置に設けられていることによって、金属基板3が熱膨張したとしても、基板2の貫通孔22内で抑えられるため、基板2を反り難くすることができる。
In addition, by providing the metal substrate 3 at a position where it does not overlap the frame body 4, it is possible to reduce stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between the metal substrate 3 and the frame body 4. Further, the metal substrate 3 is positioned so as not to overlap with the screwing portion 23. The metal substrate 3 is screwed 23
Since the metal substrate 3 is suppressed in the through hole 22 of the substrate 2 even if the metal substrate 3 is thermally expanded, the substrate 2 can be hardly warped.

枠体4は、基板2の実装領域21を取り囲んでいる。枠体4は、平面視において、外縁および内縁が矩形状であり、4つの側壁によって構成されている。枠体4は、銀ロウ等の接合部材を介して基板2の上面に接合されている。   The frame 4 surrounds the mounting area 21 of the substrate 2. The frame body 4 has a rectangular outer edge and inner edge in plan view, and is constituted by four side walls. The frame 4 is bonded to the upper surface of the substrate 2 via a bonding member such as silver solder.

枠体4は、平面視における外縁の大きさが、たとえば3mm×5mm〜30mm×40mm、内縁の大きさが2mm×4mm〜29mm×39mmである。また、外縁と内縁との間の幅で示される枠体4の厚みは、たとえば0.5mm〜5mmである。また、枠体4の高さは、1mm〜30mmである。枠体4は、外縁が基板2のネジ止め部23が設けられていない辺よりも内側に位置しており、ネジ止め部23が設けられている辺に対しては、ネジ止め部23の凹み部の底部に位置する端部よりも内側に位置している。   The frame 4 has an outer edge size of 3 mm × 5 mm to 30 mm × 40 mm and an inner edge size of 2 mm × 4 mm to 29 mm × 39 mm, for example, in plan view. Moreover, the thickness of the frame 4 shown by the width | variety between an outer edge and an inner edge is 0.5 mm-5 mm, for example. The height of the frame 4 is 1 mm to 30 mm. The frame 4 has an outer edge located on the inner side of the side of the substrate 2 where the screwing part 23 is not provided, and the side where the screwing part 23 is provided is recessed in the screwing part 23. It is located inside the end located at the bottom of the part.

枠体4としては、例えば、基板2と同様に、金属材料を用いることができる。金属材料としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属材料、あるいはこれらの金属材料からなる合金を用いることができる。   As the frame body 4, for example, a metal material can be used similarly to the substrate 2. As the metal material, for example, a metal material such as iron, copper, nickel, chromium, cobalt, and tungsten, or an alloy made of these metal materials can be used.

図2に示すように、枠体4は、ネジ止め部23が設けられない基板2の対辺に平行な枠体4の側壁を貫通するとともに、枠体4の下面から切り欠かれた切欠き部を有していてもよい。切欠き部には、半導体素子7と外部の電気回路基板とを電気的に接続する入出力端子5が接合固定される。切欠き部は、平面視において、ネジ止め部23が設けられない基板2の対辺に平行な枠体4の対辺に1つずつ設けられている。入出力端子5は、切欠き部に嵌め込まれ、切欠き部の内面と入出力端子5の上面および側面とがはんだまたはろう材等の接合材で接合されていてもよい。このとき、入出力端子5の下面は、前述と同様に、基板2の上面とはんだまたはろう材等の接合材で接合されていてもよい。   As shown in FIG. 2, the frame 4 passes through the side wall of the frame 4 parallel to the opposite side of the substrate 2 where the screwing portion 23 is not provided, and is a notch cut out from the lower surface of the frame 4. You may have. An input / output terminal 5 that electrically connects the semiconductor element 7 and an external electric circuit board is bonded and fixed to the notch. The cutout portions are provided one by one on the opposite side of the frame body 4 parallel to the opposite side of the substrate 2 where the screwing portion 23 is not provided in plan view. The input / output terminal 5 may be fitted into the notch, and the inner surface of the notch may be joined to the upper surface and the side of the input / output terminal 5 with a joining material such as solder or brazing material. At this time, the lower surface of the input / output terminal 5 may be bonded to the upper surface of the substrate 2 with a bonding material such as solder or brazing material, as described above.

