JP3447043B2 - Package for electronic components - Google Patents
Package for electronic componentsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を搭載す
るための電子部品搭載部を有する電子部品用パッケージ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic component package having an electronic component mounting portion for mounting an electronic component.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置において、ＳｉチップやＧａ
Ａｓチップ等の半導体素子やチップコンデンサ等の電子
部品が電子部品用パッケージに設けられた電子部品搭載
部に搭載されて実用に供されている。アルミナ等のセラ
ミックスは耐熱性、耐久性、熱伝導性等に優れるため、
この電子部品用パッケージの本体の材料として適してお
り、セラミック製の電子部品用パッケージは現在盛んに
使用されている。2. Description of the Related Art In semiconductor devices, Si chips and Ga
A semiconductor element such as an As chip or an electronic component such as a chip capacitor is mounted on an electronic component mounting portion provided in an electronic component package for practical use. Since ceramics such as alumina have excellent heat resistance, durability, thermal conductivity, etc.,
It is suitable as a material for the body of the electronic component package, and the ceramic electronic component package is now actively used.
【０００３】このセラミック製の電子部品用パッケージ
は、パッケージサイズを縮小し、搭載ボードへの搭載密
度を向上させ、また電気特性を向上させるため、一般に
複数枚のグリーンシートを積層および焼成して絶縁枠部
材としてのセラミックスパッケージ本体が製造される。In order to reduce the package size, improve the mounting density on the mounting board, and improve the electrical characteristics, this ceramic package for electronic parts is generally insulated by stacking and firing a plurality of green sheets. A ceramic package body as a frame member is manufactured.
【０００４】さらに、パワーモジュールに代表されるよ
うな半導体素子からの発熱量が大きなものでは、半導体
素子を通常の方法で搭載したのみでは、発熱により半導
体装置が正常に作動しなくなる恐れがある。そこで、半
導体素子の作動時に発生する熱を大気中に良好に放散さ
せるようにした電子部品用パッケージとして、例えば熱
伝導性に優れた金属からなる放熱用金属板を備えたセラ
ミックスパッケージが知られている。Further, in the case where a semiconductor element such as a power module generates a large amount of heat, the semiconductor device may not operate normally due to the heat generated only by mounting the semiconductor element by a normal method. Therefore, as a package for electronic parts, which is configured to satisfactorily dissipate heat generated during operation of a semiconductor element into the atmosphere, for example, a ceramic package including a heat-dissipating metal plate made of metal having excellent thermal conductivity is known. There is.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術によ
るセラミックスパッケージに用いられる放熱用金属板を
構成する技術は、例えば熱膨張率がセラミックスパッケ
ージ本体の熱膨張率に近似しかつ熱伝導率が約２００Ｗ
／ｍＫ程度の材料であって、タングステンあるいはモリ
ブデンの多孔質焼結体に溶融銅を含浸してなる複合材料
が公知である。The technique for forming the heat-dissipating metal plate used in the ceramic package according to the above-mentioned conventional technique has, for example, a coefficient of thermal expansion close to that of the ceramic package body and a thermal conductivity of the same. About 200W
A composite material, which is a material of about / mK and is obtained by impregnating molten copper into a porous sintered body of tungsten or molybdenum is known.
【０００６】しかしながら、放熱用金属板の上面にセラ
ミックスパッケージ本体を銀ろう等のろう材を用いてろ
う付けにより接合した場合、ろう材が放熱用金属板の上
面に濡れ広がり、電子部品搭載部に流れ込むという問題
がある。以下に、上記の問題が発生する理由について説
明する。However, when the ceramic package body is joined to the upper surface of the heat-dissipating metal plate by brazing using a brazing material such as silver braze, the brazing material wets and spreads on the upper surface of the heat-dissipating metal plate, and is mounted on the electronic component mounting portion. There is a problem of flowing in. The reason why the above problem occurs will be described below.
【０００７】ろう材の必要量は放熱用金属板とセラミッ
クスパッケージ本体とのクリアランスで決定され、製造
上のばらつきにより上記のクリアランスがある程度より
も小さくなった場合、接合に関与する以外の余分なろう
材は放熱用金属板上の接合部以外の部分に流れ出る。こ
の流れ出た余分なろう材が電子部品搭載部に流れ込むの
である。The required amount of brazing filler metal is determined by the clearance between the heat radiating metal plate and the ceramic package body, and when the above clearance becomes smaller than a certain amount due to manufacturing variations, it is an extra brazing filler other than that involved in joining. The material flows out to the portion other than the joint on the heat dissipation metal plate. The excess brazing material that has flowed out flows into the electronic component mounting portion.
【０００８】電子部品搭載部にろう材が流れ込むと、電
子部品搭載部に凹凸が形成されるため、電子部品を搭載
するときに電子部品下部に隙間が形成されて、電子部品
の接合不良が発生する恐れがある。したがって、放熱用
金属板に電子部品を強固に固定することができないとい
う問題があった。When the brazing material flows into the electronic component mounting portion, irregularities are formed in the electronic component mounting portion, so that a gap is formed in the lower portion of the electronic component when the electronic component is mounted, resulting in defective joining of the electronic components. There is a risk of Therefore, there is a problem in that the electronic component cannot be firmly fixed to the heat dissipation metal plate.
【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、電子部品搭載部にろう材が流れ
込むのを防止し、電子部品の接合強度が向上する電子部
品用パッケージを提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and provides a package for an electronic component, which prevents the brazing material from flowing into the electronic component mounting portion and improves the bonding strength of the electronic component. The purpose is to do.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
電子部品用パッケージによると、ろう材により放熱用金
属板に接合される接合部は絶縁枠部材の放熱用金属板側
の端部に設けられており、ろう材を溜めるためのろう材
溜まり部が接合部と放熱用金属板との間に形成されてい
る。このためろう付け時、余分なろう材はろう材溜まり
部に溜められ、電子部品搭載部にろう材が流れ込むのを
防止することができる。これにより、電子部品の接合不
良が発生するのを防止し、放熱用金属板に電子部品を強
固に固定することができる。したがって、電子部品を長
期間正常に安定して作動させることができる。According to the electronic component package of the present invention, the joint portion joined to the heat radiating metal plate by the brazing material is the end portion of the insulating frame member on the heat radiating metal plate side. And a brazing filler metal accumulating portion for accumulating the brazing filler metal is formed between the joining portion and the heat radiating metal plate. Therefore, at the time of brazing, excess brazing material is stored in the brazing material storage portion, and it is possible to prevent the brazing material from flowing into the electronic component mounting portion. As a result, it is possible to prevent the defective joining of the electronic components from occurring and to firmly fix the electronic components to the metal plate for heat dissipation. Therefore, the electronic component can be normally and stably operated for a long period of time.
