JPH0256955A - 半導体装置用部品間の接続構造 - 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］ この発明は半導体装置用部品間の接合構造に関し、特に
高発熱量の半導体素子、たとえば、ハイパワー・トラン
ジスタ、レーザダイオード等を実装するための高熱伝導
性が要求される半導体装置用部品間の接合構造に関する
ものである。

［従来の技術〕 半導体素子を実装するために構成される半導体装置用部
品間の接続構造は、一般的には、絶縁基材とそれに接合
される接合部材とから構成される。−例を挙げれば、そ
の接続構造は、半導体素子がその上に載せられる絶縁基
板と、その絶縁基板の上で配線回路等が形成された所定
の部分に銀ろう等を用いたろう接によって接続されたリ
ードフレームとから構成される。この場合、絶縁基板に
は一般的に、半導体素子と絶縁を保つために電気絶縁性
、機械的強度および半導体素子からの発熱を放散するた
めに熱伝導性が高いことが要求される。また、リードフ
レームとしては、その電気抵抗が小さいこと、および機
械的強度が高いことが要求される。たとえば、リードフ
レームとして要求される具体的な特性については、ＭＩ
Ｌ規格（ＭＩＬＳＴＤ）８８３Ｂに示されている。これ
によれば、リードフレームに偏えられるべき引張強度、
屈曲強度、疲労等の特性が定められている。このような
半導体装置用部品間の接続構造に用いられる絶縁基板の
材料としては、従来より、アルミナ（Ａｌ２Ｏ２）が上
記の特性を満足するものとして一般的に選択されている
。また、リードフレームとしては、上記の特性を満足す
るものとして商品名コバール（Ｆｅ−２９重量％Ｎｉ−
１７重量％Ｃｏ合金）、４２アロイ（Ｆｅ　−４２重量
％Ｎｉ合金）などの鉄−ニッケル系合金が一般的に選択
されている。化学工業１９ｇ４−（３）　５９エレクト
ロセラミツクス特集に開示されているように、アルミナ
からなる絶縁基板上に配線回路として形成された金属化
層の部分に、商品名コバールからなるリードフレームが
銀ろう等によってろう付けされた接続構造が半導体装置
俗語用基板に用いられている。

第１Ａ図は従来の上述のような構成を有する半導体装置
用部品間の接続構造の一例を示す平面図、第１Ｂ図はそ
の断面図、第１Ｃ図はリードフレーム　３とアルミナか
らなる基板１との接合部を詳細に示す断面図である。図
において、この半導体装置用部品間の接続構造は、アル
ミナからなる基板ｌの表面の一部には金属化層２が形成
され、この金属化層２にはリードフレーム３が金属ろう
等でろう付けされて接合されている。又、この基板１の
所定位置には高発熱量の電界効果型トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）等の半導体素子４が搭載され、金属化層２またはリ
ードフレーム　３とボンディングワイヤ５で結線されて
いる。さらに、基板１の裏面にはタングステン合金、例
えば銅−タングステン合金からなるヒートシンク　６が
取付けられている。また、第１Ｃ図に示すように、基板
ｌとリードフレーム３との接合部は、金属化層２の上に
薄いめっき層７が形成され、リードフレーム　３の表面
には金属ろう　９の濡れ性を安定させるために、必要に
応じてめっき層８が形成されている。

しかしながら、アルミナは電気絶縁性および機械強度に
優れている反面、熱伝導率が１７Ｗｍ−’　ｋ−’と小
さいために熱放散性が悪く、たとえば、高発熱量の電界
効果型トランジスタ（ＦＥＴ）等を搭載するためには不
適当である。

高発熱量の半導体素子を搭載するために、熱伝導率が２
６０Ｗｍ−’　ｋ−’と高いベリリア（Ｂｅｄ）を用い
た絶縁基板も存在するが、ベリリアは毒性があり、使用
上の安全対策が煩雑であるという問題点がある。

そこで、最近では、高発熱量の半導体素子搭載用の絶縁
基板として、熱伝導率がベリリアとほぼ同等で、２００
Ｗｍ−’　ｋ″１と高い上に毒性がなく、また、アルミ
ナと同等の電気絶縁性や機械強度を有する窒化アルミニ
ウム（Ａ　Ｉ　Ｎ）がを錯視されている。

しかしながら、窒化アルミニウム基板にリードフレーム
を金属ろう付け、たとえば、銀ろう（Ａｇ−Ｃｕ）付け
する場合、窒化アルミニウムは室温から銀ろう付は温度
（７８０℃）までの平均熱膨脹率が４．３Ｘ　１０’　
ｋ　”と小さいのに対して、リードフレームである鉄−
ニッケル基台・金の平均熱膨脹率はＩＯＸ　１０−６　
ｋ　”　　（コバール）、１１Ｘ　１０−６　ｋ　”　
　（４２７０イ）と極めて高い。このため、この熱膨脹
率の差により、窒化アルミニウム基板へのリードフレー
ムの銀ろう付は時の冷却過程で窒化アルミニウム基板内
に残留応力としての大きな熱応力による歪が発生する結
果となる。したがって、リードフレームを基板から引き
剥がす方向に引張ると容易に破断が起こり、十分なリー
ドフレーム接合強度が得られないという問題点があった
。

また、窒化アルミニウムとほぼ等しい熱膨脹率ををする
モリブデンからなるリードフレームを用いて熱応力によ
る歪をなくすという提案もなされている。しかしながら
、モリブデンは高価な上に成形性が悪いので、安価で使
いやすい半導体装置用部品間の接続構造を提供すること
ができないという欠点があった。

さらに、リードフレームの材料として用いられる鉄−ニ
ッケル−コバルト合金の組成を調整することによって熱
膨脹率を調整し、窒化アルミニウム等の低熱膨張性のセ
ラミックス焼結体とのろう付は時に発生する残留応力、
歪を消滅あるいは軽減しようとするものが特開昭６２−
１８７８３３号公報に開示されている。しかし、これに
よれば、従来から用いられているリードフレームの材料
としての鉄−ニッケル−コバルト合金の塑性を微妙に調
整することが必要であり、そのため、製造上煩雑である
という問題点があった。

また、半導体装置用部品間の接続構造の他の例として、
絶縁基板に載せられた半導体素子を気密に封止するため
のキャップを挙げることができる。高度の信頼性が要求
される半導体素子封止用のキャップの材料には、４２ア
ロイ、商品名コバール等の低熱膨張性合金材料、もしく
はアルミナ、ムライトなどのセラミックス系材料が採用
されている。その構造は、第２Ａ図および第２Ｂ図に示
すとおりである。すなわち、図において、半導体素子４
はセラミック基板１０１の上に搭載され、この上にカバ
ー部材１１が被せられている。特に、カバー部材１１が
絶縁性のセラミックスから構成されるとき、すなわち、
第２Ａ図に示される場合、カバー部材１１の周縁にスカ
ート状の金属枠１１１が設けられている。