また、枠体4は、ネジ止め部23が設けられる基板2の対辺に平行な枠体4の側壁に切欠き部が設けられない。入出力端子5と金属基板3との距離が近くなり、金属基板3の短辺に平行な側壁には入出力端子5が配置されないことから、基板2、金属基板3、枠体4および入出力端子5との熱膨張係数差に起因して生じる熱応力を抑制することができる。その結果、半導体パッケージ1は、入出力端子5に生じるクラックおよび割れ、基板2と金属基板3の短辺との接合部を起点とした破損を抑制することができる。   Further, the frame body 4 is not provided with a notch on the side wall of the frame body 4 parallel to the opposite side of the substrate 2 on which the screwing portion 23 is provided. Since the distance between the input / output terminal 5 and the metal substrate 3 is short and the input / output terminal 5 is not disposed on the side wall parallel to the short side of the metal substrate 3, the substrate 2, the metal substrate 3, the frame 4 and the input / output Thermal stress caused by a difference in thermal expansion coefficient with the terminal 5 can be suppressed. As a result, the semiconductor package 1 can suppress cracks and cracks generated in the input / output terminals 5 and damage starting from the joint between the substrate 2 and the short side of the metal substrate 3.

入出力端子5は、たとえばセラミック材料から成る。入出力端子5を構成するセラミック材料は、たとえば酸化アルミニウム焼結体である。また、入出力端子5は、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体または窒化珪素質焼結体のようなセラミック材料、またはガラスセラミック材料等であってもよい。入出力端子5は、たとえば熱膨張係数が0.1×10−6/K〜10×10−6/Kである。入出力端子5は、半導体素子7とボンディングワイヤ等の電気接続部材を介して電気的に接続される信号線路が形成されている。 The input / output terminal 5 is made of, for example, a ceramic material. The ceramic material constituting the input / output terminal 5 is, for example, an aluminum oxide sintered body. Further, the input / output terminal 5 may be a ceramic material such as a mullite sintered body, a silicon carbide sintered body, an aluminum nitride sintered body or a silicon nitride sintered body, or a glass ceramic material. . Input-output terminal 5, for example, a coefficient of thermal expansion of 0.1 × 10 -6 / K~10 × 10 -6 / K. The input / output terminal 5 is formed with a signal line that is electrically connected to the semiconductor element 7 via an electrical connection member such as a bonding wire.

本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ1は、金属基板3が、平面視において第1仮想中心線と第2仮想中心線の間に位置するとともに、第1仮想中心線と第2仮想中心線と間を空けて位置している。このことによって、半導体パッケージ1は、金属基板3で半導体素子7からの熱を外部に伝達しやすくなり、半導体パッケージ1の放熱性を向上させことができる。また、半導体パッケージ1は、半導体パッケージ1の製造工程および半導体装置10の作動時に生じる、基板2と金属基板3の熱膨張係数差に起因した応力による基板2の反りおよび半導体素子7の破損を抑制することができる。さらに、金属基板3は、基板2のうち金属基板3による熱膨張、熱収縮による基板2の変形が大きくなりやすいネジ止め部23の周囲、および第1仮想中心線と第2仮想中心線と間を空けていることによって、金属基板3の熱膨張、熱収縮による基板2の反りおよび変形を低減させることができる。   In the semiconductor package 1 according to the embodiment of the present invention, the metal substrate 3 is located between the first virtual center line and the second virtual center line in plan view, and the first virtual center line and the second virtual center line. It is located with a gap. As a result, the semiconductor package 1 can easily transfer the heat from the semiconductor element 7 to the outside by the metal substrate 3, and the heat dissipation of the semiconductor package 1 can be improved. Further, the semiconductor package 1 suppresses the warpage of the substrate 2 and the damage of the semiconductor element 7 due to the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the substrate 2 and the metal substrate 3 that occurs during the manufacturing process of the semiconductor package 1 and the operation of the semiconductor device 10. can do. Further, the metal substrate 3 includes the periphery of the screwing portion 23 in which the deformation of the substrate 2 due to thermal expansion and contraction of the substrate 2 is likely to be large, and between the first virtual center line and the second virtual center line. By making the clearance, warpage and deformation of the substrate 2 due to thermal expansion and contraction of the metal substrate 3 can be reduced.

