JP2023071204A - package - Google Patents

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直哉 白井
Naoya Shirai
芳和 三原
Yoshikazu Mihara
明義 小阪田
Akiyoshi Kosakata
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NGK Insulators Ltd
NGK Electronics Devices Inc
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NGK Insulators Ltd
NGK Electronics Devices Inc
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Abstract

To provide a package capable of sufficiently suppressing warpage or stress caused by a thermal expansion difference at low cost while sufficiently securing hat dissipation characteristics of the package.SOLUTION: A package 51 comprises a cavity CV which is sealed by a lid body 80. A ceramic frame body 61 encloses the cavity CV in a planar view. A first heat sink layer 30 comprises: a first surface S1 including an inner region RI opposed to the cavity CV and an outer region RO supporting the ceramic frame body 61; and a second surface S2 at an opposite side of the first surface S1. The first sink layer 30 includes a first ceramic layer 31 and a plurality of first metal vias 32. The first ceramic layer 31 forms the first surface S1 and the second surface S2, and a plurality of first via holes VH1 is provided between the first surface and the second surface. The plurality of first metal vias 32 is disposed in the plurality of first via holes VH1 of the first ceramic layer 31.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、パッケージに関し、特に、蓋体によって封止されることになるキャビティを有するパッケージに関するものである。 The present invention relates to packages, and more particularly to packages having a cavity to be sealed by a lid.

電力用半導体素子などの電子部品を収納するために、キャビティを有するパッケージがしばしば用いられる。パッケージのキャビティ中へ電子部品が搭載された後、パッケージに蓋体が接合されることによって、キャビティが気密に封止される。これにより、外部環境から保護された電子部品を有する電子装置が得られる。ヒートシンクの底面(電子部品が搭載された面と反対の面)は、通常、それを支持する支持部材へ取り付けられることになる。支持部材は、例えば、実装ボードまたは放熱部材である。支持部材は、ヒートシンクの底面へ熱的に接触させられる。ヒートシンクを介することによって電子部品からの熱が効率的にパッケージの外部へ(典型的には支持部材へ)と排出される。これにより、電子部品の温度上昇が、例えば150℃程度までに抑えられる。一方で、電子装置が置かれた外部環境によっては、パッケージの温度は氷点下温度にまで低下する。よって電子装置は、これら温度差に起因したヒートサイクルにさらされる。 Packages having cavities are often used to house electronic components such as power semiconductor devices. After the electronic component is mounted in the cavity of the package, the cavity is hermetically sealed by bonding the lid to the package. This provides an electronic device having electronic components protected from the external environment. The bottom surface of the heat sink (the surface opposite to the surface on which the electronic components are mounted) is usually attached to a supporting member that supports it. The support member is, for example, a mounting board or a heat dissipation member. The support member is brought into thermal contact with the bottom surface of the heat sink. Through the heat sink, heat from the electronic component is efficiently discharged to the outside of the package (typically to the support member). Thereby, the temperature rise of the electronic component is suppressed to about 150° C., for example. On the other hand, depending on the external environment in which the electronic device is placed, the temperature of the package may drop below freezing. Therefore, electronic devices are exposed to heat cycles caused by these temperature differences.

特開2003-282751号公報(特許文献1)に開示された技術によれば、ヒートシンク板としてCu(銅)またはCu系金属板が用いられる。Cuは、安価でありながら、300W/m・Kを超える高い熱伝導率を有している。よって、ヒートシンク板の材料コストを抑えつつ、ヒートシンク板の放熱性を高めることができる。この技術によれば、まず、ヒートシンク板上に半導体素子が、ろう付けによって実装される。次に、予め外部接続端子が接合されている枠体がヒートシンク板上に、半導体素子を囲むように接合される。この接合に低融点接合材を用いることによって、半導体素子のろう付け温度未満の温度で枠体が接合される。次に、枠体の上面側に蓋体が接合されることによって、キャビティが封止される。これにより電子装置が得られる。 According to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-282751 (Patent Document 1), a Cu (copper) or Cu-based metal plate is used as a heat sink plate. Cu is inexpensive and has a high thermal conductivity exceeding 300 W/m·K. Therefore, the heat dissipation property of the heat sink plate can be improved while suppressing the material cost of the heat sink plate. According to this technique, first, a semiconductor element is mounted on a heat sink plate by brazing. Next, a frame to which external connection terminals are bonded in advance is bonded onto the heat sink plate so as to surround the semiconductor element. By using a low-melting-point bonding material for this bonding, the frame is bonded at a temperature lower than the brazing temperature of the semiconductor element. Next, the cavity is sealed by joining a cover to the upper surface of the frame. An electronic device is thus obtained.

特開2015-204426号公報(特許文献2)によれば、パッケージは、ヒートシンク板と、セラミック枠体とを有している。ヒートシンク板は、長方形状の金属板であり、その上面に搭載された電子部品から発生する熱を放散させるためのものである。セラミック枠体は、電子部品が載置される部位を囲繞するようにヒートシンク板に接合されている。当該接合は、ろう付けによって行われる。ろう付け温度は780℃程度である。セラミック枠体は、例えば、アルミナまたは窒化アルミニウムからなる。ヒートシンク板は金属板である。この金属板は、熱伝導率が高く、かつ、セラミック枠体とのろう付け時の熱膨張係数差によるパッケージの反りを緩和できるものである。 According to Japanese Patent Laying-Open No. 2015-204426 (Patent Document 2), the package has a heat sink plate and a ceramic frame. A heat sink plate is a rectangular metal plate that dissipates heat generated from electronic components mounted on its upper surface. The ceramic frame is joined to the heat sink plate so as to surround the portion where the electronic component is mounted. The joining is performed by brazing. The brazing temperature is about 780°C. The ceramic frame is made of alumina or aluminum nitride, for example. The heat sink plate is a metal plate. This metal plate has a high thermal conductivity and can reduce the warpage of the package due to the difference in thermal expansion coefficient when brazed with the ceramic frame.

特開2005-243819号公報(特許文献3)によれば、ヒートシンクにCPC(登録商標)が広く用いられていることが開示されている。CPCは、Cu-Mo(モリブデン)合金層と、その上下に設けられたCu層と、を有する複合金属板(複合材料)である。CPCの線膨張係数はCuの線膨張係数に比して低い。よって、ヒートシンク材料として、Cuに代わってCPCを用いることによって、ヒートシンクの線膨張係数をセラミックの熱膨張係数に近づけることができる。 Japanese Patent Laying-Open No. 2005-243819 (Patent Document 3) discloses that CPC (registered trademark) is widely used for heat sinks. CPC is a composite metal plate (composite material) having a Cu—Mo (molybdenum) alloy layer and Cu layers provided above and below it. The coefficient of linear expansion of CPC is lower than that of Cu. Therefore, by using CPC instead of Cu as a heat sink material, the coefficient of linear expansion of the heat sink can be brought close to that of ceramic.

特開2003-282751号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-282751 特開2015-204426号公報JP 2015-204426 A 特開2005-243819号公報JP 2005-243819 A

上記特開2015-204426号公報の技術においては、ヒートシンクとしての金属板は、熱伝導率が高く、かつ、ろう付け処理時においてセラミック枠体との熱膨張差が小さいものが選択される。そのような条件を満たすことが意図された典型的材料が、上記特開2005-243819号公報に記載されているCPCである。ヒートシンク材料としてCPCが用いられる場合は、Cuが用いられる場合に比して、ヒートシンクとセラミック枠体との間の熱膨張差に起因してのパッケージの反りまたは応力を小さくすることができる。しかしながら、CPCまたはこれに類した材料は、Cuに比してかなり高価である。よって、より安価な材料を用いつつ、パッケージの反りまたは応力を小さくすることが望まれる。ヒートシンク材料として金属材料に代わってセラミック材料を用いると、上記熱膨張差を抑制することができるものの、通常、セラミック材料は金属材料に比して低い熱伝導率を有しているので、ヒートシンクの放熱特性が不十分となりやすい。 In the technique disclosed in JP-A-2015-204426, the metal plate used as the heat sink is selected to have a high thermal conductivity and a small difference in thermal expansion from the ceramic frame during brazing. A typical material intended to meet such requirements is CPC, as described in JP-A-2005-243819 mentioned above. When CPC is used as the heat sink material, package warpage or stress due to the difference in thermal expansion between the heat sink and the ceramic frame can be reduced compared to when Cu is used. However, CPC or similar materials are significantly more expensive than Cu. Therefore, it is desirable to reduce package warpage or stress while using less expensive materials. If a ceramic material is used as a heat sink material instead of a metal material, the difference in thermal expansion can be suppressed. Heat dissipation characteristics tend to be insufficient.

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、パッケージの放熱特性を十分に確保しつつ、熱膨張差に起因した反りまたは応力を十分に抑制することができるパッケージを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to sufficiently suppress the warpage or stress caused by the difference in thermal expansion while sufficiently ensuring the heat dissipation characteristics of the package. to provide a package that can

パッケージは、蓋体によって封止されることになるキャビティを有している。パッケージは、平面視においてキャビティを囲むセラミック枠体と、第1ヒートシンク層とを含む。第1ヒートシンク層は、キャビティに面する内側領域とセラミック枠体を支持する外側領域とを有する第1面と、第1面と反対の第2面とを有している。第1ヒートシンク層は、第1セラミック層と、複数の第1金属ビアとを含む。第1セラミック層は、第1面および第2面をなしており、第1面と第2面との間に複数の第1ビアホールが設けられている。複数の第1金属ビアは第1セラミック層の複数の第1ビアホール内に配置されている。 The package has a cavity to be sealed by a lid. The package includes a ceramic frame that surrounds the cavity in plan view, and a first heat sink layer. The first heat sink layer has a first side with an inner region facing the cavity and an outer region supporting the ceramic frame, and a second side opposite the first side. The first heat sink layer includes a first ceramic layer and a plurality of first metal vias. The first ceramic layer has a first surface and a second surface, and a plurality of first via holes are provided between the first surface and the second surface. A plurality of first metal vias are disposed within the plurality of first via holes in the first ceramic layer.

