JPH0629330A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0629330A JPH0629330A JP18248492A JP18248492A JPH0629330A JP H0629330 A JPH0629330 A JP H0629330A JP 18248492 A JP18248492 A JP 18248492A JP 18248492 A JP18248492 A JP 18248492A JP H0629330 A JPH0629330 A JP H0629330A
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- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】絶縁基体と蓋体から成る容器に半導体素子を強
固に接着固定し、半導体素子を長時間にわたり正常、且
つ安定に作動させることが可能な半導体装置を提供する
ことにある。 【構成】半導体素子３が搭載される搭載部１ａを有する
絶縁基体１と蓋体２とから成り、内部に半導体素子３
を、該半導体素子３の下面をガラス接着剤４により絶縁
基体１に接着することによって固定して成る半導体装置
であって、前記ガラス接着剤４はその内部で絶縁基体１
側に熱膨張係数を５．５〜６．０×１０-6／℃とした第
１領域４ａが、半導体素子３側に熱膨張係数を３．８〜
５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂが存在してい
る。
固に接着固定し、半導体素子を長時間にわたり正常、且
つ安定に作動させることが可能な半導体装置を提供する
ことにある。 【構成】半導体素子３が搭載される搭載部１ａを有する
絶縁基体１と蓋体２とから成り、内部に半導体素子３
を、該半導体素子３の下面をガラス接着剤４により絶縁
基体１に接着することによって固定して成る半導体装置
であって、前記ガラス接着剤４はその内部で絶縁基体１
側に熱膨張係数を５．５〜６．０×１０-6／℃とした第
１領域４ａが、半導体素子３側に熱膨張係数を３．８〜
５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂが存在してい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子収納用パッケ
ージ内部に半導体素子を収納して成る半導体装置に関す
るものである。
ージ内部に半導体素子を収納して成る半導体装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピューター等の情報処理装置
には半導体素子を半導体素子収納用パッケージ内に気密
に収容した半導体装置が使用されている。
には半導体素子を半導体素子収納用パッケージ内に気密
に収容した半導体装置が使用されている。
【０００３】かかる情報処理装置に使用される半導体装
置は図３に示すように通常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２３を載置収
容するための凹部２１ａを有し、上面に封止用のガラス
層２４が被着された絶縁基体２１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２５が
被着された蓋体２２と、内部に収容する半導体素子２３
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２６とにより構成されており、絶縁基体２１の上面
には外部リード端子２６を載置させるとともに予め被着
させておいた封止用ガラス層２４を溶融させることによ
って外部リード端子２６を絶縁基体１上に仮止めし、次
に前記絶縁基体２１の凹部２１ａ底面に半導体素子２３
をガラス、樹脂等から成る接着剤を介して接着固定する
とともに該半導体素子２３の各電極をボンディングワイ
ヤー２７を介して外部リード端子２６に接続し、しかる
後、絶縁基体２１と蓋体２２とをその相対向する主面に
被着させておいた各々の封止用のガラス層２４、２５を
約４００℃の温度で溶融一体化させ、絶縁基体２１と蓋
体２２とか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。
置は図３に示すように通常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２３を載置収
容するための凹部２１ａを有し、上面に封止用のガラス
層２４が被着された絶縁基体２１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２５が
被着された蓋体２２と、内部に収容する半導体素子２３
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２６とにより構成されており、絶縁基体２１の上面
には外部リード端子２６を載置させるとともに予め被着
させておいた封止用ガラス層２４を溶融させることによ
って外部リード端子２６を絶縁基体１上に仮止めし、次
に前記絶縁基体２１の凹部２１ａ底面に半導体素子２３
をガラス、樹脂等から成る接着剤を介して接着固定する
とともに該半導体素子２３の各電極をボンディングワイ
