JP3030479B2 - セラミックパッケージ - Google Patents
セラミックパッケージInfo
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- JP3030479B2 JP3030479B2 JP4130137A JP13013792A JP3030479B2 JP 3030479 B2 JP3030479 B2 JP 3030479B2 JP 4130137 A JP4130137 A JP 4130137A JP 13013792 A JP13013792 A JP 13013792A JP 3030479 B2 JP3030479 B2 JP 3030479B2
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- Japan
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- brazing
- package
- ceramic package
- brazing material
- melting point
- Prior art date
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Ceramic Products (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はろう材を用いたセラミッ
クパッケージに係り、特に比較的低温でのろう付け作業
が可能ら銀ろう材を用い、パッケージ本体とヒートシン
クとまたはリードフレームとをろう付けしてなるセラミ
ックパッケージに関する。
クパッケージに係り、特に比較的低温でのろう付け作業
が可能ら銀ろう材を用い、パッケージ本体とヒートシン
クとまたはリードフレームとをろう付けしてなるセラミ
ックパッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体回路用セラミックパッケージにあ
って、パッケージ本体とリードフレームのろう付け、あ
るいは使用中に半導体集積回路より発生する熱を外部に
放散してパッケージを冷却する窒化アルミニウム製ヒー
トシンクとのろう付けには、一般に重量比でＡｇ７２％
−Ｃｕ２８％の銀ろう材（ＢＡｇ−８）が使用されてい
る。
って、パッケージ本体とリードフレームのろう付け、あ
るいは使用中に半導体集積回路より発生する熱を外部に
放散してパッケージを冷却する窒化アルミニウム製ヒー
トシンクとのろう付けには、一般に重量比でＡｇ７２％
−Ｃｕ２８％の銀ろう材（ＢＡｇ−８）が使用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記銀ろう（ＢＡｇ−
８）は、融点が７８０℃と比較的高く、高い温度でろう
付け作業を行う必要があった。そのためパッケージ本体
とヒートシンクとの熱膨張差による熱応力が大きくな
り、ろう付け中にヒートシンクが剥離または破壊する恐
れがあるので、従来はパッケージとこれにろう付けすべ
き部材との中間の熱膨張係数を有する金属材料あるいは
弾性変形（塑性変形）の容易な軟質金属材料をスペーサ
としてろう付け部に挿入し、このスペーサにより熱応力
を緩和するようにしていたが、このスペーサの使用によ
りろう付け工程が甚だ煩雑化する欠点があった。
８）は、融点が７８０℃と比較的高く、高い温度でろう
付け作業を行う必要があった。そのためパッケージ本体
とヒートシンクとの熱膨張差による熱応力が大きくな
り、ろう付け中にヒートシンクが剥離または破壊する恐
れがあるので、従来はパッケージとこれにろう付けすべ
き部材との中間の熱膨張係数を有する金属材料あるいは
弾性変形（塑性変形）の容易な軟質金属材料をスペーサ
としてろう付け部に挿入し、このスペーサにより熱応力
を緩和するようにしていたが、このスペーサの使用によ
りろう付け工程が甚だ煩雑化する欠点があった。
【０００４】またパッケージ本体とリードフレームとの
熱膨張差によりリード位置ズレが生じ、パッケージの大
型化、リードフレームのファインピッチ化に対し障害と
なっていた。更にＣｕまたはＣｕ合金よりなるリードフ
レームにあっては、ろう付け温度の高熱により軟化、変
形する等の問題があって、その使用が阻まれていた。
熱膨張差によりリード位置ズレが生じ、パッケージの大
型化、リードフレームのファインピッチ化に対し障害と
なっていた。更にＣｕまたはＣｕ合金よりなるリードフ
レームにあっては、ろう付け温度の高熱により軟化、変
形する等の問題があって、その使用が阻まれていた。
【０００５】またＢＡｇ−１（Ａｇ４５％−Ｃｕ１５％
−Ｚｎ１６％−Ｃｄ２４％）は、銀ろう内で最も低い融
点（６０５℃）を有するが、安全衛生上問題のあるカド
ミウムを含むため余り推奨されるものでない。しかし
て、本発明は比較的低い融点を有し低温でろう付け可能
なろう材を用いて、パッケージ本体とヒートシンクとお
よびパッケージ本体とＣｕまたはＣｕ合金からなるリー