【００１１】本発明の請求項２記載の電子部品用パッケ
ージによると、接合部は絶縁枠部材の放熱用金属板側の
端面、ならびに端面近傍の外周面に設けられている。こ
のためろう付け時、絶縁枠部材の端面近傍の外周面に設
けられる接合部に添ってろう材が這い上がり、接合部と
放熱用金属板との間にろう材溜まり部が形成される。し
たがって、電子部品搭載部にろう材が流れ込むのを防止
することにより、電子部品の接合不良を防止し、電子部
品の接合強度を向上させることができる。According to the electronic component package of the second aspect of the present invention, the joint portion is provided on the end surface of the insulating frame member on the heat-dissipating metal plate side and the outer peripheral surface near the end surface. For this reason, at the time of brazing, the brazing material creeps up along the joint provided on the outer peripheral surface near the end face of the insulating frame member, and a brazing filler metal reservoir is formed between the joint and the heat radiating metal plate. Therefore, by preventing the brazing material from flowing into the electronic component mounting portion, it is possible to prevent defective joints of the electronic components and improve the joint strength of the electronic components.
【００１２】本発明の請求項３記載の電子部品用パッケ
ージによると、絶縁枠部材は放熱用金属板側の端部に段
差部を有しているので、この段差部に接合部を設けるこ
とによりろう付け時、接合部に添ってろう材が這い上が
り、接合部と放熱用金属板との間にろう材溜まり部が形
成される。したがって、電子部品搭載部にろう材が流れ
込むのを防止することができ、電子部品の接合不良を防
止し、電子部品の接合強度を向上させることができる。According to the electronic component package of the third aspect of the present invention, since the insulating frame member has the step portion at the end portion on the side of the heat-dissipating metal plate, the joint portion is provided at the step portion. During brazing, the brazing material creeps up along the joint, and a brazing material reservoir is formed between the joint and the metal plate for heat dissipation. Therefore, it is possible to prevent the brazing material from flowing into the electronic component mounting portion, prevent a defective joint of the electronic component, and improve the joint strength of the electronic component.
【００１３】本発明の請求項４記載の電子部品用パッケ
ージによると、接合部は凹凸部を有しているので、この
凹凸部と放熱用金属板との間にろう材溜まり部が形成さ
れる。したがって、電子部品搭載部にろう材が流れ込む
のを防止することができ、電子部品の接合不良を防止
し、電子部品の接合強度を向上させることができる。According to the electronic component package of the fourth aspect of the present invention, since the joint portion has the uneven portion, the brazing filler metal reservoir is formed between the uneven portion and the heat dissipation metal plate. . Therefore, it is possible to prevent the brazing material from flowing into the electronic component mounting portion, prevent a defective joint of the electronic component, and improve the joint strength of the electronic component.
【００１４】本発明の請求項５記載の電子部品用パッケ
ージによると、放熱用金属板は、モリブデン、銅−モリ
ブデン、銅−タングステンから選ばれるいずれかの金属
材料からなる金属板と、この金属板の片面あるいは両面
に形成される銅のめっき膜、銅の溶射膜、銅の印刷焼成
膜から選ばれるいずれかの銅の膜、または金属板の片面
あるいは両面にろう付けにより接合される銅板とを有し
ている。このため、金属板の片面あるいは両面にニッケ
ルの膜を形成するのに比べてろう付け時、放熱用金属板
上に流れるろう材の幅および厚みを小さくすることがで
きる。したがって、電子部品搭載部にろう材が流れ込む
のを防止することができ、電子部品の接合不良を防止
し、電子部品の接合強度を向上させることができる。According to the electronic component package of claim 5 of the present invention, the heat dissipation metal plate is a metal plate made of any metal material selected from molybdenum, copper-molybdenum and copper-tungsten, and this metal plate. A copper plating film formed on one side or both sides of the copper film, a copper sprayed film, a copper film selected from a copper printing and firing film, or a copper plate joined to one or both sides of a metal plate by brazing. Have Therefore, the width and thickness of the brazing material flowing on the heat-dissipating metal plate during brazing can be made smaller than when a nickel film is formed on one or both surfaces of the metal plate. Therefore, it is possible to prevent the brazing material from flowing into the electronic component mounting portion, prevent a defective joint of the electronic component, and improve the joint strength of the electronic component.
【００１５】さらに、適度な熱膨張率を有するモリブデ
ン、銅−モリブデン、銅−タングステンから選ばれるい
ずれかの金属材料からなる金属板を用いることで、適度
な熱膨張率と高い熱伝導率とを有する放熱用金属板を得
ることができる。Further, by using a metal plate made of any one of molybdenum, copper-molybdenum, and copper-tungsten having an appropriate coefficient of thermal expansion, an appropriate coefficient of thermal expansion and high thermal conductivity can be obtained. It is possible to obtain the metal plate for heat dissipation.
【００１６】金属板に銅のめっき膜、銅の溶射膜、銅の
印刷焼成膜から選ばれるいずれかの銅の膜を形成する、
または金属板にろう付けにより銅板を接合することで、
圧延加工により金属板に銅板を一体的に接合させたもの
に比べて金属板や銅の膜に厚みのばらつきが発生せず、
放熱用金属板は所定の均一厚みとなる。したがって、放
熱用金属板の熱膨張率が部分的に異なることがないの
で、例えば放熱用金属板とセラミックス等の絶縁枠部材
とを銀ろう等のろう材を用いてろう付けし、放熱用金属
板上に半導体素子を搭載した場合、放熱用金属板の変形
が小さく、放熱用金属板と絶縁体とを強固に接合するこ
とができ、放熱用金属板上に半導体素子を強固に固定す
ることができる。A copper film selected from a copper plating film, a copper sprayed film, and a copper printing and baking film is formed on a metal plate.