上記のパッケージによれば、第1に、第1ヒートシンク層が複数の第1金属ビアを含むことによって、パッケージの放熱特性を十分に確保することができる。第2に、第1ヒートシンク層が第1セラミック層を含むことによって、第1ヒートシンク層とセラミック枠体との熱膨張差に起因したパッケージの反りまたは応力を十分に抑制することができる。第3に、第1ヒートシンク層としての、セラミック層に金属ビアが設けられた構成は、比較的低コストで形成することが容易である。以上から、パッケージの放熱特性を十分に確保しつつ、第1ヒートシンク層とセラミック枠体との熱膨張差に起因したパッケージの反りまたは応力を十分に抑制することが、低コストで可能である。 According to the package described above, firstly, the first heat sink layer includes a plurality of first metal vias, so that the heat dissipation characteristics of the package can be sufficiently ensured. Secondly, since the first heat sink layer includes the first ceramic layer, it is possible to sufficiently suppress warpage or stress of the package due to the difference in thermal expansion between the first heat sink layer and the ceramic frame. Thirdly, the structure in which metal vias are provided in the ceramic layer as the first heat sink layer can be easily formed at a relatively low cost. As described above, it is possible to sufficiently suppress the warpage or stress of the package due to the difference in thermal expansion between the first heat sink layer and the ceramic frame while sufficiently ensuring the heat dissipation characteristics of the package at low cost.

複数の第1金属ビアは、第1面の外側領域から外れて配置されていてよい。この場合、複数の第1金属ビアを、第1面のうち特に熱を受けやすい内側領域へ、集中的に配置することができる。これにより、第1ヒートシンク層において複数の第1金属ビアが占める割合を不必要に増加させることなく、放熱経路を効果的に配置することができる。 The plurality of first metal vias may be arranged off the outer region of the first surface. In this case, the plurality of first metal vias can be arranged intensively in the inner region of the first surface that is particularly susceptible to heat. As a result, the heat dissipation path can be effectively arranged without unnecessarily increasing the proportion of the plurality of first metal vias in the first heat sink layer.

パッケージは、第1ヒートシンク層の第1面上に設けられ複数の第1金属ビアをつなぐ第1金属層をさらに含んでよい。この場合、熱が第1面上で分散される。これにより、パッケージの放熱特性を、より高めることができる。 The package may further include a first metal layer provided on the first surface of the first heat sink layer and connecting the plurality of first metal vias. In this case, heat is distributed on the first surface. Thereby, the heat dissipation characteristics of the package can be further improved.

第1金属層は、第1面の外側領域から外れて第1面の内側領域上に配置されていてよい。この場合、第1金属層を、第1面のうち特に熱を受けやすい内側領域へ集中的に配置することができる。これにより、第1金属層の熱膨張がパッケージの反りまたは応力へ及ぼす悪影響を抑えつつ、パッケージの放熱特性を、より高めることができる。 The first metal layer may be disposed on the inner region of the first surface away from the outer region of the first surface. In this case, the first metal layer can be concentrated on the inner region of the first surface that is particularly susceptible to heat. As a result, the thermal expansion of the first metal layer can suppress the adverse effect of the warp or stress of the package, and the heat dissipation characteristics of the package can be further improved.

第1金属ビアが、200W/m・K以上の熱伝導率を有するビア材料からなる場合、パッケージの放熱特性を、より高めることができる。ビア材料が銅を含む場合、ビア材料の熱伝導率を容易に高くすることができる。ビア材料がさらにタングステンを含む場合、第1ヒートシンク層の形成を、第1セラミック層と第1金属ビアとの同時焼成によって行いやすくなる。これにより、第1ヒートシンク層を、より低コストで形成することができる。 When the first metal via is made of a via material having a thermal conductivity of 200 W/m·K or higher, the heat dissipation characteristics of the package can be further enhanced. If the via material contains copper, the thermal conductivity of the via material can be easily increased. If the via material further comprises tungsten, formation of the first heat sink layer is facilitated by co-firing the first ceramic layer and the first metal vias. Thereby, the first heat sink layer can be formed at a lower cost.

第1セラミック層がアルミナを含む材料からなる場合、第1セラミック層を、パッケージ用の典型的なセラミック材料によって形成することができる。金属に比して熱伝導率が劣る材料であるアルミナが用いられることによって第1ヒートシンク層の平均熱伝導率が低下するものの、当該低下は、複数の第1金属ビアによって少なくとも部分的に補われる。これにより、パッケージの放熱特性が過小となることを避けることができる。 When the first ceramic layer is made of a material containing alumina, the first ceramic layer can be made of a typical ceramic material for packaging. Although the use of alumina, a material with poor thermal conductivity compared to metal, reduces the average thermal conductivity of the first heat sink layer, the reduction is at least partially compensated by the plurality of first metal vias. . As a result, it is possible to avoid the heat dissipation characteristics of the package from becoming too small.

セラミック枠体および第1セラミック層が同一の材料からなる場合、セラミック枠体と第1セラミック層との間での熱膨張差を避けることができる。 If the ceramic frame and the first ceramic layer are made of the same material, a difference in thermal expansion between the ceramic frame and the first ceramic layer can be avoided.

第1ヒートシンク層に占める複数の第1金属ビアの体積割合が20%以上である場合、パッケージの放熱特性を、より十分に確保することができる。第1ヒートシンク層に占める複数の第1金属ビアの体積割合が60%以下である場合、第1ヒートシンク層とセラミック枠体との熱膨張差に起因したパッケージの反りまたは応力を、より十分に抑制することができる。また、第1ヒートシンク層に占める第1セラミック層の体積割合が大きいことによって、第1ヒートシンク層の製造工程において、焼成によって第1セラミック層となるグリーンシートが破損しにくくなる。 When the volume ratio of the plurality of first metal vias in the first heat sink layer is 20% or more, the heat dissipation characteristics of the package can be more sufficiently secured. When the volume ratio of the plurality of first metal vias in the first heat sink layer is 60% or less, the warpage or stress of the package due to the difference in thermal expansion between the first heat sink layer and the ceramic frame is more sufficiently suppressed. can do. In addition, since the volume ratio of the first ceramic layer to the first heat sink layer is large, the green sheet that becomes the first ceramic layer is less likely to be damaged by firing in the manufacturing process of the first heat sink layer.

複数の第1金属ビアは、第1ヒートシンク層の第1面から第2面に向かって先細りにされている金属ビアを含んでよい。この先細り形状によって、第1金属ビアによる第1面から第2面への熱伝導効率が高められる。これにより、第1ヒートシンク層において複数の第1金属ビアが占める割合を増加させることなく、パッケージの放熱特性を、より十分に確保することができる。 The plurality of first metal vias may include metal vias that taper from the first side to the second side of the first heat sink layer. This tapered shape increases the efficiency of heat transfer from the first surface to the second surface through the first metal via. As a result, the heat dissipation characteristics of the package can be more sufficiently ensured without increasing the proportion of the plurality of first metal vias in the first heat sink layer.

パッケージは第2金属層をさらに含んでよい。第2金属層は、第1ヒートシンク層の第2面上に設けられており、複数の第1金属ビアをつないでいる。これにより、熱が第2面上で分散される。よって、パッケージの放熱特性を、より高めることができる。 The package may further include a second metal layer. A second metal layer is provided on the second surface of the first heat sink layer and connects the plurality of first metal vias. This distributes the heat on the second surface. Therefore, the heat dissipation characteristics of the package can be further enhanced.

第2金属層は、平面視において、第1面の内側領域および外側領域にまたがっていてよい。この場合、熱が第2面上で、より広く分散される。これにより、パッケージの放熱特性を、より高めることができる。 The second metal layer may extend over the inner region and the outer region of the first surface in plan view. In this case, the heat is distributed more widely on the second surface. Thereby, the heat dissipation characteristics of the package can be further improved.

パッケージは第2ヒートシンク層をさらに含んでよい。第2ヒートシンク層は、第2金属層に面する第3面と、第3面と反対の第4面とを有している。第2ヒートシンク層は、第2セラミック層と、複数の第2金属ビアとを含む。第2セラミック層は、第3面および第4面をなしており、第3面と第4面との間に複数の第2ビアホールが設けられている。複数の第2金属ビアは、第2セラミック層の複数の第2ビアホール内に配置されている。この構造によれば、複数の第1金属ビアにより厚み方向において伝達された熱が、第2金属層によって面内方向において拡散された後、複数の第2金属ビアにより厚み方向においてさらに伝達される。これにより、パッケージの放熱特性を、より高めることができる。 The package may further include a second heat sink layer. The second heat sink layer has a third side facing the second metal layer and a fourth side opposite the third side. The second heat sink layer includes a second ceramic layer and a plurality of second metal vias. The second ceramic layer has third and fourth surfaces, and a plurality of second via holes are provided between the third and fourth surfaces. A plurality of second metal vias are disposed within the plurality of second via holes in the second ceramic layer. According to this structure, the heat transferred in the thickness direction by the plurality of first metal vias is diffused in the in-plane direction by the second metal layer, and then further transferred in the thickness direction by the plurality of second metal vias. . Thereby, the heat dissipation characteristics of the package can be further improved.

第2ヒートシンク層の複数の第2金属ビアは、平面視において、第1ヒートシンク層の第1面の内側領域に含まれる金属ビアだけでなく、第1ヒートシンク層の第1面の外側領域に少なくとも部分的に含まれる金属ビアも含んでよい。この場合、熱の伝導経路が第2ヒートシンク層において、より広く分散される。よって、パッケージの放熱特性を、より高めることができる。 The plurality of second metal vias of the second heat sink layer are not only metal vias included in the inner region of the first surface of the first heat sink layer in plan view, but also at least in the outer region of the first surface of the first heat sink layer. Partially contained metal vias may also be included. In this case, the heat conduction paths are more widely distributed in the second heat sink layer. Therefore, the heat dissipation characteristics of the package can be further enhanced.

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 Objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent with the following detailed description and accompanying drawings.