又、カバー部材１１が導電性を有する合金材料であると
き、すなわち、第２Ｂ図に示される場合、カバー部材１
１と半導体素子４との間の接触部には絶縁層１１２が設
けられている。上記のように絶縁物を設けることによっ
て、このキャップは半導体素子４のリーク電流を防ぐ構
造を有するように形成されている。なお、各図中におい
て各接合箇所には金属化層２が形成され、カバー部材１
１の上には熱放散性を高めるためにヒートシンク　６が
設けられている。

半導体素子の発熱量の増大に伴ない、熱放散性の優れた
キャップの開発が急がれている。たとえば、高熱伝導性
の金属材料によるキャップが用いられたとしても、前述
のように絶縁部分を設ける必要があり、コストが上昇す
るばかりでなく、熱伝導性に問題が生じる。

そこで、高熱伝導性でしかも絶縁性が優れる材料を用い
たキャップが注目されている。それらの候補材料として
は、ベリリア（Ｂｅｄ）、シリコンカーバイド（Ｓ　Ｌ
　Ｃ）　、窒化アルミニウム（ＡＩＮ）が考えられる。

しかし、ベリリア、シリコンカーバイドは毒性と供給不
安定及び電気特性の点で問題を有する。したがって、窒
化アルミニウムが最も有力であるが、窒化アルミニウム
をカバー部材として用いたキャップを製造するためには
、窒化アルミニウムからなるカバー部材の表面において
枠部材と接合されるべき箇所に金属化処理を施した後、
金属ろう付げによってカバー部材と枠部材とをろう接す
る必要がある。

しかしながら、金属ろう付け、たとえば、銀ろう（Ａｇ
−Ｃｕ）付けする場合、上述のように窒化アルミニウム
は室温から銀ろう付は時の温度（７８０℃）までの平均
熱膨脹率が４．３Ｘ１０’に−１と小さいのに対し、枠
部材として一般的に用いられる低熱膨張性の鉄−ニッケ
ル系合金の平均熱膨脹率はＩＯＸ　ｔｏ’　ｋづ　（コ
バール）〜１１×１０°６に−＋　（４２７０イ）と極
めて高い。このため、窒化アルミニウムからなるカバー
部材内に大きな熱応力による残留歪が発生する結果とな
る。その残留歪によって窒化アルミニウムからなるカバ
ー部材にクラックが生じ、枠部材に反りや変形が生じる
ため、寸法精度、気密性、信頼性の高いキャップを提供
することはできないという問題点があった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、高発熱量の半導体素子を実装するために熱
放散性のよい窒化アルミニウムからなる基材を用い、こ
の基材に接続部材を十分な接合強度で接合させることが
可能な半導体装置用部品間の接続構造を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明者等は上記課題を解決するために研究を重ねて
きたが、このろう接時の冷却過程で発生する熱応力によ
る残留歪の解消には、窒化アルミニウムからなる基材と
、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コバルト合金
のいずれかの材料を主材料とする接続部材との間に、特
定の熱応力緩衝材を介在させることが有効であることを
見出し、本発明を完成するに至った。

この発明の１つの局面によれば、半導体装置用部品間の
接続構造は、その上に半導体素子が載せられるべき主表
面を有する窒化アルミニウムからなる基材と、この基材
に接合されるべきものであり、鉄−ニッケル合金および
鉄−ニッケル−コバルト合金のいずれかの材料を主材料
となる接続部材と、緩衝材と、基材と緩衝材と接続部材
とを接合するろう接材とを備えている。

緩衝材は、基材と接続部材との間に介在し、ろう接時の
冷却過程で、基材と接続部材との熱膨脹率の差によって
発生する熱応力をそれ自身が塑性変形することによって
緩和するように、塑性変形能の高い軟質金属および軟質
合金のいずれかからなるものである。好ましぐは、緩衝
材は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄及びア
ルミニウムのうちのいずれかの材料からなればよい。ま
た、接続部材としてはリードフレームであればよく、そ
の形状が厚み０．１ｍｍ。

幅８■であるとき、緩衝材の厚みが０．０１〜１ｍｍの
範囲を有するものであればよい。窒化アルミニウムから
なる基材は焼結体を含むのが好ましい。さらに、この半
導体装置用部品間の接続構造は、基材の接合面に形成さ
れた金属化層を備えるのが好ましい。この金属化層は、
タングステンおよびモリブデンのうち少なくとも１種の
金属と、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム及び酸窒
化アルミニウムからなる群より選ばれた少なくとも１種
のアルミニウム化合物と、酸化カルシウムとを含有する
ものがよい。金属化層のろう接材との接合面にはめっき
層が形成されるの力Ｃ好ましい。接続部材のろう接材と
の接台面にもめっき層が形成されるのが好ましい。

このように窒化アルミニウムからなる基材と接続部材と
の間に緩衝材として軟質金属および軟質合金のいずれか
からなる材料を介在させると、ろう付けがなされる温度
付近では、さらに軟らかくなり、非常に塑性変形しやす
い状態になる。そのため、窒化アルミニウム基材と接続
部材との熱膨脹率の差によって発生した熱応力のほとん
どが、この緩衝材の塑性変形によって吸収され、窒化ア
ルミニウム基材内部の残留応力を解消することができる
。その結果、所望のろう付は強度を得ることができる。

接続部材としてのリードフレームが厚み０．１ｍｍ、幅
８ｍａ＋の形状を有するとき、緩衝材の厚みは０．０１
〜ｌｌｌｌ１１の範囲であることが好ましい。

０．０１ｍｍ以下では薄すぎて塑性変形量が少なく、熱
応力を十分には吸収することができない。また、　１Ｉ
Ｉｌｆｆ１以上となると、緩衝材自身もろう付は時にお
いて熱膨張しているので、それによって発生する熱応力
を無視することができなくなる。

すなわち、リードフレームと窒化アルミニウム基材との
熱膨脹率の差によって発生した熱応力は、その緩衝材の
塑性変形によって吸収され得ても、その緩衝材自身の熱
応力が大きいため、リードフレームや窒化アルミニウム
基材に熱歪として悪影響を及ぼすことになる。

また、窒化アルミニウム基材の接合面に金属化層を形成
するのが好ましく、その金属化層が、タングステンおよ
びモリブデンのうちの少なくとも１種の金属と、窒化ア
ルミニウム、酸化アルミニウム、および酸窒化アルミニ
ウムのうちの少なくとも１種のアルミニウム化合物と、
酸化カルシウムとを含有するものであれば、接合強度、
および熱伝導性の点について好ましいものが得られる。

さらに、金属化層のろう接材との接合面にめっき層を形
成することにより、均一に安定したろう付けを施すこと
ができる。つまり、ろう接材と金属化層との濡れ性がめ
つき層を設けることによって改善され得る。接続部材の
ろう接材との接合面に形成されためっき層も上記と同様
に作用する。これらのめっき層はニッケルめっき処理に
よって形成されるのが好ましい。特に、後工程で金めつ
き等の処理が施される場合には、金めつきの付着性、析
出性を向上させ、その上に均一な金めつき層を形成する
ためにニッケルめっき処理を行うのが好ましい。

