JP5091459B2

JP5091459B2 - 高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法

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Publication number: JP5091459B2
Application number: JP2006301028A
Authority: JP
Inventors: 明義小阪田
Original assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Current assignee: Sumitomo Metal SMI Electronics Device Inc
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2026-11-07
Also published as: JP2007243145A

Description

本発明は、ヒートシンク板、絶縁枠体、外部接続端子等で構成される高放熱型電子部品収納用パッケージ、及びその製造方法に関し、より詳細には、キャビティ部のヒートシンク板上面に半導体素子等の電子部品が搭載され、金属板等からなる外部接続端子のワイヤボンドパッド部と電子部品をボンディングワイヤで接続して電気的に導通状態とされ、蓋体で電子部品が気密に封止された後に、ヒートシンク板を金属製基台等、外部接続端子をボード等に半田で接合するのに用いられる高放熱型電子部品収納用パッケージ、及びその製造方法に関する。

図５（Ａ）に示すように、従来から、高放熱型電子部品収納用パッケージ５０には、例えば、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）基地局用等のシリコンや、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の高周波、高出力の半導体素子等の電子部品を収納したりするためのものがある。このような高放熱型電子部品収納用パッケージ５０は、実装される電子部品５１から発生する高温、且つ大量の熱を放熱するためのヒートシンク板５２の一方の主面に、セラミックや、樹脂からなる窓枠形状の絶縁枠体５３が接合されて有している。また、高放熱型電子部品収納用パッケージ５０は、絶縁枠体５３の他方の主面である上面に外部と電気的に導通状態とするための金属板からなる外部接続端子５４が接合されて有している。更に、高放熱型電子部品収納用パッケージ５０の表面に露出する全ての金属部分には、Ｎｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜が形成されている。

高放熱型電子部品収納用パッケージ５０は、ヒートシンク板５２の上面と、絶縁枠体５３の窓枠内周側壁面で形成されるキャビティ部５５のヒートシンク板５２の上面のＡｕめっき被膜面に電子部品５１がＡｕ−Ｓｉろう材等で接合できるようにしている。この接合は、電子部品５１の裏面に形成されているＡｕ蒸着面と、キャビティ部５５のヒートシンク板５２の上面のＡｕめっき被膜面との間にＡｕ−Ｓｉろう材等のろう材を挟み込んで加熱しながら電子部品５１を加圧スクラブして擦り付けることで、強固な接着強度を確保している。そして、キャビティ部５５に収納された電子部品５１は、外部接続端子５４との間をボンディングワイヤ５６で直接接続して電気的導通を形成している。この接続には、ボンディングワイヤ５６の剥がれ等の発生を防止して接続できるように、外部接続端子５４の表面にＡｕめっき被膜が形成されている。なお、この外部接続端子５４には、外部と接続するための端子部と、ボンディングワイヤ５６を接続するためのワイヤボンドパッド部が兼ね備えて設けられている。高放熱型電子部品収納用パッケージ５０には、電子部品５１がキャビティ部５５内に実装された後、樹脂や、セラミックや、金属等からなる蓋体５７が絶縁枠体５３の上面に樹脂や、ガラス等の絶縁性接着材５８で接合されて、電子部品５１がキャビティ部５５内で気密に封止される。

そして、図５（Ｂ）に示すように、電子部品５１が収納された高放熱型電子部品収納用パッケージ５０は、外部接続端子５４の端子部下面のＡｕめっき被膜面が配線回路パターンの施された基板ボード５９等に半田６０で接合される。この接合は、半田６０中のＳｎがＡｕめっき被膜層に固溶してＡｕ−Ｓｎ合金層を形成することで、強固な半田付け性を確保している。また、電子部品５１が収納された高放熱型電子部品収納用パッケージ５０は、ヒートシンク板５２の長手方向両端部に設けられている取付部６１（図５（Ａ）参照）で放熱性の向上を兼ねる金属製からなる基台６２にねじ６３（図５（Ａ）参照）でねじ止めする、及び／又は、ヒートシンク板５２下面のＡｕめっき被膜面を基台６２に半田６０で接合している。なお、電子部品５１が収納された高放熱型電子部品収納用パッケージ５０は、ヒートシンク板５２下面のＡｕめっき被膜面と、基台６２との間をできるだけ密接させることで熱伝導性を向上させて放熱性を向上させることができるので、ヒートシンク板５２の下面を半田６０で接合すると共に、ヒートシンク板５２の取付部６１で基台６２にねじ６３でねじ止めすることが好ましいとされている。