ヤー２７を介して外部リード端子２６に接続し、しかる
後、絶縁基体２１と蓋体２２とをその相対向する主面に
被着させておいた各々の封止用のガラス層２４、２５を
約４００℃の温度で溶融一体化させ、絶縁基体２１と蓋
体２２とか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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近時、
半導体素子の大型化、高密度化、高集積化が急激に進
み、該半導体素子を上記半導体素子収納用パッケージに
収容して半導体装置となした場合、以下に述べる欠点を
有したものとなる。
半導体素子の大型化、高密度化、高集積化が急激に進
み、該半導体素子を上記半導体素子収納用パッケージに
収容して半導体装置となした場合、以下に述べる欠点を
有したものとなる。
【０００５】即ち、半導体素子を構成するシリコンとパ
ッケージを構成するアルミナセラミックスの熱膨張係数
がそれぞれ３．０〜３．５×１０-6／℃、６．５〜７．
５×１０-6／℃であり、大きく相違することから両者間
に半導体素子を作動させた際等に発生する熱が印加され
ると、両者間に大きな熱応力が発生し、該応力によって
半導体素子が破損したり、絶縁基体より剥離して半導体
装置としての機能を喪失させてしまうという欠点を有し
ている。
ッケージを構成するアルミナセラミックスの熱膨張係数
がそれぞれ３．０〜３．５×１０-6／℃、６．５〜７．
５×１０-6／℃であり、大きく相違することから両者間
に半導体素子を作動させた際等に発生する熱が印加され
ると、両者間に大きな熱応力が発生し、該応力によって
半導体素子が破損したり、絶縁基体より剥離して半導体
装置としての機能を喪失させてしまうという欠点を有し
ている。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、上記欠点に鑑み案出されたも
ので、その目的は絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に
半導体素子を強固に接着固定し、半導体素子を長時間に
わたり正常、且つ安定に作動させることが可能な半導体
装置を提供することにある。
ので、その目的は絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に
半導体素子を強固に接着固定し、半導体素子を長時間に
わたり正常、且つ安定に作動させることが可能な半導体
装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルミナセラ
ミックス製絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に半導体
素子を、該半導体素子の下面をガラス接着剤により絶縁
基体に接着することによって固定して成る半導体装置で
あって、前記ガラス接着剤はその内部で絶縁基体側に熱
膨張係数を５．５〜６．０×１０-6／℃とした第１領域
が、半導体素子側に熱膨張係数を３．８〜５．０×１０
-6／℃とした第２領域が存在していることを特徴とする
ものである。
ミックス製絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に半導体
素子を、該半導体素子の下面をガラス接着剤により絶縁
基体に接着することによって固定して成る半導体装置で
あって、前記ガラス接着剤はその内部で絶縁基体側に熱
膨張係数を５．５〜６．０×１０-6／℃とした第１領域
が、半導体素子側に熱膨張係数を３．８〜５．０×１０
-6／℃とした第２領域が存在していることを特徴とする
ものである。
【０００８】
【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。
する。
【０００９】図１及び図２は本発明の半導体装置の一実
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とで半導体素子収納用パッケージの容器
が構成される。
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とで半導体素子収納用パッケージの容器
が構成される。
【００１０】前記絶縁基体１はアルミナセラミックスか
ら成り、その上面略中央部に半導体素子３を収容するた
めの凹部１ａが設けてあり、該凹部１ａを有する絶縁基
体１は例えば、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、シリカ（Ｓｉ
Ｏ2 ）、マグネシア（ＭｇＯ）、カルシア（ＣａＯ）等
に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して調整したセラミ
ック原料粉末を所定形状の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。
ら成り、その上面略中央部に半導体素子３を収容するた
めの凹部１ａが設けてあり、該凹部１ａを有する絶縁基
体１は例えば、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、シリカ（Ｓｉ
Ｏ2 ）、マグネシア（ＭｇＯ）、カルシア（ＣａＯ）等
