JPH01117347A - 半導体用パッケージ - Google Patents
半導体用パッケージInfo
- Publication number
- JPH01117347A JPH01117347A JP27527987A JP27527987A JPH01117347A JP H01117347 A JPH01117347 A JP H01117347A JP 27527987 A JP27527987 A JP 27527987A JP 27527987 A JP27527987 A JP 27527987A JP H01117347 A JPH01117347 A JP H01117347A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- insulating substrate
- thermal expansion
- thermal
- package
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分骨〕
本発明は、内部に半導体素子を実装するための半導体用
パッケージに関する。
パッケージに関する。
従来から、半導体素子の保護実装のために、セラミック
の絶縁基板にセラミックキャップをシールガラスで固着
する半導体用パッケージが広く使用されてきた。
の絶縁基板にセラミックキャップをシールガラスで固着
する半導体用パッケージが広く使用されてきた。
かかる半導体用パッケージの実装組み立ては、セラミッ
ク絶縁基板に半導体素子を塔載した後、半導体素子から
゛のリードをセラミック絶縁基板の周縁部に設けたシー
ルガラスを介して封着し、同時にこのシールガラスでセ
ラミックキャップを固着する工程によっている。
ク絶縁基板に半導体素子を塔載した後、半導体素子から
゛のリードをセラミック絶縁基板の周縁部に設けたシー
ルガラスを介して封着し、同時にこのシールガラスでセ
ラミックキャップを固着する工程によっている。
この半導体用パッケージのセラミック絶縁基板及びセラ
ミックキャップの材料としては、従来からアルミナ（Ａ
／ Ｏ）が一般に用いられてきた。しかしながら、最近
の電子回路の小型化、高速化などにより半導体素子の発
熱が著しく大さくなっているが、セラミック絶縁基板や
セラミックキャップの材料として熱伝導率２０Ｗ／ｍ・
Ｋ程度のＡｌ２Ｏ３を使用していては、熱抵抗の小さな
パッケージを構成できないため半導体素子からの充分な
放熱が得られなくなっている。
ミックキャップの材料としては、従来からアルミナ（Ａ
／ Ｏ）が一般に用いられてきた。しかしながら、最近
の電子回路の小型化、高速化などにより半導体素子の発
熱が著しく大さくなっているが、セラミック絶縁基板や
セラミックキャップの材料として熱伝導率２０Ｗ／ｍ・
Ｋ程度のＡｌ２Ｏ３を使用していては、熱抵抗の小さな
パッケージを構成できないため半導体素子からの充分な
放熱が得られなくなっている。
そこで、パッケージ材料としてＡＩＯ以外の熱伝導率の
高いセラミックが検討され、例えば特開昭６２−４３１
５５号公報や特開昭６２−７１２５１号公報などに示さ
れるように窒化アルミニウム（ＡＩＭ）や炭化珪素（ｓ
ｉａ）などが提案されている。しかし、これらの高熱伝
導率のセラミック材料を用いた半導体用パッケージも、
シールガラス等の他のパッケージ材料との熱膨張率の差
が大きい等の点で信頼性に乏しいという欠点があり、未
だ実用化されていない現状である。
高いセラミックが検討され、例えば特開昭６２−４３１
５５号公報や特開昭６２−７１２５１号公報などに示さ
れるように窒化アルミニウム（ＡＩＭ）や炭化珪素（ｓ
ｉａ）などが提案されている。しかし、これらの高熱伝
導率のセラミック材料を用いた半導体用パッケージも、
シールガラス等の他のパッケージ材料との熱膨張率の差
が大きい等の点で信頼性に乏しいという欠点があり、未
だ実用化されていない現状である。
本発明はかかる従来の事情に鑑み、熱抵抗が充分に小さ
く且つ信頼性の高い半導体用パッケージを提供すること
を目的とする。
く且つ信頼性の高い半導体用パッケージを提供すること
を目的とする。
（問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体用パッケージは、窒化アルミニウムを主
成分とするセラミック絶縁基板と、セラミックフィラー
の周縁部に設けたシールガラスと、シールガラスにより
