JPH0334219B2 - - Google Patents
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- JPH0334219B2 JPH0334219B2 JP2023985A JP2023985A JPH0334219B2 JP H0334219 B2 JPH0334219 B2 JP H0334219B2 JP 2023985 A JP2023985 A JP 2023985A JP 2023985 A JP2023985 A JP 2023985A JP H0334219 B2 JPH0334219 B2 JP H0334219B2
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Classifications
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
- H01L23/045—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads having an insulating passage through the base
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
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- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/4823—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a pin of the item
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の容器、特に半導体発光装
置、高出力トランジスタ等に必要な、熱抵抗が低
くかつ気密性が確保される容器の構造に関する。
置、高出力トランジスタ等に必要な、熱抵抗が低
くかつ気密性が確保される容器の構造に関する。
レーザダイオード、発光ダイオード等の半導体
発光素子は高いエネルギー密度で使用され、かつ
その多くは化合物半導体材料で構成されるので、
その動作を安定し信頼度を確保するためには、そ
の動作時の温度上昇を抑制することが極めて重要
である。
発光素子は高いエネルギー密度で使用され、かつ
その多くは化合物半導体材料で構成されるので、
その動作を安定し信頼度を確保するためには、そ
の動作時の温度上昇を抑制することが極めて重要
である。
光通信システムの高度化、多様化等のために、
これに用いる半導体発光装置についても小型化、
出力の増大などがますます要望され、その容器の
熱抵抗の低減が重要な問題となつている。
これに用いる半導体発光装置についても小型化、
出力の増大などがますます要望され、その容器の
熱抵抗の低減が重要な問題となつている。
半導体発光素子は動作時の発熱が大きくしかも
その特性、寿命が温度に敏感であるために、半導
体素子で発生する熱エネルギーの装置外への放出
が特に重要であり、その容器は従来例えば第２図
ａ，ｂに示す如き構造とされている。
その特性、寿命が温度に敏感であるために、半導
体素子で発生する熱エネルギーの装置外への放出
が特に重要であり、その容器は従来例えば第２図
ａ，ｂに示す如き構造とされている。
同図ａの面発光形発光素子の場合の側面図であ
り、半導体発光素子１１は例えばシリコン（Si）
単結晶、ダイヤモンドなどのヒートシンク１２を
介してステムヘツダー１４上に固定され、ステム
ヘツダー１４を貫通した端子１５にボンデイング
ワイヤ（図示を省略）で接続されている。
り、半導体発光素子１１は例えばシリコン（Si）
単結晶、ダイヤモンドなどのヒートシンク１２を
介してステムヘツダー１４上に固定され、ステム
ヘツダー１４を貫通した端子１５にボンデイング
ワイヤ（図示を省略）で接続されている。
また同図ｂは端面発光形発光素子の場合の側面
図であり、半導体発光素子１１は同様なヒートシ
ンク１２及び高熱伝導率の金属例えば銅（Cu）
を用いたスタツド１３を介してステムヘツダー１
４上に固定され、ステムヘツダー１４を貫通した
端子１５にボンデイングワイヤで接続されいる。
図であり、半導体発光素子１１は同様なヒートシ
ンク１２及び高熱伝導率の金属例えば銅（Cu）
を用いたスタツド１３を介してステムヘツダー１
４上に固定され、ステムヘツダー１４を貫通した
端子１５にボンデイングワイヤで接続されいる。
この両従来例ではキヤツプ１７に設けられたコ
バールガラス等による窓１８から光が出射される
が、端子１５とステムヘツダー１４、ステムヘツ
ダー１４とキヤツプ１７の間及び窓１８はいずれ
も気密に封止されており、ステムヘツダー１４に
は気密封止に適する金属例えばコバール
（kovar；Fe−Ni−Co合金）等が用いられる。
バールガラス等による窓１８から光が出射される
が、端子１５とステムヘツダー１４、ステムヘツ
ダー１４とキヤツプ１７の間及び窓１８はいずれ
も気密に封止されており、ステムヘツダー１４に
は気密封止に適する金属例えばコバール
（kovar；Fe−Ni−Co合金）等が用いられる。
半導体発光装置の安定性、信頼性の向上、小型
化、出力の増大などがますます要望され、その容
器の熱抵抗の低減が重要な問題となつている。