に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して調整したセラミ
ック原料粉末を所定形状の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】また、前記絶縁基体１に設けた凹部１ａ底
面には半導体素子３がガラス接着剤４を介して接着固定
され、該ガラス接着剤４は図２に示す如く、絶縁基体１
の凹部１ａ底面側に熱膨張係数を５．５〜６．０×１０
-6／℃とした第１領域４ａが、半導体素子３側に熱膨張
係数を３．８〜５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂ
が存在するようになっている。
面には半導体素子３がガラス接着剤４を介して接着固定
され、該ガラス接着剤４は図２に示す如く、絶縁基体１
の凹部１ａ底面側に熱膨張係数を５．５〜６．０×１０
-6／℃とした第１領域４ａが、半導体素子３側に熱膨張
係数を３．８〜５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂ
が存在するようになっている。
【００１２】前記ガラス接着剤４は絶縁基体１の凹部１
ａ底面側に熱膨張係数を５．５〜６．０×１０-6／℃と
した第１領域４ａが、半導体素子３側に熱膨張係数を
３．８〜５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂが存在
していることから絶縁基体１の凹部１ａ底面に半導体素
子３をガラス接着剤４を介し接着固定した後、絶縁基体
１及び半導体素子３に熱が印加されたとしても両者間の
熱膨張の差は間に介在するガラス接着剤４によって吸収
され、その結果、半導体素子３を絶縁基体１の凹部１ａ
底面に極めて強固に接着固定することが可能となる。
ａ底面側に熱膨張係数を５．５〜６．０×１０-6／℃と
した第１領域４ａが、半導体素子３側に熱膨張係数を
３．８〜５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂが存在
していることから絶縁基体１の凹部１ａ底面に半導体素
子３をガラス接着剤４を介し接着固定した後、絶縁基体
１及び半導体素子３に熱が印加されたとしても両者間の
熱膨張の差は間に介在するガラス接着剤４によって吸収
され、その結果、半導体素子３を絶縁基体１の凹部１ａ
底面に極めて強固に接着固定することが可能となる。
【００１３】尚、前記ガラス接着剤４は第１領域４ａの
熱膨張係数が５．５×１０-6／℃未満であるとガラス接
着剤４と絶縁基体１との熱膨張係数の相違に起因してガ
ラス接着剤４を絶縁基体１の凹部１ａ底面に強固に接着
させることができず、また６．０×１０-6／℃を越える
とガラス接着剤４の第１領域４ａと第２領域の熱膨張係
数の差が大きくなりガラス接着剤４に熱が印加されると
内部に割れが発生して半導体素子３を絶縁基体１の凹部
１ａ底面に強固に接着させることができなくなる。従っ
て、前記ガラス接着剤４の第１領域４ａはその熱膨張係
数が５．５〜６．０×１０-6／℃の範囲に特定される。
熱膨張係数が５．５×１０-6／℃未満であるとガラス接
着剤４と絶縁基体１との熱膨張係数の相違に起因してガ
ラス接着剤４を絶縁基体１の凹部１ａ底面に強固に接着
させることができず、また６．０×１０-6／℃を越える
とガラス接着剤４の第１領域４ａと第２領域の熱膨張係
数の差が大きくなりガラス接着剤４に熱が印加されると
内部に割れが発生して半導体素子３を絶縁基体１の凹部
１ａ底面に強固に接着させることができなくなる。従っ
て、前記ガラス接着剤４の第１領域４ａはその熱膨張係
数が５．５〜６．０×１０-6／℃の範囲に特定される。
【００１４】また前記ガラス接着剤４の第２領域４ｂは
その熱膨張係数が３．８×１０-6／℃未満であるとガラ
ス接着剤４の第１領域４ａと第２領域の熱膨張係数の差
が大きくなりガラス接着剤４に熱が印加されると内部に
割れが発生して半導体素子３を絶縁基体１の凹部１ａ底
面に強固に接着させることができず、また５．０×１０
-6／℃を越えるとガラス接着剤４と半導体素子３との熱
膨張係数の相違に起因して半導体素子３をガラス接着剤
４に強固に接着させることができなくなる。従って前記
ガラス接着剤４の第２領域４ｂはその熱膨張係数が３．
８〜５．０×１０-6／℃の範囲に特定される。
その熱膨張係数が３．８×１０-6／℃未満であるとガラ
ス接着剤４の第１領域４ａと第２領域の熱膨張係数の差
が大きくなりガラス接着剤４に熱が印加されると内部に
割れが発生して半導体素子３を絶縁基体１の凹部１ａ底
面に強固に接着させることができず、また５．０×１０
-6／℃を越えるとガラス接着剤４と半導体素子３との熱
膨張係数の相違に起因して半導体素子３をガラス接着剤
４に強固に接着させることができなくなる。従って前記
ガラス接着剤４の第２領域４ｂはその熱膨張係数が３．
８〜５．０×１０-6／℃の範囲に特定される。
【００１５】更に前記熱膨張係数を５．５〜６．０×１
０-6／℃とした第１領域４ａと熱膨張係数を３．８〜
５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂとを有するガラ
ス接着剤４は、まず熱膨張係数が５．５〜６．０×１０
-6／℃の第１ガラスと熱膨張係数が３．８〜５．０×１