実施の形態1に係る電子装置の構成を、キャビティ内部が見えるようにその一部の図示を省略して示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing the configuration of an electronic device according to Embodiment 1, partly omitted so that the inside of a cavity can be seen; FIG. 図1の電子装置の線II-IIに沿う概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view along line II-II of the electronic device of FIG. 1; FIG. 図2の電子装置の部品としてのパッケージの構成を示す概略断面図である。3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a package as a component of the electronic device of FIG. 2; FIG. 比較例のパッケージの構成を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a package of a comparative example; 図4のパッケージを用いた電子装置の構成を示す概略断面図である。5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an electronic device using the package of FIG. 4; FIG. 銅(Cu)とアルミナ(Al)と複合材料(CPC)との各々の線膨張係数(CTE)の温度依存性を例示するグラフ図である。FIG. 3 is a graph illustrating temperature dependence of coefficient of linear expansion (CTE) of each of copper (Cu), alumina (Al 2 O 3 ), and composite material (CPC). 第1ヒートシンク層に占める第1金属ビアの体積割合Sと第1ヒートシンク層の熱抵抗Θjcとの関係のシミュレーション結果(実線)を、ヒートシンク板にCPCが用いられた場合の熱抵抗Θjcのシミュレーション結果(破線)と共に示すグラフ図である。The simulation results (solid line) of the relationship between the volume ratio S B of the first metal vias in the first heat sink layer and the thermal resistance Θ jc of the first heat sink layer are plotted against the thermal resistance Θ jc when CPC is used for the heat sink plate. is a graph diagram shown together with the simulation result (broken line). 実施の形態2に係るパッケージの構成を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a package according to Embodiment 2; FIG. 実施の形態3に係るパッケージの構成を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a package according to Embodiment 3;

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお本明細書において、金属は、特段の記載がない限り、純金属および合金のいずれをも意味し得る。また線膨張係数(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)の値は、温度25℃(室温)における長さがL25でありかつ温度Tにおける長さがLであるとき、
{(L-L25)/(T-25)}/L25
によって定義される。線膨張係数に異方性がある場合は、面内方向のものが採用される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below based on the drawings. In this specification, metal can mean either a pure metal or an alloy unless otherwise specified. The value of the linear expansion coefficient (CTE: Coefficient of Thermal Expansion) is L25 at a temperature of 25°C (room temperature) and LT at a temperature T,
{(L T −L 25 )/(T−25)}/L 25
defined by If the coefficient of linear expansion is anisotropic, the one in the in-plane direction is adopted.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る電子装置90の構成を示す概略斜視図である。図2は、図1の電子装置90の線II-IIに沿う概略断面図である。電子装置90は、パッケージ51と、蓋体80と、電子部品8とを有している。また電子装置90は接着層70を有していてよい。また電子装置90は、ワイヤ9(配線部材)を有していてよい。なお図1においては、パッケージ51が有するキャビティCVの内部が部分的に見えるように、蓋体80および接着層70の図示が部分的に省略されている。電子部品8はパワー半導体素子であってよく、この場合、電子装置90はパワーモジュールである。パワー半導体素子は高周波(RF:Radio Frequency)用であってよく、この場合、電子装置90はRFパワーモジュールである。なお、図1および図2においては1つの電子部品8が図示されているが、パッケージ51へは複数の電子部品8が搭載されていてよい。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of an electronic device 90 according to Embodiment 1. FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of electronic device 90 of FIG. 1 along line II-II. The electronic device 90 has a package 51 , a lid 80 and electronic components 8 . The electronic device 90 may also have an adhesive layer 70 . Further, the electronic device 90 may have wires 9 (wiring members). In FIG. 1, the illustration of the lid 80 and the adhesive layer 70 is partially omitted so that the inside of the cavity CV of the package 51 can be partially seen. The electronic component 8 may be a power semiconductor element, in which case the electronic device 90 is a power module. The power semiconductor device may be for radio frequency (RF) applications, in which case the electronic device 90 is an RF power module. Although one electronic component 8 is illustrated in FIGS. 1 and 2 , a plurality of electronic components 8 may be mounted on the package 51 .

図3は、電子装置90(図2)の部品としてのパッケージ51の構成を示す概略断面図である。電子装置90の製造のためにパッケージ51が準備された時点では、図3に示されているように、電子部品8は未だ実装されていない。パッケージ51は、蓋体80によって封止されることになるキャビティCVを有している。パッケージ51は、セラミック枠体61と、第1ヒートシンク層30と、リードフレーム65(金属端子)と、第1金属層10と、第2金属層20とを含む。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the package 51 as a component of the electronic device 90 (FIG. 2). When the package 51 is prepared for manufacturing the electronic device 90, the electronic components 8 are not yet mounted as shown in FIG. The package 51 has a cavity CV to be sealed by the lid 80 . The package 51 includes a ceramic frame 61 , a first heat sink layer 30 , lead frames 65 (metal terminals), a first metal layer 10 and a second metal layer 20 .

セラミック枠体61は平面視(厚み方向に垂直な平面への射影)においてキャビティCVを囲んでいる。セラミック枠体61の外縁は、図1に示されているように矩形形状を有していてよく、その各辺の大きさは、例えば、10mm以上40mm以下である。セラミック枠体61の厚みは、例えば、0.1mm以上1mm以下である。厚みが0.1mm以上の場合、焼成によってセラミック枠体61となるグリーンシートの形成が容易である。厚みが1mm以下の場合、厚み方向(図2における縦方向)におけるワイヤ9(図2)の寸法が過大となることが避けられ、よってワイヤ9のインダクタンスが過大となることが避けられる。 The ceramic frame 61 surrounds the cavity CV in plan view (projection onto a plane perpendicular to the thickness direction). The outer edge of the ceramic frame 61 may have a rectangular shape as shown in FIG. 1, and the size of each side is, for example, 10 mm or more and 40 mm or less. The thickness of the ceramic frame 61 is, for example, 0.1 mm or more and 1 mm or less. When the thickness is 0.1 mm or more, it is easy to form a green sheet that becomes the ceramic frame 61 by firing. When the thickness is 1 mm or less, the dimension of the wire 9 (FIG. 2) in the thickness direction (vertical direction in FIG. 2) is prevented from becoming excessively large, thereby avoiding the inductance of the wire 9 from being excessively large.

第1ヒートシンク層30は、第1面S1と、第1面S1と反対の第2面S2とを有している。第1面S1および第2面S2の各々は、厚み方向に垂直な平坦面であってよい。第1面S1は、第1金属層10を介してキャビティCVに面する内側領域RIと、セラミック枠体61を支持する外側領域ROとを有している。第1ヒートシンク層30は、第1セラミック層31と、複数の第1金属ビア32とを含む。 The first heat sink layer 30 has a first surface S1 and a second surface S2 opposite to the first surface S1. Each of the first surface S1 and the second surface S2 may be a flat surface perpendicular to the thickness direction. The first surface S<b>1 has an inner region RI facing the cavity CV through the first metal layer 10 and an outer region RO supporting the ceramic frame 61 . The first heat sink layer 30 includes a first ceramic layer 31 and a plurality of first metal vias 32 .

第1セラミック層31は、第1面S1および第2面S2をなしており、第1面S1と第2面S2との間に複数の第1ビアホールVH1が設けられている。第1セラミック層31の厚みは、例えば、0.1mm以上、3.0mm以下である。厚みが0.1mm以上の場合、焼成によって第1セラミック層31となるグリーンシートの形成が容易である。厚みが3.0mm以下の場合、第1ヒートシンク層30の放熱性を確保しやすい。第1セラミック層31は、アルミナを含む材料からなっていてよく、例えば、実質的にアルミナからなる。セラミック枠体61および第1セラミック層31は同一の材料からなっていてよく、この場合、セラミック枠体61と第1セラミック層31との境界面は仮想的なものであってよい。この仮想的境界面は、例えば、第1ヒートシンク層30の第1面S1の内側領域RIの外挿面として定義されてよい。セラミック枠体61および第1セラミック層31は、セラミック部材として一体に形成されている。この形成は、典型的には、セラミック枠体61となるグリーンシートと、第1セラミック層31となるグリーンシートと、の積層体が焼成されることによって行われる。 The first ceramic layer 31 has a first surface S1 and a second surface S2, and a plurality of first via holes VH1 are provided between the first surface S1 and the second surface S2. The thickness of the first ceramic layer 31 is, for example, 0.1 mm or more and 3.0 mm or less. When the thickness is 0.1 mm or more, it is easy to form a green sheet that becomes the first ceramic layer 31 by firing. When the thickness is 3.0 mm or less, it is easy to ensure the heat dissipation of the first heat sink layer 30 . The first ceramic layer 31 may be made of a material containing alumina, for example substantially made of alumina. The ceramic frame 61 and the first ceramic layer 31 may be made of the same material, and in this case, the interface between the ceramic frame 61 and the first ceramic layer 31 may be virtual. This virtual boundary surface may be defined as an extrapolated surface of the inner region RI of the first surface S1 of the first heat sink layer 30, for example. The ceramic frame 61 and the first ceramic layer 31 are integrally formed as a ceramic member. This formation is typically performed by firing a laminate of green sheets that will form the ceramic frame 61 and green sheets that will form the first ceramic layer 31 .

複数の第1金属ビア32は第1セラミック層31の複数の第1ビアホールVH1内に配置されている。複数の第1金属ビア32は、第1面S1の外側領域ROから外れて配置されている。第1ヒートシンク層30に占める複数の第1金属ビア32の体積割合は、20%以上60%以下であることが好ましい。第1金属ビア32は、200W/m・K以上の熱伝導率を有するビア材料からなる。高い熱伝導率を得るためには、ビア材料はCuを含むことが好ましい。なお、ビア材料の熱伝導率は、高熱伝導材料が適用されたとしても、通常、450W/m・K程度が上限である。ビア材料はさらにW(タングステン)を含んでよい。言い換えれば、ビア材料は、Cu-W合金、またはCuとWとの混合組織であってよい。CuだけでなくWを含むことによって、第1セラミック層31と第1金属ビア32との両方を、同時焼成によって形成することが容易となる。同時焼成が行われる場合、Wの割合は、30体積%以上80体積%以下であることが好ましい。第1金属ビア32は、金属粉末の焼結によって形成されてよい。金属粉末は、ペースト中に分散された状態でビアホール中に充填された後に、焼結されてよい。なお、金属ビアの形成方法についての上記記載は、第1金属ビア32ついてだけでなく、後述する他の金属ビアについても、同様であってよい。 The plurality of first metal vias 32 are arranged inside the plurality of first via holes VH1 of the first ceramic layer 31 . The plurality of first metal vias 32 are arranged outside the outer region RO of the first surface S1. The volume ratio of the plurality of first metal vias 32 to the first heat sink layer 30 is preferably 20% or more and 60% or less. The first metal via 32 is made of a via material having a thermal conductivity of 200 W/m·K or more. In order to obtain high thermal conductivity, the via material preferably contains Cu. The upper limit of the thermal conductivity of the via material is usually about 450 W/m·K even if a high thermal conductive material is used. The via material may further contain W (tungsten). In other words, the via material may be a Cu—W alloy or a mixed structure of Cu and W. By including W in addition to Cu, it becomes easy to form both the first ceramic layer 31 and the first metal via 32 by simultaneous firing. When co-firing is performed, the proportion of W is preferably 30% by volume or more and 80% by volume or less. The first metal vias 32 may be formed by sintering metal powder. The metal powder may be sintered after being dispersed in a paste and filled into the via hole. It should be noted that the above description of the method of forming the metal via is not limited to the first metal via 32, and may be the same for other metal vias to be described later.

