JP2555178Y2

JP2555178Y2 - 半導体素子収納用パッケージ

Info

Publication number: JP2555178Y2
Application number: JP1991020740U
Authority: JP
Inventors: 芭蕉義博
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1991-03-08
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2006-03-08
Also published as: JPH04109541U

Description

【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を収容するた
め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】

【従来の技術】従来、半導体素子、特に半導体集積回路
素子を収容するためのパッケージは図２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、中央
部に半導体素子を収容する空所を形成するための凹部を
有し、上面に封止用の低融点ガラス層12が被着された絶
縁基体11と、同じくアルミナセラミックス等の電気絶縁
材料から成り、中央部に半導体素子を収容する空所を形
成するための凹部を有し、下面に封止用の低融点ガラス
層14が被着させた蓋体13と、内部に収容する半導体素子
15を外部の電気回路に電気的に接続するための外部リー
ド端子16とから構成されており、絶縁基体11の上面に外
部リード端子16を載置させるととも予め被着させておい
た封止用の低融点ガラス層12を溶融させることによって
外部リード端子16を絶縁基体11に仮止めし、次に前記絶
縁基体11の凹部に半導体素子15を取着するとともに該半
導体素子15の各電極（入出力電極）をボンディングワイ
ヤ17を介して外部リード端子16に接続し、しかる後、絶
縁基体11と蓋体13とをその相対向する各々の主面に被着
させておいた封止用の低融点ガラス層12、14を溶融一体
化させ、絶縁基体11と蓋体13とから成る容器を気密に封
止することによって製品としての半導体装置となる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
ＩＣカード等、情報処理装置は薄型化が急激に進み、該
情報処理装置に搭載される半導体装置もその厚みを薄く
したものが要求されるようになり、同時に半導体装置を
構成する半導体素子収納用パッケージもその蓋体の厚み
を0.2mm 程度としてパッケージ全体の厚みを薄型化する
ことが要求されるようになってきた。

【０００４】そこで上述した従来の半導体素子収納用パ
ッケージの蓋体厚みを0.2mm 程度とし、パッケージ全体
の厚みを薄くした場合、パッケージの蓋体は通常、アル
ミナセラミックス等の電気絶縁材料より成り、該アルミ
ナセラミックスは脆弱で機械的強度が弱いことから蓋体
の厚みを薄くすると蓋体の機械的強度が大幅に低下して
しまい、その結果、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部
に半導体素子を気密に封止し、半導体装置となした後、
蓋体に外力が印加されると該外力によって蓋体が容易に
破損し、容器内部の気密封止が破れて内部に収容する半
導体素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作動させる
ことができなくなるという欠点を有していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は絶縁基体と蓋体
との間に半導体素子及び該半導体素子の各電極がボンデ
ィングワイヤにより接続された外部リード端子とを挟持
し、ガラス溶着によって内部に半導体素子を気密に封止
する半導体素子収納用パッケージにおいて、前記蓋体を
表面が高融点ガラスで被覆された金属材により形成され
ていることを特徴とするものである。

【０００６】

【実施例】次に本考案を添付図面に基づき詳細に説明す
る。

【０００７】図１は本考案の半導体素子収納用パッケー
ジの一実施例を示す断面図であり、1 は絶縁基体、2 は
蓋体である。この絶縁基体1 と蓋体2 とで半導体素子3
を収容するための容器が構成される。

【０００８】前記絶縁基体1 はアルミナセラミックス等
の電気絶縁材料から成り、その上面中央部に半導体素子
3 を収容するための凹部1aが設けてあり、該凹部1a底面
には半導体素子3 がガラス、樹脂、ロウ材等の接着材を
介して取着固定される。

【０００９】前記絶縁基体1 は例えば、酸化アルミニウ
ム（Al₂O ₃) 、シリカ(SiO₂) 、マグネシア(MgO) 、
カルシア(CaO) 等の原料粉末を図1 に示す絶縁基体1 の
形状に対応したプレス型内に充填させるとともに一定圧
力を印加して成形し、しかる後、成形品を約15000 ℃の
温度で焼成することによって製作される。

【００１０】また前記絶縁基体1 の上面にはコバール金
属(Fe-Ni-Co 合金) や42アロイ(Fe-Ni合金) 等の金属か
ら成る外部リード端子4 の一端が封止用の低融点ガラス
5 を介して仮止めされており、該外部リード端子４はコ
バール金属等のインゴット（塊）を従来周知の圧延加工
法及び打ち抜き加工法を採用し所定の板状に形成するこ
とによって製作される。