通常、高放熱型電子部品収納用パッケージ５０のＡｕめっき被膜の厚さには、電子部品５１が接合される所で、加圧スクラブ不良等の発生を防止して接合させることができる接合信頼性に必要な厚さが求められている。また、Ａｕめっき被膜の厚さには、ボンディングワイヤ５６が接続される所で、Ａｕからなるボンディングワイヤ５６の剥がれ等の発生を防止して接続させることができる接続信頼性に必要な厚さが求められている。更に、Ａｕめっき被膜の厚さには、半田６０で接合する所で、半田６０中のＳｎがＡｕめっき被膜層に固溶しすぎてＡｕが消失する、所謂、半田６０のＡｕ食われでの接合強度の低下や、クラック等の発生を防止して接合させることができる接合信頼性に必要な厚さが求められている。従って、高放熱型電子部品収納用パッケージ５０のＡｕめっき被膜の厚さは、これらの全てを許容できる適当な範囲の中で満足させることができる厚さとなっている。

従来のセラミック基板には、基板ボード等に半田で接合するための接合部に、セラミック基板の表面に下地導体層を設け、その上にＮｉめっき被膜、Ａｕめっき被膜、再度Ｎｉめっき被膜を形成し、この上に更に半田めっき被膜を形成し、半田での接合時の半田中のＳｎがＡｕめっき被膜に固溶しすぎるのを防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、従来の窒化アルミニウムからなるセラミック基板には、電子部品を半田で実装するためのタングステン、Ｎｉめっき被膜、及びＡｕめっき被膜からなる領域部以外をレジストで覆って、電子部品の半田での接合時の半田中のＳｎが実装するための領域部以外にまで固溶が広がるのを防止することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３３３９９６４号公報特開平９−２１３７３０号公報

しかしながら、前述したような従来の高放熱型電子部品収納用パッケージ及びその製造方法は、次のような問題がある。
（１）シリコンや、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の高周波、高出力の半導体素子等の電子部品を収納し、ＲＦ基地局用等に使用する高放熱型電子部品収納用パッケージは、電子部品の更なる高周波、高出力化や、過酷な環境条件の下での使用範囲の更なる拡大等によって、電子部品の接合信頼性と、半田の接合信頼性の両者の信頼性を同時に向上させて満足させることが求められている。しかしながら、それぞれの接合信頼性の向上は、電子部品の接合においては被接合側に比較的Ａｕ厚さの厚いもの、半田の接合においては被接合側に比較的Ａｕ厚さの薄いものを用いることが有効となるが、中間的なＡｕ厚さでは、両者の接合信頼性を同時に向上させることに限界が発生している。
（２）特許第３３３９９６４号公報や、特開平９−２１３７３０号公報で開示されるような形態での高放熱型電子部品収納用パッケージの場合では、ボンディングワイヤを接続する部分の剥がれ等の発生を防止するために厚いＡｕめっき被膜を形成するので、半田接合される外部接続端子の端子部となる部分にも厚さの厚いＡｕめっき被膜を形成することとなり、Ａｕの使用量が増加して高放熱型電子部品収納用パッケージのコストアップとなっている。また、特開平９−２１３７３０号公報で開示されるよう形態での高放熱型電子部品収納用パッケージの場合では、外部接続端子の端子部となる部分に厚さの厚いＡｕめっき被膜を形成し、直接、半田で接合することとなるので、半田のＡｕ食われによる接合強度の低下や、クラック等の発生があり、接合信頼性を向上させることが難しい。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、電子部品の接合信頼性と、半田の接合信頼性の両者の接合信頼性と、ボンディングワイヤの接続信頼性を同時に向上させて満足させることができる安価な高放熱型電子部品収納用パッケージ及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法は、ヒートシンク板の上面に窓枠形状からなる絶縁枠体を接合すると共に、絶縁枠体の上面に外部接続端子を接合し、ヒートシンク板の上面と絶縁枠体の内周側壁面で電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装するためのキャビティ部を設ける高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法において、ヒートシンク板、及び外部接続端子を含む外部に露出する金属表面に、Ｎｉめっき被膜及びＡｕめっき被膜を形成する工程と、電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する前のキャビティ部のヒートシンク板の上面に設けるＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を載置すると共に、Ａｕ箔を加熱しながら圧着してＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を接合する工程を有する。