ドフレームとをろう付けしてなるセラミックパッケージ
を提供することを目的とする。
−Ｚｎ１６％−Ｃｄ２４％）は、銀ろう内で最も低い融
点（６０５℃）を有するが、安全衛生上問題のあるカド
ミウムを含むため余り推奨されるものでない。しかし
て、本発明は比較的低い融点を有し低温でろう付け可能
なろう材を用いて、パッケージ本体とヒートシンクとお
よびパッケージ本体とＣｕまたはＣｕ合金からなるリー
ドフレームとをろう付けしてなるセラミックパッケージ
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のセラミックパッ
ケージは、パッケージ本体とヒートシンクとをろう材に
よりろう付けしてなるセラミックパッケージであって、
前記ろう材は、重量％でＡｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜
４５％、更にＩｎまたはＩｎおよびＳｎ２０〜４０％か
らなり、６００℃以下の融点を有することを特徴とす
る。
ケージは、パッケージ本体とヒートシンクとをろう材に
よりろう付けしてなるセラミックパッケージであって、
前記ろう材は、重量％でＡｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜
４５％、更にＩｎまたはＩｎおよびＳｎ２０〜４０％か
らなり、６００℃以下の融点を有することを特徴とす
る。
【０００７】このようなパッケージにおいては、従来よ
りも低い融点を有するろう材を用いるので、従来必須で
あった熱応力緩衝用スペーサを省いてヒートシンクのろ
う付け工程を簡略化することができる。
りも低い融点を有するろう材を用いるので、従来必須で
あった熱応力緩衝用スペーサを省いてヒートシンクのろ
う付け工程を簡略化することができる。
【０００８】また、パッケージ本体と窒化アルミニウム
製ヒートシンクとをろう材によりろう付けしてなるセラ
ミックパッケージであって、前記ろう材は、重量％でＡ
ｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜４５％、更にＩｎまたはＩ
ｎおよびＳｎ２０〜４０％からなり、６００℃以下の融
点を有することを特徴とするものをも含む。
製ヒートシンクとをろう材によりろう付けしてなるセラ
ミックパッケージであって、前記ろう材は、重量％でＡ
ｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜４５％、更にＩｎまたはＩ
ｎおよびＳｎ２０〜４０％からなり、６００℃以下の融
点を有することを特徴とするものをも含む。
【０００９】このようなパッケージにおいては、従来よ
りも低い融点を有するろう材を用いるので、従来必須で
あった熱応力緩衝用スペーサを省いて窒化アルミニウム
製ヒートシンクのろう付け工程を簡略化することができ
る。
りも低い融点を有するろう材を用いるので、従来必須で
あった熱応力緩衝用スペーサを省いて窒化アルミニウム
製ヒートシンクのろう付け工程を簡略化することができ
る。
【００１０】さらに、パッケージ本体とＣｕまたはＣｕ
合金からなるリードフレームとをろう付けしてなるセラ
ミックパッケージであって、前記ろう材は、重量％でＡ
ｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜４５％、更にＩｎまたはＩ
ｎおよびＳｎ２０〜４０％からなり、６００℃以下の融
点を有することを特徴とするものをも含む。
合金からなるリードフレームとをろう付けしてなるセラ
ミックパッケージであって、前記ろう材は、重量％でＡ
ｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜４５％、更にＩｎまたはＩ
ｎおよびＳｎ２０〜４０％からなり、６００℃以下の融
点を有することを特徴とするものをも含む。
【００１１】このようなパッケージを用いれば、ろう付
け温度が低くなるので、従来のろう付け温度では熱変形
等の問題により使用が困難であったＣｕまたはＣｕ合金
からなるリードフレームのろう付けも容易になる。
け温度が低くなるので、従来のろう付け温度では熱変形
等の問題により使用が困難であったＣｕまたはＣｕ合金
からなるリードフレームのろう付けも容易になる。
【００１２】なお、本発明で用いるろう材において、主
成分たるＡｇ−Ｃｕ合金に含有するＩｎ、Ｓｎは、Ａｇ
−Ｃｕ合金の融点を低下させる温度であって、その含有
量が２０％に満たないものは融点低下効果が余りなく、
２０％以上の添加え初めて融点を６００℃以下に下げる
ことができる。また含有量を４０％以上とすると主成分
たるＡｇ−Ｃｕ合金本来の加工性、流動性を損なうこと
になるので４０％を最大限とした。
成分たるＡｇ−Ｃｕ合金に含有するＩｎ、Ｓｎは、Ａｇ
−Ｃｕ合金の融点を低下させる温度であって、その含有
量が２０％に満たないものは融点低下効果が余りなく、
２０％以上の添加え初めて融点を６００℃以下に下げる
ことができる。また含有量を４０％以上とすると主成分
