JPH03167854A - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

半導体素子収納用パッケージ

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JPH03167854A
JPH03167854A JP30859889A JP30859889A JPH03167854A JP H03167854 A JPH03167854 A JP H03167854A JP 30859889 A JP30859889 A JP 30859889A JP 30859889 A JP30859889 A JP 30859889A JP H03167854 A JPH03167854 A JP H03167854A
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弘 松本
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
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    • HELECTRICITY
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

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) 本発明は半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケ
ージの改良に関するものである。
(従来の技術) 従来、半導体素子を収容するためのパッケージ、特にガ
ラスの溶着によって封止するガラス封止型半導体素子収
納用パンケージは、絶縁基体と蓋体とから成り、内部に
半導体素子を収容する空所を有する絶縁容器と、該容器
内に収容される半導体素子を外部電気回路に電気的に接
続するための外部リード端子とから構威されており、絶
縁基体及び蓋体の相対向する主面に予め封止用のガラス
部材を被着形戒すると共に、絶縁基体主面に外部リード
端子を固定し、半導体素子の各電極と外部リード端子と
をワイヤボンド接続した後、絶縁基体及び蓋体のそれぞ
に被着させた封止用のガラス部材を溶融一体化させるこ
とによって内部に半導体素子を気密に封止している。
(発明が解決しようとする課題) しかし彊ら、この従来のガラス封止型半導体素子収納用
パッケージは通常、外部リード端子がコバール(29レ
χNi−16 WtX Co−55 WtχFe合金)
や42AIIoy(42 WtX Ni−58 WtX
 Fe合金〉の導電性材料から戒っており、該コバール
や42A11oy等は透磁率が高く、且つ導電率が低い
ことから以下に述べる欠点を有する。
即ち、 ■コバールや42A11oyは鉄(Fe)、ニ−/ケル
(Ni)、コバルト(CO)といった強磁性体金属のみ
から戒っており、その透磁率は250〜700 (CG
S)と高い。そのためこのコバールや42Alloy等
から成る外部リード端子に電流が流れると外部リード端
子中に透磁率に比例した大きな自己インダクタンスが発
生し、これが逆起電力を誘発してノイズとなると共に、
該ノイズが半導体素子に入力されて半導体素子に誤動作
を生じさせる、 ■コバールや42^1 1oyはその導電率が3.0〜
3.5χ(IACS)と低い。そのためこのコバールや
42A l loy等から成る外部リード端子に信号を
伝搬させた場合、信号の伝搬速度が極めて遅いものとな
り、高速駆動を行う半導体素子はその収容が不可となっ
てしまう、 ■半導体素子収納用パッケージの内部に収容する半導体
素子の高密度化、高集積化の進展に伴い、半導体素子の
電極数が大幅に増大しており、半導体素子の各電極を外
部電気回路に接続する外部リード端子の線幅も極めて細
くなってきている。そのため外部リード端子は上記■に
記載のコバールや42A11oyの導電率が低いことと
相俊って電気抵抗が極めて大きなものになってきており
、外部リード端子に信号を伝搬させると、該外部リード
端子の電気抵抗に起因して信号が大きく減衰し、内部に
収容する半導体素子に信号を正確に入力することができ