０-6／℃の第２ガラスとを準備し、次に前記第１及び第
２ガラスの粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して２種類
のガラスペーストを得るとともにこれを絶縁基体１の凹
部１ａ底面に従来周知のスクリーン印刷法やポッティン
グ法により順次、所定厚みに被着させ、最後に前記凹部
１ａ底面に被着させた２種類のガラスペーストを４００
℃の温度で加熱し、絶縁基体１の凹部１ａ底面に２種類
のガラスを層状に焼付けることによって形成される。
０-6／℃とした第１領域４ａと熱膨張係数を３．８〜
５．０×１０-6／℃とした第２領域４ｂとを有するガラ
ス接着剤４は、まず熱膨張係数が５．５〜６．０×１０
-6／℃の第１ガラスと熱膨張係数が３．８〜５．０×１
０-6／℃の第２ガラスとを準備し、次に前記第１及び第
２ガラスの粉末に有機溶剤、溶媒を添加混合して２種類
のガラスペーストを得るとともにこれを絶縁基体１の凹
部１ａ底面に従来周知のスクリーン印刷法やポッティン
グ法により順次、所定厚みに被着させ、最後に前記凹部
１ａ底面に被着させた２種類のガラスペーストを４００
℃の温度で加熱し、絶縁基体１の凹部１ａ底面に２種類
のガラスを層状に焼付けることによって形成される。
【００１６】前記ガラス接着剤４を形成する第１ガラス
は例えば酸化鉛（ＰｂＯ）５０．０乃至６０．０重量
％、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）３．０乃至１３．０重量
％、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）１．０乃至５．０重量％にフ
ィラーとしてのチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・Ｔｉ
Ｏ2 ）２７．０乃至３３．０重量％を含有させたガラス
から成り、該第１ガラスの酸化鉛（ＰｂＯ）はその量が
５０．０重量％未満であると第１ガラスの軟化溶融温度
が高くなって低温溶着が困難と成り、また、６０．０重
量％を越えると第１ガラスの耐薬品性が劣化して絶縁基
体１と半導体素子３との接合の信頼性が大きく低下する
傾向にある。従って、酸化鉛（ＰｂＯ）はその量を５
０．０乃至６０．０重量％の範囲としておくことが好ま
しい。
は例えば酸化鉛（ＰｂＯ）５０．０乃至６０．０重量
％、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）３．０乃至１３．０重量
％、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）１．０乃至５．０重量％にフ
ィラーとしてのチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・Ｔｉ
Ｏ2 ）２７．０乃至３３．０重量％を含有させたガラス
から成り、該第１ガラスの酸化鉛（ＰｂＯ）はその量が
５０．０重量％未満であると第１ガラスの軟化溶融温度
が高くなって低温溶着が困難と成り、また、６０．０重
量％を越えると第１ガラスの耐薬品性が劣化して絶縁基
体１と半導体素子３との接合の信頼性が大きく低下する
傾向にある。従って、酸化鉛（ＰｂＯ）はその量を５
０．０乃至６０．０重量％の範囲としておくことが好ま
しい。
【００１７】また、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）はその量が
３．０重量％未満であると第１ガラスの熱膨張係数が大
きくなって絶縁基体１の熱膨張係数と合わなくなり、ま
た、１３．０重量％を越えると第１ガラスの耐薬品性が
劣化して絶縁基体１と半導体素子３との接合の信頼性が
大きく低下する傾向にある。従って、酸化ホウ素（Ｂ2
Ｏ3 ）の量は３．０乃至１３．０重量％の範囲としてお
くことが好ましい。
３．０重量％未満であると第１ガラスの熱膨張係数が大
きくなって絶縁基体１の熱膨張係数と合わなくなり、ま
た、１３．０重量％を越えると第１ガラスの耐薬品性が
劣化して絶縁基体１と半導体素子３との接合の信頼性が
大きく低下する傾向にある。従って、酸化ホウ素（Ｂ2
Ｏ3 ）の量は３．０乃至１３．０重量％の範囲としてお
くことが好ましい。
【００１８】また、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）はその量は
１．０重量％未満であると第１ガラスの結晶化が進んで
低温溶着が困難となり、また５．０重量％を越えると第
１ガラスの軟化溶融温度が高くなって低温溶着が困難と
なる傾向にある。従って、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）の量は
１．０乃至５．０重量％の範囲にしておくことが好まし
い。
１．０重量％未満であると第１ガラスの結晶化が進んで
低温溶着が困難となり、また５．０重量％を越えると第
１ガラスの軟化溶融温度が高くなって低温溶着が困難と
なる傾向にある。従って、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）の量は
１．０乃至５．０重量％の範囲にしておくことが好まし
い。
【００１９】またフィラーとして含有されるチタン酸鉛
