JPH01278057A - フラット型半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は基体の少なくとも片面に半導体素子を取付け、
外部端子をロウ材により前記基体に接続固定し、前記外
部端子を半導体素子取付は面と実質的に平行に配置した
構造のフラット型半導体装置に関する。

［従来の技術］ 従来、フラット型半導体装置の基体と、その外部端子と
の間のロウ材による接着は、この基体の縁部に設けられ
た外部端子ロウ材用パターンと、このパターンと平行に
配置された外部端子との間で行なわれていた。

第３図（ａ）、（ｂ）は従来のフラット型半導体装置を
示す夫々一部所面図及び一部平面図である。フラット型
半導体装置の基体５としては、通常人ρ２０３系セラミ
ックの板材が使用されている。

基体５の表面及び内部には、Ｗを主成分としたメタライ
ズを印刷することにより、金属パターン４を形成しであ
る（図中、表面の金属パターンのみ図示する）、なお、
印刷後、セラミックを焼成することにより、メタライズ
からなる金属パターン４がセラミックからなる基体５に
焼付けられる。

次に、基体５表面の金属パターン４にＮｉめっきを施し
てＮｉめつき層３を形成し、外部端子１をＡ　ｇ　／　
Ｃｕ等の金属ロウ材２により基体５の表面に設けた外部
端子ロウ付パターン４に接着する。

外部端子１は、−船釣に４２合金（Ｎｉ；４２重量％、
Ｆｅ；残部）又はコバール（Ｆｅ−Ｎｉ　−Ｃｏ系合金
）等の板材をプレスやエツチング等で加工することによ
り形成されている。

［発明が解決しようとする課題］ 而して、基体５と外部端子１との間のロウ材に際しては
、外部端子１の引張り強度の確保が重要である。

外部端子１の引張り強度とは、基体５を機械的に固定し
、一定速度で外部端子１を剥離方向く第３図（ａ）に矢
印Ａにて示す方向）に引張った場合の機械的破壊強度を
いう。その破壊モードには２種類あり、１つは外部端子
自体が切断される場合と、基体とのロウ付部から外部端
子が剥離する場合とがある。

セラミック製フラット型半導体装置の外部端子引張り強
度試験における破壊モードは、通常、剥離によるもので
あり、その剥離強度は外部端子自体の切断強度の約１／
１０乃至１／４である。このように剥離強度が低いのは
、外部端子１とＡｇ／　Ｃｕロウ材２との密着強度と、
外部端子１自体の切断強度との差に起因するというより
も、外部端子１と基体５との間のロウ付部の構造に起因
する。つまり、第３図（ａ）において、外部端子剥離方
向（Ａ方向）に外部端子１を引張った場合、その応力が
外部端子１と基体５との間のロウ付部の最外部（Ｂ部）
に集中するためである。

近時、半導体装置は実装密度を上げるため、小型化と外
部端子の増加とが図られており、このため、フラット型
半導体装置においては、外部端子相互間の間隔が狭くな
ると共に、外部端子１の幅自体も狭くなる傾向にある。

その結果、外部端子１の引張り強度も低下する。例えば
、外部端子間距離が１．２７ｍｍのフラット型半導体装
置では、最低１．０ｋｇの引張り強度を有しているのに
対し、外部端子間距離が０．５３５ｍｍのフラット型半
導体装置では、最低“引張り強度が０．１５ｋｇと低下
するため、実装時の取扱い等により、外部端子１が剥離
する虞がある。このため、フラット型半導体装置はその
取扱い上の制約が多く、外部端子の剥離が信頼性保証上
の重要な問題点になっている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
外部端子の引張り強度が高く、取扱い性及び信頼性が向
上したフラット型半導体装置を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るフラット型半導体装置は、半導体素子が取
付けられた基体と、この基体における半導体素子取付面
に実質的に平行に配置される外部端子とを有し、この外
部端子の先端を前記基体の所定位置に接続してなるフラ
ット型半導体装置において、前記基体は前記所定位置に
形成した凹所を有し、前記外部端子の先端は前記基体側
に向けて折曲げられて前記凹所内に挿入され、この凹所
内にロウ材を埋込むことにより前記基体に接続固定され
ていることを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、半導体素子が取付けられた基体面に
実質的に平行の外部端子を、その先端を基体側に向けて
折曲げ、基体に設けた凹所内に挿入しである。そして、
この外部端子の先端部を前記凹所内にロウ材を埋込むこ
とにより前記基体に固定しである。これにより、外部端
子は強固に基体に固定される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具
体的に説明する。

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例に係るフラット型
半導体装置を示す部分断面図、第１図（ｂ）は同じくそ
の部分平面図である。

例えば、アルミナ（ＡＪｌｚＯ３）を主成分とするセラ
ミック製基体５の所定の外部端子接続位置には、円柱状
の凹所６が形成されている。この凹所６の底面及び周壁
にはタングステン（Ｗ）を主成分とするメタライズ層４
が形成されている。このメタライズ層４は印刷形成した
後焼成することにより、凹所６の底面及び周壁に焼き付
けられている。また、基体５の表面及び内部には同様に
Ｗメタライズ層（図示せず）がパターン形成されており
、このパターンにより基体５に取付けられた半導体素子
（図示せず）と凹所６内のメタライズ層４とが接続され
ている。

