JP3401089B2 - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents
半導体素子収納用パッケージInfo
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- JP3401089B2 JP3401089B2 JP21560494A JP21560494A JP3401089B2 JP 3401089 B2 JP3401089 B2 JP 3401089B2 JP 21560494 A JP21560494 A JP 21560494A JP 21560494 A JP21560494 A JP 21560494A JP 3401089 B2 JP3401089 B2 JP 3401089B2
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- semiconductor element
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- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ（大規模集積回
路素子）等の半導体素子を収容するための半導体素子収
納用パッケージに関するものである。
路素子）等の半導体素子を収容するための半導体素子収
納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、半導体素子を収容するための半導体
素子収納用パッケージは、酸化アルミニウム質焼結体等
の電気絶縁材料から成り、上面に半導体素子を収容する
ための凹部及び該凹部周辺から外周縁にかけて導出され
たタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属
粉末から成る複数個のメタライズ配線層を有する絶縁基
体と、半導体素子を外部電気回路に接続するために前記
メタライズ配線層に銀ロウ等のロウ材を介して取着され
た外部リード端子と、蓋体とから構成されており、絶縁
基体の凹部底面に半導体素子をロウ材、ガラス、樹脂等
の接着剤を介して接着固定するとともに該半導体素子の
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
に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体と蓋体とからな
る容器内部に半導体素子を気密に封止することにより製
品としての半導体装置となる。
素子収納用パッケージは、酸化アルミニウム質焼結体等
の電気絶縁材料から成り、上面に半導体素子を収容する
ための凹部及び該凹部周辺から外周縁にかけて導出され
たタングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属
粉末から成る複数個のメタライズ配線層を有する絶縁基
体と、半導体素子を外部電気回路に接続するために前記
メタライズ配線層に銀ロウ等のロウ材を介して取着され
た外部リード端子と、蓋体とから構成されており、絶縁
基体の凹部底面に半導体素子をロウ材、ガラス、樹脂等
の接着剤を介して接着固定するとともに該半導体素子の
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
に電気的に接続し、しかる後、絶縁基体と蓋体とからな
る容器内部に半導体素子を気密に封止することにより製
品としての半導体装置となる。
【０００３】尚、上述の半導体素子収納用パッケージ
は、絶縁基体の下面にタングステンやモリブデン等の高
融点金属粉末から成るメタライズ金属層が被着されてお
り、該メタライズ金属層に銅や銅−タングステン等の良
熱伝導性金属から成る平板状の放熱体を銀ロウ等のロウ
材を介して取着させておき、半導体素子が作動時に発生
する熱を絶縁基体を介して放熱体に吸収させるとともに
該吸収した熱を大気中に放散させることにより半導体素
子に熱破壊や特性に熱変化が招来しないようにしてい
る。
は、絶縁基体の下面にタングステンやモリブデン等の高
融点金属粉末から成るメタライズ金属層が被着されてお
り、該メタライズ金属層に銅や銅−タングステン等の良
熱伝導性金属から成る平板状の放熱体を銀ロウ等のロウ
材を介して取着させておき、半導体素子が作動時に発生
する熱を絶縁基体を介して放熱体に吸収させるとともに
該吸収した熱を大気中に放散させることにより半導体素
子に熱破壊や特性に熱変化が招来しないようにしてい
る。
【０００４】またこの半導体素子収納用パッケージにお
ける放熱体の絶縁基体への取着は、放熱体と、絶縁基体
に被着させたメタライズ金属層との間に銀ロウ等のロウ
材を挟みこみ、しかる後、これを約８００〜９００℃の
温度に加熱し、前記ロウ材を溶融させることによって行
われる。
ける放熱体の絶縁基体への取着は、放熱体と、絶縁基体
に被着させたメタライズ金属層との間に銀ロウ等のロウ
材を挟みこみ、しかる後、これを約８００〜９００℃の