図3に示すように、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ1は、金属基板3が第1仮想中心線および第2仮想中心線と並行した方向に長辺が延びており、金属基板3の長辺に沿った枠体4の側面に切欠き部が設けられ、入出力端子5が接合固定されてもよい。このとき、金属基板3は例えば矩形状であり、上述したような、枠体4と重ならない位置にある。また、入出力端子5は、金属基板3の短辺方向の枠体4に設けられる。このことによって、金属基板3が熱膨張、熱収縮した際に入出力端子5が設けられている方向、すなわち、金属基板3の短辺方向には熱膨張し難くなっている。このため、基板2、金属基板3、枠体4および入出力端子5との間に働く熱膨張係数差によって生じる応力を低減させることができる。その結果、半導体パッケージ1は、入出力端子5に生じるクラックおよび割れを抑制することができ、半導体装置10の不良の発生を抑制することができる。   As shown in FIG. 3, in the semiconductor package 1 according to the embodiment of the present invention, the metal substrate 3 has long sides extending in a direction parallel to the first virtual center line and the second virtual center line. A cutout portion may be provided on the side surface of the frame body 4 along the long side, and the input / output terminal 5 may be joined and fixed. At this time, the metal substrate 3 has a rectangular shape, for example, and is in a position not overlapping with the frame body 4 as described above. The input / output terminal 5 is provided on the frame 4 in the short side direction of the metal substrate 3. This makes it difficult for the metal substrate 3 to thermally expand in the direction in which the input / output terminals 5 are provided when the metal substrate 3 is thermally expanded and contracted, that is, in the short side direction of the metal substrate 3. For this reason, the stress which arises by the thermal expansion coefficient difference which acts between the board | substrate 2, the metal substrate 3, the frame 4, and the input / output terminal 5 can be reduced. As a result, the semiconductor package 1 can suppress cracks and cracks generated in the input / output terminals 5 and suppress the occurrence of defects in the semiconductor device 10.

また、図3、図4および図5に示すように、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ1は、平面視において金属基板3が、基板2の中心と重なっている。さらに、半導体素子7は、中心が基板2および金属基板3の中心と重なってもよい。このことによって、半導体パッケージ1に熱が加わった際および半導体装置10を作動させる際に、基板2、金属基板3および半導体素子7が中心からずれている場合と比較して、基板2の偏った変形および歪みを起こしにくくなる。さらに、半導体装置10を作動させる際に半導体素子7から生じる熱が金属基板3および基板2を介して伝達される熱の偏りを抑制することができ、半導体装置10の外部に効率よく放熱することができる。   As shown in FIGS. 3, 4, and 5, in the semiconductor package 1 according to one embodiment of the present invention, the metal substrate 3 overlaps the center of the substrate 2 in plan view. Furthermore, the center of the semiconductor element 7 may overlap with the centers of the substrate 2 and the metal substrate 3. As a result, when the semiconductor package 1 is heated and when the semiconductor device 10 is operated, the substrate 2, the metal substrate 3, and the semiconductor element 7 are deviated compared to the case where the substrate 2 is displaced from the center. It becomes difficult to cause deformation and distortion. Furthermore, the heat generated from the semiconductor element 7 when the semiconductor device 10 is operated can be prevented from being biased through heat transmitted through the metal substrate 3 and the substrate 2, and efficiently radiated to the outside of the semiconductor device 10. Can do.

また、図3に示すように、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ1は、平面視において金属基板3の端部と枠体4とが重ならなくてもよい。金属基板3の端部が枠体4と重なっていないことにより、半導体パッケージ1の製造工程および半導体装置10を作動させる際に、基板2と金属基板3の端部との接合部に生じる応力を抑制することができる。すなわち、半導体パッケージ1の平面視において、基板2と枠体3の接合部と、基板2と金属基板3の接合部の位置が重ならないことにより、基板2、金属基板3および枠体4の熱膨張係数差によって生じる応力が基板2と金属基板3の接合部に集中することを抑制できる。その結果、半導体パッケージ1は、基板2と金属基板3の端面の接合部に生じるクラックおよび割れを抑制することができる。   As shown in FIG. 3, in the semiconductor package 1 according to the embodiment of the present invention, the end portion of the metal substrate 3 and the frame body 4 do not have to overlap in a plan view. Since the end portion of the metal substrate 3 does not overlap the frame body 4, the stress generated in the joint portion between the substrate 2 and the end portion of the metal substrate 3 when the semiconductor package 1 is manufactured and the semiconductor device 10 is operated. Can be suppressed. That is, in the plan view of the semiconductor package 1, the positions of the bonding portion between the substrate 2 and the frame body 3 and the bonding portion between the substrate 2 and the metal substrate 3 do not overlap with each other. It can suppress that the stress which arises by the expansion coefficient difference concentrates on the junction part of the board | substrate 2 and the metal substrate 3. FIG. As a result, the semiconductor package 1 can suppress cracks and cracks that occur at the junction between the end surfaces of the substrate 2 and the metal substrate 3.

