JPH0613481A - 電子部品収納用パッケージ - Google Patents

電子部品収納用パッケージ

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JPH0613481A
JPH0613481A JP16712392A JP16712392A JPH0613481A JP H0613481 A JPH0613481 A JP H0613481A JP 16712392 A JP16712392 A JP 16712392A JP 16712392 A JP16712392 A JP 16712392A JP H0613481 A JPH0613481 A JP H0613481A
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lid
insulating base
semiconductor element
package
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Kiyoshige Miyawaki
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Abstract

(57)【要約】 【目的】内部の気密封止を完全とし、内部に収容する電
子部品を長期にわたり正常、且つ安定に作動させること
ができる薄型の電子部品収納用パッケージを提供するこ
とにある。 【構成】絶縁基体1と蓋体2とから成り、内部に電子部
品3を収容するための空所を有する電子部品収納用パッ
ケージにおいて、前記絶縁基体1及び蓋体2の少なくと
も一方が酸化アルミニウムに酸化ジルコニウムを2.0 乃
至27.0重量%含有させた焼結体で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子、水晶振動
子、弾性表面波素子等の電子部品を収容する電子部品収
納用パッケージに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電子部品収納用パッケージ、例え
ば半導体素子を収容するためのパッケージは、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
面に封止用の低融点ガラス層が被着された絶縁基体と、
同じく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、下面に封止用の低融点ガラス層が被着さ
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から構成
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低融点ガラ
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(入出力電極)
をボンディングワイヤーを介して外部リード端子に電気
的に接続し、しかる後、絶縁基体と蓋体とをその相対向
する各々の主面に被着さておいた封止用の低融点ガラス
層を溶融一体化させ、絶縁基体と蓋体とから成る容器を
気密に封止することによって製品としての半導体装置と
なる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら近時、I
Cカード等、情報処理装置は薄型化が急激に進み、該情
報処理装置に搭載される半導体装置もその厚みを薄くし
たものが要求されるようになり、同時に半導体装置を構
成する半導体素子収納用パッケージもその絶縁基体或い
は蓋体の厚みを0.2mm 程度としてパッケージ全体の厚み
を薄型化することが要求されるようになってきた。
【0004】そこで上述した従来の半導体素子収納用パ
ッケージの絶縁基体、或いは蓋体の厚みを0.2mm 程度と
し、パッケージ全体の厚みを薄くした場合、パッケージ
の絶縁基体及び蓋体は通常、アルミナセラミックス等の
電気絶縁材料より成り該アルミナセラミックスは脆弱で
機械的強度が弱いことから、絶縁基体或いは蓋体の厚み
を薄くすると容器の機械的強度が大幅に低下してしま
い、その結果、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に半
導体素子を気密に封止し、半導体装置となした後、絶縁
基体或いは蓋体に外力が印加されると該外力によって絶
縁基体或いは蓋体が容易に破損し、容器内部の気密封止
が破れて内部に収容する半導体素子を長期にわたり正
常、且つ安定に作動させることができなくなるという欠
点を有していた。
【0005】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は内部の気密封止を完全とし、内部に収容
する電子部品を長期にわたり正常、且つ安定に作動させ
ることができる薄型の電子部品収納用パッケージを提供
することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁基体と蓋
体とから成り、内部に電子部品を収容するための空所を
有する電子部品収納用パッケージにおいて、前記絶縁基
体及び蓋体の少なくとも一方が酸化アルミニウムに酸化
ジルコニウムを2.0 乃至27.0重量%含有させた焼結体で
形成されていることを特徴とするものである。
【0007】
【実施例】次に本発明を添付の図面に基づき詳細に説明
する。
【0008】図1は、本発明の電子部品収納用パッケー
ジを半導体素子を収容する半導体素子収納用パッケージ