温度に加熱し、前記ロウ材を溶融させることによって行
われる。
【０００５】前記放熱体は、またその露出する主面に半
導体素子の発生する熱を更に効率よく大気中に放散させ
るためのアルミニウム製の放熱フィンが樹脂製接着剤等
を介して取着されたりする。
導体素子の発生する熱を更に効率よく大気中に放散させ
るためのアルミニウム製の放熱フィンが樹脂製接着剤等
を介して取着されたりする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の半導体素子収納用パッケージは、絶縁基体と放熱体
のロウ付け面が何れも平坦であること、絶縁基体と放熱
体との接合面積が広いこと等から放熱体と、絶縁基体に
被着させたメタライズ金属層との間にロウ材を挟み、該
ロウ材を加熱溶融させることによって放熱体を絶縁基体
に取着した場合、ロウ材と絶縁基体及び放熱体との間に
存在する空気がロウ材と絶縁基体及び放熱体との間から
外部に良好に排出されずロウ材中に抱き込まれ、ロウ材
中に熱伝導の悪い空隙が多量に形成されたものとなって
いる。そのためこの半導体素子収納用パッケージに近時
の高密度化、高集積化が進んだ単位面積当たり、単位体
積当たりの発熱量が大きい半導体素子を収容した場合、
半導体素子の作動時に発生する熱は、ロウ材中に熱伝導
率の悪い空隙が多量に形成されているため放熱体に良好
に伝導吸収されず、その結果、半導体素子を該半導体素
子自身の発生する熱で高温とし、半導体素子に熱破壊や
特性に熱変化を招来させるという欠点を有していた。
来の半導体素子収納用パッケージは、絶縁基体と放熱体
のロウ付け面が何れも平坦であること、絶縁基体と放熱
体との接合面積が広いこと等から放熱体と、絶縁基体に
被着させたメタライズ金属層との間にロウ材を挟み、該
ロウ材を加熱溶融させることによって放熱体を絶縁基体
に取着した場合、ロウ材と絶縁基体及び放熱体との間に
存在する空気がロウ材と絶縁基体及び放熱体との間から
外部に良好に排出されずロウ材中に抱き込まれ、ロウ材
中に熱伝導の悪い空隙が多量に形成されたものとなって
いる。そのためこの半導体素子収納用パッケージに近時
の高密度化、高集積化が進んだ単位面積当たり、単位体
積当たりの発熱量が大きい半導体素子を収容した場合、
半導体素子の作動時に発生する熱は、ロウ材中に熱伝導
率の悪い空隙が多量に形成されているため放熱体に良好
に伝導吸収されず、その結果、半導体素子を該半導体素
子自身の発生する熱で高温とし、半導体素子に熱破壊や
特性に熱変化を招来させるという欠点を有していた。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、上記欠点に鑑み案出されたも
のであり、その目的は、内部に収容する半導体素子の作
動時に発生する熱を外部に良好に放散させ、半導体素子
を常に低温として長期間にわたり正常、且つ安定に作動
させることができる高信頼性の半導体素子収納用パッケ
ージを提供することにある。
のであり、その目的は、内部に収容する半導体素子の作
動時に発生する熱を外部に良好に放散させ、半導体素子
を常に低温として長期間にわたり正常、且つ安定に作動
させることができる高信頼性の半導体素子収納用パッケ
ージを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体素子を
収容する絶縁容器の表面に平板状の放熱体をロウ付けし
て成る半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体は、その厚み方向に貫通孔を設けるとともに該貫通孔
の露出する主面側に前記貫通孔の直径を大とする段部が
形成されており、前記貫通孔内にロウ材が充填されてい
ることを特徴とするものである。
収容する絶縁容器の表面に平板状の放熱体をロウ付けし
て成る半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体は、その厚み方向に貫通孔を設けるとともに該貫通孔
の露出する主面側に前記貫通孔の直径を大とする段部が
形成されており、前記貫通孔内にロウ材が充填されてい
ることを特徴とするものである。
【０００９】また本発明は、前記放熱体に設けた貫通孔
の前記段部以外の部分の直径が２ｍｍ以下であることを
特徴とするものである。
の前記段部以外の部分の直径が２ｍｍ以下であることを
特徴とするものである。
【００１０】
【００１１】更にまた本発明は、前記絶縁容器が酸化ア
ルミニウム質焼結体から成り、放熱体が銅−タングステ
ンから成ることを特徴とするものである。
ルミニウム質焼結体から成り、放熱体が銅−タングステ
ンから成ることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本発明の半導体素子収納用パッケージによれ
ば、平板状の放熱体の厚み方向に貫通孔を設けたことか
ら、放熱体と絶縁容器に被着させたメタライズ金属層と
の間にロウ材を挟み、ロウ材を加熱溶融させて放熱体を
絶縁容器に取着する際、ロウ材と絶縁基体及び放熱体と
の間に存在する空気が放熱体に設けた貫通孔から外部に