系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）はその量が２７．０重量
％未満であると第１ガラスの熱膨張係数が大きくなって
絶縁基体１の熱膨張係数と合わなくなり、また、３３．
０重量％を越えると第１ガラスを加熱溶融させて絶縁基
体１と半導体素子３とを接合させる際、第１ガラスの流
動性が極めて低下し、低温溶着が困難になる傾向にあ
る。従ってチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）の
量は２７．０乃至３３．０重量％の範囲としておくこと
が好ましい。
系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）はその量が２７．０重量
％未満であると第１ガラスの熱膨張係数が大きくなって
絶縁基体１の熱膨張係数と合わなくなり、また、３３．
０重量％を越えると第１ガラスを加熱溶融させて絶縁基
体１と半導体素子３とを接合させる際、第１ガラスの流
動性が極めて低下し、低温溶着が困難になる傾向にあ
る。従ってチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）の
量は２７．０乃至３３．０重量％の範囲としておくこと
が好ましい。
【００２０】また、前記ガラス接着剤４を形成する第２
ガラスは例えば酸化鉛（ＰｂＯ）４０．０乃至６０．０
重量％、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）３．０乃至１３．０重
量％、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）１．０乃至５．０重量％、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）１．０乃至３．０重量％にフィラー
としてのチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）３
９．０乃至５５．０重量％を含有させたガラスから成
り、該第２ガラスの酸化鉛（ＰｂＯ）はその量が４０．
０重量％未満であると第２ガラスの軟化溶融温度が高く
なって低温溶着が困難と成り、また、６０．０重量％を
越えると第２ガラスの耐薬品性が劣化して絶縁基体１と
半導体素子３との接合の信頼性が大きく低下する傾向に
ある。従って、酸化鉛（ＰｂＯ）の量は４０．０乃至６
０．０重量％の範囲としておくことが好ましい。
ガラスは例えば酸化鉛（ＰｂＯ）４０．０乃至６０．０
重量％、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）３．０乃至１３．０重
量％、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）１．０乃至５．０重量％、
酸化亜鉛（ＺｎＯ）１．０乃至３．０重量％にフィラー
としてのチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）３
９．０乃至５５．０重量％を含有させたガラスから成
り、該第２ガラスの酸化鉛（ＰｂＯ）はその量が４０．
０重量％未満であると第２ガラスの軟化溶融温度が高く
なって低温溶着が困難と成り、また、６０．０重量％を
越えると第２ガラスの耐薬品性が劣化して絶縁基体１と
半導体素子３との接合の信頼性が大きく低下する傾向に
ある。従って、酸化鉛（ＰｂＯ）の量は４０．０乃至６
０．０重量％の範囲としておくことが好ましい。
【００２１】また、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）はその量が
３．０重量％未満であると第２ガラスの熱膨張係数が大
きくなって半導体素子３の熱膨張係数と合わなくなり、
また、１３．０重量％を越えると第２ガラスの耐薬品性
が劣化して絶縁基体１と半導体素子３との接合の信頼性
が大きく低下する傾向にある。従って、酸化ホウ素（Ｂ
2 Ｏ3 ）の量は３．０乃至１３．０重量％の範囲として
おくことが好ましい。
３．０重量％未満であると第２ガラスの熱膨張係数が大
きくなって半導体素子３の熱膨張係数と合わなくなり、
また、１３．０重量％を越えると第２ガラスの耐薬品性
が劣化して絶縁基体１と半導体素子３との接合の信頼性
が大きく低下する傾向にある。従って、酸化ホウ素（Ｂ
2 Ｏ3 ）の量は３．０乃至１３．０重量％の範囲として
おくことが好ましい。
【００２２】また、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）はその量は
１．０重量％未満であると第２ガラスの結晶化が進んで
低温溶着が困難となり、また５．０重量％を越えると第
２ガラスの軟化溶融温度が高くなって低温溶着が困難と
なる傾向にある。従って、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）の量は
１．０乃至５．０重量％の範囲にしておくことが好まし
い。
１．０重量％未満であると第２ガラスの結晶化が進んで
低温溶着が困難となり、また５．０重量％を越えると第
２ガラスの軟化溶融温度が高くなって低温溶着が困難と
なる傾向にある。従って、酸化珪素（ＳｉＯ2 ）の量は
１．０乃至５．０重量％の範囲にしておくことが好まし