また、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ1は、平面視において入出力端子5は、ネジ止め部23と隣り合う辺に沿った枠体4の側面の中央に設けられた切欠き部に挿入固定されて位置していてもよい。入出力端子5は、例えば、セラミック材料からなっており、金属基板3に用いる熱伝導性のよい金属に比べて熱膨張係数が小さい。このため、基板2、金属基板3、枠体4および入出力端子5が接合されると、それぞれの熱膨張係数の差によって熱応力が生じ、入出力端子5に熱応力による負荷がかかってしまう。これに対して、入出力端子5が、平面視においてネジ止め部23の各仮想中心線と垂直な方向に位置しているとともに枠体4の側面の中央に設けられる。   In the semiconductor package 1 according to another embodiment of the present invention, the input / output terminal 5 is notched in the center of the side surface of the frame 4 along the side adjacent to the screwing portion 23 in plan view. It may be inserted and fixed in the position. The input / output terminal 5 is made of, for example, a ceramic material, and has a smaller thermal expansion coefficient than a metal having good thermal conductivity used for the metal substrate 3. For this reason, when the board | substrate 2, the metal board | substrate 3, the frame 4, and the input / output terminal 5 are joined, a thermal stress will arise by the difference of each thermal expansion coefficient, and the load by a thermal stress will be applied to the input / output terminal 5. . In contrast, the input / output terminal 5 is provided in the center of the side surface of the frame body 4 while being positioned in a direction perpendicular to each virtual center line of the screwing portion 23 in plan view.

特に、金属基板3の長辺が各仮想中心線と並行に延びている場合には、熱膨張した際に金属基板3の熱膨張に影響されて、基板2が反りやすくなる。これは、金属基板3を囲む基板2の量が少ない場合には、基板2は金属基板3よりも熱膨張係数が小さいために、金属基板3が熱膨張した際に、貫通孔22の端部から基板2が押されて基板2が反ろうとするおそれが高くなるためである。このとき、上述した理由により、基板2はネジ止め部23が設けられている辺と、ネジ止め部23が設けられていない辺とを比較すると、ネジ止め部23が設けられていない辺の方が反り難くなっている。つまり、入出力端子5がネジ止め部23と隣り合う辺に沿った枠体4の側面に設けられると、入出力端子5がネジ止め部23と同じ辺に沿った枠体4の側面に設けられた場合と比較して、基板2の反りの影響が少ない。このため、入出力端子5の枠体4との接合部において、クラックが生じるおそれを低減することができる。   In particular, when the long side of the metal substrate 3 extends in parallel with each virtual center line, the substrate 2 is easily warped due to the thermal expansion of the metal substrate 3 when thermally expanded. This is because when the amount of the substrate 2 surrounding the metal substrate 3 is small, the substrate 2 has a smaller coefficient of thermal expansion than that of the metal substrate 3, so that when the metal substrate 3 is thermally expanded, the end portion of the through hole 22. This is because there is a high possibility that the substrate 2 is pushed and the substrate 2 is warped. At this time, when the side where the screwing part 23 is provided and the side where the screwing part 23 is not provided are compared with the side where the screwing part 23 is not provided for the reason described above, the side of the side where the screwing part 23 is not provided. Is difficult to warp. That is, when the input / output terminal 5 is provided on the side surface of the frame body 4 along the side adjacent to the screwing portion 23, the input / output terminal 5 is provided on the side surface of the frame body 4 along the same side as the screwing portion 23. Compared with the case where it was done, there is little influence of the curvature of the board | substrate 2. For this reason, it is possible to reduce the possibility of cracks occurring at the joint between the input / output terminal 5 and the frame 4.

また、中央にある場合には、ネジ止め部23の影響を最も受けにくくなる。つまり、入出力端子5が、平面視においてネジ止め部23の各仮想中心線と垂直な方向に位置しているとともに枠体4の側面の中央に設けられることによって、入出力端子5が金属基板3の熱膨張および熱収縮の影響を受けることを低減することができる。   Moreover, when it exists in the center, it becomes hard to receive the influence of the screwing part 23 most. That is, the input / output terminal 5 is positioned in a direction perpendicular to each virtual center line of the screwing portion 23 in a plan view and provided at the center of the side surface of the frame body 4, so that the input / output terminal 5 is a metal substrate. 3 is less affected by thermal expansion and contraction.