前記目的に沿う本発明に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法は、ヒートシンク板の上面に窓枠形状からなる絶縁枠体を接合すると共に、絶縁枠体の上面に外部接続端子を接合し、ヒートシンク板の上面と絶縁枠体の内周側壁面で電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装するためのキャビティ部を設ける高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法において、ヒートシンク板、及び外部接続端子を含む外部に露出する金属表面にＮｉめっき被膜とこの上にＰｄめっき被膜を形成し、更にこの上にＡｕめっき被膜を形成する工程と、電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する前のキャビティ部のヒートシンク板の上面に設けるＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を載置すると共に、Ａｕ箔を加熱しながら圧着してＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を接合する工程を有する。

請求項３記載の高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法は、ヒートシンク板、及び外部接続端子を含む外部に露出する金属表面に、Ｎｉめっき被膜及びＡｕめっき被膜を形成する工程と、電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する前のキャビティ部のヒートシンク板の上面に設けるＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を載置すると共に、Ａｕ箔を加熱しながら圧着してＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を接合する工程を有するので、外部に露出する金属表面には、Ｎｉめっき被膜、及び比較的薄いＡｕめっき被膜を形成でき、キャビティ部のヒートシンク板の上面には、比較的薄いＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を接合してＡｕ厚さを厚くしてＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する電子部品の接合信頼性を満足させることができ、半田接合部分のＡｕめっき被膜厚さを比較的薄くして半田の接合信頼性を満足させると共に、ボンディングワイヤを接続する部分の許容できるＡｕめっき被膜の厚さでワイヤ剥がれ等の発生を防止することができ、しかも全体のＡｕめっき被膜の厚さを比較的薄くできて安価なパッケージとすることができる高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法を提供できる。

請求項４記載の高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法は、ヒートシンク板、及び外部接続端子を含む外部に露出する金属表面にＮｉめっき被膜とこの上にＰｄめっき被膜を形成し、更にこの上にＡｕめっき被膜を形成する工程と、電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する前のキャビティ部のヒートシンク板の上面に設けるＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を載置すると共に、Ａｕ箔を加熱しながら圧着してＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を接合する工程を有するので、外部に露出する金属表面には、Ｎｉめっき被膜、この上にＰｄめっき被膜を設けることで、薄いＡｕめっき被膜が形成でき、キャビティ部のヒートシンク板の上面には、薄いＡｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を接合してＡｕ厚さを厚くでき、Ａｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する電子部品の接合信頼性と、半田接合部分のＡｕめっき被膜厚さを薄くして半田の接合信頼性の両者を同時に満足させると共に、ボンディングワイヤを接続する部分のＰｄめっき被膜の上面に形成するＡｕめっき被膜とで許容できる厚さのＡｕめっき被膜でワイヤ剥がれ等の発生を防止することができ、しかも全体のＡｕめっき被膜の厚さを薄くして安価なパッケージとすることができる高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法を提供できる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第１の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線拡大縦断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第２の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線拡大縦断面図、図３（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ第１の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図、図４（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ第２の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図である。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、実装される電子部品１１から発生する高温、且つ大量の熱を放熱するための高放熱特性を有する略長方形板状の金属板からなるヒートシンク板１２の上面に、窓枠形状からなる絶縁枠体１３を接合して有している。この絶縁枠体１３には、電気絶縁性の高い、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックが用いられている。あるいは、絶縁枠体１３には、図示しないが、例えば、ＢＴ樹脂（ビスマレイミドトリアジンを主成分とする樹脂）や、ポリイミド等からなる樹脂が用いられている。また、ヒートシンク板１２には、絶縁枠体１３と熱膨張係数が近似し、ポーラス状からなるタングステンに熱伝導性に優れる銅を含浸させたりして作製されるＣｕ−Ｗ複合金属板や、銅とモリブデンからなるＣｕ−Ｍｏ複合金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ系金属板の両面に銅板をクラッドしたＣｕ／Ｃｕ−Ｍｏ／Ｃｕ接合金属板等が用いられている。