また、この発明のもう１つの局面によれば、半導体装置
用部品間の接続構造は、窒化アルミニウムからなる基材
と、その基材に接合されるべきものであり、鉄−ニッケ
ル合金及び鉄−ニッケル−コバルト合金のいずれかの材
料を主材料とする接続部材と、基材と接続部材とを接合
するろう接材とを備えるもので、次のようなことを特徴
とするものである。少なくとも、接続部材の基材との接
合面は、ろう接時の冷却過程で、基材と接続部材との熱
膨脹率の差によって発生する熱応力をそれ自身が塑性変
形することによって緩和するように、塑性変形能の高い
軟質金属および軟質合金のいずれかから構成されるもの
である。このような構造を有する半導体装置用部品間の
接続構造においては、好ましくは、接続部材の基材との
接合面は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄お
よびアルミニウムのうちのいずれかの材料から（１が成
されるのがよい。また、接続部材はリードフレームを含
むのがよい。さらに、接続部材は、少なくとも基材との
接合部分が、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コ
バルト合金のいずれかの材料からなる内層部分と、軟質
金属および軟質合金のいずれかからなる外層部分とを備
えるのがよい。

この場合、その接続部材は、基材との接合部分以外の部
分が、鉄−ニッケル合金及び鉄−ニッケル−コバルト合
金のいずれかの材料からなるのが好ましい。

この半導体装置用部品間の接続構造によれば、接続部材
の窒化アルミニウム基材との接合面を構成する軟質金属
および軟質合金のいずれかの材料が塑性変形することに
よって、窒化アルミニウム基材と接続部材との熱膨脹率
の差によつて発生する熱応力を緩和する。したがって、
窒化アルミニウム基材と接続部材とをろう付けした場合
、その間に発生する熱応力が緩和されるために、接合強
度が十分高い半導体装置用部品間の接続構造を得ること
ができ、信頼性、熱衝撃性に極めて優れている。

また、窒化アルミニウム基材に接続部材をろう付けする
場合、接続部材の基材との接合部分が少なくとも、鉄−
ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金からな
る内層部分と、軟質金属または軟質合金からなる外層部
分とから構成されれば、窒化アルミニウム基材との接合
部分を構成する軟質金属または軟質合金からなる外層部
分が塑性変形することによって、窒化アルミニウム基板
と接続部材との間に発生する熱応力を緩和する。なお、
この場合、接続部材全体を内層部分と外層部分とからな
る３層複合構造にすると、接続部材自体の屈曲強度が低
くなり、実用上支障が存在する場合もありうる。

そのため、熱応力が問題となる接合部分のみを３層複合
構造とし、その他の部分は鉄−ニッケル合金または鉄−
ニッケル−コバルト合金からなる単層構造として屈曲強
度を維持しても良い。

また、リードフレーム等の接続部材のろう接部分に軟質
金属または軟質合金からなる緩衝層を１層のみ形成した
２層複合構造でも、上述のように熱応力を緩和する効果
が存在する。しかし、この２層複合構造においては、高
温下におけるろう接時にバイメタル効果によってリード
フレームに反りや変形が生じ、リードフレームと窒化ア
ルミニウム基材との接合部にボイドが発生しやすくなる
。その結果、リードフレーム等の接続部材の接合強度が
ばらつき、接続構造自体の信頼性が低下する。

たとえば、接続部材の基材との接合面を構成する軟質金
属材料として銅、接続部材の主材料として商品名コバー
ル（Ｆｅ−２９重量％Ｎｉ−１７重量％Ｃｏ）を選び、
それらの組合わせからなる腹合金属板を窒化アルミニウ
ム基板に銀ろう付けする場合、銀ろう付は温度の７８０
℃ないしさらに高温から、約２００℃までの温度範囲に
おいて、銅が塑性変形することによって、コバールと窒
化アルミニウム基板との間に発生する熱応力を緩和する
。この場合、銅はその熱膨脹率が１８Ｘ　１０−６　ｋ
−１であり、窒化アルミニウムの熱膨脹率に比べて極め
て大きいにもかかわらず、ろう接時の冷却過程で発生す
る熱応力による残留歪をほとんど発生させることがない
。また、この場合、銅として無酸素鋼が用いられると、
その熱応力緩和効果は特に顕著である。なお、接続部材
の主材料として鉄−ニッケル−コバルト合金の１つであ
る商品名コバールが選ばれるのは、リードフレーム等の
材料として工業的に適しているのみではなく、その熱膨
脹率が金属材料の中で窒化アルミニウムの熱膨脹率に近
いためである。リードフレーム等の接続部材を複合金属
板とするのは、軟質金属材料のみからなるリードフレー
ムでは、それ自体の引張、屈曲強度が低いので、実用上
問題があるからである。

なお、軟質金属材料として銅、銅合金の他にニッケル、
鉄、アルミニウム金属またはこれらの合金が用いられる
が、アルミニウムを用いる場合は、低融点ろう材でろう
付けする場合のみ、顕著な効果が認められる。

さらに、この発明のさらにもう１つの局面によれば、半
導体装置用部品間の接続構造として、絶縁基板に載せら
れ半導体素子を気密に封止するためのキャップがｌ（”
＜される。このキャップは、半導体素子を保護するよう
にその上方に設けられ、窒化アルミニウムからなるカバ
ー部材と、そのカバー部材の下方に位置する半導体素子
を取囲むようにカバー部材に接合されるべきものであり
、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コバルト合金
のいずれかの材料からなる枠部材と、緩衝材と、カバー
部材と緩衝材と枠部材とを接合するろう接材とを備えて
いる。緩衝材は、カバー部材と枠部材との間に介在し、
ろう接時の冷却過程で、カバー部材と枠部材との熱膨脹
率の差によって発生する熱応力をそれ自身が塑性変形す
ることによって緩和するように、塑性変形能の高い軟質
金属または軟質合金からなるものである。この緩衝材は
、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄、およびア
ルミニウムのうちのいずれかの材料からなるのが好まし
い。

また、この発明に従ったキャップは、カバー部材と、枠
部材と、ろう接材とを備えるもので、次のようなことを
特徴とするものである。少なくとも、枠部材とカバー部
材との接合面は、ろう接時の冷却過程で、カバー部材と
枠部材との熱膨脹率の差によって発生する熱応力をそれ
自身が塑性変形することによって緩和するように、塑性
変形能の高い軟質金属または軟質合金から構成されるも
のである。この場合、その接合面は、銅、銅合金、ニッ
ケル、ニッケル合金、鉄およびアルミニウムのうちのい
ずれかの材料から構成されるのが好ましい。また、枠部
材は、少なくともカバー部材との接合部分が、鉄−ニッ
ケル合金および鉄−ニッケル−コバルト合金のいずれか
の材料からなる内層部分と、軟質金属および軟質合金の
いずれかからなる外層部分とを備えればよい。