第1面S1における各第1金属ビア32の面積は、例えば、0.001mm以上0.2mm以下である。第1面S1における各第1金属ビア32の形状は、楕円であってよく、実質的に円であってよい。当該形状が円の場合、その直径は、例えば、0.01mm以上0.5mm以下である。これら好適条件は、第2面S2上においても同様である。 The area of each first metal via 32 on the first surface S1 is, for example, 0.001 mm 2 or more and 0.2 mm 2 or less. The shape of each first metal via 32 on the first surface S1 may be elliptical or substantially circular. When the shape is a circle, its diameter is, for example, 0.01 mm or more and 0.5 mm or less. These favorable conditions are the same on the second surface S2.

第1金属層10は、第1ヒートシンク層30の第1面S1上に設けられており、複数の第1金属ビア32をつないでいる。第1金属層10は、第1面S1の外側領域ROから外れて第1面S1の内側領域RI上に配置されている。第1金属層10は、キャビティCVの底面MTを構成している。第1金属層10は、第1ヒートシンク層30の第1面S1上に直接設けられた第1メタライズ層11と、第1ヒートシンク層の第1面S1上に第1メタライズ層11を介して設けられた第1めっき層12とを含む。 The first metal layer 10 is provided on the first surface S<b>1 of the first heat sink layer 30 and connects the plurality of first metal vias 32 . The first metal layer 10 is arranged on the inner region RI of the first surface S1 away from the outer region RO of the first surface S1. The first metal layer 10 constitutes the bottom surface MT of the cavity CV. The first metal layer 10 comprises a first metallized layer 11 directly provided on the first surface S1 of the first heat sink layer 30 and a first metallized layer 11 provided on the first surface S1 of the first heat sink layer 30 via the first metallized layer 11. and a first plating layer 12 formed thereon.

第1メタライズ層11は、金属粉末の焼結によって形成されていてよい。金属粉末は、ペースト中に分散された状態でセラミック層上に塗布された後に焼結されてよい。第1メタライズ層11の材料は、前述したビア材料と同様であってよい。第1メタライズ層11の厚みは、例えば、0.005mm以上、0.05mm以下である。厚みがこの範囲の場合、上記ペーストのスクリーン印刷を利用した製法を適用しやすい。なお、形成方法、材料、および厚み範囲についての上記記載は、第1メタライズ層11についてだけでなく、後述する他のメタライズ層についても、同様であってよい。 The first metallized layer 11 may be formed by sintering metal powder. The metal powder may be sintered after it has been applied onto the ceramic layer while dispersed in a paste. The material of the first metallization layer 11 may be similar to the via material described above. The thickness of the first metallized layer 11 is, for example, 0.005 mm or more and 0.05 mm or less. When the thickness is within this range, it is easy to apply the manufacturing method using screen printing of the above paste. The above descriptions of the forming method, material, and thickness range may be applied not only to the first metallized layer 11 but also to other metallized layers to be described later.

第1めっき層12の厚みは、例えば、0.001mm以上、0.05mm以下である。厚みが0.05mm以下の場合、めっき工程を、工業的に許容される時間内に実施しやすい。第1めっき層12はCuめっき層を含んでいてよい。第1めっき層12は、Cuめっき層と、その上にめっきされたAg(銀)層との積層構造を有していてよい。なお、厚み範囲および材料についての上記記載は、第1めっき層12についてだけでなく、後述する他のめっき層についても、同様であってよい。 The thickness of the first plating layer 12 is, for example, 0.001 mm or more and 0.05 mm or less. When the thickness is 0.05 mm or less, it is easy to carry out the plating process within an industrially acceptable time. The first plating layer 12 may contain a Cu plating layer. The first plating layer 12 may have a laminated structure of a Cu plating layer and an Ag (silver) layer plated thereon. Note that the above description of the thickness range and material may be applied not only to the first plated layer 12 but also to other plated layers to be described later.

第2金属層20は、第1ヒートシンク層30の第2面S2上に設けられており、複数の第1金属ビア32をつないでいる。第2金属層20は、平面視において、第1面S1の内側領域RIおよび外側領域ROにまたがっている。第2金属層20は、第1ヒートシンク層の第2面S2上に直接設けられた第2メタライズ層21と、第1ヒートシンク層30の第2面S2上に第2メタライズ層21を介して設けられた第2めっき層22とを含む。 The second metal layer 20 is provided on the second surface S<b>2 of the first heat sink layer 30 and connects the plurality of first metal vias 32 . The second metal layer 20 straddles the inner region RI and the outer region RO of the first surface S1 in plan view. The second metal layer 20 includes a second metallized layer 21 directly provided on the second surface S2 of the first heat sink layer and a second metallized layer 21 provided on the second surface S2 of the first heat sink layer 30 via the second metallized layer 21. and a second plating layer 22 formed thereon.

リードフレーム65は、キャビティCVの内部と外部とをつなぐ電気的経路を構成している。リードフレーム65の材料は、Cuを含んでいてよく、例えば実質的にCuからなる。リードフレーム65はセラミック枠体61上に設けられている。リードフレーム65とセラミック枠体61との間には、両者を互いに接合するための接合材(図示せず)が設けられていてよい。この接合材は、Agシンター接合によって形成されていてよく、その場合、熱硬化性樹脂(例えば、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂)とAg粒子との混合物である。 The lead frame 65 constitutes an electrical path connecting the inside and outside of the cavity CV. The material of the lead frame 65 may contain Cu, for example, consists essentially of Cu. A lead frame 65 is provided on the ceramic frame 61 . A bonding material (not shown) may be provided between the lead frame 65 and the ceramic frame 61 to bond them together. This bonding material may be formed by Ag sinter bonding, in which case it is a mixture of thermosetting resin (eg, epoxy resin or silicone resin) and Ag particles.

次に、電子装置90(図2)の製造方法の例について、以下に説明する。 Next, an example method of manufacturing the electronic device 90 (FIG. 2) will be described below.

図3を参照して、まずパッケージ51(図3)が準備される。図2を参照して、パッケージ51のキャビティCVの底面MT上に電子部品8が搭載される。この搭載は、はんだ付けによって行われてよい。言い換えれば、電子部品8の搭載のための実装材7として、はんだ材が用いられてよい。次に、電子部品8がリードフレーム65に、ワイヤ9によって電気的に接続される。ワイヤ9はワイヤボンディングによって形成されてよい。 Referring to FIG. 3, package 51 (FIG. 3) is first prepared. Referring to FIG. 2, electronic component 8 is mounted on bottom surface MT of cavity CV of package 51 . This mounting may be done by soldering. In other words, a solder material may be used as the mounting material 7 for mounting the electronic component 8 . Electronic component 8 is then electrically connected to lead frame 65 by wire 9 . Wires 9 may be formed by wire bonding.

蓋体80が準備される。蓋体80は、セラミック材料からなっていてよく、このセラミック材料は主成分としてアルミナを含んでいてよく、例えば、実質的にアルミナである。あるいは、蓋体80は樹脂を含んでいてよい。樹脂は、例えば、液晶ポリマーである。なお当該樹脂中に無機フィラーが分散されていてもよく、無機材フィラーは、例えばシリカ粒である。樹脂中に無機フィラーが分散されていることによって、蓋体80の強度および耐久性を高めることができる。 A lid 80 is prepared. The lid 80 may be made of a ceramic material, which may contain alumina as a main component, eg substantially alumina. Alternatively, the lid body 80 may contain resin. The resin is, for example, liquid crystal polymer. An inorganic filler may be dispersed in the resin, and the inorganic filler is, for example, silica particles. By dispersing the inorganic filler in the resin, the strength and durability of the lid 80 can be enhanced.

次に、リードフレーム65が設けられたセラミック枠体61上に、蓋体80が接着層70を介して載置される。接着層70は、本例においては熱硬化性樹脂を含み、当該載置の時点では半硬化状態にある。接着層70は、セラミック枠体61上にキャビティCVを囲むように設けられる。接着層70は、図2に示されているように、セラミック枠体61上にリードフレーム65を介して設けられる部分を有していてよい。接着層70の、蓋体80とパッケージ51との間での厚みは、例えば、100μm以上360μm以下である。蓋体80は、キャビティCV(図1)に面する内面81iと、その反対の外面81oとを有していてよく、また典型的には、内面81i上には、セラミック枠体61の枠形状におおよそ対応した枠形状を有する突起である枠部81pが設けられている。この場合、接着層70は枠部81pに接する。 Next, the lid 80 is placed on the ceramic frame 61 provided with the lead frame 65 via the adhesive layer 70 . The adhesive layer 70 contains a thermosetting resin in this example, and is in a semi-cured state at the time of placement. The adhesive layer 70 is provided on the ceramic frame 61 so as to surround the cavity CV. The adhesive layer 70 may have a portion provided on the ceramic frame 61 via the lead frame 65, as shown in FIG. The thickness of the adhesive layer 70 between the lid 80 and the package 51 is, for example, 100 μm or more and 360 μm or less. The lid 80 may have an inner surface 81i facing the cavity CV (FIG. 1) and an opposite outer surface 81o, and typically the inner surface 81i has the frame shape of the ceramic frame 61. A frame portion 81p, which is a projection having a frame shape roughly corresponding to the . In this case, the adhesive layer 70 is in contact with the frame portion 81p.