い。
【００２３】また、酸化亜鉛（ＺｎＯ）はその量が１．
０重量％未満であると第２ガラスの軟化溶融温度が高く
なって低温溶着が困難となり、また、３．０重量％を越
えると第２ガラスの結晶化が進んで低温溶着が困難とな
る傾向にある。従って、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の量は１．
０乃至３．０重量％の範囲としておくことが好ましい。
０重量％未満であると第２ガラスの軟化溶融温度が高く
なって低温溶着が困難となり、また、３．０重量％を越
えると第２ガラスの結晶化が進んで低温溶着が困難とな
る傾向にある。従って、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の量は１．
０乃至３．０重量％の範囲としておくことが好ましい。
【００２４】またフィラーとして含有されるチタン酸鉛
系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）はその量が３９．０重量
％未満であると第２ガラスの熱膨張係数が大きくなって
半導体素子３の熱膨張係数と合わなくなり、また、５
５．０重量％を越えると第２ガラスを加熱溶融させて絶
縁基体１と半導体素子３とを接合させる際、第２ガラス
の流動性が極めて低下し、低温溶着が困難になる傾向に
ある。従ってチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）
の量は３９．０乃至５５．０重量％の範囲としておくこ
とが好ましい。
系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）はその量が３９．０重量
％未満であると第２ガラスの熱膨張係数が大きくなって
半導体素子３の熱膨張係数と合わなくなり、また、５
５．０重量％を越えると第２ガラスを加熱溶融させて絶
縁基体１と半導体素子３とを接合させる際、第２ガラス
の流動性が極めて低下し、低温溶着が困難になる傾向に
ある。従ってチタン酸鉛系化合物（ＰｂＯ・ＴｉＯ2 ）
の量は３９．０乃至５５．０重量％の範囲としておくこ
とが好ましい。
【００２５】一方、前記絶縁基体１の上面には更にコバ
ール金属（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）や４２アロイ（Ｆｅ
−Ｎｉ合金）等の金属から成る外部リード端子５の一端
が封止用のガラス層６を介して仮止めされており、該外
部リード端子５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
定の板状に形成することによって製作される。
ール金属（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）や４２アロイ（Ｆｅ
−Ｎｉ合金）等の金属から成る外部リード端子５の一端
が封止用のガラス層６を介して仮止めされており、該外
部リード端子５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
定の板状に形成することによって製作される。
【００２６】前記外部リード端子５は内部に収容する半
導体素子３を外部電気回路に接続する作用を為し、その
一端には半導体素子３の各電極がボンディングワイヤー
７を介して接続され、外部リード端子５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
電気的に接続されることとなる。
導体素子３を外部電気回路に接続する作用を為し、その
一端には半導体素子３の各電極がボンディングワイヤー
７を介して接続され、外部リード端子５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
電気的に接続されることとなる。
【００２７】尚、前記外部リード端子５はその表面にニ
ッケル、金等から成る良導電性で、且つ耐食性に優れる
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、外部リード端子５の酸化腐食を有効
に防止するとともに外部リード端子５とボンディングワ
イヤー７及び外部電気回路との電気的接続を良好になす
ことができる。従って、外部リード端子５はその表面に
ニッケル、金等をメッキ法により１．０乃至２０．０μ
m の厚みに層着させておくことが好ましい。
ッケル、金等から成る良導電性で、且つ耐食性に優れる
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、外部リード端子５の酸化腐食を有効
に防止するとともに外部リード端子５とボンディングワ
イヤー７及び外部電気回路との電気的接続を良好になす
ことができる。従って、外部リード端子５はその表面に
ニッケル、金等をメッキ法により１．０乃至２０．０μ
m の厚みに層着させておくことが好ましい。
【００２８】また、前記外部リード端子５が仮止めされ
た絶縁基体１の上面に蓋体２が該蓋体２の下面に被着さ
せた封止用のガラス層８と絶縁基体１の上面に被着させ
た封止用のガラス層６とを溶融一体化させることによっ
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が気密に封止される。
