JPH0719155Y2 - 半導体パツケージ - Google Patents
半導体パツケージInfo
- Publication number
- JPH0719155Y2 JPH0719155Y2 JP1988158032U JP15803288U JPH0719155Y2 JP H0719155 Y2 JPH0719155 Y2 JP H0719155Y2 JP 1988158032 U JP1988158032 U JP 1988158032U JP 15803288 U JP15803288 U JP 15803288U JP H0719155 Y2 JPH0719155 Y2 JP H0719155Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- ceramic substrate
- semiconductor package
- ceramic
- heat dissipation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は半導体パッケージに関するものである。
［従来の技術］ 従来、導体パターンが形成され且つ開口部を有するセラ
ミックス基体と、半導体チップ搭載部を具備するととも
に上記セラミックス基体より熱放散性が高く且つそれと
は熱膨張率の異なる材料からなる高熱放散性基体とが、
上記セラミックス基体の開口部の中に上記高熱放散性基
体の半導体チップ搭載部が位置するように接合されてな
る半導体パッケージは上記セラミックス基体の面と高熱
放散性基体の面が相対向している間のほとんど全面に接
合層を設けていた。そのため該セラミックス基体と高熱
放散性基体と、の熱膨張率の差によって上記接合層に剥
離，クラック等の欠陥が発生し、気密性が低下するとい
う欠点があった。
ミックス基体と、半導体チップ搭載部を具備するととも
に上記セラミックス基体より熱放散性が高く且つそれと
は熱膨張率の異なる材料からなる高熱放散性基体とが、
上記セラミックス基体の開口部の中に上記高熱放散性基
体の半導体チップ搭載部が位置するように接合されてな
る半導体パッケージは上記セラミックス基体の面と高熱
放散性基体の面が相対向している間のほとんど全面に接
合層を設けていた。そのため該セラミックス基体と高熱
放散性基体と、の熱膨張率の差によって上記接合層に剥
離，クラック等の欠陥が発生し、気密性が低下するとい
う欠点があった。
［考案が解決しようとする課題］ 本考案の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものであり、従来知られていなかった半
導体パッケージを新規に提供することを目的とするもの
である。
消しようとするものであり、従来知られていなかった半
導体パッケージを新規に提供することを目的とするもの
である。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、前述の課題を解決すべくなされたものであ
り、導体パターンが形成され且つ開口部を有するセラミ
ックス基体と、半導体チップ搭載部を具備するとともに
上記セラミックス基体より熱放散性が高く且つそれとは
熱膨張率の異なる材料からなる高熱放散性基体とが、上
記セラミックス基体の開口部の中に上記高熱放散性基体
の半導体チップ搭載部が位置するように接合されてなる
半導体パッケージにおいて、接合部分は銀ローまたは半
田からなるとともに幅が略等しい２重の環状に形成され
ていることを特徴とする半導体パッケージを提供するも
のである。
り、導体パターンが形成され且つ開口部を有するセラミ
ックス基体と、半導体チップ搭載部を具備するとともに
上記セラミックス基体より熱放散性が高く且つそれとは
熱膨張率の異なる材料からなる高熱放散性基体とが、上
記セラミックス基体の開口部の中に上記高熱放散性基体
の半導体チップ搭載部が位置するように接合されてなる
半導体パッケージにおいて、接合部分は銀ローまたは半
田からなるとともに幅が略等しい２重の環状に形成され
ていることを特徴とする半導体パッケージを提供するも
のである。
以下本考案を図面に従って詳細に説明する。第１図は本
考案の半導体パッケージの一例を示す断面図であり、１
はセラミックス基体,2は上記セラミックス基体より熱放
散性のよい高熱放散性基体,3は半導体チップ,4は上蓋,
5,6は接合層,7は配線用のワイヤー,8はピン,9は開口部,
10はシール用接合層である。第１図においてセラミック
ス基体１はアルミナ，ガラスセラミックスあるいはその
他の種類のセラミックスであってもよく、できるかぎり
高熱放散性基体２と熱膨張率の差の小さいものがよい。
また該セラミックス基体１は単層，多層のいずれの構造
であってもよいが、集積化を考慮すると多層構造のもの
が望ましい。
考案の半導体パッケージの一例を示す断面図であり、１
はセラミックス基体,2は上記セラミックス基体より熱放
散性のよい高熱放散性基体,3は半導体チップ,4は上蓋,
5,6は接合層,7は配線用のワイヤー,8はピン,9は開口部,