ず、半導体素子に誤動作を生じさせてしまう、 等の欠点を有していた。
(発明の目的) 本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は
外部リード端子で発生するノイズ及び外部リード端子に
おける信号の減衰を極小となし、内部に収容する半導体
素子への信号の入出力を確実に行うことを可能として半
導体素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作動させる
ことができる半導体素子収納用パッケージを提供するこ
とにある。
また本発明の他の目的は高速駆動を行う半導体素子を収
容することができる半導体素子収納用ノ〈ッケージを提
供することにある。
(課題を解決するこめの手段) 本発明は絶縁基体と蓋体とから或り、内部に半導体素子
を収容するための空所を有する絶縁容器と、該容器内に
収容される半導体素子を外部電気回路に接続するための
外部リード端子とから成る半導体素子収納用パフケージ
において、前記絶縁基体及び蓋体をスピネルもしくはス
テアタイト質焼結体で、外部リード端子を銅から威る板
状体の上下面に、該板状体の厚みに対し30乃至40%
の厚みを有するニッケル31.5乃至32.5Wtχ、
コバルト16.5乃至17.5WtX 、鉄50.0乃
至52.OWtX (7)合金から威る薄板を接合させ
た金属体で形成したことを特徴とするものである。
(実施例) 次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。
第1図及び第2図は本発明の半導体素子収納用パッケー
ジの一実施例を示し、1は絶縁基体、2は蓋体である。
この絶縁基体lと蓋体2とにより絶縁容器3が構威され
る。
前記絶縁基体l及び蓋体2はそれぞれの中央部に半導体
素子を収容する空所を形戒するための凹部が設けてあり
、絶縁基体1の凹部底面には半導体素子4が樹脂、ガラ
ス、ロウ剤等の接着剤を介し取着固定される。
前記絶縁基体1及び蓋体2はスピネルもしくはステアタ
イト質焼結体から戒り、第l図に示すような絶縁基体1
及び蓋体2に対応した形状を有するプレス型内に、スビ
ネルの場合はマグネシア(MgO) 、アルミナ( A
120:l )等の原料粉末を、ステアタイト質焼結体
の場合はマグネシア(MgO) 、シリカ(SiOz)
等の原料粉末を充填させるとともに一定圧力を印加して
成形し、しかる後、戒形品を約1200乃至l700℃
の温度で焼成することによって製作される。
尚、前記絶縁基体1及び蓋体2を形成するスピネル、ス
テアタイト質焼結体はその熱膨張係数が70〜85X1
0−’/ ℃であり、後述する封止用ガラス部材の熱膨
張係数との関係において絶縁基体1及び蓋体2と封止用
ガラス部材間に大きな熱膨張の差が生しるこーとはない
また前記絶縁基体l及び蓋体2にはその相対向する主面
に封止用のガラス部材6が予め被着形成されており、該
w!.縁基体l及び蓋体2の各々に被着されている封止
用ガラス部材6を加熱溶融させ一体化させることにより
絶縁容器3内の半導体素子4を気密に封止する。
前記絶縁基体l及び蓋体2の相対向する主面に被着され
る封止用ガラス部材6は、例えばホウケイ酸鉛系ガラス
にフィラーを添加したものから或り、原料粉末としての
酸化鉛( PbO )70.0〜90.OWtZ ,酸
化ホウ素( BiOz )12.0−13.OwtX 
、シリカ(Si(h)0.5 〜3.O WtX及び7
 ルミナ(AI!03)0.5〜3.0 WtX ニ7
 4’t−としテチタン酸鉛(PbTiO,)、β−ユ
ークリブタイト(LiJlzSi*O*) 、コージラ
イト(MgzALaSisO+*)、ジルコン(ZrS
iOs)、酸化スズ(SnO2)、ウイレマイト(Zn
.SiOa)等を15〜30Vol!添加混合すると共
に、該混合粉末を950〜llOO℃の温度で加熱溶融
させることによって製作される。このホウケイ酸鉛系の
ガラスはその熱膨張係数が60〜90X10−’/ ℃
である。
前記封止用ガラス部材6はその熱膨張係数が60〜90
XlO−’/ ’Cであり、絶縁基体l及び蓋体2の各
々の熱膨張係数と近似することから絶縁基体1及び蓋体
2の各々に被着されている封止用ガラス部材6を加熱溶
融させ一体化させることにより絶縁容器3内の半導体素