次に、蓋体80がセラミック枠体61へ所定の荷重で押し付けられる。適切な荷重は、パッケージ51の寸法設計に依存するが、例えば500g以上1kg以下程度である。荷重での押し付けが行われながら、接着層70が加熱される。加熱された接着層70は、まず軟化状態へと変化する。これにより接着層70の粘度が低下する。その結果、接着層70が濡れ広がる。その後、加熱による硬化反応の進行にともなって、接着層70は硬化状態へと変化し、その結果、接着層70は蓋体80とセラミック枠体61とを互いに接着する。 Next, the lid body 80 is pressed against the ceramic frame body 61 with a predetermined load. An appropriate load depends on the dimensional design of the package 51, but is, for example, about 500 g or more and 1 kg or less. The adhesive layer 70 is heated while being pressed with a load. The heated adhesive layer 70 first changes to a softened state. This reduces the viscosity of the adhesive layer 70 . As a result, the adhesive layer 70 is wetted and spread. After that, the adhesive layer 70 changes to a hardened state as the curing reaction by heating progresses, and as a result, the adhesive layer 70 bonds the lid 80 and the ceramic frame 61 to each other.

接着層70は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシリコーン樹脂の少なくともいずれかを主成分として含んでいてよい。特にエポキシ樹脂は、耐熱性、機械的強度および耐薬品性をバランス良く備えている点で好ましい。これら特性を好適に有するためには、主成分としてのエポキシ樹脂の含有量が20~40wt%であることが好ましく、残部は硬化剤などの副成分からなってよい。具体的には、この副成分は、例えば、1~10wt%の硬化剤と、50~70wt%の無機フィラーと、0.5~2wt%のカップリング剤と、0.5~2wt%の触媒と、0.1~5wt%の低応力剤とであってよい。硬化剤としてはフェノキシ樹脂化合物が用いられてよい。無機フィラーとしてはシリカが用いられてよい。触媒としては有機リンまたはホウ素塩が用いられてよい。低応力剤としてはシリコーン(silicone)が用いられてよい。接着層70は、蓋体80の曲げ弾性率よりも小さな曲げ弾性率を有していてよい。 The adhesive layer 70 may contain at least one of epoxy resin, phenol resin and silicone resin as a main component. Epoxy resins are particularly preferred because they have well-balanced heat resistance, mechanical strength and chemical resistance. In order to preferably have these characteristics, the content of the epoxy resin as the main component is preferably 20 to 40 wt%, and the balance may be composed of subcomponents such as a curing agent. Specifically, the subcomponents include, for example, 1 to 10 wt% curing agent, 50 to 70 wt% inorganic filler, 0.5 to 2 wt% coupling agent, and 0.5 to 2 wt% catalyst. and 0.1-5 wt % of a low stress agent. A phenoxy resin compound may be used as the curing agent. Silica may be used as the inorganic filler. Organic phosphorus or boron salts may be used as catalysts. Silicone may be used as a low stress agent. The adhesive layer 70 may have a bending elastic modulus smaller than that of the lid 80 .

以上により、図1および図2に示されているように、蓋体80がキャビティCVを封止する構成が得られる。言い換えれば、電子装置90(図1および図2)が得られる。電子装置90の底面BT(言い換えれば、パッケージ51の底面BT)は、支持部材100(図2)に取り付けられることになる。支持部材100は、例えば、実装ボードまたは放熱部材である。第1ヒートシンク層30は、支持部材100への取り付けのための固定具(例えば、ねじ)が通る貫通部(図示せず)を有していてもよい。 As described above, as shown in FIGS. 1 and 2, a configuration is obtained in which the lid 80 seals the cavity CV. In other words, electronic device 90 (FIGS. 1 and 2) is obtained. The bottom surface BT of the electronic device 90 (in other words, the bottom surface BT of the package 51) is attached to the support member 100 (FIG. 2). The support member 100 is, for example, a mounting board or a heat dissipation member. The first heat sink layer 30 may have penetrations (not shown) through which fasteners (eg, screws) for attachment to the support member 100 pass.

次に、パッケージ51(図3)の製造方法の第1の例について、以下に説明する。 Next, a first example of a method for manufacturing the package 51 (FIG. 3) will be described below.

第1セラミック層31となるグリーンシートが形成される。当該グリーンシートに第1ビアホールVH1が、例えば、レーザ加工または打ち抜き加工によって形成される。第1ビアホールVH1内に、第1金属ビア32となるCuWペースト(すなわち、CuおよびWの混合粉末を含むペースト)が充填される。また、当該グリーンシートの第1面S1上に、第1メタライズ層11となるCuWペースト層が塗布される。また、当該グリーンシートの第2面S2上に、第2メタライズ層21となるCuWペースト層が塗布される。第1セラミック層31に、セラミック枠体61となるグリーンシートが積層されることによって、グリーン積層体が形成される。 A green sheet to be the first ceramic layer 31 is formed. A first via hole VH1 is formed in the green sheet by, for example, laser processing or punching. The first via hole VH1 is filled with a CuW paste (that is, a paste containing a mixed powder of Cu and W) that forms the first metal via 32 . Further, a CuW paste layer that becomes the first metallized layer 11 is applied on the first surface S1 of the green sheet. Further, a CuW paste layer that becomes the second metallized layer 21 is applied onto the second surface S2 of the green sheet. A green laminated body is formed by laminating the green sheet to be the ceramic frame 61 on the first ceramic layer 31 .

次に、上記グリーン積層体が、例えば1500℃程度で焼成される。これによりセラミック積層体が得られる。次に、第1メタライズ層11および第2メタライズ層21のそれぞれの上に、第1めっき層12および第2めっき層22が形成される。次に、リードフレーム65がセラミック枠体61上に、例えば、前述したAgシンター接合によって接合される。 Next, the green laminated body is fired, for example, at about 1500.degree. A ceramic laminate is thus obtained. Next, the first plating layer 12 and the second plating layer 22 are formed on the first metallization layer 11 and the second metallization layer 21, respectively. Next, the lead frame 65 is bonded onto the ceramic frame 61 by, for example, the Ag sinter bonding described above.

以上により、パッケージ51が得られる。 The package 51 is obtained by the above.

次に、パッケージ51(図3)の製造方法の第2の例について、以下に説明する。 Next, a second example of the method of manufacturing the package 51 (FIG. 3) will be described below.

第1セラミック層31となるグリーンシートが形成される。当該グリーンシートに第1ビアホールVH1が、例えば、レーザ加工または打ち抜き加工によって形成される。第1セラミック層31に、セラミック枠体61となるグリーンシートが積層されることによって、グリーン積層体が形成される。次に、上記グリーン積層体が、例えば1500℃程度の焼成温度で焼成される。これによりセラミック積層体が形成される。 A green sheet to be the first ceramic layer 31 is formed. A first via hole VH1 is formed in the green sheet by, for example, laser processing or punching. A green laminated body is formed by laminating the green sheet to be the ceramic frame 61 on the first ceramic layer 31 . Next, the green laminate is fired at a firing temperature of about 1500° C., for example. A ceramic laminate is thus formed.

次に、第1セラミック層31の第1ビアホールVH1内に、第1金属ビア32となるCuペースト(すなわち、Cu粉末を含むペースト)が充填される。また、第1セラミック層31の第1面S1上に、第1メタライズ層11となるCuペースト層が塗布される。また、第1セラミック層31の第2面S2上に、第2メタライズ層21となるCuペースト層が塗布される。次に、上記Cuペーストが、セラミック積層体の焼成温度よりも低い焼成温度(例えば、600℃~800℃)で焼成される。これにより、第1金属ビア32、第1メタライズ層11および第2メタライズ層21が形成される。 Next, the first via hole VH<b>1 of the first ceramic layer 31 is filled with a Cu paste (that is, a paste containing Cu powder) that will become the first metal via 32 . Also, a Cu paste layer that will become the first metallized layer 11 is applied onto the first surface S<b>1 of the first ceramic layer 31 . Also, a Cu paste layer that will become the second metallized layer 21 is applied onto the second surface S<b>2 of the first ceramic layer 31 . Next, the Cu paste is fired at a firing temperature (for example, 600° C. to 800° C.) lower than the firing temperature of the ceramic laminate. Thereby, the first metal via 32, the first metallized layer 11 and the second metallized layer 21 are formed.

次に、第1メタライズ層11および第2メタライズ層21のそれぞれの上に、第1めっき層12および第2めっき層22が形成される。次に、リードフレーム65がセラミック枠体61上に、例えば、前述したAgシンター接合によって接合される。 Next, the first plating layer 12 and the second plating layer 22 are formed on the first metallization layer 11 and the second metallization layer 21, respectively. Next, the lead frame 65 is bonded onto the ceramic frame 61 by, for example, the Ag sinter bonding described above.

以上により、パッケージ51が得られる。 The package 51 is obtained by the above.

パッケージ51の製造方法の、上述した第1および第2の例のいずれも、典型的な積層セラミックプロセス技術を用いて低コストで実施可能である。特に第1の例は、第1セラミック層31と第1金属ビア32との同時焼成が行われるので、製造コストを、より低減することができる。一方、第2の例は、第1金属ビア32の組成として高Cu比率(例えば、実質的に100%)の組成を適用することによって、高い熱伝導性を得ることができる。 Both of the above-described first and second examples of methods of manufacturing package 51 can be implemented at low cost using typical multi-layer ceramic process technology. Especially in the first example, since the first ceramic layer 31 and the first metal via 32 are fired simultaneously, the manufacturing cost can be further reduced. On the other hand, in the second example, high thermal conductivity can be obtained by applying a composition with a high Cu ratio (for example, substantially 100%) as the composition of the first metal via 32 .

