JPH04199851A - 半導体素子収納用パッケージ - 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。

（従来技術及びその課題） 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の半導体素子
収納用パッケージは、アルミナセラミックス等の電気絶
縁材料から成り、中央部に半導体素子を収容する空所を
形成するための凹部を有し、上面に封止用のガラス層が
被着された絶縁基体と、同じく電気絶縁材料から成り、
中央部に半導体素子を収容する空所を形′成するための
凹部を有し、下面に封止用のガラス層が被着された蓋体
と、内部に収容する半導体素子を外部の電気回路に電気
的に接続するための外部リード端子とにより構成されて
おり、絶縁基体の上面に外部リード端子を載置させると
ともに予め被着させておいた封止用”のガラス層を溶融
させることによって外部リード端子を絶縁基体に仮止め
し、次に前記絶縁基体の凹部に半導体素子を取着すると
ともに該半導体素子の各電極（信号電極、電源電極、接
地電極等）をボンディングワイヤを介して外部り一ト端
子に接続し、しかる後、絶縁基体と蓋体とをその相対向
する主面に被着させておいた封止用のガラス層を溶融一
体止させ、絶縁基体と蓋体とがら成る容器を気密に封止
することによって最終製品としての半導体装置となる。

尚、かかる従来の半導体素子収納用パッケージは内部に
収容する半導体素子か供給電源電圧の変動の影響を受け
ないようにするために通常、容量素子が付加されており
、該半導体素子収納用パッケージへの容量素子の付加は
一般に容器を構成する絶縁基体内部に多層電極を配し、
多層電極間に絶縁基体材料を誘電体として一定の静電容
量を形成したり、絶縁基体の半導体素子を収容する凹部
底面にチタン酸バリウム磁器からなる容量素子を取着し
たりすることによって行われている。

しかしながら、この従来の半導体素子収納用パッケージ
においては容量素子の付加か容器を構成する絶縁基体の
内部に多層電極を配することによって行われている場合
、絶縁基体は一般にアルミナセラミックスから成り、該
アルミナセラミックスは誘電率が低い（誘電率９〜１０
）ことから多層電極間に形成される静電容量も極めて小
さいものとなり、その結果、半導体素子の電源電圧変動
に起因する誤動作を完全に防止することかできないとい
う欠点を有していた。

尚、この欠点を解消するために多層電極の層数や電極対
向面積を増大させ、多層電極間に形成される静電容量を
大きくすることも考えられるか、電極の層数や面積を増
大させるとパッケージ自体の形状か大きく成り、内部に
半導体素子を収容し、半導体装置とすると該半導体装置
が極めて大型のものとなる欠点を誘発する。

また絶縁基体の半導体素子を収容する凹部内にチタン酸
バリウム磁器から成る容量素子を取着することによって
半導体素子収納用パッケージに容量素子を付加した場合
、絶縁基体の半導体素子を収容する凹部がチタン酸バリ
ウム磁器から成る容量素子を取着するために大きくなり
、その結果、上述と同様、製品としての半導体装置か大
型化してしまうという欠点を有する。

更に前記絶縁基体の外観形状をそのままとし、半導体素
子を収容する凹部のみの形状を容量素子か取着し得る程
度に大きくすることも考えられるが凹部の形状のみを大
きくすると絶縁基体と蓋体とを接合させ容器の内部を気
密封止する際、絶縁基体と蓋体との接合面積が狭くなっ
て容器の気密封止の信頼性が大きく低下するという欠点
を誘発してしまう。

そこで上記欠点を解消するために絶縁基体上面にメタラ
イズ金属層を被着させておき、該メタライズ金属層上に
高誘電率のガラス部材を介して外部リード端子を固定し
、メタライズ金属層と外部リード端子との間に容量素子
を形成することによって半導体素子収納用パッケージに
容量素子を付加することが考えられる。

しかしながら、・メタライズ金属層と外部リード端子と
の間に形成される容量素子はその静電容量値を半導体素
子に供給電源電圧変動の影響を与えないような大きな値
とするのにガラス部材の誘電率を大きくしなければなら
ず、ガラス部材の誘電率を大きくすると次の欠点が誘発
される。