子4を気密に封止する際、絶縁基体1及び蓋体2と封止
用ガラス部材6との間には両者の熱膨張係数の相違に起
因する熱応力が発生することは殆どなく、絶縁基体1と
蓋体2とを封止用ガラス部材6を介し強固に接合するこ
とが可能となる。
尚、前記封止用ガラス部材6はフィラーを添加したホウ
ケイ.酸鉛系ガラスの粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添
加して得たガラスペーストを従来周知の厚膜手法を採用
することによって絶縁基体1及び蓋体2の相対向する主
面に被着形成される。
また前記封止用ガラス部材6はフィラーを添加したホウ
ケイ酸鉛系のガラスに限定されるものではなく、熱膨張
係数が60〜90X10−’/ ’eの範囲のガラスで
あればいかなるものでも使用することができる。
前記絶縁基体1と蓋体2との間には導電性材料から成る
外部リード端子5が配されており、該外部リード端子5
は半導体素子4の各電極がワイヤ7を介し電気的に接続
され、外部リード端子5を外部電気回路に接続すること
によって半導体素子4が外部電気回路に接続されること
となる。
前記外部リード端子5は絶縁基体lと蓋体2の相対向す
る主面に被着させた封止用ガラス部材6を溶融一体化さ
せ、絶縁容器3を気密封止する際に同時に絶縁基体lと
蓋体2との間に取着される.前記外部リード端子5は銅
から威る板状体の上下面に、該板状体の厚みに対し30
乃至40%の厚みを有するニッケル31.5乃至32.
5WtX ,コバルト16.5乃至17.5WtX ,
鉄50.0乃至52.OWLX (7)合金から威る薄
板を接合させた金属体から或り、その透磁率は約93(
CGS) 、導電率は62.3X(IACS) 、熱膨
張係数は約71X10−’/ ”Cである。
尚、前記外部リード端子5は銅(Cu)の板状体の上下
面にニッケルーコバルトー鉄合金(Ni−Co−Fe合
金)を圧接し、しかる後、これを圧延することによって
形戒される。
また前記外部リード端子5はニッケル(Ni)、コバル
} (Co)、鉄(Fe)の量及び板状体と薄板の厚み
が上述の範囲を外れると外部リード端子5は透磁率が所
望する低い値に、導電率が高い値に、また熱膨張係数が
vIA縁基体及び蓋体の熱膨張係数と合わなくなる。そ
のため外部リード端子5は銅から威る板状体の上下面に
、該板状体の厚みに対し30乃至40%の厚みを有する
ニッケル31.5乃至32.5切tX ,コバルト16
.5乃至17.5WtX、鉄50.0乃至52.0Wt
χの合金から成る薄板を接合させた金属体で形或するこ
とに限定される. 前記外部リード端子5はその透磁率が93(CGS)で
あり、透磁率が低いことから外部リード端子5に電流が
流れたとしても外部リード端子5中には大きな自己イン
ダクタンスが発生することはなく、その結果、前記自己
インダクタンスにより誘発される逆起電力に起因したノ
イズを極小となし、内部に収容する半導体素子4を常に
正常に作動させることができる。
また前記外部リード端子5はその導電率が62.3%(
TACS)以上であり、電気を流し易いことから外部リ
ード端子5の信号伝搬速度を極めて速いものとなすこと
ができ、絶縁容器3内に収容した半導体素子4を高速駆
動させたとしても半導体素子4と外部電気回路との間に
おける信号の出し入れは常に安定、且つ確実となすこと
ができる。
また同時に外部リード端子5の導電率が高いことから外
部リード端子5の線幅が細くなったとしても外部リード
端子5の電気抵抗を低く抑えることができ、その結果、
外部リード端子5における信号の減衰を極小として内部
に収容する半導体素子4に外部電気回路から供給される
電気信号を正確に人力することができる。
また更に前記外部リード端子5はその熱膨張係数が約7
1xlO−’/ ”cであり、封止用ガラス部材6の熱
膨張係数と近似することから外部リード端子5を絶縁基
体lと蓋体2の間に封止用ガラス部材6を用いて固定す
る際、外部リード端子5と封止用ガラス部材6との間に
は両者の熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発生する
ことはなく、外部リード端子5を封止用ガラス部材6で
強固に固定することも可能となる。
かくして、この半導体素子収納用パッケージによれば絶