セラミック絶縁基板に固着されたセラミックキャップと
を具え、セラミック絶縁基板の熱伝導率が７０Ｗ／ｍＫ
以上であり、セラミンク絶縁基板、セラミックキャップ
及びシールガラスの熱膨張率が共に３．５〜５．０Ｘ１
０ であって、自然対流条件下でのパッケージの熱抵
抗が５０Ｃ／Ｗ以下であることを特徴とする。
成分とするセラミック絶縁基板と、セラミックフィラー
の周縁部に設けたシールガラスと、シールガラスにより
セラミック絶縁基板に固着されたセラミックキャップと
を具え、セラミック絶縁基板の熱伝導率が７０Ｗ／ｍＫ
以上であり、セラミンク絶縁基板、セラミックキャップ
及びシールガラスの熱膨張率が共に３．５〜５．０Ｘ１
０ であって、自然対流条件下でのパッケージの熱抵
抗が５０Ｃ／Ｗ以下であることを特徴とする。
従来のＡ４０ セラミック絶縁基板は熱伝導率が２０
Ｗ／ｍ・Ｋ程度である為、自然対流下でのパッケージの
熱抵抗が優にｔｏｏ’ｃ２ｗを超えてしまい、特別な放
熱機構が必要となる。一方、本発明でセラミック絶縁基
板として用いるＡＩＮは熱伝導率がＡ１２ｏ３よりもほ
ぼ一桁大きい。しかし、ＡＩＭの熱伝導率が７０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上であれば特別な放熱機構を必要としないので、
この熱伝導率を有する限り他の物質を含有したＡｊＮで
あってもよい。
Ｗ／ｍ・Ｋ程度である為、自然対流下でのパッケージの
熱抵抗が優にｔｏｏ’ｃ２ｗを超えてしまい、特別な放
熱機構が必要となる。一方、本発明でセラミック絶縁基
板として用いるＡＩＮは熱伝導率がＡ１２ｏ３よりもほ
ぼ一桁大きい。しかし、ＡＩＭの熱伝導率が７０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上であれば特別な放熱機構を必要としないので、
この熱伝導率を有する限り他の物質を含有したＡｊＮで
あってもよい。
セラミックキャップは熱膨張率をセラミック絶縁基板の
ＡＩＮに適合した３、５〜５．０Ｘ１０′の範囲とする
必要があり、熱膨張率がこの範囲よりも大きくても小さ
くてもセラミック絶縁基板との熱膨張率とのミスマツチ
が大きくなる為、ガラス封止時にクラックが発生したり
、熱サイクルテストによる疲労発生が避けられず信頼性
が著しく低下する結果となる。上記範囲の熱膨張率を有
するセラミックとして、ＡＩＮ、 Ｓｉ（：！、 Ｓｉ
Ｎ 及びムライト等があげられる。
ＡＩＮに適合した３、５〜５．０Ｘ１０′の範囲とする
必要があり、熱膨張率がこの範囲よりも大きくても小さ
くてもセラミック絶縁基板との熱膨張率とのミスマツチ
が大きくなる為、ガラス封止時にクラックが発生したり
、熱サイクルテストによる疲労発生が避けられず信頼性
が著しく低下する結果となる。上記範囲の熱膨張率を有
するセラミックとして、ＡＩＮ、 Ｓｉ（：！、 Ｓｉ
Ｎ 及びムライト等があげられる。
又、シールガラスについてもセラミックキャップと同様
の理由で、熱膨張率を３．５〜５．０Ｘ１０ の範囲
とする。かかる熱膨張率を具えたシールガラスとしては
、ＰｂＯ・ＢＯ系低融点ガラスにβスボシュメン、シリ
カ等低膨張のセラミックフィラーを添加したガラス等が
ある。
の理由で、熱膨張率を３．５〜５．０Ｘ１０ の範囲
とする。かかる熱膨張率を具えたシールガラスとしては
、ＰｂＯ・ＢＯ系低融点ガラスにβスボシュメン、シリ
カ等低膨張のセラミックフィラーを添加したガラス等が
ある。
上記のセラミック絶縁基板、セラミックキャップ及びシ
ールガラスで構成するパッケージ全体の熱抵抗は、サイ
ズ等によっても影響を受けるが、自然対流条件下で５０
１７Ｗ以下とする必要がある。
ールガラスで構成するパッケージ全体の熱抵抗は、サイ
ズ等によっても影響を受けるが、自然対流条件下で５０
１７Ｗ以下とする必要がある。
５０Ｃ／Ｗをこえる熱抵抗では、特別な放熱機構を設け
る必要があるからである。
る必要があるからである。
１５朋角で厚さ０．９鴎のＡｊＮセラミック絶縁基板（
熱伝導率１４０ Ｗ／＋ｎ）Ｋ 、熱膨張率４．５Ｘ１
０ ）にキャビティを形成し、このキャビティ内にＡ
ｕメタライズして８１半導体素子をグイポンドした。
熱伝導率１４０ Ｗ／＋ｎ）Ｋ 、熱膨張率４．５Ｘ１
０ ）にキャビティを形成し、このキャビティ内にＡ
ｕメタライズして８１半導体素子をグイポンドした。
組成βスボジュメン含有のＰｂＯ・Ｂ２Ｏ３シールガラ