Or by joining the copper plate to the metal plate by brazing,
Compared to the one in which a copper plate is integrally joined to a metal plate by rolling, there is no variation in thickness of the metal plate or copper film,
The heat dissipation metal plate has a predetermined uniform thickness. Therefore, the coefficient of thermal expansion of the heat-dissipating metal plate does not partly differ. For example, the heat-dissipating metal plate and the insulating frame member such as ceramics are brazed using a brazing material such as silver braze, and the heat-dissipating metal plate is When the semiconductor element is mounted on the plate, the heat-dissipating metal plate is less deformed, and the heat-dissipating metal plate and the insulator can be firmly joined to each other, and the semiconductor element is firmly fixed on the heat-dissipating metal plate. You can
【００１７】金属板の両面に銅の膜を形成、または金属
板の両面にろう付けにより銅板を接合してなる放熱用金
属板は、金属板と銅の膜、または金属板と銅板との間に
発生する両者の熱膨張差に起因した熱応力が金属板の両
面で相殺されるので、放熱用金属板を常に平坦とするこ
とができる。このため、放熱用金属板上に半導体素子を
搭載した場合、放熱用金属板上に半導体素子を強固に固
定することができる。A heat-dissipating metal plate in which copper films are formed on both sides of a metal plate or copper plates are joined by brazing to both sides of the metal plate is a metal plate and a copper film or a metal plate and a copper plate. Since the thermal stress caused by the difference in thermal expansion between the two is offset on both sides of the metal plate, the metal plate for heat dissipation can be made flat at all times. Therefore, when the semiconductor element is mounted on the heat dissipation metal plate, the semiconductor element can be firmly fixed on the heat dissipation metal plate.
【００１８】また、放熱用金属板上に半導体素子を搭載
した場合、放熱用金属板の熱伝導率は、放熱用金属板全
体の値よりも半導体素子直下の放熱用金属板の上層部の
値が重要であるので、半導体素子直下の部分に相当する
金属板の片面にのみ銅の膜を形成、または金属板の片面
にのみろう付けにより銅板を接合してもよい。銅のめっ
き方法、溶射方法あるいは印刷法は、公知の方法により
行うことが可能であり、特に限定されることはない。When the semiconductor element is mounted on the heat-dissipating metal plate, the thermal conductivity of the heat-dissipating metal plate is higher than that of the entire heat-dissipating metal plate by the value of the upper layer portion of the heat-dissipating metal plate immediately below the semiconductor element. Is important, the copper film may be formed only on one surface of the metal plate corresponding to the portion directly below the semiconductor element, or the copper plate may be joined to the one surface of the metal plate by brazing. The copper plating method, thermal spraying method, or printing method can be performed by a known method, and is not particularly limited.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の複数の実施例を図
面に基づいて説明する。
（第１実施例）表面実装型のセラミックス製半導体用パ
ッケージに本発明を適用した第１実施例について、図１
および図２を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plurality of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a surface mount type ceramic semiconductor package.
And it demonstrates using FIG.
【００２０】図１および図２に示すように、セラミック
ス製半導体用パッケージ１００は、放熱用金属板１０、
アルミナ製のパッケージ本体２０およびリードフレーム
５０等から構成される。As shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic semiconductor package 100 includes a heat radiating metal plate 10,
It is composed of a package body 20 made of alumina, a lead frame 50 and the like.
【００２１】放熱用金属板１０は、その上面に半導体素
子３０が搭載されて固定される半導体素子搭載部３１を
有しており、半導体素子３０は、半導体素子搭載部３１
上にガラス、樹脂、ろう材等の接着剤を用いて搭載され
て固定される。The heat radiating metal plate 10 has a semiconductor element mounting portion 31 on which the semiconductor element 30 is mounted and fixed, and the semiconductor element 30 has the semiconductor element mounting portion 31.
It is mounted and fixed on the top using an adhesive such as glass, resin, or brazing material.
【００２２】放熱用金属板１０は、タングステンの多孔
質焼結体に溶融銅を含浸する金属材料からなる金属板と
しての銅−タングステン板１１の上下両面に銅のめっき
膜１２および１３を形成した構成である。The heat-dissipating metal plate 10 has copper plating films 12 and 13 formed on the upper and lower surfaces of a copper-tungsten plate 11 as a metal plate made of a metal material in which a porous sintered body of tungsten is impregnated with molten copper. It is a composition.
【００２３】放熱用金属板１０の上面には、枠状に形成
された絶縁枠部材としてのアルミナ製のパッケージ本体
２０が半導体素子搭載部３１の全周を囲むようにろう材
１５を用いて接合されている。ろう材１５としては、銀
ろうが好ましく、銀を７２〜８５重量％含み、銅を１５
〜２８重量％含む銀−銅共晶合金がさらに好ましい。放
熱用金属板１０とパッケージ本体２０とで半導体素子３
０を搭載するための空間が形成される。この空間は、パ
ッケージ本体２０の上面にはんだ、低融点ガラス、樹
脂、ろう材等の封止材により図示しないリッド等を接合
させて気密に封止されている。An alumina package body 20 as an insulating frame member formed in a frame shape is bonded to the upper surface of the metal plate 10 for heat dissipation by using a brazing material 15 so as to surround the entire circumference of the semiconductor element mounting portion 31. Has been done. As the brazing filler metal 15, silver brazing filler metal is preferable, it contains 72 to 85% by weight of silver and 15
More preferred is a silver-copper eutectic alloy containing .about.28% by weight. The semiconductor element 3 includes the heat dissipation metal plate 10 and the package body 20.
A space for mounting 0 is formed. This space is hermetically sealed by bonding a lid (not shown) or the like to the upper surface of the package body 20 with a sealing material such as solder, low melting point glass, resin, or brazing material.