上記の高放熱型電子部品収納用パッケージ１０には、電子部品１１を載置して接合するためのヒートシンク板１２の上面と、電子部品１１を囲繞するための絶縁枠体１３の内周側壁面とで電子部品１１を実装するためのキャビティ部１４が設けられている。このキャビティ部１４は、セラミックからなる絶縁枠体１３の場合に、その下面となる窓枠形状の一方の主面にタングステンや、モリブデン等の導体金属で形成されたメタライズ膜１５が設けられ、更にその上にＮｉや、Ｎｉ−Ｃｏ等の第１のＮｉめっき被膜１６が施された絶縁枠体１３がヒートシンク板１２の上面との間にＡｇ−Ｃｕろう等のろう材１７を介して加熱してろう付け接合されることで形成されている。また、樹脂からなる絶縁枠体１３の場合には、図示しないが、例えば、シリコーン系接着樹脂や、オレフィン系接着樹脂や、ポリイミド系接着樹脂等の耐熱性のある接着樹脂を介して接合されることで形成されている。

セラミックからなる絶縁枠体１３の上面となる窓枠形状の他方の主面には、タングステンや、モリブデン等の導体金属パターンからなるメタライズ膜１５ａが形成され、更にその上にＮｉや、Ｎｉ−Ｃｏ等の第１のＮｉめっき被膜１６が施されている。この絶縁枠体１３の第１のＮｉめっき被膜１６が施されたメタライズ膜１５ａの上面には、ＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等の金属板からなる外部接続端子１８が間にＡｇ−Ｃｕろう等のろう材１７を介して加熱してろう付け接合されている。この外部接続端子１８には、電子部品１１とボンディングワイヤ１９を介して直接接続して電気的に導通状態とするためのワイヤボンドパッド部と、外部と電気的に導通状態とするための端子部が設けられ、外部接続端子１８が２つの役目を行うことができるようになっている。そして、この外部接続端子１８を含む高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の表面に露出する全ての金属部分には、Ｎｉや、Ｎｉ−Ｃｏ等からなる第２のＮｉめっき被膜２０、更に、この上にＡｕめっき被膜２１が形成されて有している。また、樹脂からなる絶縁枠体１３の場合には、その上面となる窓枠形状の他方の主面に、図示しないが、外部接続端子１８が間に、例えば、シリコーン系接着樹脂や、オレフィン系接着樹脂や、ポリイミド系接着樹脂等の耐熱性のある接着樹脂を介して接合されている。そして、この外部接続端子１８を含むパッケージの表面に露出する全ての金属部分には、Ｎｉや、Ｎｉ−Ｃｏ等からなる第２のＮｉめっき被膜２０、更に、この上にＡｕめっき被膜２１が形成されて有している。

高放熱型電子部品収納用パッケージ１０のキャビティ部１４のヒートシンク板１２の上面には、そこに形成されたＡｕめっき被膜２１を介して接合されたＡｕ箔２２を有している。このＡｕ箔２２は、厚さを特に限定するものではないが、接合する時の取り扱いが容易な程度であればよい。

この高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、キャビティ部１４のＡｕ箔２２上面に電子部品１１を搭載し、電子部品１１と外部接続端子１８間をボンディングワイヤ１９で接続して電気的導通を形成した後、キャビティ部１４を蓋体２３で中空状態の気密に封止することで、例えば、ＲＦ基地局用等デバイスとしている。そして、電子部品１１が実装された高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、外部と電気的に導通状態とするために外部接続端子１８をボード２４等に形成された配線パターンに半田２５で接合するようになっている。また、電子部品１１が実装された高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、ヒートシンク板１２の下面を金属ブロック２６に半田２５で接合すると共に、場合によって、ねじ等で金属ブロック２６にねじ止め（図示せず）している。

上記の高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、キャビティ部１４のヒートシンク板１２上面のＡｕめっき被膜２１に接合されたＡｕ箔２２によって、電子部品１１を接合するための部位だけのＡｕ厚さを厚くすることができるので、電子部品のダイアタッチ性を向上でき、電子部品１１との接合信頼性を向上させることができる。これと共に、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、半田２５との接合部である外部接続端子１８の端子部や、ヒートシンク板１２の下面をめっき被膜形成時のコントロールで適正な厚さのＡｕめっき被膜２１を形成することができるので、半田２５中のＳｎのＡｕめっき被膜２１層への固溶しすぎを防止して、所謂、半田２５のＡｕ食われを防止することができ、接合強度の低下や、接合部のクラック等の発生を防止してそれぞれの接合部の接合信頼性を向上させることができる。