たるＡｇ−Ｃｕ合金本来の加工性、流動性を損なうこと
になるので４０％を最大限とした。
【００１３】
【実施例】Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎをそれぞれ第１表に
示す組成になるように秤量し、得られた銀ろう組成につ
いて、その融点を測定した結果を表１に示す。
示す組成になるように秤量し、得られた銀ろう組成につ
いて、その融点を測定した結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１より明らかなように、本発明に用いる
ろう材組成（試料番号１〜５）は、６００℃以下の低い
融点を呈し、従来の銀ろうＢＡｇ−８（試料番号６）に
比し約２００℃も低いことが分かる。
ろう材組成（試料番号１〜５）は、６００℃以下の低い
融点を呈し、従来の銀ろうＢＡｇ−８（試料番号６）に
比し約２００℃も低いことが分かる。
【００１６】次に図１に示すように、アルミナよりなる
パッケージ本体１とその下面に配した窒化アルミニウム
よりなるヒートシンク２とをろう付けする構成の半導体
集積回路用セラミックパッケージ；更に図２に示すよう
に、アルミナよりなるパッケージ本体の表面に印刷形成
した配線パターン３のパッド部３ａと、Ｃｕ合金よりな
るリードフレーム４とをろう付けする構成の半導体集積
回路用セラミックパッケージ製品；の二種類について、
これらのろう付け材５に前記第１表に示す本発明のろう
材組成（試料番号１〜５）を用いた処、いずれも６００
℃以下の低いろう付け温度で強固、かつ確実にろう付け
することができた。
パッケージ本体１とその下面に配した窒化アルミニウム
よりなるヒートシンク２とをろう付けする構成の半導体
集積回路用セラミックパッケージ；更に図２に示すよう
に、アルミナよりなるパッケージ本体の表面に印刷形成
した配線パターン３のパッド部３ａと、Ｃｕ合金よりな
るリードフレーム４とをろう付けする構成の半導体集積
回路用セラミックパッケージ製品；の二種類について、
これらのろう付け材５に前記第１表に示す本発明のろう
材組成（試料番号１〜５）を用いた処、いずれも６００
℃以下の低いろう付け温度で強固、かつ確実にろう付け
することができた。
【００１７】
【効果】以上の通り本発明に用いるろう材によれば、Ｂ
Ａｇ−８より約２００℃も低い融点を有するので、ろう
付け温度を低くすることが可能となる。
Ａｇ−８より約２００℃も低い融点を有するので、ろう
付け温度を低くすることが可能となる。
【００１８】したがって、このようなろう材によりパッ
ケージ本体と窒化アルミニウム製ヒートシンクとをろう
付けしたセラミックパッケージを用いることにより、従
来必須であった熱応力緩衝用スペーサを省いてろう付け
工程を簡略化し、消費電力量の低減化と相俟って製造コ
ストを大幅に下げることができる。
ケージ本体と窒化アルミニウム製ヒートシンクとをろう
付けしたセラミックパッケージを用いることにより、従
来必須であった熱応力緩衝用スペーサを省いてろう付け
工程を簡略化し、消費電力量の低減化と相俟って製造コ
ストを大幅に下げることができる。
【００１９】また、本発明のろう材によりパッケージ本
体とリードフレームを接続したセラミックパッケージを
用いることにより、従来では熱変形等の問題によりろう
付けが困難であったＣｕまたはＣｕ合金リードフレーム
のろう付けも容易にすることができる。
体とリードフレームを接続したセラミックパッケージを
用いることにより、従来では熱変形等の問題によりろう
付けが困難であったＣｕまたはＣｕ合金リードフレーム
のろう付けも容易にすることができる。
【００２０】さらに、ＢＡｇ−１のように有害なカドミ
ウム（Ｃｄ）を一切含有しないので、安全にろう付け作
業を行うことができる等、セラミックパッケージ用ろう
材として幾多の利益をもたらすことができる。
ウム（Ｃｄ）を一切含有しないので、安全にろう付け作
業を行うことができる等、セラミックパッケージ用ろう
材として幾多の利益をもたらすことができる。
【図１】本発明のヒートシンク付き半導体集積回路用セ
ラミックパッケージの態様を示す側断面図。
ラミックパッケージの態様を示す側断面図。
【図２Ａ】本発明のリードフレーム付半導体集積回路用
セラミックパッケージの適用した態様を示す側断面図。
セラミックパッケージの適用した態様を示す側断面図。
【図２Ｂ】その要部を拡大して示す側断面図。
１ パッケージ本体 ２ ヒートシンク ４ リードフレーム ５ ろう材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 37/00 B23K 35/30 310 H01L 21/52
Claims (3)
- 【請求項１】パッケージ本体とヒートシンクとをろう材
によりろう付けしてなるセラミックパッケージであっ
て、 前記ろう材は、重量％でＡｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜
４５％、更にＩｎまたはＩｎおよびＳｎ２０〜４０％か