この発明に従ったキャップによれば、カバー部材と枠部
材との間に介在する緩衝材、あるいは枠部材のカバー部
材との接合面を構成する軟質金属材料が塑性変形するこ
とによって、ろう接時の冷却過程で、カバー部材と枠部
材との熱膨脹率の差によって発生する熱応力を緩和する
。

また、枠部材のカバー部材との接合部分が、鉄ニツケル
系合金からなる内層部分と、軟質金属材料からなる外層
部分とから構成されることによって、窒化アルミニウム
からなるカバー部材内のクラックの発生を抑制すること
ができるとともに、バイメタル効果も抑制され、枠部材
の変形、反りが低減され得る。それによって、高精度、
高信頼性、高気密性のキャップを提供することができる
。したがって、ろう付けされる接合面の表層部が少なく
とも軟質金属材料から構成されるので、その軟質金属材
料によって接合面に発生する熱応力が緩和されるために
、キャップを構成する部材間の接合強度が十分高く、信
頼性のあるキャップを提供することができる。

たとえば、軟質金属材料として銅、枠部材の主材料とし
て商品名コバールを選び、それらの組合わせからなる３
層複合金属板を窒化アルミニウムからなるカバー部材に
銀ろう付けする場合、銀ろう付は時の温度である　７８
０℃ないしさらに高温から、約２００℃までの温度範囲
において、銅が塑性変形してコバールと窒化アルミニウ
ムとの間に発生する熱応力を緩和する。この例において
、各部材を構成する材料が果たす役割は、前述のリード
フレームと窒化アルミニウム基板との接続構造の構成例
において述べたとおりである。

既に説明したように、本発明は、窒化アルミニウムから
なる基材を用いた半導体装置用部品間の接続構造を形成
する技術を改良したものである。この発明において用い
られる焼結体としての窒化アルミニウムは、たとえば、
以下に示される方法によって得られる。

本発明に用いられる窒化アルミニウム焼結体からなる基
材は、好ましくは、窒化アルミニウムを主成分とし、周
期律表ｍａ族元素を０．０１〜１．０玉量％、酸素を０
．００１〜０．５重量％含有し、その熱伝導率が１８０
Ｗｍ”１に°１以上を示すものである。まず、希土類元
素を含む化合物を少なくとも１つ、その希土類元素換算
で０．旧〜１．０重量９６含有するように、窒化アルミ
ニウムの粉末と混合する。成形助剤としてはパラフィン
、ＰＶＢＸＰＥＧ等が用いられる。このとき、フェノー
ル樹脂等、分解して炭素を残留せしめるもの、炭素粉、
黒鉛粉等を添加し、焼結体中の残留炭素を制御してもよ
い。希土類化合物としてはステアリン酸、パルメチン酸
、アルコキシド硝酸塩、炭酸塩、水酸化物等が使用され
る。好ましくは、ステアリン酸等高分子の化合物を用い
る。これらは希土類の含有量を小さくし、窒化アルミニ
ウム粉末との混合を良好にすることが６■能になると考
えられる。特に、ステアリン酸は成形助剤としての作用
の他、窒化アルミニウム粉末との混合性、残留する炭素
量等から最も好ましいものである。窒化アルミニウム粉
末は微細均粒である必要がある。平均粒径１μｍ以下で
あることが好ましく、また、酸素含育瓜としては２．０
ｆｆｌｆｆｉ％以下であることが好ましい。

このような窒化アルミニウム粉末は直接窒化法（金属ア
ルミニウムの窒化による方法）では得難く、還元窒化法
（酸化アルミニウムの還元窒化による方法）によって得
られる。直接窒化法で得る場合には反応の制御、粒径の
分級等に十分配慮が必要である。

次に、この混合粉末は、所定形状に成形された後、窒素
含有の非酸化雰囲気中で焼結される。

高い熱伝導率を得るためには、１０００〜２１００℃の
温度にて５時間以上焼結し、平均粒径を５μｍ以上にす
ることが好ましい焼結条件である。焼結後の冷却は速や
かに行うのが好ましい。徐冷した場合には、焼結助剤が
析出し、焼結肌の劣化が著しくなる。そのため、好まし
くは、２００℃／時間以上の速度で１５００℃の温度ま
で冷却する。

上記の方法で得られた・窒化アルミニウム焼結体からな
る基材を用いて、その表面に金属化層を形成する工程は
以下のように行われる。

まず、上記の方法によって窒化アルミニウム焼結体から
なる基板を準備する。金属化層の材料としては、カルシ
ウム化合物の粉末と、アルミニウム化合物の粉末と、タ
ングステンまたはモリブデンの金属粉末とを混練し、ビ
ヒクル等の有機バインダを加えて金属ペーストを作製す
る。この場合、各組成は金属粉末を４０〜９８重量％、
アルミニウム化合物を１〜２５重量％、および酸化カル
シウムをＬ〜３５重量％の範囲内であればよい。また、
後工程の焼結工程を低温度で行うためには、その焼結温
度を下げる働きをする触媒として、銅またはニッケルを
添加してもよい。作製された金属ペーストは窒化アルミ
ニウム焼結体の基板表面に塗布される。この窒化アルミ
ニウム焼結体からなる基板は１５００〜１８００℃の温
度で窒素等の不活性雰囲気中で焼成されることにより、
その表面に金属化層が形成される。なお、金属粉末とし
てタングステン粉末を用い、アルミニウム化合物として
酸化アルミニウムを１〜ｌＯ重二％、および酸化カルシ
ウムを１〜２０重−％含有する金属化層、または金属粉
末としてモリブデン粉末を用い、アルミニウム化合物と
して酸化アルミニウムを１〜１０重量％、および酸化カ
ルシウムを１〜３５重量％含有する金属化層が形成され
る場合、窒化アルミニウム焼結体からなる基板と金属化
層との接告強度、および熱伝導性の点について好ましい
ものが得られる。

次に、本発明に従った半導体装置用部品間の接続構造を
形成する方法の典型例について説明する。第３図はこの
発明に従った半導体装置用部品間の接続構造の製造方法
を示す工程図である。第３Ａ、Ｂ図を参照して、まず、
窒化アルミニウム焼結基板を準備する。次に、上記の方
法によって得られた金属ペーストをこの窒化アルミニウ
ム焼結基板表面上に塗布する。塗布された金属ペースト
には予め決められた所定のパターンに従って、たとえば
回路パターンに従ってスクリーン印刷処理が施される。

その後、スクリーン印刷された金属ペーストには乾燥処
理が施される。この窒化アルミニウム焼結基板は所定の
温度に加熱された不活性ガス雰囲気中で焼成される。焼
成後、窒化アルミニウム焼結基板の上に形成された金属
化層の表面にニッケルめっきが施される。このニッケル
めっきの強度、気密性を向上させるために８００’Ｃ程
度の温度で熱処理が施され、ニッケルめっきが焼結され
る。