なお、上述したように、本発明の一実施形態に係る半導体パッケージ1では、平面視において、金属基板3の端部と枠体4とが重ならなくてもよいとしたが、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ1は、平面視において金属基板3の端部と枠体4とが重なっていてもよい。金属基板3が枠体4と重なっていることによって、半導体素子7で生じた熱を基板2および外部の実装基板だけでなく、枠体4を介して外部に逃がすことができる。   As described above, in the semiconductor package 1 according to an embodiment of the present invention, the end of the metal substrate 3 and the frame body 4 do not have to overlap in plan view. In the semiconductor package 1 according to the embodiment, the end portion of the metal substrate 3 and the frame body 4 may overlap in a plan view. Since the metal substrate 3 is overlapped with the frame body 4, heat generated in the semiconductor element 7 can be released to the outside through the frame body 4 as well as the substrate 2 and the external mounting substrate.

また、図6および図7に示すように、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ1は、平面視において金属基板3の端部および貫通孔22の端部の形状が外側に突状の曲面状であってもよい。金属基板3の端部が曲面状であることによって、半導体パッケージ1は、半導体パッケージ1の製造工程および半導体装置10を作動させる際に、基板2と金属基板3の端部との接合部に生じる熱応力を抑制することができる。また、熱応力が局所に生じることを抑制することができる。   As shown in FIGS. 6 and 7, in the semiconductor package 1 according to another embodiment of the present invention, the shape of the end portion of the metal substrate 3 and the end portion of the through hole 22 protrudes outward in plan view. It may be curved. Due to the curved end of the metal substrate 3, the semiconductor package 1 is generated at the junction between the substrate 2 and the end of the metal substrate 3 when the semiconductor package 1 is manufactured and the semiconductor device 10 is operated. Thermal stress can be suppressed. Moreover, it can suppress that a thermal stress arises locally.

これは、半導体素子7の動作させる際には熱が生じ、この熱によって金属基板3および基板2が熱膨張する。金属基板3および基板2が熱膨張する際に、金属基板3は基板2よりも熱膨張係数が大きいため、基板2の貫通孔22の内面に接触する場合がある。この場合に、金属基板3の端部および貫通孔22の端部が曲面状であれば、金属基板3の端部および貫通孔22の端部にクラックが生じるのを抑制することができる。   This is because heat is generated when the semiconductor element 7 is operated, and the metal substrate 3 and the substrate 2 are thermally expanded by this heat. When the metal substrate 3 and the substrate 2 are thermally expanded, the metal substrate 3 has a larger thermal expansion coefficient than that of the substrate 2, and thus may contact the inner surface of the through hole 22 of the substrate 2. In this case, if the end portion of the metal substrate 3 and the end portion of the through hole 22 are curved, it is possible to suppress the occurrence of cracks at the end portion of the metal substrate 3 and the end portion of the through hole 22.

この結果、本発明の他の実施形態に係る半導体パッケージ1は、基板2と金属基板3の端面の接合部に生じるクラックおよび割れを抑制することができる。つまり、放熱性を向上させつつ、基板2の反りを抑制するだけでなく、金属基板3および基板2にクラックが生じるのを抑制することができる。   As a result, the semiconductor package 1 according to another embodiment of the present invention can suppress cracks and cracks that occur at the junction between the end surfaces of the substrate 2 and the metal substrate 3. That is, it is possible not only to suppress the warpage of the substrate 2 while improving heat dissipation, but also to suppress the occurrence of cracks in the metal substrate 3 and the substrate 2.