【００２４】パッケージ本体２０は、放熱用金属板１０
側の端部であって、半導体素子搭載部３１側に段差部２
１を有している。パッケージ本体２０の放熱用金属板１
０側の端面２２および段差部２１には、ろう材１５を介
して放熱用金属板１０に接合されるタングステン、モリ
ブデン等の接合部としての接合パターン２３が設けられ
ている。接合パターン２３の表面にはニッケル、金等の
めっきが施されている。段差部２１に設けられる接合パ
ターン２３に添ってろう材１５が這い上がっており、接
合パターン２３と放熱用金属板１０との間にろう材１５
が溜まっている。すなわち、接合パターン２３と放熱用
金属板１０との間にろう材溜まり部１６が形成されてい
る。The package body 20 is composed of a metal plate 10 for heat dissipation.
Of the stepped portion 2 on the semiconductor element mounting portion 31 side
Have one. Heat dissipation metal plate 1 of the package body 20
The 0-side end surface 22 and the step portion 21 are provided with a joint pattern 23 as a joint portion of tungsten, molybdenum, or the like that is joined to the heat-dissipating metal plate 10 via the brazing material 15. The surface of the bonding pattern 23 is plated with nickel, gold or the like. The brazing filler metal 15 is creeping up along the joint pattern 23 provided on the step portion 21, and the brazing filler metal 15 is provided between the joint pattern 23 and the heat dissipation metal plate 10.
Is accumulated. That is, the brazing filler metal reservoir 16 is formed between the joint pattern 23 and the heat dissipation metal plate 10.
【００２５】また、パッケージ本体２０の内周部から外
周部にかけてタングステン、モリブデン等の配線パター
ン２４が複数個形成されている。配線パターン２４の表
面にはニッケル、金等のめっきが施されている。配線パ
ターン２４の一端は、半導体素子３０の電極部がボンデ
ィングワイヤ４０を介して電気的に接続され、導体配線
層２４の他端は、プリント基板等の外部電気回路に接続
されるリードフレーム５０が電気的に接続されている。A plurality of wiring patterns 24 of tungsten, molybdenum or the like are formed from the inner peripheral portion to the outer peripheral portion of the package body 20. The surface of the wiring pattern 24 is plated with nickel, gold or the like. One end of the wiring pattern 24 is electrically connected to the electrode portion of the semiconductor element 30 via the bonding wire 40, and the other end of the conductor wiring layer 24 is a lead frame 50 connected to an external electric circuit such as a printed circuit board. It is electrically connected.
【００２６】次に、放熱用金属板１０の作製方法につい
て述べる。
(1) 銅−タングステン板１１を窒素−水素混合ガス雰囲
気中で８００℃でシンター処理を行う。そして、例えば
硫酸ニッケル、塩化ニッケル等を主成分とするめっき液
を用いて電解めっき法により、銅−タングステン板１１
の上下両面にめっき厚みが１．０μｍのニッケルのめっ
き薄膜を形成し、窒素−水素混合ガス雰囲気中で８００
℃でシンター処理をさらに行う。さらに、例えば硫酸、
硝酸銅等を主成分とするめっき液を用いて電解めっき法
により、ニッケルのめっき薄膜を形成した銅−タングス
テン板の上下両面にめっき厚みが１５μｍの銅のめっき
膜１２および１３を形成して放熱用金属板１０が得られ
る。Next, a method of manufacturing the heat dissipation metal plate 10 will be described. (1) The copper-tungsten plate 11 is sintered at 800 ° C. in a nitrogen-hydrogen mixed gas atmosphere. Then, for example, a copper-tungsten plate 11 is formed by an electrolytic plating method using a plating solution containing nickel sulfate, nickel chloride or the like as a main component.
A nickel plating thin film having a plating thickness of 1.0 μm is formed on both upper and lower surfaces of the above, and the thickness is 800 in a nitrogen-hydrogen mixed gas atmosphere.
Further sinter treatment at ℃. Furthermore, for example, sulfuric acid,
Heat is radiated by forming copper plating films 12 and 13 having a plating thickness of 15 μm on the upper and lower surfaces of a copper-tungsten plate on which a nickel plating thin film has been formed by an electrolytic plating method using a plating solution containing copper nitrate as a main component. The metal plate 10 for use is obtained.
【００２７】次に、パッケージ本体２０の作製方法につ
いて述べる。
(2) アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、焼成タルク、
炭酸カルシウム等の焼結助剤と、酸化チタン、酸化クロ
ム、酸化モリブデン等の着色剤とを少量加えた粉体に、
ジオキシルフタレート等の可塑剤、アクリル樹脂やブチ
ラール樹脂等のバインダおよびトルエン、キシレン、ア
ルコール類等の溶剤を加え、十分に混練して粘度２００
０〜４００００ｃｐｓのスラリを作製し、ドクターブレ
ード法によって例えば０．３ｍｍ厚の複数枚のアルミナ
のグリーンシートを形成する。Next, a method of manufacturing the package body 20 will be described. (2) Alumina powder with magnesia, silica, calcined talc,
A powder obtained by adding a small amount of a sintering aid such as calcium carbonate and a coloring agent such as titanium oxide, chromium oxide or molybdenum oxide,
A plasticizer such as dioxyl phthalate, a binder such as an acrylic resin or a butyral resin, and a solvent such as toluene, xylene, or an alcohol are added and sufficiently kneaded to obtain a viscosity of 200.
A slurry of 0 to 40,000 cps is prepared, and a plurality of alumina green sheets having a thickness of 0.3 mm are formed by the doctor blade method.