図4は、比較例のパッケージ59の構成を示す概略断面図である。図5は、図4のパッケージ59を用いた電子装置99の構成を示す概略断面図である。パッケージ59は、セラミック枠体61(図3:実施の形態1)に代わって、接合材26によってヒートシンク板39上に接合されたセラミック枠体29を有している。セラミック枠体29は、典型的にはアルミナ(Al)からなる。接合材26は、その形成時には流動性を有しており、図4に示されているように、セラミック枠体29の内周面(キャビティCVに面する面)よりも内側へと流れ込む。流れ込む距離は、プロセス条件に依存して、例えば、0.025mm以上0.25mm以下である。その結果、キャビティCV内に電子部品8が搭載される際、電子部品8は面内方向においてセラミック枠体29の内周面から当該距離以上離される必要がある。よって、当該距離が大きいほどワイヤ9の長さも大きくなり、その結果、ワイヤ9のインダクタンスも大きくなる。ワイヤ9のインダクタンスの増大は、通常、望まれないことである。前述した本実施の形態によれば、このような問題を避けることができる。 FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a package 59 of a comparative example. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an electronic device 99 using the package 59 of FIG. The package 59 has a ceramic frame 29 bonded onto the heat sink plate 39 with a bonding material 26 instead of the ceramic frame 61 (FIG. 3: Embodiment 1). Ceramic frame 29 is typically made of alumina (Al 2 O 3 ). The bonding material 26 has fluidity when formed, and as shown in FIG. 4, flows inward from the inner peripheral surface of the ceramic frame 29 (the surface facing the cavity CV). The flow-in distance is, for example, 0.025 mm or more and 0.25 mm or less, depending on the process conditions. As a result, when the electronic component 8 is mounted in the cavity CV, the electronic component 8 needs to be separated from the inner peripheral surface of the ceramic frame 29 by the distance or more in the in-plane direction. Therefore, as the distance increases, the length of the wire 9 also increases, and as a result, the inductance of the wire 9 also increases. An increase in the inductance of wire 9 is usually undesirable. According to the present embodiment described above, such problems can be avoided.

図6は、銅(Cu)とアルミナ(Al)と複合材料(CPC)との各々の線膨張係数(CTE)の温度依存性を例示するグラフ図である。典型的なセラミック材料であるAlの線膨張係数に対して、Cuは顕著に大きな線膨張係数を有している。よって、比較例のパッケージ59においてヒートシンク板39がCuからなっていると、ヒートシンク板39の線膨張係数と、Alからなるセラミック枠体29の線膨張係数との差異が大きい。この差異に起因して、ヒートシンク板39とセラミック枠体29との熱膨張差に起因したパッケージ59の反りまたは応力も大きくなる。一方、Cuに代わってCPCを用いれば、この差異は大幅に抑制される。よって、熱膨張差に起因したパッケージ59の反りまたは応力も、比較的小さくなる。しかしながら、CPC(またはこれに類した材料)は、Cuに比してかなり高価である。 FIG. 6 is a graph illustrating the temperature dependence of the coefficient of linear expansion (CTE) of each of copper (Cu), alumina (Al 2 O 3 ) and composite material (CPC). Cu has a significantly larger coefficient of linear expansion than that of Al 2 O 3 , which is a typical ceramic material. Therefore, when the heat sink plate 39 is made of Cu in the package 59 of the comparative example, there is a large difference between the linear expansion coefficient of the heat sink plate 39 and the linear expansion coefficient of the ceramic frame 29 made of Al2O3 . Due to this difference, the warpage or stress of the package 59 due to the difference in thermal expansion between the heat sink plate 39 and the ceramic frame 29 also increases. On the other hand, using CPC instead of Cu greatly reduces this difference. Therefore, the warpage or stress of the package 59 due to the difference in thermal expansion is also relatively small. However, CPC (or similar material) is significantly more expensive than Cu.

図7は、第1ヒートシンク層30(図3)に占める第1金属ビア32の体積割合Sと第1ヒートシンク層30の熱抵抗Θjcとの関係のシミュレーション結果(実線)を、ヒートシンク板39(図4)にCPCが用いられた場合の熱抵抗Θjcのシミュレーション結果(破線)と共に示すグラフ図である。この結果から、体積割合Sを20%以上とすることによって、第1ヒートシンク層30の熱抵抗Θjcを、CPCの場合の熱抵抗Θjcのおおよそ2倍以下に抑えられることがわかる。さらに、体積割合Sを30%以上とすることによって、第1ヒートシンク層30の熱抵抗Θjcを、CPCの場合の熱抵抗Θjcのおおよそ1.5倍以下に抑えられることがわかる。さらに、体積割合Sを40%以上とすることによって、第1ヒートシンク層30の熱抵抗Θjcを、CPCの場合の熱抵抗Θjcとおおよそ同じにできることがわかる。 FIG. 7 shows simulation results (solid line) of the relationship between the volume ratio S B of the first metal vias 32 occupying the first heat sink layer 30 (FIG. 3) and the thermal resistance Θ jc of the first heat sink layer 30 . FIG. 5 is a graph diagram shown in FIG. 4 together with a simulation result (broken line) of thermal resistance Θ jc when CPC is used; From this result, it can be seen that the thermal resistance Θ jc of the first heat sink layer 30 can be suppressed to less than twice the thermal resistance Θ jc in the case of CPC by setting the volume ratio S B to 20% or more. Furthermore, it can be seen that by setting the volume ratio S B to 30% or more, the thermal resistance Θ jc of the first heat sink layer 30 can be suppressed to approximately 1.5 times or less of the thermal resistance Θ jc in the case of CPC. Furthermore, by setting the volume ratio S B to 40% or more, the thermal resistance Θ jc of the first heat sink layer 30 can be made approximately equal to the thermal resistance Θ jc in the case of CPC.

なお、上記シミュレーションは、次に記載の条件で行われている。熱抵抗Θjcは、電子部品8(図2)としての半導体チップの上面と、パッケージ51の底面BTと、の間の温度差(単位:K)を、電子部品の出力(単位:W)で除したものである。電子部品8としてのチップは、実質的にSiからなることを想定して、熱伝導率200W・m/Kを有している。実装材7は、Agからなることを想定して、熱伝導率420W・m/Kを有している。セラミック枠体61(図3)は、Alからなることを想定して、熱伝導率17.8W・m/Kを有している。第1めっき層12および第2めっき層22は、Cuからなることを想定して、熱伝導率391W・m/Kを有している。第1メタライズ層11および第2メタライズ層21は、CuW合金(組成比は50:50)からなることを想定して、熱伝導率280.5W・m/Kを有している。支持部材100(図2)は、Alからなることを想定して、熱伝導率236W・m/Kを有している。第1ヒートシンク層30と、第1金属層10と、第2金属層20との総厚みは、1mmである。第1めっき層12および第2めっき層22の各々の厚みは、50μmである。第1メタライズ層11および第2メタライズ層21の各々の厚みは、10μmである。比較例におけるヒートシンク板39としてのCPCは、厚み1mmと、熱伝導率200W・m/Kとを有している。なお、図2および図5を参照して、リードフレーム65およびそれよりも上部の構成については、シミュレーションにおいて考慮していないが、このことは、熱抵抗Θjcの比較検討の目的においては無視できるものと考えられる。 The above simulation is performed under the following conditions. The thermal resistance Θ jc is the temperature difference (unit: K) between the top surface of the semiconductor chip as the electronic component 8 (FIG. 2) and the bottom surface BT of the package 51, expressed as the output of the electronic component (unit: W). excluding A chip as the electronic component 8 has a thermal conductivity of 200 W·m/K on the assumption that it is substantially made of Si. Assuming that the mounting material 7 is made of Ag, the mounting material 7 has a thermal conductivity of 420 W·m/K. The ceramic frame 61 (FIG. 3) has a thermal conductivity of 17.8 W·m/K assuming that it is made of Al 2 O 3 . Assuming that the first plating layer 12 and the second plating layer 22 are made of Cu, they have a thermal conductivity of 391 W·m/K. The first metallized layer 11 and the second metallized layer 21 have a thermal conductivity of 280.5 W·m/K assuming that they are made of a CuW alloy (composition ratio is 50:50). Assuming that the support member 100 (FIG. 2) is made of Al, it has a thermal conductivity of 236 W·m/K. The total thickness of the first heat sink layer 30, the first metal layer 10, and the second metal layer 20 is 1 mm. Each thickness of the first plating layer 12 and the second plating layer 22 is 50 μm. Each thickness of the first metallized layer 11 and the second metallized layer 21 is 10 μm. CPC as the heat sink plate 39 in the comparative example has a thickness of 1 mm and a thermal conductivity of 200 W·m/K. 2 and 5, the configuration of lead frame 65 and above is not considered in the simulation, but this can be ignored for the purpose of comparing thermal resistance Θ jc . It is considered to be a thing.

本実施の形態によれば、第1に、第1ヒートシンク層30が複数の第1金属ビア32を含むことによって、パッケージ51の放熱特性を十分に確保することができる。第2に、第1ヒートシンク層30が第1セラミック層31を含むことによって、第1ヒートシンク層30とセラミック枠体61との熱膨張差に起因したパッケージ51の反りまたは応力を十分に抑制することができる。第3に、第1ヒートシンク層としての、セラミック層に金属ビアが設けられた構成は、比較的低コストで形成することが容易である。以上から、パッケージ51の放熱特性を十分に確保しつつ、第1ヒートシンク層30とセラミック枠体61との熱膨張差に起因したパッケージ51の反りまたは応力を十分に抑制することが、低コストで可能である。 According to the present embodiment, firstly, since the first heat sink layer 30 includes the plurality of first metal vias 32, the heat dissipation characteristics of the package 51 can be sufficiently ensured. Secondly, by including the first ceramic layer 31 in the first heat sink layer 30, warpage or stress of the package 51 due to the difference in thermal expansion between the first heat sink layer 30 and the ceramic frame 61 can be sufficiently suppressed. can be done. Thirdly, the structure in which metal vias are provided in the ceramic layer as the first heat sink layer can be easily formed at a relatively low cost. From the above, it is possible to sufficiently suppress the warpage or stress of the package 51 due to the difference in thermal expansion between the first heat sink layer 30 and the ceramic frame 61 while ensuring the heat dissipation characteristics of the package 51 at low cost. It is possible.