<半導体パッケージの製造方法>
基板2は、例えば金属材料からなる場合には、鉄、ニッケル、コバルトからなる合金からなり、矩形状に加工された基板2の長手方向の両端部に2箇所ずつネジ止め部23が設けられる。ネジ止め部23は、基板2の対辺に位置するネジ止め部23同士が2つの仮想中心線で結ばれるように設けられる。さらに、ネジ止め部23は、上記の2つの仮想中心線がネジ止め部23が設けられる基板2の対辺と直交する方向に平行となるように設けられる。また、基板2の中央部には、平面視にて、長辺が金属基板3の長辺方向と平行となる矩形状の貫通孔22を設けて、金属基板3を貫通孔22に嵌め込み金属基板を挿入固定する。次に、貫通孔22の内周面と、この内周面と向かい合う金属基板3の側面とをろう付けして接合する。
<Semiconductor package manufacturing method>
When the substrate 2 is made of, for example, a metal material, the substrate 2 is made of an alloy made of iron, nickel, and cobalt, and is provided with two screwing portions 23 at both ends in the longitudinal direction of the substrate 2 processed into a rectangular shape. The screwing portions 23 are provided so that the screwing portions 23 located on opposite sides of the substrate 2 are connected to each other by two virtual center lines. Furthermore, the screwing portion 23 is provided so that the two virtual center lines are parallel to a direction orthogonal to the opposite side of the substrate 2 on which the screwing portion 23 is provided. In addition, a rectangular through hole 22 having a long side parallel to the long side direction of the metal substrate 3 in a plan view is provided in the central portion of the substrate 2, and the metal substrate 3 is fitted into the through hole 22. Insert and fix. Next, the inner peripheral surface of the through hole 22 and the side surface of the metal substrate 3 facing the inner peripheral surface are brazed and joined.

なお、金属基板3は、例えば金属材料のうち銅からなり、金属基板3を貫通孔22に嵌め込んでろう材で接合する際に、金属基板3の側面と貫通孔22の内周面とをろう材等の接合材で接合できる程度の隙間が設けられるように形成される。   The metal substrate 3 is made of copper, for example, of a metal material. When the metal substrate 3 is fitted into the through hole 22 and joined with the brazing material, the side surface of the metal substrate 3 and the inner peripheral surface of the through hole 22 are connected. The gap is formed so as to be able to be joined with a joining material such as a brazing material.

また、枠体4は、例えば金属材料からなる場合には、鉄−ニッケル−コバルト合金からなり、切削加工によって枠状に形成されるとともに入出力端子5が挿入固定される切欠き部が設けられる。そして、枠体4は、実装領域21を囲んで、入出力端子5が切欠き部に接合固定されるとともに基板2の上面に接合される。   In addition, when the frame body 4 is made of, for example, a metal material, the frame body 4 is made of an iron-nickel-cobalt alloy, and is formed into a frame shape by cutting and provided with a notch portion into which the input / output terminal 5 is inserted and fixed. . The frame body 4 surrounds the mounting region 21, and the input / output terminal 5 is bonded and fixed to the notch and is bonded to the upper surface of the substrate 2.

入出力端子5は、例えば酸化アルミニウム焼結体から成る場合には、マグネシア、シリカ、カルシア等の焼結助剤を適当量加えたアルミナ粉末に溶剤を加え、十分に混練し、脱泡させてスラリーを作製する。この後、ドクターブレード法等によってロール状のセラミックグリーンシートを形成して、適当なサイズにカットする。カットして作製したセラミックグリーンシートに配線パターン等の信号線路をスクリーン印刷する。この後、約1600℃の還元雰囲気中で焼成して形成する。このとき、焼成前に複数のセラミックグリーンシートを積層してもよい。   When the input / output terminal 5 is made of, for example, an aluminum oxide sintered body, a solvent is added to alumina powder to which an appropriate amount of a sintering aid such as magnesia, silica, calcia is added, and the mixture is sufficiently kneaded and defoamed. Make a slurry. Thereafter, a roll-shaped ceramic green sheet is formed by a doctor blade method or the like and cut into an appropriate size. A signal line such as a wiring pattern is screen printed on the cut ceramic green sheet. Thereafter, it is formed by firing in a reducing atmosphere at about 1600 ° C. At this time, a plurality of ceramic green sheets may be laminated before firing.

また、例えば基板2がセラミック材料から成る場合には、入出力端子5と同様に、酸化アルミニウム焼結体から成る場合には、マグネシア、シリカ、カルシア等を用いることができる。これに焼結助剤を適当量加えたアルミナ粉末に溶剤を加え、十分に混練し、脱泡させてスラリーを作製する。この後、ドクターブレード法等によってロール状のセラミックグリーンシートを形成して、適当なサイズにカットする。カットして作製したセラミックグリーンシートを約1600℃の還元雰囲気中で焼成して形成する。このとき、焼成前に複数のセラミックグリーンシートを積層してもよい。   For example, when the substrate 2 is made of a ceramic material, magnesia, silica, calcia, or the like can be used when the substrate 2 is made of an aluminum oxide sintered body, similarly to the input / output terminal 5. A solvent is added to the alumina powder to which an appropriate amount of sintering aid is added, and the mixture is sufficiently kneaded and defoamed to prepare a slurry. Thereafter, a roll-shaped ceramic green sheet is formed by a doctor blade method or the like and cut into an appropriate size. The ceramic green sheet produced by cutting is fired in a reducing atmosphere at about 1600 ° C. to form. At this time, a plurality of ceramic green sheets may be laminated before firing.