【００２８】(3) 各グリーンシートに打ち抜き型やパン
チングマシーン等を用いて所望の形状に加工し、さら
に、複数のビアホールを打ち抜き加工して各ビアホール
にタングステン粉末、モリブデン粉末等を用いた導体ぺ
ーストを充填し、ビアを形成する。パッケージ本体の内
層に相当するグリーンシートにビアと同じ導体ペースト
で内層パターンを形成する。パッケージ本体の表面およ
び裏面層に相当するグリーンシートにビアと同じ導体ペ
ーストを使用して導体パターンをスクリーン印刷する。(3) Each green sheet is processed into a desired shape by using a punching die, a punching machine, or the like, and a plurality of via holes are punched, and each conductor hole is made of tungsten powder, molybdenum powder, or the like. Fill the strike and form vias. An inner layer pattern is formed on the green sheet corresponding to the inner layer of the package body with the same conductor paste as the via. Conductor patterns are screen-printed on the green sheets corresponding to the front and back layers of the package body using the same conductor paste as the vias.
【００２９】(4) ビアおよび内層パターンを形成した内
層に相当するグリーンシートと導体パターンをスクリー
ン印刷した表面層に相当するグリーンシートを積層し、
このグリーンシート積層体を例えば８０〜１５０℃、５
０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で熱圧着して一体化す
る。(4) A green sheet corresponding to an inner layer on which a via and an inner layer pattern are formed and a green sheet corresponding to a surface layer on which a conductor pattern is screen-printed are laminated,
This green sheet laminate is, for example, 80 to 150 ° C., 5
It is integrated by thermocompression bonding under the condition of 0 to 250 kg / cm 2 .
【００３０】(5) 一体化されたグリーンシート積層体を
窒素−水素混合ガス雰囲気中で１５００〜１６００℃で
焼成する。これにより、導体ペースト中の樹脂分を分解
および消失させ、アルミナ製のパッケージ本体の表面に
配線パターンを形成し、裏面に接合パターンを形成す
る。
(6) 形成された配線パターンの電極部および接合パター
ンにニッケル、金等のめっきを施して、パッケージ本体
２０が得られる。(5) The integrated green sheet laminate is fired at 1500 to 1600 ° C. in a nitrogen-hydrogen mixed gas atmosphere. As a result, the resin component in the conductor paste is decomposed and eliminated, a wiring pattern is formed on the front surface of the alumina package body, and a bonding pattern is formed on the back surface. (6) The package main body 20 is obtained by plating the electrode portion and the joint pattern of the formed wiring pattern with nickel, gold or the like.
【００３１】(7) 次に、上記の(1)の工程で作製した放
熱用金属板１０と、上記の(2)〜(6)の工程で作製したパ
ッケージ本体２０とを銀ろう等のろう材を用いて接合す
る。このとき、パッケージ本体２０の段差部２１に設け
られる接合パターン２３に添ってろう材１５が這い上が
り、接合パターン２３と放熱用金属板１０との間にろう
材溜まり部１６が形成される。このため、余分なろう材
１５はろう材溜まり部１６に溜められ、半導体素子搭載
部３１にろう材１５が流れ込むのを防止することができ
る。(7) Next, the heat dissipation metal plate 10 produced in the above step (1) and the package body 20 produced in the above steps (2) to (6) are brazed with silver solder or the like. Join using materials. At this time, the brazing filler metal 15 crawls along the joint pattern 23 provided on the step portion 21 of the package body 20, and the brazing filler metal reservoir portion 16 is formed between the joint pattern 23 and the heat dissipation metal plate 10. Therefore, the excess brazing material 15 is stored in the brazing material reservoir 16 and the brazing material 15 can be prevented from flowing into the semiconductor element mounting portion 31.
【００３２】(8) 配線パターン２４の電極部にリードフ
レーム５０を電気的に接続し、半導体パッケージ１００
の半導体素子搭載部３１に半導体素子３０を搭載し、こ
の半導体素子３０の電極部と配線パターン２４の電極部
とをワイヤボンディングにより電気的に接続する。その
後、リッド等で半導体素子搭載部３１を気密に封止す
る。(8) The lead frame 50 is electrically connected to the electrode portion of the wiring pattern 24, and the semiconductor package 100
The semiconductor element 30 is mounted on the semiconductor element mounting portion 31, and the electrode portion of the semiconductor element 30 and the electrode portion of the wiring pattern 24 are electrically connected by wire bonding. Then, the semiconductor element mounting portion 31 is hermetically sealed with a lid or the like.
【００３３】次に、図１に示す第１実施例の銅−タング
ステン板１１の上下両面にニッケルのめっき膜を形成
し、パッケージ本体２０に段差部を形成していない比較
例について、図６を用いて説明する。第１実施例と実質
的に同一部分に同一符号を付す。Next, FIG. 6 shows a comparative example in which nickel plating films are formed on both upper and lower surfaces of the copper-tungsten plate 11 of the first embodiment shown in FIG. 1 and no step is formed on the package body 20. It demonstrates using. The same reference numerals are given to substantially the same parts as those in the first embodiment.
【００３４】図６に示すように、比較例においては、銅
−タングステン板１１の上下両面にニッケルのめっき膜
１１２および１１３が形成され、パッケージ本体２２０
の放熱用金属板側の端面２２２にろう材２１５を介して
放熱用金属板に接合されるタングステン、モリブデン等
の接合部としての接合パターン２２３が設けられてい
る。接合パターン２２３の表面にはニッケル、金等のめ
っきが施されている。As shown in FIG. 6, in the comparative example, the nickel-plated films 112 and 113 are formed on the upper and lower surfaces of the copper-tungsten plate 11, and the package body 220 is formed.
A joining pattern 223 is provided on the end surface 222 on the side of the heat-dissipating metal plate as a joint portion of tungsten, molybdenum, or the like that is joined to the heat-dissipating metal plate via the brazing material 215. The surface of the bonding pattern 223 is plated with nickel, gold or the like.
【００３５】比較例においては、ろう付け時、接合に関
与する以外の余分なろう材２１５が放熱用金属板上の接
合部以外の部分に流れ出し、この流れ出した余分なろう
材２１５が半導体素子搭載部３１に流れ込み、電子部品
搭載部３１に凹凸が形成される。したがって、半導体素
子の接合不良が発生する恐れがあり、放熱用金属板に半
導体素子を強固に固定することができない。In the comparative example, at the time of brazing, an extra brazing material 215 other than those involved in the joining flows out to a portion other than the joining portion on the metal plate for heat dissipation, and the extra brazing material 215 that flows out is mounted on the semiconductor element. It flows into the portion 31 and the unevenness is formed in the electronic component mounting portion 31. Therefore, there is a risk of defective bonding of the semiconductor element, and the semiconductor element cannot be firmly fixed to the heat dissipation metal plate.