複数の第1金属ビア32は、第1面S1の外側領域ROから離れて配置されている。これにより、複数の第1金属ビア32を、第1面S1のうち特に熱を受けやすい内側領域RIへ、集中的に配置することができる。よって、第1ヒートシンク層30において複数の第1金属ビア32が占める割合を不必要に増加させることなく、放熱経路を効果的に配置することができる。 The plurality of first metal vias 32 are arranged away from the outer region RO of the first surface S1. As a result, the plurality of first metal vias 32 can be arranged intensively in the inner region RI of the first surface S1, which is particularly susceptible to heat. Therefore, the heat dissipation paths can be effectively arranged without unnecessarily increasing the ratio of the plurality of first metal vias 32 in the first heat sink layer 30 .

パッケージ51は、第1ヒートシンク層30の第1面S1上に設けられ、複数の第1金属ビア32をつなぐ第1金属層10をさらに含む。これにより、熱が第1面S1上で分散される。よって、パッケージ51の放熱特性を、より高めることができる。 The package 51 further includes a first metal layer 10 provided on the first surface S<b>1 of the first heat sink layer 30 and connecting the plurality of first metal vias 32 . Thereby, heat is dispersed on the first surface S1. Therefore, the heat dissipation characteristics of the package 51 can be further enhanced.

第1金属層10は、第1面S1の外側領域ROから外れて第1面S1の内側領域RI上に配置されている。これにより、第1金属層10を、第1面S1のうち特に熱を受けやすい内側領域RIへ集中的に配置することができる。よって、第1金属層10の熱膨張がパッケージの反りまたは応力へ及ぼす悪影響を抑えつつ、パッケージ51の放熱特性を、より高めることができる。 The first metal layer 10 is arranged on the inner region RI of the first surface S1 away from the outer region RO of the first surface S1. As a result, the first metal layer 10 can be arranged intensively in the inner region RI of the first surface S1, which is particularly susceptible to heat. Therefore, the heat dissipation characteristics of the package 51 can be further improved while suppressing the adverse effects of the thermal expansion of the first metal layer 10 on the warp or stress of the package.

第1金属ビア32は、200W/m・K以上の熱伝導率を有するビア材料からなる。これにより、パッケージ51の放熱特性を、より高めることができる。 The first metal via 32 is made of a via material having a thermal conductivity of 200 W/m·K or more. Thereby, the heat dissipation characteristic of the package 51 can be further improved.

ビア材料は銅を含む。これにより、ビア材料の熱伝導率を容易に高くすることができる。 The via material includes copper. Thereby, the thermal conductivity of the via material can be easily increased.

ビア材料はさらにタングステンを含む。これにより、第1ヒートシンク層30の形成を、第1セラミック層31と第1金属ビア32との同時焼成によって行いやすくなる。よって、第1ヒートシンク層30を、より低コストで形成することができる。 The via material further includes tungsten. This makes it easier to form the first heat sink layer 30 by simultaneously firing the first ceramic layer 31 and the first metal vias 32 . Therefore, the first heat sink layer 30 can be formed at a lower cost.

第1セラミック層31は、アルミナを含む材料からなる。これにより、第1セラミック層31を、高周波パッケージ用の典型的なセラミック材料によって形成することができる。金属に比して熱伝導率が劣る材料であるアルミナが用いられることによって第1ヒートシンク層30の平均熱伝導率が低下するものの、当該低下は、複数の第1金属ビア32によって少なくとも部分的に補われる。これにより、パッケージ51の放熱特性が過小となることを避けることができる。 The first ceramic layer 31 is made of a material containing alumina. This allows the first ceramic layer 31 to be made of a typical ceramic material for high frequency packages. Although the use of alumina, a material with poor thermal conductivity compared to metal, reduces the average thermal conductivity of the first heat sink layer 30, the reduction is at least partially due to the plurality of first metal vias 32. compensated. As a result, it is possible to prevent the heat radiation characteristic of the package 51 from becoming too small.

セラミック枠体61および第1セラミック層31は同一の材料からなる。これにより、セラミック枠体61と第1セラミック層31との間での熱膨張差を避けることができる。 The ceramic frame 61 and the first ceramic layer 31 are made of the same material. Thereby, a difference in thermal expansion between the ceramic frame 61 and the first ceramic layer 31 can be avoided.

第1ヒートシンク層30に占める複数の第1金属ビア32の体積割合は20%以上60%以下である。体積割合が20%以上であることによって、パッケージ51の放熱特性を、より十分に確保することができる。体積割合が60%以下であることによって、第1ヒートシンク層30とセラミック枠体61との熱膨張差に起因したパッケージ51の反りまたは応力を、より十分に抑制することができる。また、第1ヒートシンク層30に占める第1セラミック層31の体積割合が大きいことによって、第1ヒートシンク層30の製造工程において、焼成によって第1セラミック層31となるグリーンシートが破損しにくくなる。 The volume ratio of the plurality of first metal vias 32 to the first heat sink layer 30 is 20% or more and 60% or less. By setting the volume ratio to 20% or more, the heat dissipation characteristics of the package 51 can be more sufficiently ensured. By setting the volume ratio to 60% or less, warpage or stress of the package 51 due to the difference in thermal expansion between the first heat sink layer 30 and the ceramic frame 61 can be more sufficiently suppressed. In addition, since the volume ratio of the first ceramic layer 31 to the first heat sink layer 30 is large, the green sheet that becomes the first ceramic layer 31 is less likely to be damaged by firing in the manufacturing process of the first heat sink layer 30 .

パッケージ51は第2金属層20をさらに含む。第2金属層20は、第1ヒートシンク層30の第2面S2上に設けられており、複数の第1金属ビア32をつないでいる。これにより、熱が第2面S2上で分散される。よって、パッケージ51の放熱特性を、より高めることができる。 Package 51 further includes a second metal layer 20 . The second metal layer 20 is provided on the second surface S<b>2 of the first heat sink layer 30 and connects the plurality of first metal vias 32 . Thereby, heat is dispersed on the second surface S2. Therefore, the heat dissipation characteristics of the package 51 can be further enhanced.

第2金属層20は、平面視において、第1面S1の内側領域RIおよび外側領域ROにまたがっている。これにより、熱が第2面S2上で、より広く分散される。よって、パッケージ51の放熱特性を、より高めることができる。 The second metal layer 20 straddles the inner region RI and the outer region RO of the first surface S1 in plan view. Thereby, the heat is dispersed more widely on the second surface S2. Therefore, the heat dissipation characteristics of the package 51 can be further enhanced.

<実施の形態2>
図8は、実施の形態2に係るパッケージ52の構成を示す概略断面図である。パッケージ52においては、パッケージ51(図3:実施の形態1)における第1ビアホールVH1中の第1金属ビア32に代わって、第1ビアホールVHT1中の第1金属ビア32Tが設けられている。第1ビアホールVHT1中の第1金属ビア32Tは、第1ヒートシンク層30の第1面S1から第2面S2に向かって先細りにされている。なお変形例として、第1金属ビア32(図3)と第1金属ビア32T(図8)との両方が用いられてもよい。
<Embodiment 2>
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the package 52 according to the second embodiment. In package 52, first metal via 32T is provided in first via hole VHT1 instead of first metal via 32 in first via hole VH1 in package 51 (FIG. 3: Embodiment 1). The first metal via 32T in the first via hole VHT1 is tapered from the first surface S1 of the first heat sink layer 30 toward the second surface S2. As a modification, both the first metal via 32 (FIG. 3) and the first metal via 32T (FIG. 8) may be used.

本実施の形態によれば、第1金属ビア32Tは、第1ヒートシンク層30の第1面S1から第2面S2に向かって先細りにされている。この形状によって、第1金属ビア32Tによる第1面S1から第2面S2への熱伝導効率が高められる。よって、第1ヒートシンク層30において複数の第1金属ビア32Tが占める割合を増加させることなく、パッケージ52の放熱特性を、より十分に確保することができる。 According to this embodiment, the first metal vias 32T are tapered from the first surface S1 of the first heat sink layer 30 toward the second surface S2. This shape enhances the efficiency of heat conduction from the first surface S1 to the second surface S2 by the first metal via 32T. Therefore, the heat dissipation characteristics of the package 52 can be more sufficiently ensured without increasing the proportion of the plurality of first metal vias 32T in the first heat sink layer 30 .

<実施の形態3>
図9は、実施の形態3に係るパッケージ53の構成を示す概略断面図である。
<Embodiment 3>
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a package 53 according to the third embodiment.

パッケージ53は、パッケージ51(図3:実施の形態1)における第2金属層20に代わって、第2金属層23を有している。第2金属層23は、第2金属層20と同様、第1ヒートシンク層30の第2面S2上において複数の第1金属ビア32をつないでいる。第2金属層23は、めっき層を含むことなくメタライズ層のみによって形成されていてよい。言い換えれば、第2金属層23は、金属粉末の焼結体のみからなっていてよい。第2金属層23は、平面視において、第1面S1の内側領域RIおよび外側領域ROにまたがっている。 The package 53 has a second metal layer 23 instead of the second metal layer 20 in the package 51 (FIG. 3: Embodiment 1). The second metal layer 23 , like the second metal layer 20 , connects the plurality of first metal vias 32 on the second surface S<b>2 of the first heat sink layer 30 . The second metal layer 23 may be formed of only a metallized layer without including a plated layer. In other words, the second metal layer 23 may consist only of a sintered body of metal powder. The second metal layer 23 straddles the inner region RI and the outer region RO of the first surface S1 in plan view.

パッケージ53はさらに、第2ヒートシンク層40を含む。第2ヒートシンク層40は、第2金属層23に面する第3面S3と、第3面S3と反対の第4面S4とを有している。第3面S3は第2金属層に直接接していてよい。第2ヒートシンク層40は、第2セラミック層41と、複数の第2金属ビア42とを含む。第2セラミック層41は、第3面S3および第4面S4をなしており、第3面S3と第4面S4との間に複数の第2ビアホールVH2が設けられている。複数の第2金属ビア42は、第2セラミック層41の複数の第2ビアホールVH2内に配置されている。複数の第2金属ビア42は、平面視において、第1ヒートシンク層30の第1面S1の内側領域RIに含まれる金属ビアと、第1ヒートシンク層30の第1面S1の外側領域ROに少なくとも部分的に含まれる金属ビアと、を含む。 Package 53 further includes a second heat sink layer 40 . The second heat sink layer 40 has a third surface S3 facing the second metal layer 23 and a fourth surface S4 opposite to the third surface S3. The third surface S3 may be in direct contact with the second metal layer. The second heat sink layer 40 includes a second ceramic layer 41 and a plurality of second metal vias 42 . The second ceramic layer 41 has a third surface S3 and a fourth surface S4, and a plurality of second via holes VH2 are provided between the third surface S3 and the fourth surface S4. The plurality of second metal vias 42 are arranged inside the plurality of second via holes VH2 of the second ceramic layer 41 . The plurality of second metal vias 42 are formed in at least the metal vias included in the inner region RI of the first surface S1 of the first heat sink layer 30 and the outer region RO of the first surface S1 of the first heat sink layer 30 in plan view. and partially contained metal vias.

