JPH04131942U - 半導体素子収納用パツケージ - Google Patents

半導体素子収納用パツケージ

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JPH04131942U
JPH04131942U JP1991037562U JP3756291U JPH04131942U JP H04131942 U JPH04131942 U JP H04131942U JP 1991037562 U JP1991037562 U JP 1991037562U JP 3756291 U JP3756291 U JP 3756291U JP H04131942 U JPH04131942 U JP H04131942U
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JP
Japan
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sealing material
lid
insulating base
solder
insulating substrate
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Application number
JP1991037562U
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Inventor
定功 吉田
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • 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
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Landscapes

  • Die Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】内部に収容する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。 【構成】半導体素子を収容するための容器３を構成する
絶縁基体１と蓋体２の少なくとも一方に半田から成る封
止材Ａを予め断面山状として被着させた。絶縁基体１上
に蓋体２を封止材Ａを加熱溶融させることによって接合
させる場合、封止材Ａの溶融はその頂点である中央部か
ら両端部に向かって順次移行することとなり、その結
果、絶縁基体１と封止材Ａとの間に介在する空気は前記
封止材Ａの溶融に伴って徐々に外側に押し出され、封止
材Ａ中に空気が取り込まれることは殆どなくなる。その
ため封止材Ａと絶縁基体１とはその接合面積が極めて広
いものとなり、絶縁基体１と封止材Ａとの接合強度を強
固として容器３の気密封止を完全なものとなすことがて
きる。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は半導体素子を収容するための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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体素子、特にＬＳＩ等の半導体集積回路素子を収容するための半導 体素子収納用パッケージは図2 に示すように、アルミナセラミックス等の電気絶 縁材料から成り、その上面の略中央部に半導体素子を収容するための凹部11a を 有し、且つ上面にタングステン(W) 、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)等の高融点 金属粉末からなるメタライズ配線層12を有する絶縁基体11と、半導体素子13を外 部電気回路に電気的に接続するために前記メタライズ配線層12に銀ロウ等のロウ 材を介し取着された外部リード端子14と、アルミナセラミックス等の電気絶縁性 材料から成る蓋体15とにより構成されており、絶縁基体11の凹部11a 底面に半導 体素子13を取着固定し、半導体素子13の各電極とメタライズ配線層12とをボンデ ィングワイヤ16を介して電気的に接続するとともに絶縁基体11の上面に蓋体15を 半田から成る封止材17により接合させ、絶縁基体11と蓋体15とから成る容器の内 部に半導体素子13を気密に封入することによって製品としての半導体装置となる 。
【０００３】 尚、前記絶縁基体11への蓋体15の接合は絶縁基体11の頂面及び蓋体15の下面外 周部に予め銀 パラジウム、タングステン、モリブデン、マンガン等の金属から 成る金属層を被着させておくとともに両金属を半田から成る封止材17で接合する ことによって行われ、また前記半田から成る封止材17は絶縁基体11と蓋体15との 接合の作業性を容易とするために蓋体15の下面に予め被着されており、通常、半 田粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た半田ペーストを従来周知のス クリーン印刷等の厚膜手法を採用することによって蓋体13の下面に被着されてい る。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の半導体素子収納用パッケージにおいては、絶縁基体 11と蓋体15とを接合させる半田から成る封止材17が予め蓋体15の下面にスクリー ン印刷法によって被着されており、該蓋体15の下面に被着された封止材17はその 外表面にスクリーンメッシュの跡である多量の凹部を有した断面台形状となって いる。そのため絶縁基体11に蓋体15を接合させる際、絶縁基体11上に蓋体15を載 置させると前記封止材17はその外表面に多量の凹部が存在することから封止材17 と絶縁基体11との間に多くの空隙が形成されるとともに該空隙内の空気が溶融す る封止材17中にそのまま取り込まれて絶縁基体11と封止材17との間の接合面積が 狭く、両者の接合強度が弱いものとなってしまい、その結果、絶縁基体11と封止 材17との接合部に外力が印加されると封止材17が絶縁基体11よりはずれ、半導体 素子13を収容する容器の気密封止が容易に破れて内部に収容する半導体素子13を 長期間にわたり正常、かつ安定に作動させることができないという欠点を有して た。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本考案は半導体素子を収容するための凹部を有する絶縁基体と蓋体とから成り 、絶縁基体に蓋体を半田から成る封止材を介し接合させることによって内部に半 導体素子を気密に封止するようになした半導体素子収納用パッケージにおいて、 前記半田から成る封止材は絶縁基体及び蓋体の少なくとも一方に予め断面山状に 被着されていることを特徴とするものである。