化、出力の増大などがますます要望され、その容
器の熱抵抗の低減が重要な問題となつている。
しかしながら上述の如き従来構造の半導体発光
装置の熱伝導経路ではコバール等が用いられたス
テムヘツダー１４の熱抵抗が大きく、気密性を保
つて熱抵抗の低減、小型化を達成することは不可
能であり、その容器の構造の改善が必要とされて
いる。
装置の熱伝導経路ではコバール等が用いられたス
テムヘツダー１４の熱抵抗が大きく、気密性を保
つて熱抵抗の低減、小型化を達成することは不可
能であり、その容器の構造の改善が必要とされて
いる。
前記問題点は、ステムヘツダーが端子引出し面
を有する第１の部材と、該第１の部材と半導体素
子との間に介在して該第１の部材より高い熱伝導
率を有する第２の部材とを備え、該両部材を該端
子が貫通しかつ該貫通部分において該第１の部材
と該端子との間は気密に封止され、放熱が主とし
て該第２の部材の表出面で行われる本発明による
半導体装置の容器により解決される。
を有する第１の部材と、該第１の部材と半導体素
子との間に介在して該第１の部材より高い熱伝導
率を有する第２の部材とを備え、該両部材を該端
子が貫通しかつ該貫通部分において該第１の部材
と該端子との間は気密に封止され、放熱が主とし
て該第２の部材の表出面で行われる本発明による
半導体装置の容器により解決される。
本発明による半導体装置の容器のステムヘツダ
ーは、端子を気密構造で引き出すための第１の部
材と、外部に熱を放出するための高熱伝導率の第
２の部材とを組合せて構成され、半導体素子はヒ
ートシンクを介して、或いは直接に第２の部材上
に載置される。
ーは、端子を気密構造で引き出すための第１の部
材と、外部に熱を放出するための高熱伝導率の第
２の部材とを組合せて構成され、半導体素子はヒ
ートシンクを介して、或いは直接に第２の部材上
に載置される。
外部引出し端子はステムヘツダーの第１及び第
２の両部材を貫通し、この端子と第１の部材との
間の絶縁気密封止により、端子引出し部分の気密
性が保たれる。
２の両部材を貫通し、この端子と第１の部材との
間の絶縁気密封止により、端子引出し部分の気密
性が保たれる。
半導体素子の発生した熱は主として第２の部材
の表出面から外部に放出される。この表出面に放
熱フインを設けることも当然に有効であるが、例
えば直方体状として外部の冷却手段に密着するこ
とによりその小型化に大きい効果が得られる。
の表出面から外部に放出される。この表出面に放
熱フインを設けることも当然に有効であるが、例
えば直方体状として外部の冷却手段に密着するこ
とによりその小型化に大きい効果が得られる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図ａは本発明による容器を用いた面発光形
半導体発光装置の平面図、同図ｂはそのＸ−Ｘ断
面図である。
半導体発光装置の平面図、同図ｂはそのＸ−Ｘ断
面図である。
同図において、１は半導体発光素子、例えば発
光ダイオード、２は例えばSi単結晶のヒートシン
ク、３はステムヘツダーの前記第２の部材、４は
ステムヘツダーの前記第１の部材、５は端子、６
はボンデイングワイヤ、７はキヤツプ、８は例え
ばコバールガラス板、９は封止ガラスである。
光ダイオード、２は例えばSi単結晶のヒートシン
ク、３はステムヘツダーの前記第２の部材、４は
ステムヘツダーの前記第１の部材、５は端子、６
はボンデイングワイヤ、７はキヤツプ、８は例え
ばコバールガラス板、９は封止ガラスである。
本実施例のステムヘツダーの第２の部材３に
は、例えば銅（Cu）：タングステン（Ｗ）＝15：
85の合金を用いている。このCu／Ｗ合金は熱伝
導率が高く、かつヒートシンクのSi単結晶、半導
体発光素子と熱膨張係数が近似している。また第
１の部材４には従来技術により気密封止に適する
金属、例えばコバールを用い、両部材３，４は融
着されている。
は、例えば銅（Cu）：タングステン（Ｗ）＝15：
85の合金を用いている。このCu／Ｗ合金は熱伝
導率が高く、かつヒートシンクのSi単結晶、半導
体発光素子と熱膨張係数が近似している。また第
１の部材４には従来技術により気密封止に適する
金属、例えばコバールを用い、両部材３，４は融
着されている。
ヒートシンクの部材３，４を貫通する孔が設け
られて端子５がこれを貫き、孔内で封止ガラス９
により第１の部材４と端子５の間が気密に封止さ
れる。第２の部材３と端子５の間にも封止ガラス
９が充填されるが、第２の部材３はCu／Ｗ合金
であるためにこの部分の気密性は期待しない。な
おキヤプ７は第２の部材３に従来技術により溶接
される。
られて端子５がこれを貫き、孔内で封止ガラス９
により第１の部材４と端子５の間が気密に封止さ
れる。第２の部材３と端子５の間にも封止ガラス
９が充填されるが、第２の部材３はCu／Ｗ合金
であるためにこの部分の気密性は期待しない。な
おキヤプ７は第２の部材３に従来技術により溶接
される。
以上説明した実施例について、第２の部材の側
面を冷却水により無限大放熱可能な銅ブロツクに
接触させた状態で、熱抵抗Pthすなわち半導体発
光素子の温度上昇は約60℃／Ｗであり、またヘリ
ウム（He）デイテクタによる気密性試験では450
℃に加熱後に１×10-18atoms.c.c.／secの結果が得
られた。
面を冷却水により無限大放熱可能な銅ブロツクに
接触させた状態で、熱抵抗Pthすなわち半導体発