に適用した場合の一実施例を示し、1は絶縁基体、2は
蓋体である。この絶縁基体1と蓋体2とで半導体素子3
を収容するための容器が構成される。
【0009】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1の凹部1a底面には半導
体素子3がガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接
着固定される。
【0010】前記絶縁基体1及び蓋体2は酸化アルミニ
ウムに酸化ジルコニウムを2.0 乃至27.0重量%含有させ
た焼結体から成り、例えば酸化アルミニウム(Al2 O
3 ) 、酸化ジルコニウム(ZrO2 ) 、酸化珪素(SiO2 )
、酸化カルシウム(CaO) 、酸化マグネシウム(MgO) 等
に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合した原料粉末を図1
に示す絶縁基体1及び蓋体2の形状に対応したプレス型
内に充填させるとともに一定圧力を印加して成形し、し
かる後、前記成形品を約1500℃の温度で焼成することに
よって製作される。
【0011】前記絶縁基体1及び蓋体2を構成する酸化
アルミニウムに酸化ジルコニウムを1.0 乃至23.0重量%
含有させた焼結体はその機械強度が60Kg/mm 2 と大きい
ことから、厚みを0.2mm 程度に薄くしても外力印加によ
って破損することは殆どない。
【0012】また、前記酸化アルミニウムに酸化ジルコ
ニウムを2.0 乃至27.0重量%含有させた焼結体はその熱
膨張係数が約7.1×10-6/℃であり、半導体素子を
構成するシリコンの熱膨張率に近いことから、絶縁基体
1に半導体素子3を固定した後、絶縁基体1と半導体素
子3の両者に熱が印加されても両者間に大きな熱応力が
発生することは無く、該応力によって半導体素子3が絶
縁基体1より剥離することはない。
【0013】尚、前記絶縁基体1及び蓋体2を構成する
酸化アルミニウムに酸化ジルコニウムを含有させた焼結
体は酸化ジルコニウムの含有率が1.0 重量%未満、若し
くは23.0重量%を越えると、焼結体の機械的強度が低下
し、厚みを薄くした絶縁基体1や蓋体2に適用すると、
半導体素子3を収容する容器の気密封止の信頼性が大幅
に劣化してしまう。従って、前記酸化アルミニウムに酸
化ジルコニウムを含有させた焼結体は酸化ジルコニウム
の含有量が2.0 乃至27.0重量%の範囲に限定される。
【0014】前記絶縁基体1及び蓋体2にはまたその相
対向する各々の主面に封止用の低融点ガラス層6a、6
bが予め被着形成されており、絶縁基体1及び蓋体2の
各々に被着されている封止用の低融点ガラス層6a、6
bを加熱溶融させ、一体化させることにより絶縁基体1
と蓋体2とから成る容器内部に半導体素子3を気密に封
止する。
【0015】前記絶縁基体1及び蓋体2の相対向する主
面に被着される封止用の低融点ガラス層6a、6bは、
例えば酸化鉛75.0重量%、酸化チタン9.0重量
%、酸化ホウ素7.5重量%、酸化亜鉛2.0重量%等
のガラスから成り、該ガラス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り絶縁基体
1及び蓋体2の相対向する各々の主面に被着される。
【0016】尚、前記封止用の低融点ガラス層6a、6
bはその熱膨張係数を絶縁基体1及び蓋体2の熱膨張係
数に近似した値にしておくと、絶縁基体1及び蓋体2と
を封止用低融点ガラス層6a、6bを介して接合し、容
器を気密に封止する際、絶縁基体1及び蓋体2と封止用
低融点ガラス層6a、6b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とを封止用低融点ガラス層6a、6b
を介して強固に接合することが可能となる。従って、封
止用低融点ガラス層6a、6bはその熱膨張係数を絶縁
基体1及び蓋体2の熱膨張係数に合わせておくことが好
ましい。
【0017】また、前記絶縁基体1と蓋体2との間には
導電性材料、例えばコバール(Fe-Ni-Co合金)や42ア
ロイ(Fe-Ni 合金)等の金属から成る外部リード端子7
が配されており、該外部リード端子7には半導体素子3
の各電極がボンディングワイヤー8を介して電気的に接
続され、外部リード端子7を外部電気回路に接続するこ
とによって半導体素子3は外部電気回路に接続されるこ
ととなる。
【0018】前記外部リード端子7は、絶縁基体1と蓋
体2とから成る容器を封止用の低融点ガラス6a、6b
を溶融一体化させて気密封止する際に同時に絶縁基体1
と蓋体2との間に取着固定される。
【0019】尚、前記外部リード端子7はコバール金属
等のインゴット(塊)を従来周知の圧延加工法及び打ち
抜き加工法を採用し所定の形状に形成することによって
製作される。
【0020】また、前記外部リード端子7は外部電気回
路との電気的導通を良好とするために、また酸化腐食す
るのを有効に防止するためにその外表面にニッケル、金
等の良導電性で、且つ耐食性に優れる金属を1.0 乃至2
0.0μm の厚みにメッキにより層着させておくことが好
ましい。
【0021】かくして、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1に設けた凹部1a底面に接
着剤を介して半導体素子3を取着固定するとともに該半
導体素子3の各電極をポンディングワイヤー8により外
部リード端子7に接続させ、しかる後、絶縁基体1と蓋
体2とをその両者の相対向する主面に予め被着させてお
いた封止用の低融点ガラス6a、6bを溶融一体化させ