良好に排出され、その結果、ロウ材中に熱伝導の悪い空
隙が多量に形成されることはなく、放熱体に半導体素子
の作動時に発生する熱を有効に吸収させることができ、
これによって半導体素子を常に低温として長期間にわた
り正常、且つ安定に作動させることが可能となる。
ば、平板状の放熱体の厚み方向に貫通孔を設けたことか
ら、放熱体と絶縁容器に被着させたメタライズ金属層と
の間にロウ材を挟み、ロウ材を加熱溶融させて放熱体を
絶縁容器に取着する際、ロウ材と絶縁基体及び放熱体と
の間に存在する空気が放熱体に設けた貫通孔から外部に
良好に排出され、その結果、ロウ材中に熱伝導の悪い空
隙が多量に形成されることはなく、放熱体に半導体素子
の作動時に発生する熱を有効に吸収させることができ、
これによって半導体素子を常に低温として長期間にわた
り正常、且つ安定に作動させることが可能となる。
【００１３】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図１は、本発明の半導体素子収納用パッケージの一
実施例を示し、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 を収容する絶縁容器
4 が構成される。
る。図１は、本発明の半導体素子収納用パッケージの一
実施例を示し、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 を収容する絶縁容器
4 が構成される。
【００１４】前記絶縁基体1 は、その上面に半導体素子
3 を収容するための凹部1aを有する概ね四角形状の板状
体であり、前記凹部1a底面には半導体素子3 がガラス、
樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定される。
3 を収容するための凹部1aを有する概ね四角形状の板状
体であり、前記凹部1a底面には半導体素子3 がガラス、
樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定される。
【００１５】前記絶縁基体1 は、酸化アルミニウム質焼
結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、
炭化珪素質焼結体、ガラス−セラミック質焼結体等の電
気絶縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結
体から成る場合、主原料としての酸化アルミニウム粉末
及び焼結助材としての酸化珪素粉末、酸化カルシウム粉
末、酸化マグネシウム粉末等を含む酸化アルミニウム質
焼結体原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤、可塑剤
等を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知
のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート
成形技術を採用して複数枚のセラミックグリーンシート
（未焼成セラミックシート）を得、次に前記セラミック
グリーンシートのそれぞれに適当な打ち抜き加工を施す
とともにこれらを所定の順に上下に積層してセラミック
グリーンシート積層体となし、最後に前記セラミックグ
リーンシート積層体を高温（約1600℃）で焼成すること
によって製作される。
結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、
炭化珪素質焼結体、ガラス−セラミック質焼結体等の電
気絶縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結
体から成る場合、主原料としての酸化アルミニウム粉末
及び焼結助材としての酸化珪素粉末、酸化カルシウム粉
末、酸化マグネシウム粉末等を含む酸化アルミニウム質
焼結体原料粉末に適当な有機バインダー、溶剤、可塑剤
等を添加混合して泥漿状となすとともにこれを従来周知
のドクターブレード法やカレンダーロール法等のシート
成形技術を採用して複数枚のセラミックグリーンシート
（未焼成セラミックシート）を得、次に前記セラミック
グリーンシートのそれぞれに適当な打ち抜き加工を施す
とともにこれらを所定の順に上下に積層してセラミック
グリーンシート積層体となし、最後に前記セラミックグ
リーンシート積層体を高温（約1600℃）で焼成すること
によって製作される。
【００１６】また、前記絶縁基体1 には凹部1a周辺から
外周縁にかけて導出する複数個のメタライズ配線層5 が
形成されており、該メタライズ配線層5 の凹部1a周辺部
位には半導体素子3 の各電極がボンディングワイヤ6 を
介して電気的に接続され、またメタライズ配線層5 の絶
縁基体1 外周部位には外部電気回路と接続される外部リ
ード端子7 が銀ロウ等のロウ材を介して取着されてい
る。
外周縁にかけて導出する複数個のメタライズ配線層5 が
形成されており、該メタライズ配線層5 の凹部1a周辺部