縁基体1の凹部底面に半導体素子4を取着固定ずるとと
もに該半導体素子4の各電極をボンディングワイヤ7に
より外部リード端子5に接続させ、しかる後、絶縁基体
1と蓋体2とを該絶縁基体1及び蓋体2の相対向する主
面に予め被着させておいた封止用ガラス部材6を溶融一
体化させることによって接合させ、これによって最終製
品としての半導体装置が完戒する。
(発明の効果) 本発明の半導体素子収納用パッケージによれば、半導体
素子を収容するための絶縁容器を構成する絶縁基体及び
蓋体をスピネルもしくはステアタイト質焼結体で、外部
リード端子を銅から成る板状体の上下面に、該板状体の
厚みに対し30乃至40%の厚みを有するニッケル31
.5乃至32.5WtX ,コハルト16.5乃至17
.5Wt$ 、鉄50.0乃至52.0WtX (7)
合金から成る薄板を接合させた透磁率が約93 (CG
S〉、導電率が62.3!(IACS) 、熱膨張係数
が約71×10−’/ ’Cの金属体で形成したことか
ら外部リード端子に電流を流したとしても該外部リード
端子中に大きな自己インダクタンスが発生することはな
く、その結果、前記自己インダクタンスにより誘発され
る逆起電力に起因したノイズを極小となし、内部に収容
する半導体素子を常に正常に作動させることが可能とな
る。
また外部リード端子の信号伝搬速度を極めて速いものと
なすことができ、絶縁容器内に収容した半導体素子を高
速駆動させたとしても半導体素子と外部電気回路との間
における信号の出し入れを常に安定、且つ確実となすこ
とが可能となる。
更に外部リード端子の線幅が細くなったとしても外部リ
ード端子の電気抵抗を低く抑えることができ、その結果
、外部リード端子における信号の凍衰を極小として内部
に収容する半導体素子に外部電気回路から供給される電
気信号を正確に人力することが可能となる。
また更に外部リード端子はその熱膨張係数が絶縁基体、
蓋体及び封止用ガラス部材の各々の熱膨張係数と近似し
、絶縁基体と蓋体との間に外部リード端子を挟み、各々
を封止用ガラス部材で取着接合したとしても絶縁基体及
び蓋体と封止用ガラス部材との間、外部リード端子と封
止用ガラス部材との間のいずれにも熱膨張係数の相違に
起因する熱応力は発生せず、すべてを強固に取着接合す
ることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体素子収納用パッケージの一実施
例を示す断面図、第2図は第1図に示すパノケージの絶
縁基体上面より見た平面図である。 ■ ・・絶縁基体  2 ・・蓋体 ・m縁容器 ・外部リード端子 ・封止用ガラス部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  絶縁基体と蓋体とから成り、内部に半導体素子を収容
    するための空所を有する絶縁容器と、該容器内に収容さ
    れる半導体素子を外部電気回路に接続するための外部リ
    ード端子とから成る半導体素子収納用パッケージにおい
    て、前記絶縁基体及び蓋体をスピネルもしくはステアタ
    イト質焼結体で、外部リード端子を銅から成る板状体の
    上下面に、該板状体の厚みに対し30乃至40%の厚み
    を有するニッケル31.5乃至32.5Wt%、コバル
    ト16.5乃至17.5Wt%、鉄50.0乃至52.
    0Wt%の合金から成る薄板を接合させた金属体で形成
    したことを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5711847A (en) * 1978-02-06 1982-01-21 Ibm Nonporous glass-ceramic body
JPS5916353A (ja) * 1982-07-19 1984-01-27 Sumitomo Electric Ind Ltd リ−ドフレ−ム
JPS63291834A (ja) * 1987-04-27 1988-11-29 コーニング グラス ワークス 電子パッキング用のガラス−セラミックス、それに用いる熱的に結晶可能なガラス、および同ガラス−セラミックスを用いた基板

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