【００１１】前記外部リード端子４は内部に収容する半
導体素子３を外部電気回路に接続する作用を為し、その
一端には半導体素子３の各電極がボンディングワイヤ6
を介して接続され、外部リード端子4 を外部電気回路に
接続することによって半導体素子3 は外部電気回路と電
気的に接続されることとなる。

【００１２】尚、前記外部リード端子４はその表面にニ
ッケル、金等から成る良導電性で、且つ耐蝕性に優れた
金属をメッキにより1.0 乃至20.0μm 厚みに層着させて
おくと外部リード端子4 の酸化腐食を有効に防止すると
ともに外部リード端子4 とボンディングワイヤ6 、外部
電気回路との電気的接続を良好となすことができる。そ
のため外部リード端子4 はその表面にニッケル、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。

【００１３】また前記絶縁基体1 に外部リード端子4 を
仮止めする封止用の低融点ガラス5は例えば、酸化鉛(Pb
O)75.0 重量％、酸化チタン(TiO₂)9.0重量％、酸化ホ
ウ素(B₂O ₃)7.5重量％、酸化亜鉛(ZnO)2.0重量％から
成り、該ガラス組成粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加
混合して得たガラスペーストを従来周知のスクリーン印
刷法により絶縁基体1 の上面に所定厚みに印刷塗布し、
しかる後、これを約400 ℃の温度で焼成することによっ
て絶縁基体1 の上面所定位置に被着される。また低融点
ガラス5 を用いて外部リード端子4 を絶縁基体1 の上面
に仮止めする方法としては、絶縁基体1 の上面に被着さ
せた低融点ガラス5 の上に外部リード端子4 の一端を載
置し、しかる後、これを約400 ℃の温度に加熱し、低融
点ガラス5 を加熱溶融させることによって行われる。

【００１４】前記外部リード端子4 が仮止めされた絶縁
基体1 はまたその上面に蓋体2 が、該蓋体2 の下面に被
着させた封止用の低融点ガラス7 と絶縁基体1 の上面に
被着させた封止用の低融点ガラス5 とを溶融一体化させ
ることよって接合され、これによって絶縁基体1 と蓋体
2 とから成る容器内部に半導体素子3 が気密に封止され
る。

【００１５】前記蓋体2 は表面が高融点ガラス2bで被覆
された金属材2aにより形成されており、その下面に封止
用の低融点ガラス7 が予め被着されている。

【００１６】前記蓋体2 を構成する金属材2aは、例えば
コバール金属や４２アロイ等の金属から成り、該コバー
ル金属等は絶縁基体１を構成するアルミナセラミックス
と熱膨張係数が近似し、絶縁基体１上に蓋体２を接合さ
せた後、両者に熱が印加されても両者の熱膨張量は実質
的に同一となって両者の接合が極めて強固なものとな
る。

【００１７】また前記蓋体2 を構成する金属材2aはコバ
ール金属等から成り、該コバール金属等はアルミナセラ
ミックス等の脆性材料ではないためその厚みを0.2mm 程
度としても外力印加によって破損することはない。従っ
て、蓋体2 の厚みを0.2mm 程度としパッケージの全体厚
みを薄型化しても容器内部の気密封止を維持することが
でき容器内部に収容する半導体素子3 を長期間にわたり
正常、且つ安定に作動させることが可能となる。

【００１８】前記蓋体2 を構成する金属材2aはまたその
表面が高融点ガラス2bで被覆されており、該高融点ガラ
ス2bは導電性である金属材2aの電気的絶縁を図り、金属
材2aに半導体素子3 の電極を外部リード端子4 に接続す
るボンディングワイヤ6 が接触し、半導体素子3 の電極
間に短絡を生じたり、半導体素子3 に外部から不要な電
気が流れ、半導体素子3 の特性に変化が生じるのを有効
に防止する作用を為す。