た絶縁基体１の上面に蓋体２が該蓋体２の下面に被着さ
せた封止用のガラス層８と絶縁基体１の上面に被着させ
た封止用のガラス層６とを溶融一体化させることによっ
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が気密に封止される。
【００２９】前記蓋体２はアルミナセラミックスから成
り、絶縁基体１と同様の方法、即ち、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）、シリカ（ＳｉＯ2 ）、マグネシア（ＭｇＯ）、
カルシア（ＣａＯ）等に適当な有機溶剤、溶媒を添加混
合して調整したセラミック原料粉末を所定形状のプレス
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。
り、絶縁基体１と同様の方法、即ち、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3 ）、シリカ（ＳｉＯ2 ）、マグネシア（ＭｇＯ）、
カルシア（ＣａＯ）等に適当な有機溶剤、溶媒を添加混
合して調整したセラミック原料粉末を所定形状のプレス
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。
【００３０】また、前記絶縁基体１の上面に被着させた
封止用のガラス層６及び蓋体２の下面に被着させた封止
用のガラス層８はそれぞれ酸化鉛５０．０乃至６０．０
重量％、酸化ホウ素３．０乃至１３．０重量％、酸化珪
素１．０乃至５．０重量％、酸化ビスマス３．０乃至
８．０重量％、にフィラーとしてのコージーライトを１
０．０乃至２０．０重量％、チタン酸錫系化合物を１
０．０乃至２０．０重量％含有させたガラスから成り、
両者を加熱溶融させ一体化させることによって絶縁基体
１と蓋体２とから成る容器内部に半導体素子３を気密に
封止する。
封止用のガラス層６及び蓋体２の下面に被着させた封止
用のガラス層８はそれぞれ酸化鉛５０．０乃至６０．０
重量％、酸化ホウ素３．０乃至１３．０重量％、酸化珪
素１．０乃至５．０重量％、酸化ビスマス３．０乃至
８．０重量％、にフィラーとしてのコージーライトを１
０．０乃至２０．０重量％、チタン酸錫系化合物を１
０．０乃至２０．０重量％含有させたガラスから成り、
両者を加熱溶融させ一体化させることによって絶縁基体
１と蓋体２とから成る容器内部に半導体素子３を気密に
封止する。
【００３１】尚、前記組成から成るガラスで封止用のガ
ラス層６、８を構成した場合、そのガラスの軟化溶融温
度が４００℃と従来の封止用ガラスより低いため該封止
用のガラス層６、８を溶融一体化させて絶縁基体１と蓋
体２とから成る容器内部に半導体素子３を気密に封止す
る際、半導体素子３に封止用ガラス層６、８を溶融させ
るための熱が印加されたとしても、半導体素子３に熱破
壊や特性の熱変化が生じるのが少なくなり、内部に収容
する半導体素子３を正常、且つ安定に作動させることが
可能となる。
ラス層６、８を構成した場合、そのガラスの軟化溶融温
度が４００℃と従来の封止用ガラスより低いため該封止
用のガラス層６、８を溶融一体化させて絶縁基体１と蓋
体２とから成る容器内部に半導体素子３を気密に封止す
る際、半導体素子３に封止用ガラス層６、８を溶融させ
るための熱が印加されたとしても、半導体素子３に熱破
壊や特性の熱変化が生じるのが少なくなり、内部に収容
する半導体素子３を正常、且つ安定に作動させることが
可能となる。
【００３２】また上述の組成から成るガラスで封止用の
ガラス層６、８を構成した場合、そのガラスの熱膨張係
数が７．１×１０-6／℃であり、絶縁基体１及び蓋体２
を構成するアルミナセラミックスの熱膨張係数（６．５
〜７．５×１０-6／℃）と近似することから、絶縁基体
１と蓋体２とを封止用のガラス層６、８を溶融一体化さ
せ、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を気密に封止する際、絶縁基体１及び蓋体２と封止
用のガラス層６、８との接合を極めて強固として容器内
部に半導体素子３を完全に気密封止することが可能とな
る。
ガラス層６、８を構成した場合、そのガラスの熱膨張係
数が７．１×１０-6／℃であり、絶縁基体１及び蓋体２
を構成するアルミナセラミックスの熱膨張係数（６．５
〜７．５×１０-6／℃）と近似することから、絶縁基体
１と蓋体２とを封止用のガラス層６、８を溶融一体化さ
せ、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を気密に封止する際、絶縁基体１及び蓋体２と封止
用のガラス層６、８との接合を極めて強固として容器内
部に半導体素子３を完全に気密封止することが可能とな
る。
【００３３】かくして本発明の半導体装置は半導体素子
収納用パッケージの絶縁基体１に設けた凹部１ａ底面に
ガラス接着剤４を介して半導体素子３を接着固定すると
ともに該半導体素子３の各電極をボンディングワイヤー
７により外部リード端子５に接続させ、次に絶縁基体１
と蓋体２とをその各々の相対向する主面に被着させてお
いた封止用ガラス層６、８を溶融一体化させ、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
封止することによって完成する。