即ち、隣接する各々の外部リード端子を伝わる電気信号
はその間に介在するガラス部材の誘電率が大きいと互い
に大きく影響し合って各電気信号にノイズを発生させて
しまい、そのノイズが電気信号とともに内部に収容する
半導体素子に伝播され、半導体素子に誤動作を起こさせ
てしまうという欠点か誘発される。

（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
内部に収容する半導体素子を長期間にわたり誤動作する
ことなく安定に作動させることかできる小型の半導体素
子収納用パッケージを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明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る半導体素子収納用パッケージにお
いて、前記絶縁基体はその上面に半導体素子の電源電極
及び接地電極と接続される外部リード端子か誘電率１７
．０以上の第１のガラス部材を間に挟んで対向固定され
、更にその上部に半導体素子の信号電極と接続される外
部リード端子が誘電率１４．０以下の第２のガラス部材
を介して固定されている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示す実施例に基つき詳細に説明
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
ジの一実施例を示す断面図であり、■はアルミナセラミ
ックス等の電気絶縁材料より成る絶縁基体、２は同じく
電気絶縁材料より成る蓋体である。この絶縁基体１と蓋
体２とにより半導体素子３を収容するための容器か構成
される。

前記絶縁基体１及び蓋体２にはそれぞれの中央部に半導
体素子３を収容する空所を形成するための凹部が設けて
あり、絶縁基体ｌの凹部１ａ底面には半導体素子３が接
着材を介し取着固定される。

前記絶縁基体１及び蓋体２は従来周知のプレス成形法を
採用することよって形成され、例えば絶縁基体１及び蓋
体２かアルミナセラミックスから成る場合には第１図に
示すような絶縁基体１または蓋体２に対応した形状を有
するプレス型内にアルミナセラミックスの粉末を充填さ
せるとともに一定圧力を印加して成形し、しかる後、成
形品を約１５００°Ｃの温度で焼成することによって製
作される。

前記絶縁基体ｌはその上面に半導体素子３の電源電極及
び接地電極と接続される外部リード端子４ａ、４ｂが第
１のガラス部材５を間に挟んで対向固定され、更にその
上部には半導体素子３の信号電極と接続される外部リー
ド端子４ｃか第２のガラス部材６を介して固定されてい
る。

前記絶縁基体１上に固定される外部’Ｊ　−ト端子４ａ
、４ｂ、４ｃは内部に収容する半導体素子３の電源電極
、接地電極及び信号電極を外部電気回路に接続する作用
を為し、外部リード端子４ａ、４ｂには半導体素子３の
電源電極、接地電極かホンディングワイヤ７ａを介して
接続され、また外線リード端子４Ｃには半導体素子３の
信号電極かボンディングワイヤ７ｂを介して接続される
。

前記外部リード端子４ａ、４ｂ、４ｃは例えば、コバー
ル金属（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）や４２Ａ１１ｏｙ（Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金等の金属から成り、該コバール金属等のイ
ンゴット（塊）を従来周知の圧延加工法及び打ち抜き加
工法を採用することによって所定の板状に形成される。

尚、前記外部リード端子４ａ、４ｂ、４Ｃ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
れた金属をメツキにより２．０乃至２０．０μｍの厚み
に層着させておくと外部リード端子４ａ、４ｂ、４Ｃの
酸化腐食を有効に防止するとともに外部リード端子４ａ
、４ｂ、４Ｃと外部電気回路との電気的接続を良好とな
すことかできる。そのため外部リード端子４ａ、４ｂ、
４Ｃはその外表面にニッケル、金等をメツキにより２．
０乃至２０．０μｍの厚みに層着させておくことが好ま
しい。

前記絶縁基体１の上面に外部リード端子４ａ、４ｂを対
向固定する第１のガラス部材５は誘電率が１７．０（室
温ＩＭＦｌｚ）以上のガラス材料から成り、該第１のガ
ラス部材５は外部リード端子４ａ、　４ｂを絶縁基体１
の上面に固定するとともに両端子４ａ、４ｂ間に第１の
ガラス部材５を誘電体材料とした容量素子を形成する作
用を為す。この容量素子は半導体素子３の電源電極と接
地電極との間に接続され、半導体素子３に供給電源電圧
の変動に起因した悪影響か及はさないように作用する。