【００１９】前記高融点ガラス2bは、例えば酸化鉛(Pb
O) 40.0乃至60.0重量％、酸化ケイ素(SiO₂)20.0 乃至4
0.0重量％、酸化ホウ素(B₂O ₃)5.0乃至10.0重量％を
含むガラス、或いは酸化ケイ素(SiO₂)40.0 乃至60.0重
量％、酸化バリウム(BaO)20.0乃至35.0重量％、酸化カ
ルシウム(CaO) 5.0 乃至15.0重量％を含むガラスから成
り、これらのガラスは融点が600 乃至900 ℃と高いこと
から絶縁基体1 と蓋体2とを封止用の低融点ガラス5 、7
を加熱溶融させて接合させる際、封止用低融点ガラス5
、7 を加熱溶融させるための熱が印加されたとしても
溶融することはなく、金属材2aの電気的絶縁を維持する
ことが可能となる。

【００２０】尚、上述した組成の高融点ガラスはまたそ
の熱膨張係数が金属材2aの熱膨張係数に近似しており、
金属材2aの表面に被覆させた後、例えば蓋体2 を絶縁基
体1に接合させる際等の熱が印加されても金属材2aと高
融点ガラス2bとの間には両者の熱膨張係数の相違に起因
した大きな熱応力が発生することは殆どなく、高融点ガ
ラス2bを金属材2aの表面に強固に被覆させておくことが
可能となる。従って、金属材2aの表面に高融点ガラス2b
を強固に被覆させておくには高融点ガラス2bとして上述
した組成のガラスを使用することが好ましい。

【００２１】また前記蓋体2 の下面に被着させた封止用
の低融点ガラス7 は、例えば絶縁基体1 の上面に被着さ
せた封止用の低融点ガラス5 と同じガラス、即ち、酸化
鉛(PbO)75.0 重量％、酸化チタン(TiO₂)9.0重量％、酸
化ホウ素(B₂O ₃)7.5重量％、酸化亜鉛(ZnO)2.0重量％
から成るガラスが使用され、絶縁基体1 の上面に封止用
の低融点ガラス5 を被着させる方法と同じ方法によって
蓋体2 の下面に被着される。

【００２２】前記蓋体２の下面に被着させた封止用の低
融点ガラス7 は絶縁基体1 の上面に被着させた封止用の
低融点ガラス5 と溶融一体化させることによって絶縁基
体1と蓋体2 とを接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とから
成る容器内部に半導体素子3を気密に封止する作用を為
す。

【００２３】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1a底面に半導体素子3
を接着材を介して取着固定するとともに該半導体素子3
の各電極をボンディングワイヤ6 により外部リード端子
4 に接続させ、しかる後、絶縁基体1 と蓋体2 とをその
各々の相対向する主面に予め被着させておいた封止用の
低融点ガラス5 、7 を加熱溶融させ、接合させることに
よって、絶縁基体1 と蓋体2 とから成る容器内部に半導
体素子3 を気密に封止し、これによって製品としての半
導体装置が完成する。

【００２４】

【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、蓋体を表面が高融点ガラスで被覆された金属材
により形成したことから蓋体の厚みを薄くしてもその機
械的強度を高いものに維持することができ、その結果、
蓋体が破損し、絶縁基体と蓋体とから成る容器の気密封
止が破れるのを極小として内部に収容する半導体素子を
長期間にわたり正常、且つ安定に作動させることが可能
となる。

【００２５】また蓋体の厚みを薄くすることが可能なこ
とからパッケージの全体厚みも薄型化でき、近時の薄型
化が進む情報処理装置に搭載される半導体装置への適用
も可能となる。

【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】従来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。

【符号の説明】

１・・・・絶縁基体２・・・・蓋体２ａ・・・金属材２ｂ・・・高融点ガラス３・・・・半導体素子４・・・・外部リード端子５，７・・封止用の低融点ガラス

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】絶縁基体と蓋体との間に半導体素子及び該
半導体素子の各電極がボンディングワイヤにより接続さ
れた外部リード端子とを挟持し、ガラス溶着によって内
部に半導体素子を気密に封止する半導体素子収納用パッ
ケージにおいて、前記蓋体は金属材の表面を融点が600
乃至900 ℃の高融点ガラスで被覆して形成されており、
かつ前記高融点ガラスは酸化鉛40.0乃至60.0重量％、酸
化珪素20.0乃至40.0重量％、酸化ホウ素5.0 乃至10.0重
量％を含むガラス、または酸化珪素40.0乃至60.0重量
％、酸化バリウム20.0乃至35.0重量％、酸化カルシウム
5.0 乃至15.0重量％を含むガラスで形成されていること
を特徴とする半導体素子収納用パッケージ。