【０００６】
【実施例】
次に本考案を添付図面に基づき詳細に説明する。 図1 は本考案の半導体素子収納用パッケージの一実施例を示し、1 はアルミナ セラミックス等の電気絶縁材料から成る絶縁基体、2 は同じく電気絶縁材料から 成る蓋体である。この絶縁基体1 と蓋体2 とで半導体素子4 を収容するための容 器3 が構成される。
【０００７】 前記絶縁基体1 はその上面中央部に半導体素子4 を収容するための空所を形成 する段状の凹部1aが設けてあり、該凹部1a底面には半導体素子4 がエポキシ樹脂 等の接着材を介し取着される。
【０００８】 また前記絶縁基体1 には凹部1aの段状上面から容器3 の外部に導出するメタラ イズ配線層5 が形成されており、該メタライズ配線層5 の凹部1a段状上面部には 半導体素子4 の各電極がボンディングワイヤ6 を介して電気的に接続され、また 容器3 の外部に導出された部位には外部電気回路と接続される外部リード端子7 が銀ロウ等のロウ材8 を介し取着される。
【０００９】 前記絶縁基体1 は例えば、アルミナセラミックス等の電気絶縁材料から成り、 アルミナ(Al 2 O 3 ),、シリカ(SiO2 ) 、カルシア(CaO) 、マグネシア(MgO) 等 の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともにこれを ドクターブレード法を採用することによってセラミックグリーンシート( セラミ ック生シート) を形成し、しかる後、前記セラミックグリーンシートに適当な打 ち抜き加工を施すとともに複数枚積層し、高温( 約1600℃) で焼成することによ って製作される。
【００１０】 また前記メタライズ配線層5 はタングステン(W) 、モリブデン(Mo)、マンガン (Mn)等の高融点金属粉末から成り、該高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を 添加混合して得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法を採 用し、絶縁基体1 となるセラミックグリーンシートに予め被着させておくことに よって絶縁基体1 の凹部1a段状上面から容器3 の外部に導出するように被着形成 される。
【００１１】 尚、前記メタライズ配線層5 はその露出する外表面にニッケル、金等の良導電 性で、且つ耐蝕性に優れた金属をメッキ法により1.0 乃至20.0μm の厚みに層着 させておくとメタライズ配線層5 の酸化腐食を有効に防止することができるとと もにメタライズ配線層5 とボンディングワイヤ6 との接続及びメタライズ配線層 5 と外部リード端子7 とのロウ付け取着が極めて強固なものとなる。従って、メ タライズ配線層5 の酸化腐食を防止し、メタライズ配線層5 とボンディングワイ ヤ6 との接続及びメタライズ配線層5 と外部リード端子7 とのロウ付けを強固な ものとなすにはメタライズ配線層5 の露出外表面にニッケル、金等を1.0 乃至20 .0μm の厚みに層着させておくことが好ましい。
【００１２】 更に前記メタライズ配線層5 にロウ付けされる外部リード端子7 は内部に収容 する半導体素子4 を外部電気回路に接続する作用を為し、外部リード端子7 を外 部電気回路に接続することによって内部に収容される半導体素子4 はメタライズ 配線層5 及び外部リード端子7 を介し外部電気回路と電気的に接続されることと なる。
【００１３】 前記外部リード端子7 はコバール金属(Fe-Ni-Co 合金) や42アロイ(Fe-Ni合金 ) 等の金属から成り、コバール金属等のインゴット( 塊) を圧延加工法や打ち抜 き加工法等、従来周知の金属加工法を採用することによって所定の板状に形成さ れる。
【００１４】 尚、前記外部リード端子7 はその外表面にニッケル、金等から成る良導電性で 、且つ耐蝕性に優れた金属をメッキにより1.0 乃至20.0μm0の厚みに層着させて おくと外部リード端子7 の酸化腐食を有効に防止するとともに外部リード端子7 と外部電気回路との電気的接続を良好となすことができる。そのため外部リード 端子7 はその外表面にニッケル、金等をメッキにより1.0 乃至20.0μm の厚みに 層着させておくことが好ましい。
【００１５】 前記絶縁基体１はまたその上面にメタライズ金属層9 が被着されており、該メ タライズ金属層9 には蓋体2 が封止材A を介して接合され、これによって容器3 の内部に半導体素子4 が気密に封止される。
【００１６】 前記メタライズ金属層9 はタングステン、モリブデン、マンガン、銀 パラジ ウム等の金属粉末から成り、該金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金 属ペーストを絶縁基体1 の上面に従来周知のスクリーン印刷法等により印刷塗布 し、しかる後、これを高温で焼き付けることによって絶縁基体1 の上面に被着さ れる。
【００１７】 また前記絶縁基体1 の上面に接合される蓋体2 はアルミナセラミックス等の電 気絶縁材料から成り、その下面外周部に予めメタライズ金属層10を被着させてお き、該メタライズ金属層10を絶縁基体1 上面のメタライズ金属層9 に封止材A 介 し接合させることによって蓋体2 は絶縁基体1 に接合されることとなる。