なお、上記の高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、キャビティ部１４のヒートシンク板１２の上面に形成されたＡｕめっき被膜２１が下地めっき被膜として、Ｎｉや、Ｎｉ−Ｃｏ等からなる第２のＮｉめっき被膜２０を有し、最上層となるＡｕめっき被膜２１を介して接合されるＡｕ箔２２を有していることで説明した。しかしながら、上記の高放熱型電子部品収納用パッケージ１０は、キャビティ部１４のヒートシンク板１２の上面に形成されたＡｕめっき被膜２１が下地めっき被膜として、第２のＮｉめっき被膜２０とこの上にＰｄめっき被膜２７（図２（Ａ）、（Ｂ）参照）を有し、最上層となるＡｕめっき被膜２１を介して接合されるＡｕ箔２２を有することもできる。このＰｄめっき被膜２７は、Ａｕめっき被膜２１と同様にＮｉめっき被膜の酸化を防止できるので、キャビティ部１４のヒートシンク板１２の上面に形成されるＡｕめっき被膜２１の厚さを薄くすることができる。

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第２の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、実装される電子部品１１からの熱を放熱するためのヒートシンク板１２の上面に、絶縁枠体１３を接合して有している。そして、絶縁枠体１３には、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ等のセラミックや、ＢＴ樹脂、ポリイミド等の樹脂が用いられ、ヒートシンク板１２には、例えば、Ｃｕ−Ｗ複合金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ複合金属板や、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ／Ｃｕ接合金属板等が用いられている。また、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、絶縁枠体１３の上面に外部接続端子１８接合して有している。これにより、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、ヒートシンク板１２、絶縁枠体１３、及び外部接続端子１８の接合体２８として形成されている。そして、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａには、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、ヒートシンク板１２の上面と、絶縁枠体１３の内周側壁面とで電子部品１１を実装するためのキャビティ部１４が設けられている。

上記の接合体２８を形成するための絶縁枠体１３と、外部接続端子１８の接合は、外部接続端子１８がＫＶや、４２アロイ等の金属板からなり、絶縁枠体１３がセラミックからなるの場合には、絶縁枠体１３の上面となる窓枠形状の他方の主面に、タングステンや、モリブデン等のメタライズ膜１５ａが形成され、更にその上に第１のＮｉめっき被膜１６が施され、間にＡｇ−Ｃｕろう等のろう材１７を介して加熱してろう付け接合されている。また、キャビティ部１４となるヒートシンク板１２と、絶縁枠体１３の接合は、絶縁枠体１３がセラミックからなるの場合には、その下面となる一方の主面にタングステンや、モリブデン等でメタライズ膜１５が設けられ、更にその上に第１のＮｉめっき被膜１６が施され、間にＡｇ−Ｃｕろう等のろう材１７を介して加熱してろう付け接合されることで形成されている。なお、接合体２８を形成するためのそれぞれの接合は、絶縁枠体１３が樹脂からなる場合には、図示しないが、例えば、シリコーン系接着樹脂や、オレフィン系接着樹脂や、ポリイミド系接着樹脂等の耐熱性のある接着樹脂をそれぞれの間に介して接合することで形成されている。

上記の高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、接合体２８の外部に露出する全ての金属部分の上面に、Ｎｉや、Ｎｉ−Ｃｏ等からなる第２のＮｉめっき被膜２０と、この上にＰｄめっき被膜２７を有すると共に、このＰｄめっき被膜２７の上にＡｕめっき被膜２１を有している。しかも、この高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、キャビティ部１４のヒートシンク板１２の上面に形成されたＡｕめっき被膜２１を介して接合されたＡｕ箔２２を有している。このＡｕ箔２２は、厚さを特に限定するものではないが、接合する時の取り扱いが容易な程度であればよい。