前記容量素子は第１のガラス部材５の誘電率か１７．０
以上と高いこと及び外部リート端子４ａ、４ｂか対向す
ること等から外部リード端子４ａ、４ｂ間に形成される
容量素子の静電容量値を大きな値と成すことかでき、そ
の結果、容量素子によって供給電源電圧の変動に起因す
る半導体素子３への悪影響を有効に防止することか可能
となり、内部に収容する半導体素子３を誤動作させるこ
となく安定に作動させることかできる。

尚、前記半導体素子３の電源電極と接地電極との間に接
続される容量素子は絶縁基体ｌの上面に半導体素子３の
電源電極及び接地電極か接続される外部リード端子４ａ
、４ｂを誘電率か１７．０以上の第１のガラス部材５て
固定するだけて形成されることから絶縁基体１半導体素
子３を取着する凹部１ａの大きさを容量素子を取着する
ために特別大きくする必要は一切ない。そのため後述す
る絶縁基体１と蓋体２とを接合させ容器を気密封止する
ことによって半導体装置となす際、絶縁基体１と蓋体２
とは外観形状を大きくすることなく両者の接合面積を広
くなすことかでき、その結果、容器の気密封止の信頼性
を高いものとして、且つ半導体装置の形状も小型となす
ことができる。

前記第１のガラス部材５は例えば、酸化鉛６０．０乃至
９０．０重量％、酸化ホウ素５．０乃至１５．０重量％
に、フィラーとしてのペロブスカイト型チタン酸塩を５
．０乃至５０．０重量％含有するガラスから成り、該各
ガラス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
得たガラスペーストを絶縁基体１の上面に従来周知のス
クリーン印刷法により印刷塗布し、しかる後、これを約
５００　’Ｃの温度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。

尚、前記第１のガラス部材５はその誘電率か１７．０未
満であると半導体素子３の電源電極及び接地電極か接続
される外部リード端子４ａ、４ｂ間に大きな静電容量値
の容量素子を形成することかできず、該容量素子によっ
て供給電源電圧の変動に起因する半導体素子への悪影響
を有効に防止することかできなくなる。従って、前記第
１のガラス部材５はその誘電率が１７．０以上に特定さ
れる。

また前記第２のガラス部材６は半導体素子３の信号電極
か接続される外部リート端子４Ｃを絶縁基体１の上部に
固定する作用を為し、誘電率か１４．０（室温ＩＭＨｚ
）以下のガラス材料、具体的には酸化ケイ素５０．０乃
至８０．０重量％、酸化ホウ素１０．０乃至３０．０重
量％、酸化アルミニウム１０６０重量％以下、ナトリウ
ム、カリウムの酸化物５．０重量％以下を含むガラスか
ら成る。

前記第２のガラス部材６はその誘電率か１４．０以下と
低いことから隣接する外部リード端子４Ｃの各々を伝播
する電気信号は互いに大きく影響し合って各電気信号に
ノイズを発生させることはなく、該ノイズによって内部
に収容する半導体素子に誤動作を起こさせることもない
。

尚、前記第２のガラス部材６は酸化ケイ素、酸化ホウ素
等のガラス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合
して得たガラスペーストを第１のガラス材５上に従来周
知のスクリーン印刷法により印刷塗布し、しかる後、こ
れを高温で焼き付けることによって第のガラス材５上に
被着される。

また前記第２のガラス部材６はその厚みか０．０５ｍｍ
未満であると第１のガラス部材５の誘電率か外部リード
端子４Ｃに影響を与え、外部リード端子４Ｃを伝わる信
号の伝播速度を遅いものとなす傾向にある。従って、第
２のガラス部材６はその厚みを０、０５ｍｍ以上として
おくことが好ましい。

