JP2543149Z - - Google Patents

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JP2543149Z
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【考案の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】 本考案は半導体素子、特に半導体集積回路素子を収容するための半導体素子収
納用パッケージの改良に関するものである。 【0002】 【従来技術及びその課題】 従来、半導体素子、特にLSI等の半導体集積回路素子を収容するための半導
体素子収納用パッケージはに示すように、アルミナセラミックス等の電気絶縁材
料から成り、その上面の略中央部に半導体集積回路素子を収容するための凹部及
び該凹部周辺から底面にかけて導出されたタングステン(W)、モリブデン(M
o)等の高融点金属粉末から成るメタライズ配線層を有する絶縁基体と、半導体
集積回路素子を外部電気回路に電気的に接続するために前記メタライズ配線層の
絶縁基体底面部に銀ロウ等のロウ材を介し取着された多数の外部リードピンと、
金属製蓋体とから構成されており、絶縁基体の凹部A底面に半導体集積回路素子 を取着収容するとともに該半導体集積回路素子の各電極をボンディングワイヤを
介してメタライズ配線層に接続し、しかる後、絶縁基体上面に金属製蓋体を取着
させ絶縁基体と金属製蓋体とから成る容器内部に半導体集積回路素子を気密に封
止することによって最終製品としての半導体装置となる。 【0003】 尚、前記絶縁基体はその上面にコバール金属や42アロイ等から成る金属枠体
が予めロウ付けされており、該金属枠体に金属製蓋体をシームウエルド法により
溶接することによって金属製蓋体は絶縁基体取着され、容器が気密に封止される
。 【0004】 しかしながら、近時、半導体素子は高密度化、高集積化が急激に進み、単位面
積、単位体積あたりの発熱量が増大し、従来の半導体素子収納用パッケージでは
半導体集積回路素子の発生する熱を外部に良好に放出できず、半導体集積回路素
子を該素子自身の発する熱によって熱破壊を起こさせたり、特性に熱変化を生じ
、誤動作を起こさせたりするという欠点を有していた。 【0005】 そこで上記欠点を解消するために外部リードピンを絶縁基体の凹部を設けた側
の表面に等間隔に取着し、絶縁基体の底面に半導体集積回路素子が発する熱を大
気中に放出するための銅や銅ータングステン合金等から成るヒートシンク部材を
取着した構造の半導体素子収納用パッケージが提案されている。 【0006】 かかる構造の半導体素子収納用パッケージによれば絶縁基体にヒートシンク部
材が取着されていることから半導体集積回路素子の発する熱はヒートシンク部材
によって大気中に良好に放出され、その結果、半導体集積回路素子を低温として
常に安定に作動させることが可能となる。 【0007】 しかしながら、この半導体素子収納用パッケージにおいては、絶縁基体の半導
体集積回路素子を収容するための凹部を設けた側の表面に多数の外部リードピン
が被着されていることから絶縁基体の凹部内に半導体集積回路素子を取着収容し た後、絶縁基体に金属製蓋体をシームウエルド法により溶接し、容器の内部を気
密封止する際、シームウエルド層のローラ電極が外部リードピンに接触してその
動きが制限され、金属製蓋体を絶縁基体上に確実、強固に溶接することができず
、その結果、半導体素子収納用パッケージ内部の気密封止が不完全となり、内部
に収容する半導体集積回路素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作動させるこ
とができないという欠点を誘発した。 【0008】 【課題を解決するための手段】 本考案は絶縁基体の上面に半導体素子を収容するための矩形状の凹部及び半導
体素子を外部電気回路に接続する多数の外部リードピンの全てを被着形成して成
り、矩形状凹部の周辺にロウ付けされた矩形状の金属枠体に金属製蓋体を載置す
るとともに金属製蓋体の外周部にシームウエルド装置のローラ電極を摺接させな
がら高電流を印加することによって金属枠体に金属製蓋体を溶接する半導体素子
収納用パッケージであって、前記金属製蓋体の外周部を摺接するシームウエルド
装置のローラ電極が外部リードピンに接触しないようにするために金属製蓋体が
溶接される矩形状金属枠体の各辺延長線上に位置する領域を除く絶縁基体上面に
外部リードピンを取着したことを特徴とするものである。 【0009】 【実施例】 次に本考案を添付図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。 【0010】 図1及び図2は本考案の半導体素子収納用パッケージの一実施例を示し、1は
アルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成る絶縁基体、2はコバール金属や
42アロイ等から成る金属製の蓋体である。この絶縁基体1と金属製蓋体2とで
半導体集積回路素子4を収容するための容器3が構成される。 【0011】 前記絶縁基体1はその上面中央部に半導体集積回路素子4を収容するための断
面が段状の矩形状の凹部Bが設けてあり、該凹部Bの底面には半導体集積回路素
子4が接着剤を介し取着される。 【0012】 また前記絶縁基体1には凹部Bの段部Bから絶縁基体1の上面にかけてメタラ
イズ配線層5が導出されており、該メタライズ配線層5の凹部B段部には半導体
集積回路素子4の各電極がボンディングワイヤ6を介して電気的に接続され、ま
た絶縁基体1の上面に導出された部位には外部電気回路と接続されるコバール金
属(Fe−Ni−Co合金)や42アロイ(Fe−Ni合金)から成る外部リー
ドピン7が銀ロウ等のロウ材を介して取着される。 【0013】 前記絶縁基体1はアルミナセラミックスから成る場合、例えばアルミナ(Al
23)、マグネシア(MgO)、カルシア(CaO)等の原料粉末に適当な有機
溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれをドクターブレード法を採
用することによってセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を形成し
、しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すととも
に複数枚積層し、高温(約1600℃)で焼成することによって製作される。 【0014】 また前記メタライズ配線層5はタングステン、モリブデン、マンガン等の高融
点金属粉末から成り、従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採用すること
によって絶縁基体1の凹部B段部から絶縁基体1の上面にかけて被着形成される
。 【0015】 更に前記絶縁基体1に被着させたメタライズ配線層5にロウ付けされる外部リ
ードピン7は内部に収容する半導体集積回路素子4を外部電気回路に電気的に接
続する作用をなし、外部リードピン7を外部電気回路に接続することによって内
部に収容される半導体集積回路素子4はメタライズ配線層5及び外部リードピン
7を介して外部電気回路に接続されることとなる。 【0016】 前紀外部リードピン7はコバール金属や42アロイ等から成り、コバール金属
等のインゴット(塊)を圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法
を採用することによって所定のピン状に形成される。 【0017】 前記外部リードピン7はまた図2に示す如く、矩形状凹部Bの各辺延長線上の
領域を除く絶縁基体1の表面に取着されており、これによって後述する区家状凹
部Bの周辺に金属製蓋体2をシームウエルド法により溶接する際、シームウエル
ド装置のローラ電極が外部リードピン7に接触することは殆どなく、金属製蓋体
2を絶縁基体1に確実、且つ強固に取着させることができる。 【0018】 尚、前記メタライズ配線層5及び外部リードピン7はその露出する外表面にニ
ッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つ良導電性の金属をメッキにより1.0乃至2
0.0μmの厚みに層着させておくとメタライズ配線層5及び外部リードピン7
酸化腐蝕が有効に防止されるとともに外部リードピン7と外部電気回路との接続
及びメタライズ配線層5とボンディングワイヤ6との接続が極めて強固となる。
従って、メタライズ配線層5及び外部リードピン7はその露出する外表面にニッ
ケル、金等をメッキにより1.0乃至20.0μmの厚みに層着させておくこと
が好ましい。 【0019】 また前記絶縁基体1はその底面にヒートシンク部材8が取着されており、該ヒ
ートシンク部材8は半導体集積回路素子4の発する熱を吸収するとともに大気中
に放出して半導体集積回路素子4が高温となるのを有効に防止し、半導体集積回
路素子4を常に正常、かつ安定に作動させる作用を為す。 【0020】 尚、前記ヒートシンク部材8はコバール金属や42アロイ等の金属から成り、
絶縁基体1の底面に予め被着させておいたメタライズ金属層9に銀ロウ等のロウ
材を介しロウ付けすることによって絶縁基体1の底面に取着される。 【0021】 また前記絶縁基体1の底面に予め被着させておくメタライズ金属層9はタング
ステンやモリブデン等の高融点金属粉末から成り、タングステン等の金属粉末に