そして、この窒化アルミニウム焼結基板とリードフレー
ム、キャップ用枠部材等とを接合するために、ニッケル
めっきの表面にろう付けが施される。さらに、接合部に
は金めつきが施される。このようにして、この発明に従
った半導体装置用部品間の接続構造が製造され得る。

上記の工程に従って製造される、この発明の１つの局面
による半導体装置用部品間の接続構造の一実施例、たと
えば、リードフレームと緩衝材と窒化アルミニウム基板
との接合構造について図を用いて説明する。第４Ａ図は
半導体装置搭載用基板として用いられた一実施例を示す
平面図、第４Ｂ図はその断面図、第４Ｃ図はリードフレ
ーム３と窒化アルミニウム基板１との接合部を詳細に示
す断面図である。図において、この接続構造は、焼結体
としての窒化アルミニウム基板１の表面の一部には前述
の工程に従って金属化層２が形成され、この金属化層２
にはリードフレーム　３が金属ろう等でろう付けされて
接合されている。金属化層２とリードフレーム３との間
には、その表面にニッケルめっき層が形成された銅等の
軟質金属からなる緩衝材１３が介在している。また、窒
化アルミニウム基板１の所定位置には高発熱量のＦＥＴ
等の半導体素子４が搭載され、金属化層２またはリード
フレーム　３とボンディングワイヤ５で結線されている
。さらに、窒化アルミニウム基板ｌの裏面にはタングス
テン合金、例えば鋼−タングステン合金からなるヒート
シンク　６が取付けられている。また、第４Ｃ図に示す
ように、窒化アルミニウム基板１とリードフレーム　３
との接合部は、金属化層２上に薄いめっき層７が形成さ
れ、リードフレーム　３が、金属ろう　９の濡れ性を安
定させるために、必要に応じてコバール等からなる金属
層２３の外周面にめっき層８が形成されたものからなる
。

この発明のもう１つの局面に従った半導体装置用部品間
の接続構造の一実施例、たとえば、軟質金属材料からな
る緩衝層と鉄−ニッケル系合金からなる金属層とを有す
るリードフレームと、窒化アルミニウム基板との接続構
造について図を用いて説明する。第５Ａ図および第５Ｂ
図に示すように、この接続構造は窒化アルミニウム基板
１の表面の一部に金属化層２が形成され、その金属化層
２に複合金属層からなるリードフレーム　３が金属ろう
等でろう付けされて接合されている。このリードフレー
ム　３は、銅等からなる緩衝層１３とコバール等からな
る金属層２３とを有している。また、この窒化アルミニ
ウム基板１の所定位置には高発熱量のＦＥＴ等の半導体
素子４が搭載され、金属か層２または複合金属板からな
るリードフレーム３とボンディングワイヤ５で結線され
る。さらに、窒化アルミニウム基板ｌの裏面には、ヒー
トシンク　６が取付けられている。

金属化層２としては、従来からリードフレームを絶縁基
板にろう付けする際に使用されているものを形成しても
よく、たとえば、上述のようにタングステン、またはモ
リブデンを主成分とする金属ペーストを窒化アルミニウ
ム基板に塗布して、基板と同時に焼成するか、ボストメ
タライジング処理を行うか、またはチタン、クロム、ニ
ッケル等を真空蒸着やスパッタリングによって薄膜とし
て形成してもよい。さらに、使用される金属ろう接材と
しては銀ろうが好ましいが、複合金属板を構成する金属
材料や金属化層に、ろう接材と濡れ性の良い金属の薄い
被覆層を形成すること等によって両者を強固に接合でき
れば他のろう接材であってもよい。銀ろうを用いる場合
、であっても、たとえば、第５Ｃ図に示すように、金属
化層２にタングステンを主成分として用いる場合など、
必要に応じて金属化層２の上に薄いニッケルめっき層７
を形成し、複合金属板からなるリードフレーム３の表面
には金属ろう　９の濡れ性を安定させるために、必要に
応じてニッケルめっき層８を予め形成しておくことが好
ましい。

さらに、この発明のさらにもう１つの局面による半導体
装置用部品間の接続構造の一実施例たとえば、三層複合
構造を有するリードフレームと窒化アルミニウム基板と
からなる接続構造について図を用いて説明する。第６Ａ
図〜第６Ｃ図に示すように、この接続構造は窒化アルミ
ニウム基板１の表面の一部に金属化層２が形成され、こ
の金属化層２に、３層成合金属部３ａと単層金属部３ｂ
とからなるリードフレーム　３が接合されている。リー
ドフレーム　３のうち、３層成合金属部３ａのみが金属
ろう　９によりろう付けされて金属化層２の上に接合さ
れている。

また、この窒化アルミニウム基板ｌの所定位置には高発
熱量のＦＥＴ等の半導体素子４が搭載され、金属化層２
またはリードフレーム３とボンディングワイヤ５で結線
されている。さらに、窒化アルミニウム基板１の裏面に
は、必要に応じてヒートシンク　６が取付けられ得る。

さらに、リードフレーム３の３層複合金属部３ａを第６
Ｃ図に拡大して示すように、３層のうちのコバール等か
らなる金属層２３は単層金属部３ｂと同一の低熱膨張性
金属材料からなり、この金属層２３を挾んで両側の緩衝
層１３は同一の軟質金属材料から構成される。３層複合
層３ａは、リードフレーム　３のうち、ろう付は部分で
ある金属層２３の両面に緩衝層１３を、クラッドテープ
形成法によってクラツド材として成形することによって
製造され得る。第６Ｃ図に示すように、リードフレーム
３のろう付は部分の両面を予め削って薄くしておき、こ
の部分に緩衝層１３をｌ１層金属部３ｂとほぼ同じ厚さ
になるまで形成してもよい。窒化アルミニウム基板ｌに
形成される金属化層２を形成する方法としては、従来か
らリードフレームを絶縁基板にろう付けする際に使用さ
れている方法でもよく、たとえば、上述したようにタン
グステン、モリブデン等を含む金属ペーストを窒化アル
ミニウム基板に塗布し、基板と同時に焼成する方法、ま
たはチタン、クロム、ニッケル等からなる薄膜を真空蒸
着やスパッタリングによって形成する方法でもよい。

また、使用される金属ろう接材としては銀ろうが好まし
い。リードフレーム　３の３層複合金属部３ａや窒化ア
ルミニウム基板１の上に形成された金属化層２に、ろう
接材と濡れ性の良い金属の薄い被覆層を形成することな
どによって、両者を強固に接合できれば、他の金属ろう
接材であってもよい。さらに、銀ろうを用いる場合であ
っても、たとえば、第６ＢＣ図に示すように、金属化層
２をタングステンを主成分として形成した場合など、必
要に応じて金属化層２上に薄いニッケル等のめっき層７
を形成するとともに、リードフレーム　３の３層複合金
属部３ａの表面には金属ろう　９の濡れ性を安定させる
ために必要に応じてニッケル等のめっき層８を予め形成
しておくことが好ましい。また、めっき層はリードフレ
ーム　３の全表面に施してもよい。