この高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、キャビティ部１４のＡｕ箔２２上面に電子部品１１を搭載し、電子部品１１と外部接続端子１８間をボンディングワイヤ１９で接続して電気的導通を形成した後、キャビティ部１４を蓋体２３で中空状態の気密に封止することで、例えば、ＲＦ基地局用等デバイスとしている。そして、電子部品１１が実装された高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、外部と電気的に導通状態とするために外部接続端子１８をボード２４等に形成された配線パターンに半田２５で接合するようになっている。また、電子部品１１が実装された高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、ヒートシンク板１２の下面を金属ブロック２６に半田２５で接合すると共に、場合によって、ねじ等で金属ブロック２６にねじ止め（図示せず）している。

上記の高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、第２のＮｉめっき被膜２０と、Ａｕめっき被膜２１の間にＰｄめっき被膜２７を挟むことで、Ａｕめっき被膜２１の厚さを比較的薄くすることができるので、パッケージのコストダウンができる。また、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、キャビティ部１４のヒートシンク板１２上面のＡｕめっき被膜２１に接合されたＡｕ箔２２によって、電子部品１１を接合するための部位だけのＡｕ厚さを厚くすることができるので、電子部品のダイアタッチ性を向上でき、電子部品１１との接合信頼性を向上させることができる。これと共に、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａは、半田２５との接合部である外部接続端子１８の端子部や、ヒートシンク板１２の下面をＰｄめっき被膜２７と、Ａｕめっき被膜２１の組み合わせで比較的薄くコントロールする適正な厚さのＡｕめっき被膜２１を形成することができるので、半田２５中のＳｎのＡｕめっき被膜２１層への固溶しすぎを防止して、所謂、半田２５のＡｕ食われを防止することができ、接合強度の低下や、接合部のクラック等の発生を防止してそれぞれの接合部の接合信頼性を向上させることができる。なお、外部接続端子１８の端子部は、ボンディングワイヤ１９の接続部でもあるが、Ａｕめっき被膜２１の厚さがボンディング性に影響がでる程の薄さではないので、接続信頼性を低下させることはない。

次いで、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら、第１の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の製造方法を説明する。なお、ここでは、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０を構成する絶縁基体１３には、セラミックを用いる場合について説明する。
図３（Ａ）に示すように、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０（図３（Ｄ）参照）を構成するための略矩形状のヒートシンク板１２には、セラミックと熱膨張係数が近似し、ポーラス状からなるタングステン（Ｗ）に熱伝導性に優れる銅（Ｃｕ）を含浸させたりして作製されるＣｕ−Ｗ複合金属板や、銅とモリブデン（Ｍｏ）からなるＣｕ−Ｍｏ複合金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ系金属板の両面に銅板をクラッドしたＣｕ／Ｃｕ−Ｍｏ／Ｃｕ接合金属板等を準備している。なお、ヒートシンク板１２には、必要に応じて、Ｎｉめっき浴中で通電する電解Ｎｉめっき法で、表面に露出する全ての部分に第１のＮｉめっき被膜１６を形成する場合がある。

高放熱型電子部品収納用パッケージ１０を構成するための窓枠形状の絶縁枠体１３には、電気絶縁性の高い、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックグリーンシートを準備している。このセラミックグリーンシートには、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属からなる導体ペーストで両面の必要部分に導体パターンをスクリーン印刷し、窓枠形状の内周部を金型等で打ち抜いて形成している。そして、セラミックグリーンシートと高融点金属は、還元雰囲気中の炉で焼成して、両面の必要部分にメタライズ膜１５、１５ａを有する絶縁枠体１３としている。更に、この絶縁枠体１３には、メタライズ膜１５、１５ａの表面にＮｉめっき浴中で通電する電解Ｎｉめっき法で、第１のＮｉめっき被膜１６を形成している。

高放熱型電子部品収納用パッケージ１０を構成するためのリードフレーム状の外部接続端子１８は、熱膨張係数がセラミックと比較的近似するＫＶ（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、商品名「Ｋｏｖａｒ（コバール）」）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等の金属板を所定の形状に打ち抜いて準備している。