らなり、６００℃以下の融点を有することを特徴とする
セラミックパッケージ。 - 【請求項２】パッケージ本体と窒化アルミニウム製ヒー
トシンクとをろう材によりろう付けしてなるセラミック
パッケージであって、 前記ろう材は、重量％でＡｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜
４５％、更にＩｎまたはＩｎおよびＳｎ２０〜４０％か
らなり、６００℃以下の融点を有することを特徴とする
セラミックパッケージ。 - 【請求項３】パッケージ本体とＣｕまたはＣｕ合金から
なるリードフレームとをろう付けしてなるセラミックパ
ッケージであって、 前記ろう材は、重量％でＡｇ２５〜６５％とＣｕ１５〜
４５％、更にＩｎまたはＩｎおよびＳｎ２０〜４０％か
らなり、６００℃以下の融点を有することを特徴とする
セラミックパッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130137A JP3030479B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | セラミックパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4130137A JP3030479B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | セラミックパッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05294744A JPH05294744A (ja) | 1993-11-09 |
| JP3030479B2 true JP3030479B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=15026847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4130137A Expired - Lifetime JP3030479B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | セラミックパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3030479B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100342589B1 (ko) | 1999-10-01 | 2002-07-04 | 김덕중 | 반도체 전력 모듈 및 그 제조 방법 |
| US7019394B2 (en) | 2003-09-30 | 2006-03-28 | Intel Corporation | Circuit package and method of plating the same |
| DE102004040311B4 (de) * | 2004-08-19 | 2006-08-31 | Umicore Ag & Co. Kg | Ringscheibe aus gebogenem Bandmaterial |
| EP2474383B1 (en) * | 2009-09-04 | 2013-11-27 | Senju Metal Industry Co., Ltd | Lead-free solder alloy, joining member and manufacturing method thereof, and electronic component |
| JP6018297B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2016-11-02 | 京セラ株式会社 | 複合積層体および電子装置 |
| JP6575301B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2019-09-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 封止用ペースト、ろう接合材とその製造方法、封止用蓋材とその製造方法、及びパッケージ封止方法 |
| WO2016068272A1 (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 三菱マテリアル株式会社 | 封止用ペースト、ろう接合材とその製造方法、封止用蓋材とその製造方法、及びパッケージ封止方法 |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP4130137A patent/JP3030479B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05294744A (ja) | 1993-11-09 |
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