位には半導体素子3 の各電極がボンディングワイヤ6 を
介して電気的に接続され、またメタライズ配線層5 の絶
縁基体1 外周部位には外部電気回路と接続される外部リ
ード端子7 が銀ロウ等のロウ材を介して取着されてい
る。
【００１７】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、該高融点金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤等
を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体1 となるセ
ラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印
刷法等の厚膜手法を採用し印刷塗布しておくことによっ
て、絶縁基体1 の凹部1a周辺から外周縁にかけて導出さ
れるように被着形成される。
ン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から成
り、該高融点金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤等
を添加混合して得た金属ペーストを絶縁基体1 となるセ
ラミックグリーンシートに予め従来周知のスクリーン印
刷法等の厚膜手法を採用し印刷塗布しておくことによっ
て、絶縁基体1 の凹部1a周辺から外周縁にかけて導出さ
れるように被着形成される。
【００１８】また、前記メタライズ配線層5 は、その露
出する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つロウ
材との濡れ性に優れる金属を1.0 〜20.0μｍの厚みにメ
ッキ法により層着させておくと、メタライズ配線層5 の
酸化腐食を有効に防止することができるとともにメタラ
イズ配線層5 とボンディングワイヤ6 との接続及びメタ
ライズ配線層5 への外部リード端子7 のロウ付けを強固
となすことができる。
出する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つロウ
材との濡れ性に優れる金属を1.0 〜20.0μｍの厚みにメ
ッキ法により層着させておくと、メタライズ配線層5 の
酸化腐食を有効に防止することができるとともにメタラ
イズ配線層5 とボンディングワイヤ6 との接続及びメタ
ライズ配線層5 への外部リード端子7 のロウ付けを強固
となすことができる。
【００１９】従って、前記メタライズ配線層5は、通常
その露出する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且
つロウ材との濡れ性に優れる金属が1.0 〜20.0μｍの厚
みに層着される。
その露出する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且
つロウ材との濡れ性に優れる金属が1.0 〜20.0μｍの厚
みに層着される。
【００２０】更に、前記メタライズ配線層5 には外部リ
ード端子7 が銀ロウ等のロウ材を介して取着されてお
り、該外部リード端子7 は、容器4 内部に収容する半導
体素子3 の各電極を外部電気回路に電気的に接続する作
用を為し、外部リード端子7 を外部電気回路に接続する
ことによって容器4 内部に収容される半導体素子3 がメ
タライズ配線層5 及び外部リード端子7 を介して外部電
気回路に接続されることとなる。
ード端子7 が銀ロウ等のロウ材を介して取着されてお
り、該外部リード端子7 は、容器4 内部に収容する半導
体素子3 の各電極を外部電気回路に電気的に接続する作
用を為し、外部リード端子7 を外部電気回路に接続する
ことによって容器4 内部に収容される半導体素子3 がメ
タライズ配線層5 及び外部リード端子7 を介して外部電
気回路に接続されることとなる。
【００２１】前記外部リード端子7 は、鉄−ニッケル−
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成
り、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成
るインゴットを圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の
金属加工法を採用して所定の板状となすことによって製
作される。
コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成
り、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成
るインゴットを圧延加工や打ち抜き加工等の従来周知の
金属加工法を採用して所定の板状となすことによって製
作される。
【００２２】また前記外部リード端子7 が取着された絶
縁基体1 は更にその下面に略四角形状のメタライズ金属
層8 が被着されており、該メタライズ金属層8 には銅や
銅−タングステン等の良熱伝導性の金属から成る略四角