そうすることによって、後工程で金めつき等の処理が施
される場合に金めつきの付着性、析出性を向上させるこ
とができ、均一な金めつき層が形成され得る。

また、この発明に従った半導体装置用部品間の接続構造
が適用されるキャップの構造について図を用いて説明す
る。第７図はその一例を示すものである。窒化アルミニ
ウム焼結体からなるカバー部材１１の表面の一部には金
属化層２が形成されている。この金属化層２には、銅等
からなる緩衝材１３０を介して、金属ろう　９によって
、鉄−ニッケル系合金の金属層２３０のみから構成され
る枠部材３０が接合されている。枠部材３０の下端はセ
ラミックス基板ｌｏｔに金、属化層２を介して接合され
ている。セラミックス基板ｌｏｔには半導体素子４が搭
載されている。さらに、カバー部材１１の上面にはヒー
トシンク　６が取付けられることにより、半導体索子４
で発生した熱はカバー部材１１を通してヒートシンク　
６によって発散され、その冷却効果が高められる。

なお、金属化層２としては、上述のリードフレームと窒
化アルミニウム基板との接続構造において説明されたも
のと同様のものが用いられる。

また、使用される金属ろう　９としては、銀ろうが好ま
しいが、枠部材３０の接合面や金属化層２の上にろう接
材と濡れ性のよい金属の薄い被覆層を形成すること等に
よって、両者を強固に接合できれば、他のろう接材であ
ってもよい。このめっき層が果たす役割は、上述のリー
ドフレームと窒化アルミニウム基板との接続構造の実施
例において説明したとおりである。

さらに、この発明の半導体装置用部品間の接続構造が適
用されたキャップの別の実施例として第８図にその接続
構造の断面が示される。図において、窒化アルミニウム
焼結体からなるカバー部材１１の表面の一部には金属化
層２が形成されている。この金属化層２には３層複合金
属板からなる枠部材３０が金属ろう　９によって接合さ
れている。枠部材３０は、コバール等の低膨張性金属材
料からなる金属層２３０の両表面に、銅等の軟質金属材
料からなる緩衝層１３０が複合されたものから構成され
ている。枠部材３０の下端は金属化層２を介してセラミ
ックス基板１０１に接合されている。セラミックス基板
１０１には半導体素子４が搭載されている。さらに、窒
化アルミニウム焼結体からなるカバー部材１１の上面に
はヒートシンク　６が取付けられることにより、半導体
素子４で発生した熱はカバー部材１１を通してヒートシ
ンク　６によって発散され、その冷却効果が高められる
。金属化層２、および金属ろう　９については上述で説
明されたものと同様のものが用いられる。また、枠部材
３０や金属化層２の接合面には薄いめっき層が形成され
てもよい。この場合、めっき層が果たす役割については
上述で説明したとおりである。

［実施例］ 以下、前述の方法によって得られた窒化アルミニウム焼
結体からなる基材より作製された各試料を用いて行った
実施例について説明する。

実施例１ 前述の方法によって得られた窒化アルミニウム焼結基板
にメタライジング処理が施された。

このメタライジング処理は、所定の組成を有する金属ペ
ーストを窒化アルミニウム焼結基板の各試料の表面に塗
布し、脱バインダ処理をした後、窒素雰凹気中において
温度１６００℃で６０分間焼成することにより行われた
。それによって、窒化アルミニウム焼結基板の所定の部
分上に金属化層が形成された。この場合、金属ペースト
は、タングステン粉末に酸化カルシウム粉末とアルミナ
粉末とを添加し、ビヒクル等の有機バインダと混練して
作製された。なお、添加量（重量％）は酸化カルシウム
を１４重量％、アルミナを４重量％とじた。

さらに、金属化層の表面に膜厚２μ履のニッケルめっき
層が形成された。そして、第４Ｃ図に示すように、リー
ドフレームと窒化アルミニウム焼結基板との間に緩衝材
を介在させて温度８３０℃において銀ろう付けを行った
。窒化アルミニウム焼結基板とリードフレームとの接合
構造の寸法関係については第９図に示される。幅８ｍｍ
、長さ１０ｆｆ１１１のリードフレーム　３が長さ２０
０＋１６の窒化アルミニウム基板１に銀ろう　９によっ
て接合された。リードフレーム　３と窒化アルミニウム
基板１との接合部分の大きさは、長さ　２■、幅８１１
１であった。このリードフレームと窒化アルミニウム焼
結基板との接合強度を評価するために、第１０図に示す
ように、リードフレーム３を矢印の方向に引張ることに
より引張試験を行い、そのろう付は強度を測定した。そ
の結果は、第１表にろう付は強度として５個の測定値の
平均値が示されている。なお、比較例としてベリリア基
板にリードフレームを接合した例も示す（Ｎ　ｏ、ＩＯ
）。

第１表 第１表つづき 第１表によれば、緩衝材を使用しないもののろう付は強
度は０．５〜２ｋｇと非常に低いことがわかる。また、
緩衝材を使用しない場合は、その破壊起点は窒化アルミ
ニウム基板の内部に存在し、明らかに熱応力ワレをして
いた。本発明に従って緩衝材を用いてリードフレームと
窒化アルミニウム焼結基板とを接合したものは、リード
フレームの寸法が厚みＯ，ｌｎｖ、幅１１ａｍであると
き、緩衝材の厚みが０．０１〜１１１Ｉｌｌの範囲内に
あれば、好ましいろう付は強度が得られることが認めら
れる。

さらに、窒化アルミニウム焼結基板の各試料の所定の表
面上に上記の組成を有する金属化層が形成された後、そ
の上に膜厚２〜３μ痣のニッケルめっき層、ざらに膜厚
２〜３μｍの金めつき層を形成した。その後、そのめっ
き層の表面に電界効果型ハイパワー・トランジスタを金
−シリコンのろう材でろう接し、搭載した。そして、Δ
ＶＢＥ法によって、すなわち、トランジスタのエミッタ
・ベース間における順方向降下電圧ＶＢＨの電力印加に
よる変化分ΔＶＩＩＢを測定し、トランジスター窒化ア
ルミニウム焼結基板一体の熱抵抗を評価した。？ｎｊ定
された熱抵抗値はいずれの試料においても　１．９℃／
Ｗ程度以下であった。このことより半導体素子が栽せら
れるべき基板として窒化アルミニウム基板を用いること
が、熱伝導性の観点から適していることが理解される。

実施例２ 窒化アルミニウム焼結基板の表面上に厚膜法または薄膜
法によってニッケルの金属化層を形成した。その金属化
層の上に実施例１と同様にリードフレームを接合し、試
料を作製した。リードフレームと基板との接合強度は実
施例１と同様の方法によって評価した。得られた結果は
第２表に示される。

第２表 第２表によれば、緩衝材を使用しないもののろう付は強
度は０．５〜２ｋｇと非常に低いことが認められる。ま
た、その破壊起点は窒化アルミニウム焼結基板の内部に
存在し、しかも熱応力割れが認められた。