収納用パッケージの絶縁基体１に設けた凹部１ａ底面に
ガラス接着剤４を介して半導体素子３を接着固定すると
ともに該半導体素子３の各電極をボンディングワイヤー
７により外部リード端子５に接続させ、次に絶縁基体１
と蓋体２とをその各々の相対向する主面に被着させてお
いた封止用ガラス層６、８を溶融一体化させ、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
封止することによって完成する。
【００３４】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る。
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る。
【００３５】
【発明の効果】本発明の半導体装置はアルミナセラミッ
クス製絶縁基体に半導体素子を接着固定するガラス接着
剤中に熱膨張係数が５．５〜６．０×１０-6／℃の第１
領域と熱膨張係数が３．８〜５．０×１０-6／℃の第２
領域とを、前記第１領域が絶縁基体側に、第２領域が半
導体素子側となるようにして存在させたことから絶縁基
体凹部底面に半導体素子をガラス接着剤を介し接着固定
した後、絶縁基体及び半導体素子に熱が印加されたとし
ても両者間の熱膨張の差は間に介在するガラス接着剤に
よって吸収され、その結果、半導体素子を絶縁基体の凹
部底面に半導体素子に破損を発生させることなく極めて
強固に接着固定することが可能となる。
クス製絶縁基体に半導体素子を接着固定するガラス接着
剤中に熱膨張係数が５．５〜６．０×１０-6／℃の第１
領域と熱膨張係数が３．８〜５．０×１０-6／℃の第２
領域とを、前記第１領域が絶縁基体側に、第２領域が半
導体素子側となるようにして存在させたことから絶縁基
体凹部底面に半導体素子をガラス接着剤を介し接着固定
した後、絶縁基体及び半導体素子に熱が印加されたとし
ても両者間の熱膨張の差は間に介在するガラス接着剤に
よって吸収され、その結果、半導体素子を絶縁基体の凹
部底面に半導体素子に破損を発生させることなく極めて
強固に接着固定することが可能となる。
【図１】本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】図１に示す半導体装置の丸部拡大断面図であ
る。
る。
【図３】従来の半導体装置の断面図である。
１・・・絶縁基体 ２・・・蓋体 ３・・・半導体素子 ４・・・ガラス接着剤 ４ａ・・熱膨張係数が５．５〜６．０×１０-6／℃の第
１領域 ４ｂ・・熱膨張係数が３．８〜５．０×１０-6／℃の第
２領域 ５・・・外部リード端子
１領域 ４ｂ・・熱膨張係数が３．８〜５．０×１０-6／℃の第
２領域 ５・・・外部リード端子
Claims (1)
- 【請求項１】アルミナセラミックス製絶縁基体と蓋体と
から成る容器内部に半導体素子を、該半導体素子の下面
をガラス接着剤により絶縁基体に接着することによって
固定して成る半導体装置であって、前記ガラス接着剤は
その内部で絶縁基体側に熱膨張係数を５．５〜６．０×
１０-6／℃とした第１領域が、半導体素子側に熱膨張係
数を３．８〜５．０×１０-6／℃とした第２領域が存在
していることを特徴とする半導体装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18248492A JPH0629330A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18248492A JPH0629330A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629330A true JPH0629330A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16119087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18248492A Pending JPH0629330A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629330A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0380822U (ja) * | 1989-12-11 | 1991-08-19 | ||
| JP2018197187A (ja) * | 2018-07-12 | 2018-12-13 | 日本電気硝子株式会社 | タブレット状封着材及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP18248492A patent/JPH0629330A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0380822U (ja) * | 1989-12-11 | 1991-08-19 | ||
| JP2018197187A (ja) * | 2018-07-12 | 2018-12-13 | 日本電気硝子株式会社 | タブレット状封着材及びその製造方法 |
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