【００３６】一方、第１実施例においては、接合パター
ン２３と放熱用金属板１０との間にろう材溜まり部１６
が形成されているので、半導体素子搭載部３１にろう材
１５が流れ込むのを防止することができる。これによ
り、半導体素子３０の接合不良が発生するのを防止し、
放熱用金属板１０に半導体素子３０を強固に固定するこ
とができる。したがって、半導体素子３０を長期間正常
に安定して作動させることができる。On the other hand, in the first embodiment, the brazing material reservoir 16 is provided between the joining pattern 23 and the heat radiating metal plate 10.
Since the brazing material 15 is formed, it is possible to prevent the brazing material 15 from flowing into the semiconductor element mounting portion 31. This prevents the occurrence of defective bonding of the semiconductor element 30,
The semiconductor element 30 can be firmly fixed to the heat dissipation metal plate 10. Therefore, the semiconductor element 30 can be normally and stably operated for a long period of time.
【００３７】さらに第１実施例においては、銅−タング
ステン板１１の上下両面に銅のめっき膜１２および１３
を形成しているので、比較例に比べてろう付け時、放熱
用金属板１０上に流れるろう材１５の幅および厚みを小
さくすることができ、半導体素子搭載部３１にろう材１
５が流れ込むのをさらに防止することができる。また、
銅−タングステン板１１の上下両面に銅のめっき膜１２
および１３を形成することにより、適度な熱膨張率と高
い熱伝導率とを有する放熱用金属板１０を得ることがで
きる。したがって、放熱用金属板１０とパッケージ本体
２０とを接合したとき、放熱用金属板１０に発生する反
りを比較的小さくすることができ、放熱用金属板１０と
パッケージ本体２０とを強固に接合することができる。Further, in the first embodiment, copper plating films 12 and 13 are formed on both upper and lower surfaces of the copper-tungsten plate 11.
In comparison with the comparative example, the width and the thickness of the brazing material 15 flowing on the heat dissipation metal plate 10 can be made smaller than that of the comparative example, and the brazing material 1 can be attached to the semiconductor element mounting portion 31.
5 can be further prevented from flowing. Also,
Copper plating film 12 on both upper and lower surfaces of copper-tungsten plate 11
By forming and 13, it is possible to obtain the metal plate 10 for heat dissipation, which has an appropriate coefficient of thermal expansion and high thermal conductivity. Therefore, when the heat-dissipating metal plate 10 and the package body 20 are joined together, the warpage that occurs in the heat-dissipating metal plate 10 can be made relatively small, and the heat-dissipating metal plate 10 and the package body 20 are firmly joined together. be able to.
【００３８】（第２実施例）図１に示す第１実施例のパ
ッケージ本体２０に段差部を形成せず、パッケージ本体
２０の放熱用金属板１０側の端面２２、ならびに端面２
２近傍の外周面に接合パターンを設けた第２実施例につ
いて、図３を用いて説明する。第１実施例と実質的に同
一部分に同一符号を付す。(Second Embodiment) A step portion is not formed in the package body 20 of the first embodiment shown in FIG. 1, and the end face 22 of the package body 20 on the heat-dissipating metal plate 10 side and the end face 2 are formed.
A second embodiment in which a bonding pattern is provided on the outer peripheral surface near 2 will be described with reference to FIG. The same reference numerals are given to substantially the same parts as those in the first embodiment.
【００３９】図３に示すように、第２実施例において
は、パッケージ本体７０の放熱用金属板１０側の端面７
２、ならびに端面７２近傍の外周面７１にろう材６５を
介して放熱用金属板１０に接合されるタングステン、モ
リブデン等の接合部としての接合パターン７３が設けら
れている。接合パターン７３の表面にはニッケル、金等
のめっきが施されている。外周面７１に設けられる接合
パターン７３に添ってろう材６５が這い上がっており、
接合パターン７３と放熱用金属板１０との間にろう材６
５が溜まっている。すなわち、接合パターン７３と放熱
用金属板１０との間にろう材溜まり部６６が形成されて
いる。このためろう付け時、半導体素子搭載部３１にろ
う材６５が流れ込むのを防止することができる。これに
より、半導体素子の接合不良が発生するのを防止し、放
熱用金属板１０に半導体素子を強固に固定することがで
きる。したがって、半導体素子を長期間正常に安定して
作動させることができる。As shown in FIG. 3, in the second embodiment, the end surface 7 of the package body 70 on the heat-dissipating metal plate 10 side.
2, and the outer peripheral surface 71 near the end surface 72 is provided with a joining pattern 73 as a joining portion of tungsten, molybdenum, or the like joined to the heat-dissipating metal plate 10 via the brazing material 65. The surface of the bonding pattern 73 is plated with nickel, gold or the like. The brazing filler metal 65 is creeping up along the joining pattern 73 provided on the outer peripheral surface 71,
The brazing material 6 is provided between the bonding pattern 73 and the heat dissipation metal plate 10.
5 is accumulated. That is, the brazing material reservoir portion 66 is formed between the bonding pattern 73 and the heat dissipation metal plate 10. Therefore, it is possible to prevent the brazing material 65 from flowing into the semiconductor element mounting portion 31 during brazing. As a result, it is possible to prevent the defective joining of the semiconductor element and firmly fix the semiconductor element to the metal plate 10 for heat dissipation. Therefore, the semiconductor element can be normally and stably operated for a long period of time.
【００４０】（第３実施例）図１に示す第１実施例のパ
ッケージ本体２０の半導体素子搭載部３１側および反半
導体素子搭載部側の端部に段差部を形成し、パッケージ
本体２０の放熱用金属板１０側の端面２２および段差部
に接合パターンを設けた第３実施例について、図４を用
いて説明する。第１実施例と実質的に同一部分に同一符
号を付す。(Third Embodiment) A step portion is formed at the end of the package body 20 of the first embodiment shown in FIG. 1 on the side of the semiconductor element mounting portion 31 side and the side opposite to the semiconductor element mounting portion to radiate heat from the package body 20. A third embodiment in which a joining pattern is provided on the end face 22 on the metal plate 10 side and the step portion will be described with reference to FIG. The same reference numerals are given to substantially the same parts as those in the first embodiment.