次に、図３（Ｂ）に示すように、ヒートシンク板１２と絶縁枠体１３は、ヒートシンク板１２の上面と、絶縁枠体１３の下面との間に、Ａｇ−Ｃｕろう等からなるろう材１７を挟み込んで加熱してろう付け接合している。また、絶縁枠体１３と外部接続端子１８は、絶縁枠体１３の上面と、外部接続端子１８の下面との間に、Ａｇ−Ｃｕろう等からなるろう材１７を挟み込んで加熱してろう付け接合している。なお、この接合は、それぞれを別々に行ってもよく、あるいは、同時に行ってもよい。この接合によって、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０には、ヒートシンク板１２の上面と、絶縁枠体１３の内周側壁面で電子部品１１を実装するためのキャビティ部１４を設けている。

次に、図３（Ｃ）に示すように、ヒートシンク板１２と外部接続端子１８を含む外部に露出する全ての金属表面には、Ｎｉめっき浴中で通電する電解Ｎｉめっき法で、第２のＮｉめっき被膜２０を形成している。そして、更に、この第２のＮｉめっき被膜２０の上面には、Ａｕめっき浴中で通電する電解Ａｕめっき法で、Ａｕめっき被膜２１を形成している。

次に、図３（Ｄ）に示すように、キャビティ部１４のヒートシンク板１２の上面に設けられたＡｕめっき被膜２１の上面には、例えば、耐熱性のある保護シートに貼り付けたＡｕ箔２２を保護シートを上側にして載置し、押圧体で保護シート側から加熱しながら押圧した後、保護シートを剥離することで、Ａｕ箔２２を圧着接合している。この製造方法では、キャビティ部１４のヒートシンク板１２上の第２のＮｉめっき被膜２０及びＡｕめっき被膜２１上にＡｕ箔２２を接合することで、Ａｕ厚さを他の部分の第２のＮｉめっき被膜２０及びＡｕめっき被膜２１のＡｕ厚さより厚くできる高放熱型電子部品収納用パッケージ１０を容易に作製することができる。

次いで、図４（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら、第２の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａの製造方法を説明する。なお、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａを構成する絶縁基体１３には、セラミックを用いる場合について説明する。
図４（Ａ）に示すように、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａ（図４（Ｄ）参照）を構成するためのヒートシンク板１２には、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、セラミックと熱膨張係数が近似するＣｕ−Ｗ複合金属板や、Ｃｕ−Ｍｏ複合金属板や、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ／Ｃｕ接合金属板等を準備している。なお、ヒートシンク板１２には、必要に応じて、Ｎｉめっき浴中で通電する電解Ｎｉめっき法で、表面に露出する全ての部分に第１のＮｉめっき被膜１６を形成する場合がある。

高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａを構成するための絶縁枠体１３には、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、Ａｌ_２Ｏ_３や、ＡｌＮ等のセラミックグリーンシートを準備している。このセラミックグリーンシートには、Ｗや、Ｍｏ等の高融点金属からなる導体ペーストで両面の必要部分に導体パターンをスクリーン印刷し、窓枠形状の内周部を金型等で打ち抜いて形成している。そして、セラミックグリーンシートと高融点金属は、還元雰囲気中の炉で焼成して、両面の必要部分にメタライズ膜１５、１５ａを有する絶縁枠体１３としている。更に、この絶縁枠体１３には、メタライズ膜１５、１５ａの表面にＮｉめっき浴中で通電する電解Ｎｉめっき法で、第１のＮｉめっき被膜１６を形成している。

高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａを構成するための外部接続端子１８は、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、熱膨張係数がセラミックと比較的近似するＫＶや、４２アロイ等の金属板を所定の形状に打ち抜いて準備している。

次に、図４（Ｂ）に示すように、ヒートシンク板１２と絶縁枠体１３は、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０の場合と同様に、間に、Ａｇ−Ｃｕろう等からなるろう材１７を挟み込んで加熱してろう付け接合している。また、絶縁枠体１３と外部接続端子１８は、間に、Ａｇ−Ｃｕろう等からなるろう材１７を挟み込んで加熱してろう付け接合している。なお、この接合は、それぞれを別々に行ってもよく、あるいは、同時に行ってもよい。この接合によって、高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａには、ヒートシンク板１２の上面と、絶縁枠体１３の内周側壁面で電子部品１１を実装するためのキャビティ部１４を設けている。