メタライズＭ４の上には、Ｎｉめっき層３が２乃至４μ
ｍの厚さで形成されている。外部端子１は、例えば、コ
バールからなる帯状体であり、その先端部１ａは幅が若
干狭くなっている。そして、この外部端子１は基体１の
凹所６が形成された面に平行に配置されており、外部端
子１の先端部１ａは基体５に向けて若干折曲っている。

そして、この折曲った外部端子１の先端部１ａは凹所６
内に挿入され、凹所６内に埋込まれたロウ材２に囲まれ
ていて、このロウ材２により基体５の凹所６内に固定さ
れている。

この外部端子１の先端部１ａをロウ材２内に埋込む処理
は以下のようにして行えばよい。先ず、Ａｇ−Ｃｕ合金
等の固形のロウ材を凹所６の内のり寸法と略々等しい寸
法を有する円柱状のペレットに成形し、このロウ材を凹
所６内に嵌め込む。

そして、このロウ材の上に外部端子１の先端部１ａを配
置し、この先端部１ａに対して下方へ若干荷重を印加し
つつロウ材を加熱し、このロウ材を溶解させる。そうす
ると、゛外部端子１の先端部１ａは溶融したロウ材内に
挿入され、次いで、ロウ材が冷却固化することによって
、ロウ材は外部端子１の先端部１ａを取囲むようにして
凹所６内に埋込まれる。この場合に、先端部１ａはその
幅が若干狭くなっているので、固形ロウ材の溶解により
先端部１ａは容易に凹所６内に入り込む。

これにより、外部端子１の先端部１ａは基体１の凹所６
内に強固に固定される。また、従来存在したような応力
集中部［第３図（ａ）のＢ部］が存在しないため、外部
端子１に引張力を印加した場合は、外部端子１は剥離モ
ードではなく、外部端子１自体の切断により破壊される
。このため、外部端子１の引張強度（破壊強度）は剥離
強度から切断強度に転換し、著しく高まる。

本実施例において、例えば、外部端子１の相互間の距離
（ｊＩ）は０．８＋ｎｍ、外部端子１の幅（ａ）は０．
３２ｍｍ、外部端子１の厚み（１）は０．１５ａ＋ｍで
ある。このような形状寸法を有する場合は、実際上、引
張強度が従来最低０　、５　ｋｇであったものが、本発
明によれば、最低１．５ｋｇまで向上した。なお、コバ
ール自体の切断強度は５５ｋｇ／−である。

次に、本発明の第２の実施例について、第２図（ａ）、
（ｂ）を参照して説明する。第２図（ａ）、（ｂ）にお
いて、第１図（ａ）、（ｂ）と同一物には同一符号を付
して説明を省略する。

本実施例においては、基体５の半導体素子取付面が内側
領域５ａと縁部領域５ｂとで異なる高さを有し、縁部領
域５ｂの方が内側領域５ａよりも低くなるように成形さ
れている点が第１の実施例と異なる。この内側領域５ａ
と縁部領域５ｂとの間の境界に円柱状の凹所６が配設さ
れている。この第２の実施例においても、外部端子１は
基体５の表面の内側領域５ａ及び外側領域５ｂと千打に
配置されており、その先端部１ａが凹所６内に埋込まれ
たロウ材２内に埋込まれているから、外部端子１の引張
強度は極めて高い。

而して、本実施例においては、縁部領域５ｂの方が内側
領域５ａよりも高さが低いから、外部端子１の全体は内
側領域５ａの面より上方に突出することはない。このよ
うな構造のフラット型半導体装置は、外部端子を基体５
の内側領域５ａよりも上方に突出させにくい用途のもの
に極めて有効である。

［発明の効果］ 本発明によれば、外部端子の先端部をフラット型半導体
装置の基体に設けた凹所内のロウ材中に埋込んであるか
ら、外部端子ロウ付部において、応力集中部が解消され
、これにより外部端子の破壊モードが剥離モードから切
断モードに変わり、その引張り強度を著しく向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例に係るフラット型
半導体装置を示す一部断面図、第１図（ｂ）は同じくそ
の上面図、第２図（ａ）は本発明の第２の実施例に係る
フラット型半導体装置を示す一部断面図、第２図（ｂ）
は同じくその上面図、第３図（ａ）は従来のフラット型
半導体装置を示す一部断面図、第３図（ｂ）は同じくそ
の一部を示す一部平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体素子が取付けられた基体と、この基体にお
   ける半導体素子取付面に実質的に平行に配置される外部
   端子とを有し、この外部端子の先端を前記基体の所定位
   置に接続してなるフラット型半導体装置において、前記
   基体は前記所定位置に形成した凹所を有し、前記外部端
   子の先端は前記基体側に向けて折曲げられて前記凹所内
   に挿入され、この凹所内にロウ材を埋込むことにより前
   記基体に接続固定されていることを特徴とするフラット
   型半導体装置。