【００４１】図４に示すように、第３実施例において
は、パッケージ本体１２０は、放熱用金属板１０側の端
部であって、半導体素子搭載部３１側および反半導体素
子搭載部側に段差部１２１を有している。パッケージ本
体１２０の放熱用金属板１０側の端面１２２および段差
部１２１にろう材１１５を介して放熱用金属板１０に接
合されるタングステン、モリブデン等の接合部としての
接合パターン１２３が設けられている。接合パターン１
２３の表面にはニッケル、金等のめっきが施されてい
る。段差部１２１に設けられる接合パターン１２３に添
ってろう材１１５が這い上がっており、接合パターン１
２３と放熱用金属板１０との間にろう材１１５が溜まっ
ている。すなわち、接合パターン１２３と放熱用金属板
１０との間にろう材溜まり部１１６が形成されている。
このためろう付け時、半導体素子搭載部３１にろう材１
１５が流れ込むのを防止することができる。これによ
り、半導体素子の接合不良が発生するのを防止し、放熱
用金属板１０に半導体素子を強固に固定することができ
る。したがって、半導体素子を長期間正常に安定して作
動させることができる。As shown in FIG. 4, in the third embodiment, the package body 120 is an end portion on the heat dissipation metal plate 10 side, and a step is formed on the semiconductor element mounting portion 31 side and the anti-semiconductor element mounting portion side. It has a section 121. A joint pattern 123 as a joint portion of tungsten, molybdenum, or the like, which is joined to the heat dissipation metal plate 10 via the brazing material 115, is provided on the end surface 122 of the package body 120 on the heat dissipation metal plate 10 side and the step portion 121. . Joining pattern 1
The surface of 23 is plated with nickel, gold or the like. The brazing material 115 is creeping up along the joining pattern 123 provided on the step portion 121, and the joining pattern 1
A brazing filler metal 115 is accumulated between the heat dissipation metal plate 23 and the metal plate 10 for heat dissipation. That is, the brazing material reservoir 116 is formed between the bonding pattern 123 and the heat dissipation metal plate 10.
Therefore, at the time of brazing, the brazing material 1 is attached to the semiconductor element mounting portion 31.
It is possible to prevent 15 from flowing in. As a result, it is possible to prevent the defective joining of the semiconductor element and firmly fix the semiconductor element to the metal plate 10 for heat dissipation. Therefore, the semiconductor element can be normally and stably operated for a long period of time.
【００４２】（第４実施例）図１に示す第１実施例のパ
ッケージ本体２０に段差部を形成せず、パッケージ本体
２０の放熱用金属板１０側の端面２２に凹凸部を有する
接合パターンを設けた第４実施例について、図５を用い
て説明する。第１実施例と実質的に同一部分に同一符号
を付す。(Fourth Embodiment) A stepped portion is not formed in the package body 20 of the first embodiment shown in FIG. 1, and a bonding pattern having an uneven portion is formed on the end surface 22 of the package body 20 on the heat dissipation metal plate 10 side. The provided fourth embodiment will be described with reference to FIG. The same reference numerals are given to substantially the same parts as those in the first embodiment.
【００４３】図５に示すように、第４実施例において
は、パッケージ本体１７０の放熱用金属板１０側の端面
１７２にろう材１６５を介して放熱用金属板１０に接合
されるタングステン、モリブデン等の接合部としての接
合パターン１７３が設けられている。接合パターン１７
３の表面にはニッケル、金等のめっきが施されている。
接合パターン１７３は、放熱用金属板１０側に凹部１７
４および凸部１７５を有している。凹部１７４と放熱用
金属板１０との間にはろう材１６５が溜まっている。す
なわち、接合パターン１７３と放熱用金属板１０との間
にろう材溜まり部１６６が形成されている。このためろ
う付け時、半導体素子搭載部３１にろう材１６５が流れ
込むのを防止することができる。これにより、半導体素
子の接合不良が発生するのを防止し、放熱用金属板１０
に半導体素子を強固に固定することができる。したがっ
て、半導体素子を長期間正常に安定して作動させること
ができる。As shown in FIG. 5, in the fourth embodiment, tungsten, molybdenum, etc. joined to the heat radiation metal plate 10 via the brazing material 165 on the end surface 172 of the package body 170 on the heat radiation metal plate 10 side. A joint pattern 173 is provided as a joint portion of the. Joining pattern 17
The surface of 3 is plated with nickel, gold or the like.
The bonding pattern 173 has a concave portion 17 on the heat dissipation metal plate 10 side.
4 and the convex portion 175. A brazing material 165 is accumulated between the recess 174 and the heat dissipation metal plate 10. That is, the brazing material reservoir 166 is formed between the bonding pattern 173 and the heat dissipation metal plate 10. Therefore, during brazing, the brazing material 165 can be prevented from flowing into the semiconductor element mounting portion 31. As a result, it is possible to prevent the defective joining of the semiconductor elements, and to dissipate the metal plate 10 for heat dissipation.
The semiconductor element can be firmly fixed to the. Therefore, the semiconductor element can be normally and stably operated for a long period of time.