平板状の放熱体9 がロウ材10を介してろう付けされてい
る。
縁基体1 は更にその下面に略四角形状のメタライズ金属
層8 が被着されており、該メタライズ金属層8 には銅や
銅−タングステン等の良熱伝導性の金属から成る略四角
平板状の放熱体9 がロウ材10を介してろう付けされてい
る。
【００２３】前記メタライズ金属層8 は、放熱体9 を絶
縁基体1 に取着するための下地金属として作用し、タン
グステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末よ
り形成され通常、ロウ材10のメニスカスの形成を考慮し
て放熱体9 からのはみ出し幅が0.1 〜10mm程度、またそ
の角部にはメタライズ金属層8 に放熱体9 をロウ付けす
る際の応力を緩和するために半径が0.1 〜10mm程度の丸
みを有するように設計される。
縁基体1 に取着するための下地金属として作用し、タン
グステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末よ
り形成され通常、ロウ材10のメニスカスの形成を考慮し
て放熱体9 からのはみ出し幅が0.1 〜10mm程度、またそ
の角部にはメタライズ金属層8 に放熱体9 をロウ付けす
る際の応力を緩和するために半径が0.1 〜10mm程度の丸
みを有するように設計される。
【００２４】前記メタライズ金属層8 は、メタライズ配
線層5 と同様の方法、具体的にはタングステン等の高融
点金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合
して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等
の厚膜手法を採用し、絶縁基体1 となるセラミックグリ
ーンシートに予め印刷塗布しておくことによって絶縁基
体1 の下面に略四角形状に被着形成される。
線層5 と同様の方法、具体的にはタングステン等の高融
点金属粉末に適当な有機バインダー、溶剤等を添加混合
して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等
の厚膜手法を採用し、絶縁基体1 となるセラミックグリ
ーンシートに予め印刷塗布しておくことによって絶縁基
体1 の下面に略四角形状に被着形成される。
【００２５】尚、前記メタライズ金属層8 は、その露出
する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つロウ材
との濡れ性に優れる金属を1.0 〜20.0μｍの厚みにメッ
キ法により層着させておくと、メタライズ金属層8 の酸
化腐食を有効に防止することができるとともにメタライ
ズ金属層8 への放熱体9 のロウ付けを強固となすことが
できる。従って、前記メタライズ金属層8 は通常、その
露出する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つろ
う材との濡れ性に優れる金属が1.0 〜20.0μｍの厚みに
層着される。
する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つロウ材
との濡れ性に優れる金属を1.0 〜20.0μｍの厚みにメッ
キ法により層着させておくと、メタライズ金属層8 の酸
化腐食を有効に防止することができるとともにメタライ
ズ金属層8 への放熱体9 のロウ付けを強固となすことが
できる。従って、前記メタライズ金属層8 は通常、その
露出する表面にニッケル、金等の耐食性に優れ、且つろ
う材との濡れ性に優れる金属が1.0 〜20.0μｍの厚みに
層着される。
【００２６】また、前記メタライズ金属層8 に取着され
る放熱体9 は例えば銅−タングステンや無酸素銅等の良
熱伝導性の金属から成る略四角平板状の板体であり、半
導体素子3 の発生する熱を良好に吸収するとともに大気
中に放散し、半導体素子3 が熱破壊されたり、特性に変
化をきたし誤動作したりするのを防止する作用を為し、
通常その角部には放熱体9 をメタライズ金属層8 にロウ
付けする際の応力を緩和するために半径が0.1 〜10mm程
度の丸みが必要に応じて設けられている。
る放熱体9 は例えば銅−タングステンや無酸素銅等の良
熱伝導性の金属から成る略四角平板状の板体であり、半
導体素子3 の発生する熱を良好に吸収するとともに大気
中に放散し、半導体素子3 が熱破壊されたり、特性に変
化をきたし誤動作したりするのを防止する作用を為し、
通常その角部には放熱体9 をメタライズ金属層8 にロウ
付けする際の応力を緩和するために半径が0.1 〜10mm程
度の丸みが必要に応じて設けられている。
【００２７】前記放熱体9は、例えば銅−タングステン
から成る場合、タングステン粉末（粒径約10μｍ）を10
00kgf/cm2の圧力でブロック状に加圧成形するとともに
これを還元雰囲気中、約2300℃の温度で焼成して多孔質
のタングステン焼結体を得、次に約1100℃の温度で加熱
溶融させた銅を前記タングステン焼結体の多孔部分に毛