10はシール用接合層である。第１図においてセラミック
ス基体１はアルミナ，ガラスセラミックスあるいはその
他の種類のセラミックスであってもよく、できるかぎり
高熱放散性基体２と熱膨張率の差の小さいものがよい。
また該セラミックス基体１は単層，多層のいずれの構造
であってもよいが、集積化を考慮すると多層構造のもの
が望ましい。
高熱放散性基体２は熱放散のできるだけよいものが望ま
しく、AlN,SiC,BN,BeO,アルミニウム（Al）や銅（Cu）
等の金属上に絶縁層を形成したものが通常使用される。
半導体チップ３は通常Siのベアーチップを使用する。
しく、AlN,SiC,BN,BeO,アルミニウム（Al）や銅（Cu）
等の金属上に絶縁層を形成したものが通常使用される。
半導体チップ３は通常Siのベアーチップを使用する。
上蓋４はセラミックス等でできており、半導体チップ３
を気密状態にし保護する機能を有する。
を気密状態にし保護する機能を有する。
接合層5,6は基体２とセラミックス基体１を接合する機
能を有するとともに半導体チップ３を密封する機能を有
する。接合層5,6は、たとえばセラミックス基体1,高熱
放散性基体２上に印刷等の方法により銀（Ag），銀−パ
ラジウム（Ag-Pd），銅（Cu），金（Au），タングステ
ン（Ｗ），モリブデン（Mo）等の金属ペーストを形成し
焼成後、銀ロー，半田等により形成することができる。
また上記Ag等の金属ペーストのセラミックス基体１への
形成はセラミックスグリーンシート上に該ペーストを形
成後に同時焼成してもよいし、焼成後の固化したセラミ
ックス基体１上に上記金属ペーストを形成後、焼成して
もよい。
能を有するとともに半導体チップ３を密封する機能を有
する。接合層5,6は、たとえばセラミックス基体1,高熱
放散性基体２上に印刷等の方法により銀（Ag），銀−パ
ラジウム（Ag-Pd），銅（Cu），金（Au），タングステ
ン（Ｗ），モリブデン（Mo）等の金属ペーストを形成し
焼成後、銀ロー，半田等により形成することができる。
また上記Ag等の金属ペーストのセラミックス基体１への
形成はセラミックスグリーンシート上に該ペーストを形
成後に同時焼成してもよいし、焼成後の固化したセラミ
ックス基体１上に上記金属ペーストを形成後、焼成して
もよい。
ワイヤ７は半導体チップ３とセラミックス基体１に形成
された導体パターン（不図示）を接続するものであって
通常Au等が使用される。
された導体パターン（不図示）を接続するものであって
通常Au等が使用される。
シール用接合層10は通常シール用ガラス等が使用され
る。
る。
一方第２図は第１図のＡ−Ａの断面図を示し、当該第２
図に示す通り、本考案にかかる接合部5,6はすなわち、
ほぼ幅の等しい環状２重構造になっている。また第３図
は第１図のＡ−Ａの第２図とは別の例を示し、第３図に
おいて11は接合層5,6間に形成した枝であり、接合層5,6
の一部である。当該枝11は第３図の形，本数に限定ない
第３図に示すより多くの枝が接合層5,6間に形成されて
もよい。
図に示す通り、本考案にかかる接合部5,6はすなわち、
ほぼ幅の等しい環状２重構造になっている。また第３図
は第１図のＡ−Ａの第２図とは別の例を示し、第３図に
おいて11は接合層5,6間に形成した枝であり、接合層5,6
の一部である。当該枝11は第３図の形，本数に限定ない
第３図に示すより多くの枝が接合層5,6間に形成されて
もよい。
尚、接合層5,6の内一方がとぎれていてもよいが、気密
性の点を考慮するとつながっていたほうが望ましい。
性の点を考慮するとつながっていたほうが望ましい。
［作用］ 本考案の半導体パッケージはセラミックス基体１と高熱
放散性基体２との熱膨張差による接合層にかかる応力を
接合層の面積を少なくすることにより緩和する。特に、
本発明では、接合層がほぼ幅の等しい環状２重構造にな
っているので、接合層の中に他に比べて接合幅の太い部
分が存在しない。したがって、そのような部分に、両基
体の熱膨張率差による大きなひずみが生じて応力が集中
することがないので、クラックや剥離の発生防止に効果
的である。更に、接合層をとぎれのない環状とすること
により気密性の信頼性が向上する。
放散性基体２との熱膨張差による接合層にかかる応力を
接合層の面積を少なくすることにより緩和する。特に、
本発明では、接合層がほぼ幅の等しい環状２重構造にな
っているので、接合層の中に他に比べて接合幅の太い部
分が存在しない。したがって、そのような部分に、両基
体の熱膨張率差による大きなひずみが生じて応力が集中
することがないので、クラックや剥離の発生防止に効果
的である。更に、接合層をとぎれのない環状とすること
により気密性の信頼性が向上する。
［実施例］ （実施例１） 以下、％は特に記載しない限り重量％を意味する。
Al2O3粉末40％,2MgO・SiO2粉末20％，ガラスフリット40
％に結合剤，可塑剤，溶剤を添加して混練、成形して厚
さ1.0mmのグリーンシートを作成した。上記ガラスフリ
ット組成は、 SiO2 45％，Al2O3 10％，B2O3 35％,BaO 10％ からなっていた。