実施例３ 実施例１と同様に、リードフレームを、窒化アルミニウ
ム基板の表面に形成したタングステンを主成分とする金
属化層の上に銀ろうによって温度的８３０℃において緩
衝材を介在させずにろう付けした。この場合、リードフ
レームは第９図に示された形状を有するものとし、その
厚みは０．１ｍｍのものを用いた。第５Ｃ図または第６
Ｃ図に示されるようにリードフレームは、そのろう付は
部においては、第３表にその各構成が示されるように３
層複合金属部、または２層複合金属部から構成されるも
のを用い、リードフレーム全体が同一の厚みををするよ
うに形成された。作製された各試料それぞれ１０個につ
いて、リードフレームと窒化アルミニウム焼結基板との
接合強度を実施例１と同様の方法によって測定した。得
られた接合強度の測定結果は、各試料について１０個の
測定値のバラツキの範囲として第３表に示される。

第３表 （注）　表中の（）内は各層の厚さを表わす。

第３表から明らかなように、３層複合金属部を有するリ
ードフレーム、および２層複合金属部を有するリードフ
レームを用いて窒化アルミニウム基板にそのリードフレ
ームを接合した場合、コバールや４２７０イのみからな
る従来のリードフレームを用いて接合した場合に比べて
、その接合強度が著しく改善されることがわかる。

また、３層複合金属部を有するリードフレームを用いた
場合においては、２層複合金属部を有するリードフレー
ムを用いた場合に比較して接合強度のばらつきが少ない
ことが理解される。

また、リードフレームの解放端を直角に折曲げてから元
に戻すまでを１サイクルとする屈曲強度試験を行った結
果、３層複合金属部を有するリードフレーム、およびコ
バールや４２アロイのみからなる従来のリードフレーム
においては、その破断までの２４サイクル以上を要した
。

これに対して、リードフレーム全体を２層複合金属部と
したものについては５〜１０サイクルで破断が起こり、
軟質金属材料のみからなるリードフレムについては２〜
６サイクルで破断した。

実施例４ 実施例３と同様にして、同一形状で同一厚さ０．１１の
リードフレームを、第９図に示すようにろう付けによっ
て窒化アルミニウム基板に接合した。リードフレームは
、そのろう付は部分においては第４表に示されるように
３層複合金属部、または２層複合金属部からなるように
作製された。各リードフレームは、窒化アルミニウム基
板の所定の表面上に実施例１と同様に形成されたタング
ステンを主成分とする金属化層の上に、その組成が金−
シリコン、金−銀一ゲルマニウム等からなる低融点金属
ろう接材を用いて温度４５０〜６００℃においてろう接
された。

得られた各試料それぞれ１０個について、実施例１と同
様の方法によって接合強度を測定した。

得られた接合強度の測定結果は各試料について１０個の
測定値のバラツキの範囲として第４表に示されている。

第４表 第４表から明らかなように、３層複合金属部を有するリ
ードフレームを用いた場合、２層複合金属部を有するリ
ードフレームを用いた場合においては、コバールや４２
７０イのみからなる従来のリードフレームに比べてその
接合強度が著しく改善されることが認められる。また、
３層複合金属部を有するリードフレームを用いた場合は
、その接合強度・のばらつきが少ないことが理解される
。

実施例５ 厚さ　３■、１０ＩＩＩＩＩ＋×１０１の面積を有する
窒化アルミニウム焼結体からなるカバー部材の周囲に、
実施例１と同様の方法によってモリブデンを主成分とす
る金属化層を形成した。この金属化層の上にはニッケル
めっきが施された後、厚み０．１１の枠部材がその上に
温度８３０℃において銀ろう付けされた。この枠部材は
第５表に示される三層複合金属から構成された。但し、
枠部材の表層部に銅を用いる場合には、ろう付は前に予
めニッケルめっき処理が施された。このようにして得ら
れたキャップの各試料について反りの大きさ、気密性を
、Ｉｎ２定した。反りの大きさは、第１１図に示すよう
にカバー部材１１と枠部材３０とが接合され、ａの大き
さとして測定された。気密性は、第１２図に示すように
、キャップをヘリウム（Ｈｅ）ガス雰囲気中に置き、そ
のキャップの内部を真空排気することにより測定した。

また、窒化アルミニウム焼結体からなるカバー部材と枠
部材との接合部を倍率Ｘ　５０００の走査型電子顕微鏡
、あるいは倍率×４０の実体光学顕微鏡により観察し、
クラック、欠陥の有無を調べた。

また、比較例として枠部材が２層複合金属からなるもの
、単層金属からなるものを用いた場合についても同様に
試料を作製し、反りの大きさ、気密性を測定した。

測定結果は第５表に示される。なお、反りの大きさの測
定結果については、５個の測定値の平均値として示され
ている。第５表から明らかなように、この発明に従った
接続構造を有するキャップは、反りの大きさ、気密性に
ついて優れていることが認められる。また、その接合部
においてはクラックの存在は認められなかった。

第５表 ラックの発生を防止することができ、寸法精度、気密性
にすぐれ高信頼性の半導体装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図は従来の半導体装置用部
品間の接続構造、たとえば、リードフレームとアルミナ
基板との接続構造を示す平面図、断面図である。 第２Ａ図、第２Ｂ図は従来の半導体装置用部品間の接続
構造、たとえば、絶縁基板に載せられた半導体素子を気
密に封止するためのキャラ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の構成による窒化アルミニ
ウムからなる基材あるいはカバー部材とそれに対する接
続部材との接続構造は、その接合面に塑性変形能の高い
軟質金属あるいは軟質合金を用いることによって、反り
、およびり間の接続構造の製造方法の一実施例を概略的
に示す断面図である。 第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図はこの発明に従った崖導
体装置用部品間の接続構造の一実施例、例えばリードフ
レームと緩衝材と窒化アルミニウム基板との接続構造を
示す平面図、断面図である。 第５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図は、この発明の半導体装
置用部品間の接続構造の別の実施例として、たとえば、
複合金属板からなるリードフレームと窒化アルミニウム
基板との接続構造を示す平面図、断面図である。 第６Ａ図、第６Ｂ図、第６ＣＩ図及び第６０■図は、こ
の発明に従った半導体装置用部品間の接続構造のさらに
別の実施例、たとえば、３層複合構造からなるリードフ
レームと窒化アルミニウム基板との接続構造を示す平面
図、断面図である。 第７図は、この発明に従った半導体装置用部品間の接続
構造としてキャップに適用された一実施例を示す断面図
である。 第８図は、この発明に従った半導体装置用部品間の接続
構造をキャップに適用した別の実施例を示す断面図であ
る。 第９図は実施例におけるリードフレームと窒化アルミニ
ウム基板との接続構造の寸法関係を示すための側面図で
ある。 第１０図は、窒化アルミニウム基板に接合されたリード
フレームの接合強度を測定するために行われる試験方法
を説明するための側面図である。 第１１図は、実施例においてキャップの枠部材に発生す
る反りの大きさを測定した箇所を示す図である。 第１２図は、実施例においてキャップの気密性を測定す
るために行われる試験方法を説明するための図である。 特許出願人　住友電気工業株式会社 代理人　弁理士　小　松　秀　岳