適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン
印刷により絶縁基体1の底面に印刷塗布するとともに高温で焼き付けることによ って絶縁基体1の底面に被着される。 【0022】 前記絶縁基体1にはまたその凹部B周辺にメタライズ金属層11を介して金属
枠体10が取着されており、該金属枠体10には金属製蓋体3がシームウエルド
法により溶接され、これによって容器3が気密に封止される。 【0023】 前記金属枠体10はコバール金属や42アロイ等の金属から成り、金属製蓋体
2を絶縁基体1に取着する際、下地金属部材として作用し、絶縁基体1の凹部B
周辺に予め被着させておいたメタライズ金属層11に銀ロウ等のロウ材を介しロ
ウ付けすることによって絶縁基体1の凹部B周辺に取着される。 【0024】 尚、前記メタライズ金属層11はタングステン、モリブデン等の高融点金属粉
末からなり、タングステン等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
得た金属ペーストを絶縁基体1の凹部B周辺に従来周知のスクリーン印刷法によ
り印刷塗布するとともにこれを高温で焼き付けることによって絶縁基体1の凹部
B周辺に被着される。 【0025】 かくして本考案の半導体素子収納用パッケージによれば絶縁基体1の凹部B底
面に半導体集積回路素子4を接着材を介し取着するとともに半導体集積回路素子
4の各電極をメタライズ配線層5にボンディングワイヤ6を介して電気的に接続
し、しかる後、絶縁基体1の凹部B周辺に被着させた金属枠体10に金属製蓋体
2をシームウエルド法により溶接し、容器3の内部を気密に封止することによっ
て最終製品としての半導体装置となる。 【0028】 尚、前記金属製蓋体2の金属枠体10への溶接は金属枠体10上に金属セラミ
ック蓋体2を載置するとともに該金属製蓋体2の外周部にシームウエルド装置の
ローラ電極を摺接させながら約150A程度の高電流を印加市、金属製蓋体2と
金属製枠体10の各々の接合部を瞬間的に溶融させることによって行われる。こ
の場合、絶縁基体1の矩形状凹部Bの各辺延長線上の領域には外部リードピン7 が存在しないためシームウエルド装置のローラ電極はその摺接が自由となり、そ
の結果、金属製蓋体2を金属枠体10に正確、且つ確実に溶接することができ、
容器3内部の気密封止の信頼性を極めて高いものとなすことが可能となる。 【0027】 【考案の効果】 本考案の半導体素子収納用パッケージによれば、半導体集積回路素子を外部電
気回路に接続するための外部リードピンを半導体集積回路素子を収容する矩形状
凹部の各辺延長線上の領域を除く絶縁基体表面に取着したことから絶縁基体に金
属製蓋体をシームウエルド法により溶接し、容器内部を気密に封止する際、金属
製蓋体を絶縁基体上に正確、且つ確実に溶接取着することができ、これによって
容器の気密封止の信頼性を極めて高いものとなすことが可能となる。従って、本
考案の半導体素子収納用パッケージによれば内部に収容する半導体集積回路素子
を長期間にわたり常に正常、かつ安定に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本考案の半導体素子収納用パッケージの一実施例を示す断面図である。 【図2】 図1に示すパッケージの絶縁基体の平面図である。 【符号の説明】 1・・・絶縁基体 2・・・金属製蓋体 3・・・容器 7・・・外部リード端子 8・・・ヒートシンク部材 10・・金属枠体 B・・・矩形状凹部

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項1】 絶縁基体の上面に半導体素子を収容するための矩形状の凹部及び半導体素子を
    外部電気回路に接続する多数の外部リードピンの全てを被着形成して成り、矩形
    状凹部の周辺にロウ付けされた矩形状の金属枠体に金属製蓋体を載置するととも
    に金属製蓋体の外周部にシームウエルド装置のローラ電極を摺接させながら高電
    流を印加することによって金属枠体に金属製蓋体を溶接する半導体素子収納用パ
    ッケージであって、前記金属製蓋体の外周部を摺接するシームウエルド装置のロ
    ーラ電極が外部リードピンに接触しないようにするために金属製蓋体が溶接され
    る矩形状金属枠体の各辺延長線上に位置する領域を除く絶縁基体上面に外部リー
    ドピンを取着したことを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。

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