以上のようにして、本発明の実施形態に係る半導体パッケージ1を作製することができる。なお、上述した工程順番は指定されない。   As described above, the semiconductor package 1 according to the embodiment of the present invention can be manufactured. In addition, the process order mentioned above is not designated.

<半導体装置の構成>
次に、本発明の一実施形態に係る半導体装置10について、図面を用いて詳細に説明する。図8は、本発明の一実施形態に係る半導体装置10を示す斜視図である。図8に示すように、本実施形態の一実施形態に係る半導体装置10は、上述した実施形態に代表される半導体パッケージ1と、半導体パッケージ1の実装領域21に実装された半導体素子7と、枠体4と接合された、半導体素子7を封止する蓋体6とを備えている。
<Configuration of semiconductor device>
Next, a semiconductor device 10 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a perspective view showing a semiconductor device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, a semiconductor device 10 according to an embodiment of the present embodiment includes a semiconductor package 1 typified by the above-described embodiment, a semiconductor element 7 mounted in a mounting region 21 of the semiconductor package 1, A lid body 6 that is bonded to the frame body 4 and seals the semiconductor element 7 is provided.

本発明の一実施形態に係る半導体装置10においては、基板2の実装領域21に半導体素子7が実装されている。半導体素子7は、ボンディングワイヤを介して入出力端子5の信号線路に電気的に接続される。この半導体素子7に信号線路などを介して外部信号を入出力することによって半導体素子7から所望の入出力を得ることができる。   In the semiconductor device 10 according to the embodiment of the present invention, the semiconductor element 7 is mounted on the mounting region 21 of the substrate 2. The semiconductor element 7 is electrically connected to the signal line of the input / output terminal 5 through a bonding wire. A desired input / output can be obtained from the semiconductor element 7 by inputting / outputting an external signal to / from the semiconductor element 7 via a signal line or the like.

蓋体6は、枠体4と接合され、半導体素子7を封止するように設けられている。半導体素子7としては、例えばICまたはLSIの他、パワーデバイス用の半導体素子等が挙げられる。蓋体6は、枠体4の上面に接合されている。そして、基板2、枠体4および蓋体6で囲まれた空間において半導体素子7を封止している。このように半導体素子7を封止することによって、長期間の半導体パッケージ1の使用による半導体素子7の劣化を抑制することができる。   The lid body 6 is joined to the frame body 4 so as to seal the semiconductor element 7. Examples of the semiconductor element 7 include a semiconductor element for a power device in addition to an IC or an LSI. The lid body 6 is joined to the upper surface of the frame body 4. The semiconductor element 7 is sealed in a space surrounded by the substrate 2, the frame body 4, and the lid body 6. By sealing the semiconductor element 7 in this way, deterioration of the semiconductor element 7 due to the use of the semiconductor package 1 for a long period of time can be suppressed.

蓋体6としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルトおよびタングステンのような金属部材、あるいはこれらの金属からなる合金を用いることができる。また、枠体4と蓋体6は、例えばシーム溶接法によって接合することができる。また、枠体4と蓋体6は、例えば、金−錫ロウを用いて接合してもよい。   As the lid 6, for example, a metal member such as iron, copper, nickel, chromium, cobalt, and tungsten, or an alloy made of these metals can be used. The frame body 4 and the lid body 6 can be joined by, for example, a seam welding method. Moreover, you may join the frame 4 and the cover body 6 using a gold- tin solder, for example.

以上、各実施形態の半導体パッケージ1およびこれを備えた半導体装置10について説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更および実施形態の組み合わせを施すことは何等差し支えない。
As mentioned above, although the semiconductor package 1 of each embodiment and the semiconductor device 10 provided with this were demonstrated, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. In other words, various modifications and combinations of embodiments may be made without departing from the scope of the present invention.