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）その上に半導体素子が載せられるべき主表面を有
   する窒化アルミニウムからなる基材と前記基材に接合さ
   れるべきものであり、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッ
   ケル−コバルト合金のいずれかの材料を主材料とする接
   続部材と、前記基材と前記接続部材との間に介在する緩
   衝材と、前記基材と前記緩衝材と前記接続部材とを接合
   するろう接材とを備え、前記緩衝材は、ろう接時の冷却
   過程で、前記基材と前記接続部材との熱膨脹率の差によ
   って発生する熱応力を、それ自身が塑性変形することに
   よって緩和するように、塑性変形能の高い軟質金属およ
   び軟質合金のいずれかからなるものであることを特徴と
   する半導体装置用部品間の接続構造。 （２）前記緩衝材は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル
   合金、鉄、及びアルミニウムからなる群より選ばれたい
   ずれかの材料からなる、請求項（１）に記載の半導体装
   置用部品間の接続構造。 （３）前記接続部材は、リードフレームを含む、請求項
   （１）に記載の半導体装置用部品間の接続構造。 （４）前記リードフレームが厚み０．１ｍｍ、幅８ｍｍ
   の形状を有するとき、前記緩衝材の厚みは ０．０１〜１ｍｍの範囲内である請求項（３）に記載の
   半導体装置用部品間の接続構造。 （５）前記基材は、焼結体を含む、請求項（１）に記載
   の半導体装置用部品間の接続構造。 （６）当該半導体装置用部品間の接続構造は、前記基材
   の接合面に形成された金属化層をさらに備える、請求項
   （１）に記載の半導体装置用部品間の接続構造。 （７）前記金属化層は、タングステン、およびモリブデ
   ンのうち少なくとも１種の金属と、窒化アルミニウム、
   酸化アルミニウム、および酸窒化アルミニウムからなる
   群より選ばれた少なくとも１種のアルミニウム化合物と
   、酸化カルシウムとを含有する、請求項（６）に記載の
   半導体装置用部品間の接続構造。 （８）当該半導体装置用部品間の接続構造は、前記金属
   化層の前記ろう接材との接合面に形成されためっき層を
   さらに備える、請求項（６）に記載の半導体装置用部品
   間の接続構造。 （９）当該半導体装置用部品間の接続構造は、前記接続
   部材の前記ろう接材との接合面に形成されためっき層を
   さらに備える、請求項（８）に記載の半導体装置用部品
   間の接続構造。 （１０）その上に半導体素子が載せられるべき主表面を
   有する窒化アルミニウムからなる基材と、前記基材に接
   合されるべきものであり、鉄−ニッケル合金および鉄−
   ニッケル−コバルト合金のいずれかの材料を主材料とす
   る接続部材と、前記基材と前記接続部材とを接合するろ
   う接合材とを備え、少なくとも、前記接続部材の前記基
   材との接合面は、ろう接時の冷却過程で、前記基材と前
   記接続部材との熱膨脹率の差によって発生する熱応力を
   、それ自身が塑性変形することによって緩和するように
   、塑性変形能の高い軟質金属および軟質合金のいずれか
   から構成されるものであることを特徴とする半導体装置
   用部品間の接続構造。 （１１）少なくとも、前記接続部材の前記基材との接合
   面は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄および
   アルミニウムからなる群より選ばれたいずれかの材料か
   ら構成される、請求項（１０）に記載の半導体装置用部
   品間の接続構造。 （１２）前記接続部材は、リードフレームを含む、請求
   項（１０）に記載の半導体装置用部品間の接続構造。 （１３）前記接続部材は、少なくとも、前記基材との接
   合部分が、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コバ
   ルト合金のいずれかの材料からなる内層部分と、軟質金
   属および軟質合金のいずれかからなる外層部分とを備え
   る、請求項（１２）に記載の半導体装置用部品間の接続
   構造。 （１４）前記接続部材は、前記基材との接合部分以外の
   部分が、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケル−コバル
   ト合金のいずれかの材料からなる請求項（１３）に記載
   の半導体装置用部品間の接続構造。 （１５）絶縁基板に載せられた半導体素子を気密に封止
   するためのキャップであって、前記半導体素子を保護す
   るようにその上方に設けられ、窒化アルミニウムからな
   るカバー部材と、前記カバー部材の下方に位置する前記
   半導体素子を取囲むように、前記カバー部材に接合され
   るべきものであり、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケ
   ル−コバルト合金のいずれかの材料を主材料とする枠部
   材と、前記カバー部材と前記枠部材との間に介在する緩
   衝材と、前記カバー部材と前記緩衝材と前記枠部材とを
   接合するろう接材とを備え、前記緩衝材は、ろう接時の
   冷却過程で、前記カバー部材と前記枠部材との熱膨脹率
   の差によって発生する熱応力を、それ自身が塑性変形す
   ることによって緩和するように、塑性変形能の高い軟質
   金属または軟質合金からなるものであることを特徴とす
   るキャップ。 （１６）前記緩衝材は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケ
   ル合金、鉄、およびアルミニウムからなる群より選ばれ
   たいずれかの材料からなる請求項（１５）に記載のキャ
   ップ。 （１７）絶縁基板に載せられた半導体素子を気密に封止
   するためのキャップであって、前記半導体素子を保護す
   るようにその上方に設けられ、窒化アルミニウムからな
   るカバー部材と、前記カバー部材の下方に位置する前記
   半導体素子を取囲むように、前記カバー部材に接合され
   るべきものであり、鉄−ニッケル合金および鉄−ニッケ
   ル−コバルト合金のいずれかの材料を主材料とする枠部
   材と、前記カバー部材と前記枠部材とを接合するろう接
   材とを備え、少なくとも、前記枠部材の前記カバー部材
   との接合面は、ろう接時の冷却過程で、前記カバー部材
   と前記枠部材との熱膨脹率の差によって発生する熱応力
   を、それ自身が塑性変形することによって緩和するよう
   に、塑性変形能の高い軟質金属または軟質合金から構成
   されるものであることを特徴とするキャップ （１８）少なくとも前記枠部材の前記カバー部材との接
   合面は、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、鉄およ
   びアルミニウムからなる群より選ばれたいずれかの材料
   から構成される請求項（１７）に記載のキャップ （１９）前記枠部材は、少なくとも、前記カバー部材と
   の接合部分が、鉄−ニッケル合金及び鉄−ニッケル−コ
   バルト合金のいずれかの材料からなる内層部分と、軟質
   金属および軟質合金のいずれかからなる外層部分とを備
   える請求項（１７）に記載のキャップ。