管現象を利用して含浸させ、これに従来周知の切削加工
を施すことによって所定厚み（0.3〜3.0mm程度）の略四
角形状に製作される。
から成る場合、タングステン粉末（粒径約10μｍ）を10
00kgf/cm2の圧力でブロック状に加圧成形するとともに
これを還元雰囲気中、約2300℃の温度で焼成して多孔質
のタングステン焼結体を得、次に約1100℃の温度で加熱
溶融させた銅を前記タングステン焼結体の多孔部分に毛
管現象を利用して含浸させ、これに従来周知の切削加工
を施すことによって所定厚み（0.3〜3.0mm程度）の略四
角形状に製作される。
【００２８】また、前記放熱体9 は、その露出する表面
にニッケルや金等の耐食性に優れる金属をメッキ法によ
り1.0 〜20.0μｍの厚みに層着させておくと放熱体9 の
酸化腐食を有効に防止することができる。従って前記放
熱体9 は通常、その露出する外表面にニッケルや金等の
耐食性に優れる金属がメッキ法により1.0 〜20.0μｍの
厚みに層着される。
にニッケルや金等の耐食性に優れる金属をメッキ法によ
り1.0 〜20.0μｍの厚みに層着させておくと放熱体9 の
酸化腐食を有効に防止することができる。従って前記放
熱体9 は通常、その露出する外表面にニッケルや金等の
耐食性に優れる金属がメッキ法により1.0 〜20.0μｍの
厚みに層着される。
【００２９】尚、前記絶縁基体1を酸化アルミニウム質
焼結体から、前記放熱体9を銅−タングステンから形成
した場合、両者の熱膨張係数がいずれも約6ラ10-6/℃〜7
ラ10-6/℃と近似していることから、絶縁基体1に放熱体9
を接合させる際に両者の熱膨張係数の差に起因して両者
間に大きな熱応力が発生することはなく、従って絶縁基
体1に接合する放熱体9を広面積として半導体素子3の作
動時に発生する熱を該広面積の放熱体9を介して大気中
に効率よく放散させることができる。また前記放熱体9
の絶縁基体1への取着は絶縁基体1の下面に被着させたメ
タライズ金属層8と放熱体9の一主面とを対向させるとと
もにこれらの間に銀ロウ等のロウ材10を挟んで配置し、
しかる後、これを約800〜900℃の温度に加熱し、ロウ材
10を溶融させることによって行われる。
焼結体から、前記放熱体9を銅−タングステンから形成
した場合、両者の熱膨張係数がいずれも約6ラ10-6/℃〜7
ラ10-6/℃と近似していることから、絶縁基体1に放熱体9
を接合させる際に両者の熱膨張係数の差に起因して両者
間に大きな熱応力が発生することはなく、従って絶縁基
体1に接合する放熱体9を広面積として半導体素子3の作
動時に発生する熱を該広面積の放熱体9を介して大気中
に効率よく放散させることができる。また前記放熱体9
の絶縁基体1への取着は絶縁基体1の下面に被着させたメ
タライズ金属層8と放熱体9の一主面とを対向させるとと
もにこれらの間に銀ロウ等のロウ材10を挟んで配置し、
しかる後、これを約800〜900℃の温度に加熱し、ロウ材
10を溶融させることによって行われる。
【００３０】前記放熱体9 は、更にその厚み方向に貫通
孔Ｈが複数設けられている。前記放熱体9 は、その厚み
方向に貫通孔Ｈを設けたことから、絶縁基体1 に被着さ
せたメタライズ金属層8 と放熱体9 との間にロウ材10を
挟み、ロウ材10を加熱溶融することによって絶縁基体1
に放熱体9 を取着する際、ロウ材10と絶縁基体1 及び放
熱体9 との間に存在する空気は放熱体9 に設けた貫通孔
Ｈから外部に良好に排出されることとなり、その結果、
ロウ材10内部に空気が抱き込まれてロウ材10中に熱伝導
の悪い空隙が多量に形成されることはなく、放熱体9 に
半導体素子3 が作動時に発生する熱を有効に吸収させる
ことが可能となる。
孔Ｈが複数設けられている。前記放熱体9 は、その厚み
方向に貫通孔Ｈを設けたことから、絶縁基体1 に被着さ
せたメタライズ金属層8 と放熱体9 との間にロウ材10を
挟み、ロウ材10を加熱溶融することによって絶縁基体1
に放熱体9 を取着する際、ロウ材10と絶縁基体1 及び放
熱体9 との間に存在する空気は放熱体9 に設けた貫通孔
Ｈから外部に良好に排出されることとなり、その結果、
ロウ材10内部に空気が抱き込まれてロウ材10中に熱伝導
の悪い空隙が多量に形成されることはなく、放熱体9 に
半導体素子3 が作動時に発生する熱を有効に吸収させる
ことが可能となる。
【００３１】また前記放熱体9 の貫通孔Ｈ内部にはロウ
材10の一部が充填されており、該充填されたロウ材10は
熱伝導性に優れることから、放熱体9 に貫通孔Ｈを設け
たとしても放熱体9 の熱伝導に劣化を招くことはない。
材10の一部が充填されており、該充填されたロウ材10は
熱伝導性に優れることから、放熱体9 に貫通孔Ｈを設け
たとしても放熱体9 の熱伝導に劣化を招くことはない。
【００３２】尚、前記放熱体9 に設けられた貫通孔Ｈ
は、放熱体9 にドリル加工或いは打ち抜き加工を施すこ
とによって形成される。
は、放熱体9 にドリル加工或いは打ち抜き加工を施すこ
とによって形成される。
