JPH0621287A - 電子部品用パッケージ - Google Patents

電子部品用パッケージ

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Publication number
JPH0621287A
JPH0621287A JP4197855A JP19785592A JPH0621287A JP H0621287 A JPH0621287 A JP H0621287A JP 4197855 A JP4197855 A JP 4197855A JP 19785592 A JP19785592 A JP 19785592A JP H0621287 A JPH0621287 A JP H0621287A
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JP
Japan
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heat sink
thermal expansion
package
package body
coefficient
Prior art date
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Pending
Application number
JP4197855A
Other languages
English (en)
Inventor
Kinji Nagata
欣司 永田
Fumio Miyagawa
文雄 宮川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Electric Industries Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Industries Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shinko Electric Industries Co Ltd filed Critical Shinko Electric Industries Co Ltd
Priority to JP4197855A priority Critical patent/JPH0621287A/ja
Publication of JPH0621287A publication Critical patent/JPH0621287A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • 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
    • H01L2224/48091Arched

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートシンク上面をパッケージ本体底面にろ
う付けした際に、パッケージ本体にクラックが生ずるの
を防止できる電子部品用パッケージを得る。 【構成】 ヒートシンク200に、銅層240とモリブ
デン層220とを交互に縦に複数積層して形成した積層
材であって、その複数の銅層240とモリブデン層22
0との内端が露出した上面の熱膨張係数をパッケージ本
体10の熱膨張係数に近似させた積層材を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップ等の電子
部品を収容する電子部品用パッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】上記パッケージは、一般に、図2に示し
たように、セラミックからなるパッケージ本体10底面
にヒートシンク20上面を、パッケージ本体10底面に
備えたメタライズ層12を介してろう付けして、ヒート
シンク20でパッケージ本体10に開口した電子部品3
0収容用のキャビティ40底面を封じている。そして、
電子部品30をキャビティ40底面に露出した高熱伝導
性のヒートシンク20上面に搭載して、電子部品30が
発する熱をヒートシンク20を通してパッケージ外部に
効率良く放散させることができるようにしている。
【0003】このパッケージでは、従来、ヒートシンク
20に、図2に示したような、熱膨張係数の大きい部材
と熱膨張係数の小さい部材とを交互に横に複数層状に積
層して形成したクラッド材と呼ばれる積層材であって、
その熱膨張係数をセラミックからなるパッケージ本体1
0の熱膨張係数に近似させた積層材を用いている。具体
的には、熱膨張係数αが4.9×10-6/℃のモリブデ
ン層22の上下面に熱膨張係数αが16.5×10-6
℃の銅層24をそれぞれ積層した積層材を用いている。
そして、その積層材からなるヒートシンク20の熱膨張
係数αを、セラミックからなるパッケージ本体10の熱
膨張係数αの6.5×10-6/℃に近似させている。そ
して、ヒートシンク20とセラミックからなるパッケー
ジ本体10とを共に高温炉内に入れる等して、ヒートシ
ンク20上面をパッケージ本体10底面にろう付けした
際に、両者の熱収縮率の差により、パッケージ本体10
にヒートシンク20から過大な応力が加わって、セラミ
ックからなるパッケージ本体10にクラックが生ずるの
を防いでいる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記パ
ッケージにおいては、ヒートシンク20上面をパッケー
ジ本体10底面にろう付けした際に、セラミックからな
るパッケージ本体10にクラックが生ずるのを避けがた
かった。このことは、複数の電子部品30を収容するマ
ルチチップタイプパッケージ用の大型のパッケージ本体
10において頻繁に生じた。
【0005】その原因を追求すると、ヒートシンク20
上面に露出した伸縮性に優れた銅層24がバッファ(緩
衝材)の役割を果たすものの、パッケージ本体10底面
に直接にろう付けするヒートシンク20上面に露出した