次に、図４（Ｃ）に示すように、ヒートシンク板１２と外部接続端子１８を含む外部に露出する全ての金属表面には、Ｎｉめっき浴中で通電する電解Ｎｉめっき法で、第２のＮｉめっき被膜２０を形成している。更に、この第２のＮｉめっき被膜２０の上面には、Ｐｄめっき浴中で通電する電解Ｐｄめっき法で、Ｐｄめっき被膜２７を形成している。そして、Ｐｄめっき被膜２７の上面には、Ａｕめっき浴中で通電する電解Ａｕめっき法で、Ａｕめっき被膜２１を形成している。

次に、図４（Ｄ）に示すように、キャビティ部１４のヒートシンク板１２の上面に設けられたＡｕめっき被膜２１の上面には、Ａｕ箔２２を加熱しながら圧着して接合している。この高放熱型電子部品収納用パッケージ１０ａの製造方法では、パッケージ全体を第２のＮｉめっき被膜２０、Ｐｄめっき被膜２７、及びＡｕめっき被膜２１としてパッケージ全体のＡｕめっき被膜２１の厚さを薄くした上に、キャビティ部１４のヒートシンク板１２上にＡｕ箔２２を接合することで、Ａｕ厚さを他の部分の第２のＮｉめっき被膜２０、Ｐｄめっき被膜２７、及びＡｕめっき被膜２１のＡｕ厚さより厚くできる高放熱型電子部品収納用パッケージ１０を容易に作製することができる。

本発明の高放熱型電子部品収納用パッケージ及びその製造方法は、シリコンや、ガリウム砒素電界効果トランジスタ等の高周波、高出力の半導体素子等の電子部品を実装させて、例えば、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）基地局用等の電子装置とするのに、及びこれを作製するのに用いることができる。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第１の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの平面図、Ａ−Ａ’線拡大縦断面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第２の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの平面図、Ｂ−Ｂ’線拡大縦断面図である。（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ第１の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図である。（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ第２の発明の一実施の形態に係る高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法の説明図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来の高放熱型電子部品収納用パッケージの斜視説明図、Ｂ−Ｂ’線拡大縦断面図である。

符号の説明

１０：高放熱型電子部品収納用パッケージ、１１：電子部品、１２：ヒートシンク板、１３：絶縁枠体、１４：キャビティ部、１５、１５ａ：メタライズ膜、１６：第１のＮｉめっき被膜、１７：ろう材、１８：外部接続端子、１９：ボンディングワイヤ、２０：第２のＮｉめっき被膜、２１：Ａｕめっき被膜、２２：Ａｕ箔、２３：蓋体、２４：ボード、２５：半田、２６：金属ブロック、２７：Ｐｄめっき被膜、２８：接合体

Claims

ヒートシンク板の上面に窓枠形状からなる絶縁枠体を接合すると共に、前記絶縁枠体の上面に外部接続端子を接合し、前記ヒートシンク板の上面と前記絶縁枠体の内周側壁面で電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装するためのキャビティ部を設ける高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法において、
前記ヒートシンク板、及び前記外部接続端子を含む外部に露出する金属表面にＮｉめっき被膜及びＡｕめっき被膜を形成する工程と、
前記電子部品を前記Ａｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する前の前記キャビティ部の前記ヒートシンク板の上面に設ける前記Ａｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を載置すると共に、前記Ａｕ箔を加熱しながら圧着して前記Ａｕめっき被膜の上面に前記Ａｕ箔を接合する工程を有することを特徴とする高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法。
ヒートシンク板の上面に窓枠形状からなる絶縁枠体を接合すると共に、前記絶縁枠体の上面に外部接続端子を接合し、前記ヒートシンク板の上面と前記絶縁枠体の内周側壁面で電子部品をＡｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装するためのキャビティ部を設ける高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法において、
前記ヒートシンク板、及び前記外部接続端子を含む外部に露出する金属表面にＮｉめっき被膜とこの上にＰｄめっき被膜を形成し、更にこの上にＡｕめっき被膜を形成する工程と、
前記電子部品を前記Ａｕ−Ｓｉろう材で接着させて実装する前の前記キャビティ部の前記ヒートシンク板の上面に設ける前記Ａｕめっき被膜の上面にＡｕ箔を載置すると共に、前記Ａｕ箔を加熱しながら圧着して前記Ａｕめっき被膜の上面に前記Ａｕ箔を接合する工程を有することを特徴とする高放熱型電子部品収納用パッケージの製造方法。