光素子の温度上昇は約60℃／Ｗであり、またヘリ
ウム（He）デイテクタによる気密性試験では450
℃に加熱後に１×10-18atoms.c.c.／secの結果が得
られた。
これに対し、本実施例と同一寸法でヒートシン
クにコバールのみを用いた比較試料では、熱抵抗
Rthは約200℃／Ｗ、気密性試験は１×
10-18atoms.c.c.／secであり、本実施例が気密性を
損なうことなく、大幅な熱抵抗低減を達成してい
ることが確認された。
クにコバールのみを用いた比較試料では、熱抵抗
Rthは約200℃／Ｗ、気密性試験は１×
10-18atoms.c.c.／secであり、本実施例が気密性を
損なうことなく、大幅な熱抵抗低減を達成してい
ることが確認された。
なお以上の説明は半導体発光装置を対象として
いるが、高出力トランジスタ等についても本発明
により同等の効果が得られる。
いるが、高出力トランジスタ等についても本発明
により同等の効果が得られる。
以上説明した如く本発明によれば、熱抵抗が大
幅に低減され、かつ良好な気密性を保つことが可
能であり、半導体装置、特に発熱量が大きい半導
体発光装置、高出力トランジスタ等について小型
化、出力の増大、安定性、信頼性の向上等に顕著
な効果が得られる。
幅に低減され、かつ良好な気密性を保つことが可
能であり、半導体装置、特に発熱量が大きい半導
体発光装置、高出力トランジスタ等について小型
化、出力の増大、安定性、信頼性の向上等に顕著
な効果が得られる。
第１図ａは面発光形半導体発光装置にかかる本
発明の実施例を示す平面図、第１図ｂは該実施例
の側断面図、第２図ａ，ｂは半導体発光装置の従
来例を示す側面図である。 図において、１は半導体発光素子、２はヒート
シンク、３はステムヘツダーの第２の部材、４は
ステムヘツダーの第１の部材、５は端子、６はボ
ンデイングワイヤ、７はキヤツプ、８はガラス
板、９は封止ガラスである。
発明の実施例を示す平面図、第１図ｂは該実施例
の側断面図、第２図ａ，ｂは半導体発光装置の従
来例を示す側面図である。 図において、１は半導体発光素子、２はヒート
シンク、３はステムヘツダーの第２の部材、４は
ステムヘツダーの第１の部材、５は端子、６はボ
ンデイングワイヤ、７はキヤツプ、８はガラス
板、９は封止ガラスである。
Claims (1)
- １ ステムヘツダーが端子引出し面を有する第１
の部材と、該第１と部材と半導体素子との間に介
在して該第１の部材より高い熱伝導率を有する第
２の部材とを備え、該両部材を該端子が貫通しか
つ該貫通部分において該第１の部材と該端子との
間は気密に封止され、放熱が主として該第２の部
材の表出面で行われることを特徴とする半導体装
置の容器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023985A JPS61179558A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 半導体装置の容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023985A JPS61179558A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 半導体装置の容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61179558A JPS61179558A (ja) | 1986-08-12 |
| JPH0334219B2 true JPH0334219B2 (ja) | 1991-05-21 |
Family
ID=12021641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023985A Granted JPS61179558A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 半導体装置の容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61179558A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288379A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Toshiba Corp | 半導体パッケージ |
| JP5409456B2 (ja) * | 2009-07-28 | 2014-02-05 | 京セラ株式会社 | 電子部品搭載用パッケージおよびそれを用いた電子装置 |
| US10319654B1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | Cubic Corporation | Integrated chip scale packages |
-
1985
- 1985-02-05 JP JP2023985A patent/JPS61179558A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61179558A (ja) | 1986-08-12 |
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