銅層24は、前述のように、その熱膨張係数αが、セラ
ミックからなるパッケージ本体10の熱膨張係数αの約
2.5倍以上大きく、そのような熱膨張係数αが非常に
大きな銅層24を熱膨張係数αの小さいパッケージ本体
10底面にろう付けした際には、両者の熱収縮率の差に
より銅層24からパッケージ本体10に過大な応力が加
わって、セラミックからなるパッケージ本体10にクラ
ックが生じてしまうことが判明した。
【0006】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、ヒートシンク上面をパッケージ本体底面にろ
う付けした際に、パッケージ本体にクラックが生じて、
パッケージ本体の気密性が損なわれるのを的確に防止で
きる電子部品用パッケージ(以下、パッケージという)
を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパッケージは、セラミックからなるパッケ
ージ本体底面にヒートシンク上面をろう付けして、その
ヒートシンクで前記パッケージ本体に開口した電子部品
収容用のキャビティ底面を封じた電子部品用パッケージ
において、前記ヒートシンクに、熱膨張係数の大きい部
材と熱膨張係数の小さい部材とを交互に縦に複数層状に
積層して形成した積層材であって、その熱膨張係数の異
なる複数の部材内端が露出した上面の熱膨張係数を前記
パッケージ本体の熱膨張係数に近似させた積層材を用い
たことを特徴としている。
【0008】本発明のパッケージにおいては、ヒートシ
ンクに、銅とモリブデンとを交互に縦に複数層状に積層
して形成した積層材を用いることを好適としている。
【0009】
【作用】上記構成のパッケージにおいては、ヒートシン
クに、熱膨張係数の大きい部材と熱膨張係数の小さい部
材とを交互に縦に複数層状に積層して形成した積層材で
あって、その熱膨張係数の異なる複数の部材内端が露出
した上面の熱膨張係数をパッケージ本体の熱膨張係数に
近似させた積層材を用いている。
【0010】そのため、ヒートシンク上面の熱膨張係数
が、ヒートシンク上面に露出した複数の熱膨張係数の大
きい部材と熱膨張係数の小さい部材との平均的な値とな
る。言い換えれば、ヒートシンク上面の熱膨張係数が、
上記熱膨張係数の大きい部材と熱膨張係数の小さい部材
との中間の熱膨張係数を持つセラミックからなるパッケ
ージ本体の熱膨張係数に近似した値となる。
【0011】その結果、ヒートシンク上面をパッケージ
本体底面にろう付けした際に、それらの間の熱収縮率の
差が小さくなって、ヒートシンクからパッケージ本体に
過大な応力が加わるのが防止される。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に従い説明す
る。図1は本発明のパッケージの好適な実施例を示し、
詳しくはその正面断面図を示している。以下に、このパ
ッケージを説明する。
【0013】図において、10は、セラミックからなる
パッケージ本体である。
【0014】パッケージ本体10底面には、メタライズ
層12を広く層状に備えている。
【0015】メタライズ層12には、ろう材に濡れやす
いニッケルめっき等のめっきを施している。
【0016】パッケージ本体10底面には、該底面に備
えた上記メタライズ層12を介してヒートシンク200
上面をろう付けしている。そして、ヒートシンク200
で、パッケージ本体10に開口した電子部品30収容用
のキャビティ40底面を気密に封じている。
【0017】以上の構成は、既述従来のパッケージと同
様であるが、図1のパッケージでは、ヒートシンク20
0に、熱膨張係数の大きい高熱伝導性の銅層240と熱
膨張係数の小さいモリブデン層220とを交互に縦に複
数積層して形成した積層材であって、その複数の銅層2
40とモリブデン層220との内端を上面に露出させた
積層材を用いている。そして、ヒートシンク200上面
の熱膨張係数を、ヒートシンク200上面に露出させた
銅層240の熱膨張係数とモリブデン層220の熱膨張
係数とを平均化した、セラミックからなるパッケージ本
体10の熱膨張係数に近似させている。そして、パッケ
ージ本体10底面にヒートシンク200上面をろう付け
した際に、ヒートシンク200からパッケージ本体10
に過大な応力が加わって、セラミックからなるパッケー
ジ本体10にクラックが生ずるのを防いでいる。
【0018】具体的には、積層材からなるヒートシンク
200の長さを20mmとした場合は、厚さ0.2mm
の銅層と厚さ1.23mmのモリブデン層とを交互に縦
に14枚ずつ積層してヒートシンク200を形成してい
る。そして、長さ20mmのヒートシンク200当たり
の銅層240の合計厚さを2.8mmとし、モリブデン
層220の合計厚さを17.2mmとしている。
【0019】このように、積層材からなるヒートシンク
200における銅層240とモリブデン層220との厚
さと積層数とをそれぞれ規定しているのは、次の理由に
基づく。
【0020】熱膨張係数の異なる部材を複数層状に積層
して形成した積層材の熱膨張係数αは、一般に次式で近
似された値となることが知られている。
【0021】
【数1】α=α1 1 +α2 2 +…αn n αi : 部材の熱膨張係数 Vi : 部材の厚み比率
【0022】従って、熱膨張係数α1 が16.5×10
-6/℃の銅層240と、熱膨張係数α2 が4.9×10
-6/℃のモリブデン層220とを交互に複数積層して形
成した積層材の熱膨張係数αを、セラミックからなるパ
ッケージ本体10の熱膨張係数αの6.5×10-6/℃
に近似させようとすると、銅層240とモリブデン層2
20との厚み比率を14:86にすれば良い。そのため
には、ヒートシンク200の銅層240とモリブデン層
220との積層方向に当たるヒートシンク200の長さ
を20mmとした場合は、ヒートシンク200中に占め
る銅層240の厚さを約2.8mm、モリブデン層22
0の厚さを17.2mmとすれば良い。従って、銅層2