％に結合剤，可塑剤，溶剤を添加して混練、成形して厚
さ1.0mmのグリーンシートを作成した。上記ガラスフリ
ット組成は、 SiO2 45％，Al2O3 10％，B2O3 35％,BaO 10％ からなっていた。
このグリーンシートを外寸50mm角で中心部に30mm角の開
口部を有する形状に、100枚と、および外寸50mm角で中
心部に20mm角の開口部を有する形状に100枚との２種類
に打ち抜き、配線となる導体ペーストを印刷した状態
で、上記２種類のグリーンシートを積層し、1050℃,4時
間空気中で焼成することにより開口部を有するガラスセ
ラミックス基体を100枚得た。
口部を有する形状に、100枚と、および外寸50mm角で中
心部に20mm角の開口部を有する形状に100枚との２種類
に打ち抜き、配線となる導体ペーストを印刷した状態
で、上記２種類のグリーンシートを積層し、1050℃,4時
間空気中で焼成することにより開口部を有するガラスセ
ラミックス基体を100枚得た。
このガラスセラミックス基体の熱膨張係数は54×10-7／
℃であった。
℃であった。
これとは別に、市販AlN基体（35×35×1.0mm）（旭硝子
（株）製AGN-2（商標）熱伝導率200w/mK、熱膨張係数45
×10-7／℃）を高熱放散性基体用に用意した。そして、
上記ガラスセラミックス基体及び上記A1N基体の接合層
が形成される部分に銀層を形成した。
（株）製AGN-2（商標）熱伝導率200w/mK、熱膨張係数45
×10-7／℃）を高熱放散性基体用に用意した。そして、
上記ガラスセラミックス基体及び上記A1N基体の接合層
が形成される部分に銀層を形成した。
これらのAlN基体とガラスセラミックス基体を市販の銀
ロー（Ag 72％,Cu 28％）にて900℃,10分間加熱するこ
とにより接合した。接合層の形状は、第２図に示したよ
うなものである。
ロー（Ag 72％,Cu 28％）にて900℃,10分間加熱するこ
とにより接合した。接合層の形状は、第２図に示したよ
うなものである。
この接合層の厚みは1mm,幅はそれぞれ1.5mmであった。
次に、第１図に示す如く、上記開口部内部に半導体のベ
アーチップを430℃でダイボンドし、その後、金ワイヤ
でボンディングを行なった。そして、上蓋をシール用ガ
ラスペーストを用いて、380℃で10分間加熱することに
より接合し、第１図，第２図に示したような半導体パッ
ケージを得た。
アーチップを430℃でダイボンドし、その後、金ワイヤ
でボンディングを行なった。そして、上蓋をシール用ガ
ラスペーストを用いて、380℃で10分間加熱することに
より接合し、第１図，第２図に示したような半導体パッ
ケージを得た。
この半導体パッケージを構成するガラスセラミックス基
体の熱膨張係数とAlN基体の熱膨張係数の差は、９×10
-7／℃であった。
体の熱膨張係数とAlN基体の熱膨張係数の差は、９×10
-7／℃であった。
この半導体パッケージ100個に対し、＋250℃〜−50℃、
ヒートサイクル試験、一周期30分1000サイクルを行なっ
たが、接合層の剥離，クラック等の欠陥の発生は全くな
く、気密性，信頼性共に満足するものであった。
ヒートサイクル試験、一周期30分1000サイクルを行なっ
たが、接合層の剥離，クラック等の欠陥の発生は全くな
く、気密性，信頼性共に満足するものであった。
（実施例２） 実施例１と同様の方法で第１図，第３図に示すような半
導体パッケージ100個を得た。これを実施例１と同様の
方法で温度試験をしたが、接合層に剥離，クラック等は
全くみられなかった。
導体パッケージ100個を得た。これを実施例１と同様の
方法で温度試験をしたが、接合層に剥離，クラック等は
全くみられなかった。
［比較例］ 接合層を２つの基体の間の全面に設ける以外は、実施例
１と同様（同寸法かつ同材質）に半導体パッケージを作
成した。作成数は、1000個であった。実施例１と同じ試
験を行なったところ、1000個中52個に剥離、153個にク
ラックが発生した。
１と同様（同寸法かつ同材質）に半導体パッケージを作
成した。作成数は、1000個であった。実施例１と同じ試
験を行なったところ、1000個中52個に剥離、153個にク
ラックが発生した。
［発明の効果］ 本考案の半導体パッケージの構造は接合層を幅の略等し
い２重の環状接合層とすることによりその接合の信頼性
が向上するとともに、特に環状接合層にとぎれのないと
きは優れた気密性を示す効果が認められ、その工業的価
値は多大である。
い２重の環状接合層とすることによりその接合の信頼性
が向上するとともに、特に環状接合層にとぎれのないと
きは優れた気密性を示す効果が認められ、その工業的価
値は多大である。
第１図：本考案の半導体パッケージの一例を示す断面
図。 第２図：第１図のＡ−Ａ断面図。 第３図：第１図の第２図とは別の例のＡ−Ａ断面図。 1:セラミックス基体 2:高熱放散性基体 3:半導体チップ 5,6:接合層
図。 第２図：第１図のＡ−Ａ断面図。 第３図：第１図の第２図とは別の例のＡ−Ａ断面図。 1:セラミックス基体 2:高熱放散性基体 3:半導体チップ 5,6:接合層
Claims (1)
- 【請求項１】導体パターンが形成され且つ開口部を有す
るセラミックス基体と、半導体チップ搭載部を具備する
とともに上記セラミックス基体より熱放散性が高く且つ
それとは熱膨張率の異なる材料からなる高熱放散性基体
とが、上記セラミックス基体の開口部の中に上記高熱放
散性基体の半導体チップ搭載部が位置するように接合さ
れてなる半導体パッケージにおいて、接合部分は銀ロー
または半田からなるとともに幅が略等しい２重の環状に
形成されていることを特徴とする半導体パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988158032U JPH0719155Y2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 半導体パツケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988158032U JPH0719155Y2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 半導体パツケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0279044U JPH0279044U (ja) | 1990-06-18 |
| JPH0719155Y2 true JPH0719155Y2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=31437997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988158032U Expired - Lifetime JPH0719155Y2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 半導体パツケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719155Y2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2853599B2 (ja) * | 1995-03-10 | 1999-02-03 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR100620810B1 (ko) * | 2005-03-07 | 2006-09-07 | 삼성전자주식회사 | Ｍｅｍｓ 소자 패키지 및 그 제조방법 |
| EP1953817B1 (en) | 2005-11-25 | 2012-10-31 | Panasonic Corporation | Sensor device and method for manufacturing same |
| US8080869B2 (en) | 2005-11-25 | 2011-12-20 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Wafer level package structure and production method therefor |
| TW200735290A (en) * | 2005-11-25 | 2007-09-16 | Matsushita Electric Works Ltd | Sensor device and manufacturing method thereof |
| TW200733264A (en) * | 2005-11-25 | 2007-09-01 | Matsushita Electric Works Ltd | Method of producing wafer-level package structure |
| JP5612558B2 (ja) * | 2011-11-16 | 2014-10-22 | 日機装株式会社 | 半導体パッケージ用基板及びその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6053054A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-26 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JPH0793394B2 (ja) * | 1985-10-25 | 1995-10-09 | 株式会社日立製作所 | 半導体基体搭載用セラミックパッケージ |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP1988158032U patent/JPH0719155Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0279044U (ja) | 1990-06-18 |
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