【００１８】 尚、前記蓋体2 は、例えばアルミナ(Al 2 O 3 ),、シリカ(SiO2 ) 、カルシア (CaO) 、マグネシア(MgO) 等の原料粉末を図1 に示すような蓋体2 に対応した形 状を有するプレス型内に充填させるとともに一定圧力を印加して成形し、その後 、これを約1500℃の温度で焼成することによって製作され、また下面外周部に被 着されるメタライズ金属層10はタングステン、モリブデン、マンガン、銀 パラ ジウム等の金属粉末から成り、該金属粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して得た 金属ペーストを蓋体2 の下面外周部に従来周知のスクリーン印刷法等により印刷 塗布し、しかる後、これを高温で焼き付けることによって蓋体2 の下面外周部に 被着される。
【００１９】 また前記絶縁基体1 の上面に蓋体2 を接合させる封止材A は融点が低く、接合 時の熱によって半導体素子4 の特性に影響を与えることが少ない半田が使用され 、該半田から成る封止材A は絶縁基体1 と蓋体2 の接合の作業性を容易とするた めに蓋体2 に被着させたメタライズ金属層10に予め被着されている。
【００２０】 前記蓋体2 の下面に被着させた封止材A はまた断面形状が半円形状の山状、即 ち、中央部の厚みが厚く両端の厚みが薄いものとなっている。
【００２１】 前記封止材A はその断面形状が半円形状の山状であることから絶縁基体1 上に 蓋体2 を載置させ、封止材A を加熱溶融させることによって蓋体2 を絶縁基体1 上に接合させる場合、封止材A の溶融はその頂点である中央部から両端部に向か って順次移行し、その結果、絶縁基体1 と封止材A との間に介在する空気は前記 封止材A の溶融に伴って徐々に外側に押し出され封止材A 中に空気が取り込まれ ることは殆どなくなる。そのため封止材A と絶縁基体1 とはその接合面積が極め て広いものとなり、絶縁基体1 と封止材A との接合強度を強固として容器3 の気 密封止を完全なものとなすことがてきる。
【００２２】 尚、前記封止材A は半田粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合した半田ペーストを 蓋体2 に被着させたメタライズ金属層10上に従来周知のスクリーン印刷法により 印刷塗布するとともにこれを約150 ℃の温度で焼成し、半田を溶融させることに よって蓋体2 の下面に被着される。この場合、半田から成る封止材A は半田を一 旦、完全に溶融させることから外表面にスクリーンメッシュの跡がそのまま残っ て凹部を形成することはなく、また頂面は溶融した半田の表面張力によって断面 形状が半円形状の山状となる。
【００２３】 また前記断面形状が半円形状の山状である封止材A はその頂面の円弧半径が0. 5mm を越えるとその頂面が平坦となり、絶縁基体1 上に蓋体2 を接合させる際、 絶縁基体1 と封止材A との間に介在する空気を外側に良好に押し出すことができ なくなる傾向にある。従って、封止材A はその頂面の円弧半径を0.5mm 以下とし ておくことが好ましい。
【００２４】 かくして本考案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1a底 面に半導体素子4 を接着材を介して取着するとともに半導体素子4 の各電極をメ タライズ配線層5 にボンディングワイヤ6 を介して電気的に接続し、しかる後、 絶縁基体1 の上面に蓋体2 を半田から成る封止材A を介して接合し、容器3 の内 部に半導体素子4 を気密に封入することによって最終製品としての半導体装置と なる。
【００２５】 尚、本考案は上述の実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱し ない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば半田から成る封止材A を蓋体 2 の下面に予め被着させておくのではなく絶縁基体1 の上面に被着させておいて も、また絶縁基体1 の上面と蓋体2 の下面の両方に被着させておいてもよい。
【００２６】 また封止材A は断面形状が半円形状の山状のものに限らず、三角形状の山状で あってもよい。
【００２７】
【考案の効果】
本考案の半導体素子収納用パッケージによれば、絶縁基体及び蓋体の少なくと も一方に半田から成る封止材を予め断面山状として被着させておいたことから絶 縁基体上に蓋体を載置させ、封止材を加熱溶融させることによって蓋体を絶縁基 体上に接合させる場合、封止材の溶融はその頂点である中央部から両端部に向か って順次移行することとなり、その結果、絶縁基体と封止材との間に介在する空 気は前記封止材の溶融に伴って徐々に外側に押し出され封止材中に空気が取り込 まれることは殆どなくなる。そのため封止材と絶縁基体とはその接合面積が極め て広いものとなり、絶縁基体と封止材との接合強度を強固として容器3 の気密封 止を完全なものとなすことがてきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の半導体素子収納用パッケージの一実施
例を示す断面図である。
【図２】従来の半導体素子収納用パッケージの断面図で
ある。
【符号の説明】
１・・・絶縁基体 １ａ・・凹部 ２・・・蓋体 ４・・・半導体素子 ５・・・メタライズ配線層 ７・・・外部リード端子 Ａ・・・封止材

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体素子を収容するための凹部を有する
    絶縁基体と蓋体とから成り、絶縁基体に蓋体を半田から
    成る封止材を介し接合させることによって内部に半導体
    素子を気密に封止するようになした半導体素子収納用パ
    ッケージにおいて、前記半田から成る封止材は絶縁基体
    及び蓋体の少なくとも一方に予め断面山状に被着されて
    いることを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
JP1991037562U 1991-05-27 1991-05-27 半導体素子収納用パツケージ Pending JPH04131942U (ja)

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