【００３３】また前記放熱体9 の貫通孔Ｈ内部へのロウ
材10の充填は、貫通孔Ｈの大きさを、溶融したロウ材10
が毛管力により貫通孔Ｈ内に浸入充填される程度の大き
さとし、これにより絶縁基体1 に被着させたメタライズ
金属層8 と放熱体9 との間にロウ材10を挟み、ロウ材10
を加熱溶融することによって絶縁基体1 に放熱体9 を取
着する際に、溶融したロウ材10の一部を毛管力によって
貫通孔Ｈ内に浸入充填させることによって行われる。
材10の充填は、貫通孔Ｈの大きさを、溶融したロウ材10
が毛管力により貫通孔Ｈ内に浸入充填される程度の大き
さとし、これにより絶縁基体1 に被着させたメタライズ
金属層8 と放熱体9 との間にロウ材10を挟み、ロウ材10
を加熱溶融することによって絶縁基体1 に放熱体9 を取
着する際に、溶融したロウ材10の一部を毛管力によって
貫通孔Ｈ内に浸入充填させることによって行われる。
【００３４】更に、前記放熱体9に形成した貫通孔Ｈ
は、その直径を２mm以下とするとロウ材の表面張力によ
る貫通孔Ｈ内への侵入充填が容易となる。従って、前記
放熱体9に形成する貫通孔Ｈはその直径を２mm以下とす
ることが好ましい。
は、その直径を２mm以下とするとロウ材の表面張力によ
る貫通孔Ｈ内への侵入充填が容易となる。従って、前記
放熱体9に形成する貫通孔Ｈはその直径を２mm以下とす
ることが好ましい。
【００３５】また更に、前記放熱体9は、図２に示すよ
うに、貫通孔Ｈの露出する主面側に該貫通孔Ｈの直径を
大とする段部Ｓを設ける。すると、溶融したロウ材10の
段部Ｓにおける毛管力が小さいものとなり、絶縁基体1
に被着させたメタライズ金属層8と放熱体9との間にロウ
材10を挟み、ロウ材10を加熱溶融することによって絶縁
基体1に放熱体9を取着する際、溶融したロウ材10の貫通
孔Ｈ内への侵入充填が毛管力の小さい段部Ｓにおいて有
効に停止し、その結果、ロウ材10は貫通孔Ｈ内に完全に
侵入充填するものの放熱体9の外表面に流れ出ることは
なく、放熱体9の外表面を平坦として半導体素子3の発生
する熱を更に効率よく大気中に放散させるためのアルミ
ニウム製の放熱フィンを接着剤等を介して強固に密着接
合させることができる。よって前記放熱体9は、その貫
通孔Ｈの露出する主面側に該貫通孔Ｈの直径を大とする
段部Ｓを設けておくこととする。
うに、貫通孔Ｈの露出する主面側に該貫通孔Ｈの直径を
大とする段部Ｓを設ける。すると、溶融したロウ材10の
段部Ｓにおける毛管力が小さいものとなり、絶縁基体1
に被着させたメタライズ金属層8と放熱体9との間にロウ
材10を挟み、ロウ材10を加熱溶融することによって絶縁
基体1に放熱体9を取着する際、溶融したロウ材10の貫通
孔Ｈ内への侵入充填が毛管力の小さい段部Ｓにおいて有
効に停止し、その結果、ロウ材10は貫通孔Ｈ内に完全に
侵入充填するものの放熱体9の外表面に流れ出ることは
なく、放熱体9の外表面を平坦として半導体素子3の発生
する熱を更に効率よく大気中に放散させるためのアルミ
ニウム製の放熱フィンを接着剤等を介して強固に密着接
合させることができる。よって前記放熱体9は、その貫
通孔Ｈの露出する主面側に該貫通孔Ｈの直径を大とする
段部Ｓを設けておくこととする。
【００３６】かくして本発明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
をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定す
るとともに半導体素子3 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 を介して接続し、しかる後、絶
縁基体1 の上面に蓋体2 をガラス、樹脂、ろう材等の封
止材を介して接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とから成る
容器4 内部に半導体素子3 を気密に収容することによっ
て製品としての半導体装置となる。
ージによれば、絶縁基体1 の凹部1a底面に半導体素子3
をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定す
るとともに半導体素子3 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 を介して接続し、しかる後、絶
縁基体1 の上面に蓋体2 をガラス、樹脂、ろう材等の封
止材を介して接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とから成る
容器4 内部に半導体素子3 を気密に収容することによっ
て製品としての半導体装置となる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージに
よれば、平板状の放熱体の厚み方向に貫通孔を設けたこ
とから、放熱体と絶縁容器に被着させたメタライズ金属
層との間にロウ材を挟み、ロウ材を加熱溶融させて放熱
体を絶縁容器に取着する際、ロウ材と絶縁基体及び放熱
体との間に存在する空気が放熱体に設けた貫通孔から外