パッケージ53はさらに、第3金属層20Aを含む。第3金属層20Aは、第2ヒートシンク層40の第4面S4上に設けられており、複数の第2金属ビア42をつないでいる。第3金属層20Aは、平面視において、第1面S1の内側領域RIおよび外側領域ROにまたがっている。第3金属層20Aは、第2ヒートシンク層40の第4面S4上に直接設けられた第3メタライズ層21Aと、第2ヒートシンク層40の第4面S4上に第3メタライズ層21Aを介して設けられた第3めっき層22Aとを含む。 Package 53 further includes a third metal layer 20A. The third metal layer 20</b>A is provided on the fourth surface S<b>4 of the second heat sink layer 40 and connects the plurality of second metal vias 42 . The third metal layer 20A straddles the inner region RI and the outer region RO of the first surface S1 in plan view. The third metal layer 20A includes the third metallized layer 21A directly provided on the fourth surface S4 of the second heat sink layer 40 and the third metallized layer 21A provided on the fourth surface S4 of the second heat sink layer 40 via the third metallized layer 21A. and the provided third plating layer 22A.

本実施の形態によれば、複数の第1金属ビア32により厚み方向において伝達された熱が、第2金属層23によって面内方向において拡散された後、複数の第2金属ビア42により厚み方向においてさらに伝達される。これにより、パッケージ53の放熱特性を、より高めることができる。 According to the present embodiment, the heat transferred in the thickness direction by the plurality of first metal vias 32 is diffused in the in-plane direction by the second metal layer 23, and then transferred in the thickness direction by the plurality of second metal vias 42. further transmitted in Thereby, the heat dissipation characteristic of the package 53 can be further improved.

第2ヒートシンク層40の複数の第2金属ビア42は、平面視において、第1ヒートシンク層30の第1面S1の内側領域RIに含まれる金属ビアだけでなく、第1ヒートシンク層30の第1面S1の外側領域ROに少なくとも部分的に含まれる金属ビアも含む。これにより、熱の伝導経路が第2ヒートシンク層40において、より広く分散される。よって、パッケージ53の放熱特性を、より高めることができる。 The plurality of second metal vias 42 of the second heat sink layer 40 are not only the metal vias included in the inner region RI of the first surface S1 of the first heat sink layer 30 in plan view, but also the first metal vias of the first heat sink layer 30 . It also includes metal vias that are at least partially contained in outer region RO of surface S1. This allows the heat conduction paths to be more widely distributed in the second heat sink layer 40 . Therefore, the heat dissipation characteristics of the package 53 can be further enhanced.

7 :実装材
8 :電子部品
9 :ワイヤ(配線部材)
10 :第1金属層
11 :第1メタライズ層
12 :第1めっき層
20,23 :第2金属層
20A :第3金属層
21 :第2メタライズ層
21A :第3メタライズ層
22 :第2めっき層
22A :第3めっき層
30 :第1ヒートシンク層
31 :第1セラミック層
32,32T :第1金属ビア
40 :第2ヒートシンク層
41 :第2セラミック層
42 :第2金属ビア
51~53 :パッケージ
61 :セラミック枠体
65 :リードフレーム(金属端子)
70 :接着層
80 :蓋体
90 :電子装置
CV :キャビティ
VH1,VHT1:第1ビアホール
VH2 :第2ビアホール
7: mounting material 8: electronic component 9: wire (wiring member)
Reference Signs List 10: first metal layer 11: first metallized layer 12: first plated layer 20, 23: second metal layer 20A: third metal layer 21: second metallized layer 21A: third metallized layer 22: second plated layer 22A: Third plating layer 30: First heat sink layer 31: First ceramic layer 32, 32T: First metal via 40: Second heat sink layer 41: Second ceramic layer 42: Second metal via 51-53: Package 61 : Ceramic frame 65: Lead frame (metal terminal)
70: adhesive layer 80: lid 90: electronic device CV: cavity VH1, VHT1: first via hole VH2: second via hole

Claims (15)

蓋体によって封止されることになるキャビティを有するパッケージであって、
平面視において前記キャビティを囲むセラミック枠体と、
前記キャビティに面する内側領域と前記セラミック枠体を支持する外側領域とを有する第1面と、前記第1面と反対の第2面と、を有する第1ヒートシンク層と、
を備え、
前記第1ヒートシンク層は、
前記第1面および前記第2面をなし、前記第1面と前記第2面との間に複数の第1ビアホールが設けられた第1セラミック層と、
前記第1セラミック層の前記複数の第1ビアホール内に配置された複数の第1金属ビアと、
を含む、パッケージ。
A package having a cavity to be sealed by a lid,
a ceramic frame surrounding the cavity in plan view;
a first heat sink layer having a first surface having an inner region facing the cavity and an outer region supporting the ceramic frame, and a second surface opposite the first surface;
with
The first heat sink layer is
a first ceramic layer forming the first surface and the second surface and having a plurality of first via holes provided between the first surface and the second surface;
a plurality of first metal vias arranged in the plurality of first via holes of the first ceramic layer;
package, including.
前記複数の第1金属ビアは、前記第1面の前記外側領域から外れて配置されている、
請求項1に記載のパッケージ。
the plurality of first metal vias are positioned off the outer region of the first surface;
The package of Claim 1.
前記第1ヒートシンク層の前記第1面上に設けられ、前記複数の第1金属ビアをつなぐ第1金属層をさらに備える、
請求項1または2に記載のパッケージ。
further comprising a first metal layer provided on the first surface of the first heat sink layer and connecting the plurality of first metal vias;
3. Package according to claim 1 or 2.
前記第1金属層は、前記第1面の前記外側領域から外れて前記第1面の前記内側領域上に配置されている、
請求項3に記載のパッケージ。
the first metal layer is disposed on the inner region of the first surface away from the outer region of the first surface;
4. Package according to claim 3.
前記第1金属ビアは、200W/m・K以上の熱伝導率を有するビア材料からなる、
請求項1から4のいずれか1項に記載のパッケージ。
The first metal via is made of a via material having a thermal conductivity of 200 W/m·K or more,
5. A package according to any one of claims 1-4.
前記ビア材料は銅を含む、
請求項5に記載のパッケージ。
the via material comprises copper;
6. Package according to claim 5.
前記ビア材料はさらにタングステンを含む、
請求項6に記載のパッケージ。
the via material further comprises tungsten;
7. Package according to claim 6.
前記第1セラミック層は、アルミナを含む材料からなる、
請求項1から7のいずれか1項に記載のパッケージ。
The first ceramic layer is made of a material containing alumina,
A package according to any one of claims 1-7.
前記セラミック枠体および前記第1セラミック層は同一の材料からなる、
請求項1から8のいずれか1項に記載のパッケージ。
The ceramic frame and the first ceramic layer are made of the same material,
9. A package according to any one of claims 1-8.
前記第1ヒートシンク層に占める前記複数の第1金属ビアの体積割合は20%以上60%以下である、
請求項1から9のいずれか1項に記載のパッケージ。
A volume ratio of the plurality of first metal vias in the first heat sink layer is 20% or more and 60% or less.
10. A package according to any one of claims 1-9.
前記複数の第1金属ビアは、前記第1ヒートシンク層の前記第1面から前記第2面に向かって先細りにされている金属ビアを含む、
請求項1から10のいずれか1項に記載のパッケージ。
wherein the plurality of first metal vias comprises metal vias that taper from the first surface to the second surface of the first heat sink layer;
Package according to any one of claims 1 to 10.
前記第1ヒートシンク層の前記第2面上に設けられ、前記複数の第1金属ビアをつなぐ第2金属層をさらに備える、
請求項1から11のいずれか1項に記載のパッケージ。
further comprising a second metal layer provided on the second surface of the first heat sink layer and connecting the plurality of first metal vias;
A package according to any one of claims 1 to 11.
前記第2金属層は、平面視において、前記第1面の前記内側領域および前記外側領域にまたがっている、
請求項12に記載のパッケージ。
The second metal layer extends over the inner region and the outer region of the first surface in plan view,
13. Package according to claim 12.
前記第2金属層に面する第3面と、前記第3面と反対の第4面と、を有する第2ヒートシンク層をさらに備え、
前記第2ヒートシンク層は、
前記第3面および前記第4面をなし、前記第3面と前記第4面との間に複数の第2ビアホールが設けられた第2セラミック層と、
前記第2セラミック層の前記複数の第2ビアホール内に配置された複数の第2金属ビアと、
を含む、
請求項12または13に記載のパッケージ。
further comprising a second heat sink layer having a third side facing the second metal layer and a fourth side opposite the third side;
The second heat sink layer is
a second ceramic layer forming the third surface and the fourth surface and having a plurality of second via holes provided between the third surface and the fourth surface;
a plurality of second metal vias arranged in the plurality of second via holes of the second ceramic layer;
including,
14. Package according to claim 12 or 13.
前記第2ヒートシンク層の前記複数の第2金属ビアは、平面視において、前記第1ヒートシンク層の前記第1面の前記内側領域に含まれる金属ビアと、前記第1ヒートシンク層の前記第1面の前記外側領域に少なくとも部分的に含まれる金属ビアと、を含む、
請求項14に記載のパッケージ。
The plurality of second metal vias of the second heat sink layer are, in plan view, the metal vias included in the inner region of the first surface of the first heat sink layer and the first surface of the first heat sink layer. a metal via at least partially contained in the outer region of
15. Package according to claim 14.
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