ることによって接合すると絶縁基体1と蓋体2とから成
る容器の内部に半導体素子3が気密に封止されて最終製
品としての半導体装置となる。
【0022】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明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、例えば上述の実施例では絶縁基
体1と蓋体2との両方を酸化アルミニウムに酸化ジルコ
ニウムを2.0 乃至27.0重量%含有させた焼結体で形成し
た例で説明したが、絶縁基体1及び蓋体2のいずれか一
方のみを酸化アルミニウムに酸化ジルコニウムを2.0 乃
至27.0重量%含有させた焼結体で形成してもよい。
【0023】また上述の実施例では、半導体素子を収容
する半導体素子収納用パッケージを例に採って説明した
が、水晶振動子や弾性表面波素子等の電子部品を収容す
るパッケージにも適用可能である。
【0024】
【実験例】次に本発明の作用効果を以下の実験例により
説明する。
【0025】先ず表1に示す如く、酸化アルミニウムに
酸化ジルコニウムを所定量含有させた種々の焼結体を得
るとともに、これを用いて外径寸法が長さ40mm、幅4mm
、厚さ3mm の基板試料を得る。
【0026】次に前記基板試料をJISーR1601に
規程の4点曲げ試験により強度を調べ、その強度を基板
の機械的強度として評価した。
【0027】尚、前記3点曲げ試験は基板材料30個に
ついて行い、その平均値を強度として算出した。
【0028】また試験番号1は比較試料であり、従来の
パッケージに使用されている酸化アルミニウムから成っ
ているものである。
【0029】上記の結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】上記実験結果からも分かるように従来の酸
化アルミニウムから成る基板はその強度が45Kg/mm 2
度で機械的強度が弱く薄型化が進む電子部品収納用パッ
ケージの絶縁基体や蓋体に使用すると、容器内部の気密
封止の信頼性が大幅に低下してしまうのに対し、本発明
の酸化アルミニウムに酸化ジルコニウムを2.0 乃至27.0
重量%含有させたものはその強度が60Kg/mm 2 以上と強
く、電子部品収納用パッケージの絶縁基体や蓋体に適用
すると、容器の気密封止の信頼性が大幅に向上する。
【0032】
【発明の効果】本発明の電子部品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を酸化アルミ
ニウムに酸化ジルコニウムを2.0 乃至27.0重量%含有さ
せた焼結体で形成したことから、絶縁基体若しくは蓋体
の機械的強度を極めて強いものとなすことができ、その
結果、絶縁基体と蓋体とから成る容器に外力が印加され
ても該容器の気密封止は保持され、容器内部に収容する
電子部品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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を半導体素子収納用パッケージに適用し
た場合の一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・絶縁基体 2・・・蓋体 3・・・半導体素子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁基体と蓋体とから成り、内部に電子部
    品を収容するための空所を有する電子部品収納用パッケ
    ージにおいて、前記絶縁基体及び蓋体の少なくとも一方
    が酸化アルミニウムに酸化ジルコニウムを2.0 乃至27.0
    重量%含有させた焼結体で形成されていることを特徴と
    する電子部品収納用パッケージ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0723291A3 (en) * 1995-01-19 1997-01-08 Fuji Electric Co Ltd Zirconium-enriched Al203 substrate with directly bonded copper
US5675181A (en) * 1995-01-19 1997-10-07 Fuji Electric Co., Ltd. Zirconia-added alumina substrate with direct bonding of copper
US9119297B2 (en) 2010-11-01 2015-08-25 Nippon Steel & Sumikin Electronics Devices Inc. Electronic component element housing package

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US9119297B2 (en) 2010-11-01 2015-08-25 Nippon Steel & Sumikin Electronics Devices Inc. Electronic component element housing package

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JP2750237B2 (ja) 1998-05-13

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