【００４４】以上説明した上記複数の実施例では、銅−
タングステン板１１の上下両面に銅のめっき膜１２およ
び１３を形成したが、本発明では、銅−タングステン板
の片面にのみ銅のめっきを形成してもよいし、モリブデ
ンまたは銅−モリブデンからなる金属板の片面あるいは
両面に銅のめっき膜を形成してもよい。さらに、モリブ
デン、銅−モリブデンまたは銅−タングステンからなる
金属板の片面あるいは両面に銅の溶射膜または銅の印刷
焼成膜を形成してもよいし、モリブデン、銅−モリブデ
ンまたは銅−タングステンからなる金属板の片面あるい
は両面にろう付けにより銅板を接合してもよい。In the above-described embodiments, the copper-
Although the copper plating films 12 and 13 are formed on both upper and lower surfaces of the tungsten plate 11, in the present invention, copper plating may be formed on only one surface of the copper-tungsten plate, or molybdenum or a metal composed of copper-molybdenum. A copper plating film may be formed on one side or both sides of the plate. Further, a sprayed film of copper or a printed and baked film of copper may be formed on one or both sides of a metal plate made of molybdenum, copper-molybdenum or copper-tungsten, or a metal made of molybdenum, copper-molybdenum or copper-tungsten. Copper plates may be joined to one or both sides of the plates by brazing.
【００４５】また上記複数の実施例では、表面実装型の
半導体用パッケージに本発明を適用したが、例えばＰＧ
Ａ(Pin Grid Array)等の挿入型や他の型のパッケージに
本発明を適用してもよい。In the above-described embodiments, the present invention is applied to the surface mount type semiconductor package.
The present invention may be applied to an insertion type package such as A (Pin Grid Array) or another type package.
【００４６】本発明においては、アルミナ製の電子部品
用パッケージに限らず、窒化アルミニウム製、ムライト
製、低温焼成のガラスセラミックス製等あらゆるセラミ
ックス製の電子部品用パッケージに適用可能である。The present invention is not limited to alumina electronic component packages, but can be applied to any ceramic electronic component packages such as aluminum nitride, mullite, and low temperature fired glass ceramics.
【図１】本発明の第１実施例による半導体用パッケージ
を示すものであって、図２のＩ−Ｉ線断面図である。1 is a sectional view taken along the line I-I of FIG. 2, showing a semiconductor package according to a first exemplary embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例による半導体用パッケージ
を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor package according to a first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例による半導体用パッケージ
を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor package according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３実施例による半導体用パッケージ
を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor package according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第４実施例による半導体用パッケージ
を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor package according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】比較例による半導体用パッケージを示す断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a semiconductor package according to a comparative example.
１０ 放熱用金属板
１１ 銅−タングステン板（金属板）
１２、１３ 銅のめっき膜
１５、６５、１１５、１６５ ろう材
１６、６６、１１６、１６６ ろう材溜まり部
２０、７０、１２０、１７０ パッケージ本体（絶縁
枠部材）
２１、１２１ 段差部
２２、７２、１２２，１７２ 端面
２３、７３、１２３、１７３ 接合パターン（接合
部）
３０ 半導体素子（電子部品）
３１ 半導体素子搭載部（電子部品搭載部）
７１ 外周面
１００ 半導体用パッケージ（電子部品用パッケー
ジ）
１７４ 凹部（凹凸部）
１７５ 凸部（凹凸部）10 Heat Dissipation Metal Plate 11 Copper-Tungsten Plate (Metal Plate) 12, 13 Copper Plating Film 15, 65, 115, 165 Brazing Material 16, 66, 116, 166 Brazing Material Reservoir 20, 70, 120, 170 Package Body (Insulating frame member) 21, 121 Step portion 22, 72, 122, 172 End surface 23, 73, 123, 173 Bonding pattern (bonding portion) 30 Semiconductor element (electronic component) 31 Semiconductor element mounting portion (electronic component mounting portion) 71 Outer peripheral surface 100 Semiconductor package (electronic component package) 174 Recessed portion (uneven portion) 175 Convex portion (uneven portion)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−232460（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−331009（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−139439（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-232460 (JP, A) JP-A-9-331009 (JP, A) JP-A-9-139439 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 23/02
Claims (5)
部を上面に有する放熱用金属板と、 前記放熱用金属板の上面に接合され、前記電子部品を収
容するための空間を内側に有する絶縁枠部材と、 前記絶縁枠部材の前記放熱用金属板側の端部に設けら
れ、ろう材により前記放熱用金属板に接合される接合部
と、 前記接合部と前記放熱用金属板との間に形成され、前記
ろう材を溜めるためのろう材溜まり部と、 を備えることを特徴とする電子部品用パッケージ。1. A heat radiating metal plate having an electronic component mounting portion for mounting an electronic component on an upper surface thereof, and a space bonded to the upper surface of the heat radiating metal plate for accommodating the electronic component therein. An insulating frame member, a joint portion provided at an end portion of the insulating frame member on the heat-dissipating metal plate side, and joined to the heat-dissipating metal plate by a brazing material; and the joint portion and the heat-dissipating metal plate. A brazing material accumulating portion formed between the brazing material and a brazing material accumulating portion for accumulating the brazing material, and a package for an electronic component.
熱用金属板側の端面、ならびに前記端面近傍の外周面に
設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子部
品用パッケージ。2. The package for electronic parts according to claim 1, wherein the joint portion is provided on an end surface of the insulating frame member on the side of the heat-dissipating metal plate and an outer peripheral surface near the end surface. .
の端部に段差部を有していることを特徴とする請求項１
または２記載の電子部品用パッケージ。3. The insulating frame member has a step portion at an end portion thereof on the side of the metal plate for heat dissipation.
Alternatively, the electronic component package described in 2.
を特徴とする請求項１、２または３記載の電子部品用パ
ッケージ。4. The electronic component package according to claim 1, wherein the joint portion has an uneven portion.
モリブデン、銅−タングステンから選ばれるいずれかの
金属材料からなる金属板と、前記金属板の片面あるいは
両面に形成される銅のめっき膜、銅の溶射膜、銅の印刷
焼成膜から選ばれるいずれかの銅の膜、または前記金属
板の片面あるいは両面にろう付けにより接合される銅板
とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
項記載の電子部品用パッケージ。5. The heat dissipation metal plate is made of molybdenum or copper.
Any one selected from a metal plate made of any metal material selected from molybdenum and copper-tungsten, and a copper plating film formed on one or both surfaces of the metal plate, a copper sprayed film, and a copper printed and fired film. 5. A copper film according to claim 1 or a copper plate joined by brazing to one side or both sides of the metal plate.
The electronic component package described in the item.
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