1 半導体パッケージ
2 基板
21 実装領域
22 貫通孔
23 ネジ止め部
3 金属基板
4 枠体
5 入出力端子
6 蓋体
7 半導体素子
10 半導体装置
X−X 第1仮想中心線
Y−Y 第2仮想中心線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor package 2 Board | substrate 21 Mounting area | region 22 Through-hole 23 Screwing part 3 Metal substrate 4 Frame body 5 Input / output terminal 6 Cover body 7 Semiconductor element 10 Semiconductor device XX 1st virtual center line YY 2nd virtual center line

Claims (5)

平面視において矩形状であり、対辺に位置した、2組のネジ止め部を有するとともに、上面に半導体素子が実装される実装領域と、前記実装領域と重なる位置に貫通孔とを有する基板と、
平面視において矩形状であり、前記貫通孔に嵌め込まれるとともに、前記基板よりも熱膨張係数の大きい金属基板と、
前記基板の上面を取り囲んで位置した枠体と、を備えており、
前記金属基板は、対辺に位置する前記ネジ止め部同士を結ぶ第1仮想中心線および第2仮想中心線と間をあけるとともに、前記第1仮想中心線と前記第2仮想中心線の間に位置していることを特徴とする半導体パッケージ。
A board having a rectangular shape in plan view and having two sets of screwing portions located on opposite sides, a mounting region where a semiconductor element is mounted on the upper surface, and a through hole at a position overlapping the mounting region;
A rectangular shape in a plan view, fitted into the through hole, and a metal substrate having a larger coefficient of thermal expansion than the substrate,
A frame that surrounds the upper surface of the substrate, and
The metal substrate is spaced between the first virtual center line and the second virtual center line that connect the screwing portions located on opposite sides, and is positioned between the first virtual center line and the second virtual center line. A semiconductor package characterized by that.
前記金属基板は、前記第1仮想中心線および前記第2仮想中心線と並行した方向に長辺が延び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。   2. The semiconductor package according to claim 1, wherein the metal substrate has a long side extending in a direction parallel to the first virtual center line and the second virtual center line. 平面視において、前記金属基板は、前記基板の中心と重なって位置していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体パッケージ。   3. The semiconductor package according to claim 1, wherein the metal substrate is positioned so as to overlap a center of the substrate in a plan view. 前記枠体の対辺に位置する側壁に固定された入出力端子をさらに備えており、
平面視において、前記入出力端子は前記ネジ止め部と隣り合う辺に位置していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体パッケージ。
An input / output terminal fixed to a side wall located on the opposite side of the frame body;
4. The semiconductor package according to claim 1, wherein the input / output terminal is located on a side adjacent to the screwing portion in a plan view.
請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体パッケージと、
前記実装領域に実装された半導体素子と、
前記半導体素子を覆うとともに、前記枠体の上面に接合された蓋体とを備えていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor package according to any one of claims 1 to 4,
A semiconductor element mounted in the mounting region;
A semiconductor device comprising: a cover body that covers the semiconductor element and is bonded to an upper surface of the frame body.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093931A (en) * 2000-09-20 2002-03-29 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc Ceramic package for high frequency
JP2012033596A (en) * 2010-07-29 2012-02-16 Kyocera Corp Substrate for semiconductor device and semiconductor device equipped with the same
JP2013077746A (en) * 2011-09-30 2013-04-25 Fujitsu Ltd Electronic device
JP2016178194A (en) * 2015-03-19 2016-10-06 株式会社東芝 Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2016219649A (en) * 2015-05-22 2016-12-22 株式会社東芝 Package for high-frequency semiconductor, high-frequency semiconductor device, and method of manufacturing high-frequency semiconductor device
JP2017045817A (en) * 2015-08-26 2017-03-02 株式会社東芝 High-frequency semiconductor device and method for manufacturing high-frequency semiconductor device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093931A (en) * 2000-09-20 2002-03-29 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc Ceramic package for high frequency
JP2012033596A (en) * 2010-07-29 2012-02-16 Kyocera Corp Substrate for semiconductor device and semiconductor device equipped with the same
JP2013077746A (en) * 2011-09-30 2013-04-25 Fujitsu Ltd Electronic device
JP2016178194A (en) * 2015-03-19 2016-10-06 株式会社東芝 Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2016219649A (en) * 2015-05-22 2016-12-22 株式会社東芝 Package for high-frequency semiconductor, high-frequency semiconductor device, and method of manufacturing high-frequency semiconductor device
JP2017045817A (en) * 2015-08-26 2017-03-02 株式会社東芝 High-frequency semiconductor device and method for manufacturing high-frequency semiconductor device

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