ス（熱膨張率５． ＯＸ １Ｏ−６）をＡＩＮセラミッ
ク絶縁基板の周縁部に施して通常の４２７０イのリード
フレームを封着すると同時に、上記と同一のｋｔＮから
なるセラミックキャップを固着した。
ス（熱膨張率５． ＯＸ １Ｏ−６）をＡＩＮセラミッ
ク絶縁基板の周縁部に施して通常の４２７０イのリード
フレームを封着すると同時に、上記と同一のｋｔＮから
なるセラミックキャップを固着した。
得られたパッケージの熱抵抗は３０ｔ７Ｗであり、特別
な放熱機構なしで半導体素子温度の上昇を抑制すること
が出来た。
な放熱機構なしで半導体素子温度の上昇を抑制すること
が出来た。
上記と同様にして、熱伝導率が７０〜２６０Ｗ／ｍ・Ｋ
で熱膨張率３．５〜５．０Ｘ１０′のＡＩＮセラミック
絶縁基板と、熱膨張率が３．５〜５．０Ｘ１０−６の範
囲内にある５ｉｎＳＳｉ Ｎ 及びムライト等のセラ
ミツクキヤツプ及びシールガラスを組み合わせて各種の
パッケージを作成したところ、いずれも熱抵抗が５０Ｃ
／Ｗ以下であって信頼性の高いパッケージが得られた。
で熱膨張率３．５〜５．０Ｘ１０′のＡＩＮセラミック
絶縁基板と、熱膨張率が３．５〜５．０Ｘ１０−６の範
囲内にある５ｉｎＳＳｉ Ｎ 及びムライト等のセラ
ミツクキヤツプ及びシールガラスを組み合わせて各種の
パッケージを作成したところ、いずれも熱抵抗が５０Ｃ
／Ｗ以下であって信頼性の高いパッケージが得られた。
本発明によれば、熱抵抗が自然対流条件下で５０Ｃ／ｗ
以下と充分に小さく半導体素子の高集積化による発熱量
増大に充分に対応でき、且つ信頼性の高い半導体用パッ
ケージを提供できる。
以下と充分に小さく半導体素子の高集積化による発熱量
増大に充分に対応でき、且つ信頼性の高い半導体用パッ
ケージを提供できる。
出願人 住友電気工業株式会社
Claims (1)
- （１）窒化アルミニウムを主成分とするセラミック絶縁
基板と、セラミック絶縁基板の周縁部に設けたシールガ
ラスと、シールガラスによりセラミック絶縁基板に固着
されたセラミックキャップとを具えた半導体用パッケー
ジにおいて、セラミック絶縁基板の熱伝導率が７０Ｗ／
ｍ・Ｋ以上であり、セラミック絶縁基板、セラミックキ
ャップ及びシールガラスの熱膨張率が共に３．５〜５．
０×１０＾−＾６であつて、自然対流条件下での熱抵抗
が５０℃／Ｗ以下であることを特徴とする半導体用パッ
ケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27527987A JPH01117347A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 半導体用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27527987A JPH01117347A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 半導体用パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117347A true JPH01117347A (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=17553211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27527987A Pending JPH01117347A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | 半導体用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01117347A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178647A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27527987A patent/JPH01117347A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178647A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
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