前記各外部リード端子４ａ、４ｂ、４ｃか固定された絶
縁基体１はまたその上面に蓋体２かガラス部材８を介し
て接合され、これによって絶縁基体１と蓋体２とから成
る容器内部に半導体素子３か気密に封止される。

前記蓋体２を絶縁基体ｌに接合させるガラス部材８は低
融点のガラス材料から成り、該ガラス部材８は予め蓋体
２の下面に被着されている。

尚、前記ガラス部材８は酸化鉛５０．０乃至８０．０重
量％、酸化ホウ素５．０乃至１５．０重量％、酸化亜鉛
１５．０重量％以下、酸化ケイ素１Ｏ００重量％以下、
酸化アルミニウム１０．０重量％以下を含むガラスから
成り、該各ガラス原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添
加混合して得たガラスペーストを蓋体２の下面に従来周
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４００°Ｃの温度て焼成することによって蓋体２下
面に被着される。

かくしてこの半導体素子収納用パッケージによれは絶縁
基体１の凹部１ａ底面に半導体素子３を取着するととも
に該半導体素子３の電源電極及び接地電極をホンディン
グワイヤ７ａを介して外部リード端子４ａ、４ｂに、半
導体素子３の信号電極をボンディングワイヤ７ｂを介し
て外部リード端子４Ｃに各々接続させ、しかる後、絶縁
基体１と蓋体２とを蓋体２の下面に予め被着させておい
たガラス部材８を加熱溶融させ、両者を接合させること
によって内部に半導体素子３を気密封止し、これによっ
て最終製品としての半導体装置が完成する。

（発明の効果） 以上の通り、本発明の半導体素子収納用パッケージによ
れば、絶縁基体の上面に半導体素子の電源電極及び接地
電極と接続される外部リード端子を誘電率１７．０以上
の第１のガラス部材を間に挟んで対向固定し、更にその
上部に半導体素子の信号電極と接続される外部リード端
子を誘電率１４．０以下の第２のガラス部材を介して固
定したことから半導体素子の電源電極及び接地電極か接
続される外部リード端子間に大きな静電容量を有した容
量素子を形成することかでき、その結果、前記容量素子
によって供給電源電圧の変動に起因する半導体素子への
悪影響を有効に防止し、半導体素子を長期間にわたり正
常、且つ安定に作動させことが可能となる。

また前記容量素子は絶縁基体の上部に半導体素子の電源
電極及び接地電極か接続される外部リード端子を誘電率
が１７．０以上の第１のガラス部材で固定するだけで形
成されることから絶縁基体の半導体素子を取着する凹部
の大きさを容量素子を取着するために特別太き（する必
要は一切ない。そのため絶縁基体と蓋体とを接合させ容
器を気密封止することによって半導体装置となす際、絶
縁基体と蓋体とはその外観形状を大きくすることなく両
者の接合面積を広くなすことかでき、その結果、容器の
気密封止の信頼性を高いものとして、且つ半導体装置も
小型となすことかできる。

更に半導体素子の信号電極か接続される外部リード端子
は誘電率か１４．０以下の低い第２のガラス部材を介し
て固定されていることから隣接する外部リード端子の各
々を伝播する電気信号は互いに大きく影響し合って各電
気信号にノイズを発生することはなく、該ノイズによっ
て内部に収容する半導体素子に誤動作を起こさせること
もなくなる。

【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図のパッケージにおいて
半導体素子を収容する凹部側から外側を見た断面図であ
る。 １・・・絶縁基体　　２・・・蓋体 ４ａ　、４ｂ・・・半導体素子の電源電極、接地電か接
続される外部リード端子 ４ｃ　・・・・・半導体素子の信号電極か接続さる外部
リード端子 ５・・・第１のガラス部材 ６・・・第２のガラス部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   蓋体とから成る半導体素子収納用パッケージにおいて、
   前記絶縁基体はその上面に半導体素子の電源電極及び接
   地電極と接続される外部リード端子が誘電率１７．０以
   上の第１のガラス部材を間に挟んで対向固定され、更に
   その上部に半導体素子の信号電極と接続される外部リー
   ド端子が誘電率１４．０以下の第２のガラス部材を介し
   て固定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。