40とモリブデン層220とを交互に縦に複数積層し
て、長さ20mmのヒートシンク200を形成する場合
は、厚さ0.2mmの銅層240と厚さ1.23mmの
モリブデン層220とを交互に14枚ずつ積層してヒー
トシンク200を形成すれば良いからである。
【0023】ろう材に濡れにくいモリブデン層220上
端が上面に露出した積層材からなるヒートシンク200
には、ろう材に濡れやすいニッケルめっき等のめっきを
施している。そして、そのめっきを施したヒートシンク
200上面をパッケージ本体10底面に備えたろう材に
濡れやすいめっきを施したメタライズ層12に強固にろ
う付けしている。
【0024】図1に示したパッケージは、以上のように
構成している。
【0025】なお、上述パッケージのヒートシンク20
0には、熱膨張係数の大きい高熱伝導率の銅層と熱膨張
係数の小さいコバール(鉄―ニッケル―コバルト合金)
とを交互に縦に複数積層して形成した積層材であって、
その複数の銅層とコバール層との内端が露出した上面の
熱膨張係数をセラミックからなるパッケージ本体10の
熱膨張係数に近似させた積層材等を用いても良く、その
ようにしても、上述パッケージと同様な作用を持つパッ
ケージを形成できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパッケー
ジにおいては、パッケージ本体底面に積層材からなるヒ
ートシンク上面をろう付けした際に、ヒートシンクから
パッケージ本体に過大な応力が加わって、セラミックか
らなるパッケージ本体にクラックが生じ、パッケージ本
体の気密性が損なわれるのを的確に防止できる。
【0027】そのため、本発明のパッケージによれば、
単数の電子部品を収容するパッケージ用の小型のパッケ
ージ本体底面は勿論、複数の電子部品を収容するマルチ
チップタイプパッケージ用の大型のパッケージ本体底面
にも、積層材からなるヒートシンク上面を、パッケージ
本体にクラックを生じさせずに、ろう付けすることがで
きる。そして、銅等の高熱伝導率の部材を用いた高熱伝
導性の積層材からなるヒートシンクでパッケージ本体の
キャビティ底面を封じた、高熱放散性、高信頼性のパッ
ケージを提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパッケージの正面断面図である。
【図2】従来のパッケージの正面断面図である。
【符号の説明】
10 パッケージ本体 20、200 ヒートシンク 22、220 モリブデン層 24、240 銅層 40 キャビティ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックからなるパッケージ本体底面
    にヒートシンク上面をろう付けして、そのヒートシンク
    で前記パッケージ本体に開口した電子部品収容用のキャ
    ビティ底面を封じた電子部品用パッケージにおいて、前
    記ヒートシンクに、熱膨張係数の大きい部材と熱膨張係
    数の小さい部材とを交互に縦に複数層状に積層して形成
    した積層材であって、その熱膨張係数の異なる複数の部
    材内端が露出した上面の熱膨張係数を前記パッケージ本
    体の熱膨張係数に近似させた積層材を用いたことを特徴
    とする電子部品用パッケージ。
  2. 【請求項2】 ヒートシンクに、銅とモリブデンとを交
    互に縦に複数層状に積層して形成した積層材を用いた請
    求項1記載の電子部品用パッケージ。
JP4197855A 1992-07-01 1992-07-01 電子部品用パッケージ Pending JPH0621287A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4197855A JPH0621287A (ja) 1992-07-01 1992-07-01 電子部品用パッケージ

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JP4197855A JPH0621287A (ja) 1992-07-01 1992-07-01 電子部品用パッケージ

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JPH0621287A true JPH0621287A (ja) 1994-01-28

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ID=16381460

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JP4197855A Pending JPH0621287A (ja) 1992-07-01 1992-07-01 電子部品用パッケージ

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5844310A (en) * 1996-08-09 1998-12-01 Hitachi Metals, Ltd. Heat spreader semiconductor device with heat spreader and method for producing same
US10217977B2 (en) 2010-07-13 2019-02-26 Apple Inc. Battery pack with cells of different capacities electrically coupled in parallel
US10749155B2 (en) 2015-05-14 2020-08-18 Apple Inc. Packaging of bare cell stacks within device enclosures for portable electronic devices

Cited By (4)

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