部に良好に排出され、その結果、ロウ材中に熱伝導の悪
い空隙が多量に形成されることはなく、放熱体に半導体
素子の作動時に発生する熱を有効に吸収させることがで
き、これによって半導体素子を常に低温として長期間に
わたり正常、且つ安定に作動させることが可能となる。
よれば、平板状の放熱体の厚み方向に貫通孔を設けたこ
とから、放熱体と絶縁容器に被着させたメタライズ金属
層との間にロウ材を挟み、ロウ材を加熱溶融させて放熱
体を絶縁容器に取着する際、ロウ材と絶縁基体及び放熱
体との間に存在する空気が放熱体に設けた貫通孔から外
部に良好に排出され、その結果、ロウ材中に熱伝導の悪
い空隙が多量に形成されることはなく、放熱体に半導体
素子の作動時に発生する熱を有効に吸収させることがで
き、これによって半導体素子を常に低温として長期間に
わたり正常、且つ安定に作動させることが可能となる。
【図１】本発明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。
例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するための要部拡大図
である。
である。
１・・・・絶縁基体
３・・・・半導体素子
４・・・・絶縁容器
９・・・・放熱体
１０・・・・ロウ材
Ｈ・・・・・貫通孔
Ｓ・・・・・段部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/34 - 23/473
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体素子を収容する絶縁容器の表面に
平板状の放熱体をロウ付けして成る半導体素子収納用パ
ッケージであって、前記放熱体は、その厚み方向に貫通
孔を設けるとともに該貫通孔の露出する主面側に前記貫
通孔の直径を大とする段部が形成されており、前記貫通
孔内にロウ材が充填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。 - 【請求項２】 前記放熱体に設けた貫通孔の前記段部以
外の部分の直径が２ｍｍ以下であることを特徴とする請
求項１記載の半導体素子収納用パッケージ。 - 【請求項３】 前記絶縁容器が酸化アルミニウム質焼結
体から成り、放熱体が銅−タングステンから成ることを
特徴とする請求項１に記載の半導体素子収納用パッケー
ジ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21560494A JP3401089B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 半導体素子収納用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21560494A JP3401089B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 半導体素子収納用パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878586A JPH0878586A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3401089B2 true JP3401089B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=16675187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21560494A Expired - Fee Related JP3401089B2 (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 半導体素子収納用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401089B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4621531B2 (ja) * | 2005-04-06 | 2011-01-26 | 株式会社豊田自動織機 | 放熱装置 |
| JP2024030766A (ja) * | 2022-08-25 | 2024-03-07 | 株式会社ロータス・サーマル・ソリューション | 熱伝導接合構造、熱伝導接合方法、該熱伝導接合構造を有するヒートシンク、並びに該熱伝導接合構造を有する半導体装置 |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP21560494A patent/JP3401089B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0878586A (ja) | 1996-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |