JPH07273257A - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents
半導体素子収納用パッケージInfo
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- JPH07273257A JPH07273257A JP6058803A JP5880394A JPH07273257A JP H07273257 A JPH07273257 A JP H07273257A JP 6058803 A JP6058803 A JP 6058803A JP 5880394 A JP5880394 A JP 5880394A JP H07273257 A JPH07273257 A JP H07273257A
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- Japan
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- semiconductor element
- metal layer
- brazing material
- metal
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】内部に収容する半導体素子の作動時に発する熱
を外部に良好に放散させ、半導体素子を常に低温として
長期間にわたり正常、且つ安定に作動させることができ
る高信頼性の半導体素子収納用パッケージを提供するこ
とにある。 【構成】半導体素子３を収容する絶縁容器４の外表面に
メタライズ金属層８を被着させるとともに該メタライズ
金属層８に金属放熱体９をロウ付けして成る半導体素子
収納用パッケージであって、前記金属放熱体９のロウ付
け面に、絶縁容器４に被着させたメタライズ金属層８と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔ｄを20乃至100 μm とする傾斜面
を形成した。
を外部に良好に放散させ、半導体素子を常に低温として
長期間にわたり正常、且つ安定に作動させることができ
る高信頼性の半導体素子収納用パッケージを提供するこ
とにある。 【構成】半導体素子３を収容する絶縁容器４の外表面に
メタライズ金属層８を被着させるとともに該メタライズ
金属層８に金属放熱体９をロウ付けして成る半導体素子
収納用パッケージであって、前記金属放熱体９のロウ付
け面に、絶縁容器４に被着させたメタライズ金属層８と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔ｄを20乃至100 μm とする傾斜面
を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ（大規模集積回
路素子）等の半導体素子を収容するための半導体素子収
納用パッケージに関するものである。
路素子）等の半導体素子を収容するための半導体素子収
納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、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は図３に示すように、酸化アルミ
ニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、上面に半導
体素子23を収容するための凹部21a 及び該凹部21a 周辺
から外周縁にかけて導出されたタングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成る複数個のメタ
ライズ配線層22を有する絶縁基体21と、半導体素子23を
外部電気回路に接続するために前記メタライズ配線層22
に銀ロウ等のロウ材を介し取着された外部リード端子24
と、蓋体25とから構成されており、絶縁基体21の凹部21
a 底面に半導体素子23をロウ材、ガラス、樹脂等の接着
材を介して接着固定するとともに該半導体素子23の各電
極をメタライズ配線層22にボンディングワイヤ26を介し
て電気的に接続し、しかる後、絶縁基体21の上面に蓋体
25をロウ材、ガラス、樹脂等の封止剤を介して接合さ
せ、絶縁基体21と蓋体25とから成る容器内部に半導体素
子23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。
素子収納用パッケージは図３に示すように、酸化アルミ
ニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成り、上面に半導
体素子23を収容するための凹部21a 及び該凹部21a 周辺
から外周縁にかけて導出されたタングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成る複数個のメタ
ライズ配線層22を有する絶縁基体21と、半導体素子23を
外部電気回路に接続するために前記メタライズ配線層22
に銀ロウ等のロウ材を介し取着された外部リード端子24
と、蓋体25とから構成されており、絶縁基体21の凹部21
a 底面に半導体素子23をロウ材、ガラス、樹脂等の接着
材を介して接着固定するとともに該半導体素子23の各電
極をメタライズ配線層22にボンディングワイヤ26を介し
て電気的に接続し、しかる後、絶縁基体21の上面に蓋体
25をロウ材、ガラス、樹脂等の封止剤を介して接合さ
せ、絶縁基体21と蓋体25とから成る容器内部に半導体素
子23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】尚、上述の半導体素子収納用パッケージは
絶縁基体21の下面にタングステンやモリブデン等の高融
点金属粉末からなるメタライズ金属層27が被着されてお
り、該メタライズ金属層27に銅、銅ータングステン、銅
ーモリブデン等から成る金属放熱体28を銀ロウ等のロウ
材29を介して取着しておき、半導体素子23が作動時に発
生した熱を絶縁基体21を通して金属放熱体28に吸収させ
るとともに該吸収した熱を大気中に放散させることによ
って半導体素子23に熱破壊や特性に熱変化が招来しない
ようにしている。
絶縁基体21の下面にタングステンやモリブデン等の高融
点金属粉末からなるメタライズ金属層27が被着されてお
り、該メタライズ金属層27に銅、銅ータングステン、銅
ーモリブデン等から成る金属放熱体28を銀ロウ等のロウ
材29を介して取着しておき、半導体素子23が作動時に発
生した熱を絶縁基体21を通して金属放熱体28に吸収させ
るとともに該吸収した熱を大気中に放散させることによ
って半導体素子23に熱破壊や特性に熱変化が招来しない
ようにしている。
【０００４】またこの半導体素子収納用パッケージにお
ける金属放熱体28の絶縁基体21への取着は、金属放熱体
28と絶縁基体21に被着させたメタライズ金属層27との間
に銀ロウ等のロウ材29を挟みこみ、しかる後、これを約
900 ℃の温度で加熱し、ロウ材29を溶融させることによ
って行われる。
ける金属放熱体28の絶縁基体21への取着は、金属放熱体
28と絶縁基体21に被着させたメタライズ金属層27との間
に銀ロウ等のロウ材29を挟みこみ、しかる後、これを約
900 ℃の温度で加熱し、ロウ材29を溶融させることによ
って行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の半導体素子収納用パッケージは、絶縁基体21と金属
放熱体28のロウ付け面がいずれも平坦であること、絶縁
基体21と金属放熱体28のロウ付け面積が広いこと等から
金属放熱体28と絶縁基体21に被着させたメタライズ金属
層27との間にロウ材29を挟み、該ロウ材29を加熱溶融さ
せることによって金属放熱体29を絶縁基体21に取着した
場合、ロウ材29の全体が略同時に溶融してロウ材29と絶
縁基体21及び金属放熱体28との間に存在する空気を内部
に抱き込み、ロウ材29中に熱伝導の悪い空隙を多量に有
したものとなっている。そのためこの半導体素子収納用
パッケージに近時の高密度化、高集積化が進んだ単位面
積、単位体積当たりの発熱量が大きい半導体素子を収容
した場合、半導体素子の作動時に発する熱はロウ材中の
熱伝導の悪い空隙が多量に形成されているため金属放熱
体に良好に伝導吸収されず、その結果、半導体素子を該
素子自身の発する熱によって高温とし、半導体素子に熱
破壊や特性に熱変化を招来させるという欠点を有してい
た。
来の半導体素子収納用パッケージは、絶縁基体21と金属
放熱体28のロウ付け面がいずれも平坦であること、絶縁
基体21と金属放熱体28のロウ付け面積が広いこと等から
金属放熱体28と絶縁基体21に被着させたメタライズ金属
層27との間にロウ材29を挟み、該ロウ材29を加熱溶融さ
せることによって金属放熱体29を絶縁基体21に取着した
場合、ロウ材29の全体が略同時に溶融してロウ材29と絶
縁基体21及び金属放熱体28との間に存在する空気を内部
に抱き込み、ロウ材29中に熱伝導の悪い空隙を多量に有
したものとなっている。そのためこの半導体素子収納用
パッケージに近時の高密度化、高集積化が進んだ単位面
積、単位体積当たりの発熱量が大きい半導体素子を収容
した場合、半導体素子の作動時に発する熱はロウ材中の
熱伝導の悪い空隙が多量に形成されているため金属放熱
体に良好に伝導吸収されず、その結果、半導体素子を該
素子自身の発する熱によって高温とし、半導体素子に熱
破壊や特性に熱変化を招来させるという欠点を有してい
た。
【０００６】そこで上記欠点を解消するために特開昭57
ー18346 号公報に記載されている方法、即ち、金属放熱
体28のロウ付け面に15°の角度の傾斜を設けておき、溶
融ロウ材29の内部に抱き込まれた空気を金属放熱体28の
傾斜面を伝い外部に放出されるようになすことが考えら
れる。かかる方法を用いればロウ材29の内部に熱伝導が
悪い空隙が多量に形成されることはなく、その結果、半
導体素子の作動時に発する熱は金属放熱体28に良好に伝
導吸収されることとなる。
ー18346 号公報に記載されている方法、即ち、金属放熱
体28のロウ付け面に15°の角度の傾斜を設けておき、溶
融ロウ材29の内部に抱き込まれた空気を金属放熱体28の
傾斜面を伝い外部に放出されるようになすことが考えら
れる。かかる方法を用いればロウ材29の内部に熱伝導が
悪い空隙が多量に形成されることはなく、その結果、半
導体素子の作動時に発する熱は金属放熱体28に良好に伝
導吸収されることとなる。
【０００７】しかしながら、金属放熱体28のロウ付け面
に15°の角度の傾斜を形成すると金属放熱体28の最外周
部と絶縁基体21との間隔が極めて広いものとなってしま
い、同時に両者間に充填されるロウ材29の量も極めて多
いものとなってしまう。そのため金属放熱体の外周部に
位置する絶縁基体21にはロウ材29と絶縁基体21との熱膨
張係数の相違( ロウ材21が銀ロウから成る場合は20×10
-6/ ℃、絶縁基体21が酸化アルミニウム質焼結体から成
る場合は6.5 ×10-6/ ℃〜7.5 ×10-6/ ℃) に起因する
大きな応力が作用することとなり、該応力によって絶縁
基体にクラックや割れ等が発生し、その結果、絶縁基体
と蓋体とから成る絶縁容器の気密封止が破れ、内部に収
容する半導体素子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ないという欠点を誘発してしまう。
に15°の角度の傾斜を形成すると金属放熱体28の最外周
部と絶縁基体21との間隔が極めて広いものとなってしま
い、同時に両者間に充填されるロウ材29の量も極めて多
いものとなってしまう。そのため金属放熱体の外周部に
位置する絶縁基体21にはロウ材29と絶縁基体21との熱膨
張係数の相違( ロウ材21が銀ロウから成る場合は20×10
-6/ ℃、絶縁基体21が酸化アルミニウム質焼結体から成
る場合は6.5 ×10-6/ ℃〜7.5 ×10-6/ ℃) に起因する
大きな応力が作用することとなり、該応力によって絶縁
基体にクラックや割れ等が発生し、その結果、絶縁基体
と蓋体とから成る絶縁容器の気密封止が破れ、内部に収
容する半導体素子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ないという欠点を誘発してしまう。
【０００８】
【発明の目的】本発明は、上記諸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の作動時
に発する熱を外部に良好に放散させ、半導体素子を常に
低温として長期間にわたり正常、且つ安定に作動させる
ことができる高信頼性の半導体素子収納用パッケージを
提供することにある。
もので、その目的は内部に収容する半導体素子の作動時
に発する熱を外部に良好に放散させ、半導体素子を常に
低温として長期間にわたり正常、且つ安定に作動させる
ことができる高信頼性の半導体素子収納用パッケージを
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体素子を収
容する絶縁容器の外表面にメタライズ金属層を被着させ
るとともに該メタライズ金属層に金属放熱体をロウ付け
して成る半導体素子収納用パッケージであって、前記金
属放熱体のロウ付け面に、絶縁容器に被着させたメタラ
イズ金属層との間隔が中央部から外周部に向かって順次
広がり、且つ最外周部における間隔を20乃至100 μm と
する傾斜面を形成したことを特徴とするものである。
容する絶縁容器の外表面にメタライズ金属層を被着させ
るとともに該メタライズ金属層に金属放熱体をロウ付け
して成る半導体素子収納用パッケージであって、前記金
属放熱体のロウ付け面に、絶縁容器に被着させたメタラ
イズ金属層との間隔が中央部から外周部に向かって順次
広がり、且つ最外周部における間隔を20乃至100 μm と
する傾斜面を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】また本発明は半導体素子を収容する絶縁容
器の外表面にメタライズ金属層を被着させるとともに該
メタライズ金属層に金属放熱体をロウ付けして成る半導
体素子収納用パッケージであって、前記絶縁容器の金属
放熱体がロウ付けされる面に、メタライズ金属層と金属
放熱体との間隔が中央部から外周部に向かって順次広が
り、且つ最外周部における間隔を20乃至100 μm とする
傾斜面を形成したことを特徴とするものである。
器の外表面にメタライズ金属層を被着させるとともに該
メタライズ金属層に金属放熱体をロウ付けして成る半導
体素子収納用パッケージであって、前記絶縁容器の金属
放熱体がロウ付けされる面に、メタライズ金属層と金属
放熱体との間隔が中央部から外周部に向かって順次広が
り、且つ最外周部における間隔を20乃至100 μm とする
傾斜面を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】本発明の半導体素子収納用パッケージによれ
ば、金属放熱体のロウ付け面、或いは半導体素子を収容
する絶縁容器の金属放熱体がロウ付けされる面に、絶縁
容器に被着させたメタライズ金属層と金属放熱体との間
隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ最外
周部における間隔を20乃至100 μm とする傾斜面を形成
したことから絶縁容器に被着させたメタライズ金属層と
金属放熱体とをロウ材を介してロウ付け取着する際、ロ
ウ材の加熱溶融は金属放熱体の中央部に位置する領域か
ら外周部に向かって順次進み、その結果、絶縁容器及び
金属放熱体とロウ材との間に存在する空気はロウ材の加
熱溶融の進行に伴って外部に押し出されロウ材内部に抱
き込まれることはなく、その結果、ロウ材中に熱伝導が
悪い空隙が多量に形成されるのが皆無となって、金属放
熱体に半導体素子の作動時に発する熱を有効に吸収させ
ることができる。
ば、金属放熱体のロウ付け面、或いは半導体素子を収容
する絶縁容器の金属放熱体がロウ付けされる面に、絶縁
容器に被着させたメタライズ金属層と金属放熱体との間
隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ最外
周部における間隔を20乃至100 μm とする傾斜面を形成
したことから絶縁容器に被着させたメタライズ金属層と
金属放熱体とをロウ材を介してロウ付け取着する際、ロ
ウ材の加熱溶融は金属放熱体の中央部に位置する領域か
ら外周部に向かって順次進み、その結果、絶縁容器及び
金属放熱体とロウ材との間に存在する空気はロウ材の加
熱溶融の進行に伴って外部に押し出されロウ材内部に抱
き込まれることはなく、その結果、ロウ材中に熱伝導が
悪い空隙が多量に形成されるのが皆無となって、金属放
熱体に半導体素子の作動時に発する熱を有効に吸収させ
ることができる。
【００１２】また本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、絶縁基体と金属放熱体との間隔は最大で20〜
100 μm であることから絶縁容器と金属放熱体との間の
一部分に多量のロウ材が溜まることはなく、その結果、
絶縁容器の一部に該絶縁容器とロウ材の熱膨張係数の相
違に起因する大きな応力が作用して絶縁容器にクラック
ラや割れ等を発生させることはなく、絶縁容器の気密封
止を完全として内部に収容する半導体素子を長期間にわ
たり正常、且つ安定に作動させることもできる。
によれば、絶縁基体と金属放熱体との間隔は最大で20〜
100 μm であることから絶縁容器と金属放熱体との間の
一部分に多量のロウ材が溜まることはなく、その結果、
絶縁容器の一部に該絶縁容器とロウ材の熱膨張係数の相
違に起因する大きな応力が作用して絶縁容器にクラック
ラや割れ等を発生させることはなく、絶縁容器の気密封
止を完全として内部に収容する半導体素子を長期間にわ
たり正常、且つ安定に作動させることもできる。
【００１３】
【実施例】次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明す
る。図１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 を収容する容器4が構
成される。
る。図１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 を収容する容器4が構
成される。
【００１４】前記絶縁基体1 はその上面に半導体素子3
を収容するための凹部1aを有し、該凹部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。
を収容するための凹部1aを有し、該凹部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。
【００１５】前記絶縁基体1 は酸化アルミニウム質焼結
体等の電気絶縁材料から成り、例えば主原料としての酸
化アルミニウム粉末及び焼結助剤としての酸化珪素粉
末、酸化カルシウム粉末、酸化マグネシウム粉末等を含
む酸化アルミニウム質焼結体原料粉末に適当な有機バイ
ンダー、溶剤、可塑剤等を添加混合して泥漿状となすと
ともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダ
ーロール法等のシート成形技術を採用して複数枚のセラ
ミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）を
得、次に前記セラミッククリーンシートのそれぞれに適
当な打ち抜き加工を施すとともにこれらを所定の順に上
下に積層してセラミックグリーンシート積層体となし、
最後に前記セラミックグリーンシート積層体を高温（約
1600℃）で焼成することによって製作される。
体等の電気絶縁材料から成り、例えば主原料としての酸
化アルミニウム粉末及び焼結助剤としての酸化珪素粉
末、酸化カルシウム粉末、酸化マグネシウム粉末等を含
む酸化アルミニウム質焼結体原料粉末に適当な有機バイ
ンダー、溶剤、可塑剤等を添加混合して泥漿状となすと
ともにこれを従来周知のドクターブレード法やカレンダ
ーロール法等のシート成形技術を採用して複数枚のセラ
ミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）を
得、次に前記セラミッククリーンシートのそれぞれに適
当な打ち抜き加工を施すとともにこれらを所定の順に上
下に積層してセラミックグリーンシート積層体となし、
最後に前記セラミックグリーンシート積層体を高温（約
1600℃）で焼成することによって製作される。
【００１６】また前記絶縁基体1 には凹部1a周辺部から
外周縁にかけて導出する複数個のメタライズ配線層5 が
形成されており、該メタライズ配線層5 の凹部1a周辺部
側には半導体素子3 の各電極がボンディングワイヤ6 を
介して電気的に接続され、また外周縁側には外部電気回
路と接続される外部リード端子7 が銀ロウ等のロウ材を
介し取着されている。
外周縁にかけて導出する複数個のメタライズ配線層5 が
形成されており、該メタライズ配線層5 の凹部1a周辺部
側には半導体素子3 の各電極がボンディングワイヤ6 を
介して電気的に接続され、また外周縁側には外部電気回
路と接続される外部リード端子7 が銀ロウ等のロウ材を
介し取着されている。
【００１７】前記メタライズ配線層5 はタングステン、
モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から成り、該
高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚
膜手法を採用し、絶縁基体1となるセラミックグリーン
シートに予め印刷塗布しておくことによって絶縁基体1
の凹部1a周辺部から外周縁にかけて導出するよう被着形
成される。
モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末から成り、該
高融点金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して
得た金属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚
膜手法を採用し、絶縁基体1となるセラミックグリーン
シートに予め印刷塗布しておくことによって絶縁基体1
の凹部1a周辺部から外周縁にかけて導出するよう被着形
成される。
【００１８】尚、前記メタライズ配線層5 はその露出す
る表面にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つロウ材と
濡れ性が良い金属を1.0 乃至20.0μm の厚みにメッキ法
により層着させておくと、メタライズ配線層5 の酸化腐
食を有効に防止することができるとともにメタライズ配
線層5 への外部リード端子7 のロウ付けを強固となすこ
とができる。従って、前記メタライズ配線層5 にはその
露出する表面にニッケル、金等を1.0 乃至20.0μm の厚
みに層着させておくことが好ましい。
る表面にニッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つロウ材と
濡れ性が良い金属を1.0 乃至20.0μm の厚みにメッキ法
により層着させておくと、メタライズ配線層5 の酸化腐
食を有効に防止することができるとともにメタライズ配
線層5 への外部リード端子7 のロウ付けを強固となすこ
とができる。従って、前記メタライズ配線層5 にはその
露出する表面にニッケル、金等を1.0 乃至20.0μm の厚
みに層着させておくことが好ましい。
【００１９】また前記メタライズ配線層5 には外部リー
ド端子7 が銀ロウ等のロウ材を介して取着されており、
該外部リード端子7 は容器4 内部に収容する半導体素子
3 の各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7 を外部電気回路に接続することによって容
器4 内部に収容される半導体素子3 はメタライズ配線層
5 及び外部リード端子7 を介して外部電気回路に電気的
に接続されることとなる。
ド端子7 が銀ロウ等のロウ材を介して取着されており、
該外部リード端子7 は容器4 内部に収容する半導体素子
3 の各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7 を外部電気回路に接続することによって容
器4 内部に収容される半導体素子3 はメタライズ配線層
5 及び外部リード端子7 を介して外部電気回路に電気的
に接続されることとなる。
【００２０】前記外部リード端子7 は鉄ーニッケルーコ
バルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材料から成り、
例えば鉄ーニッケルーコバルト合金のインゴット( 塊)
を圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工
法を採用することによって所定の板状に形成される。
バルト合金や鉄ーニッケル合金等の金属材料から成り、
例えば鉄ーニッケルーコバルト合金のインゴット( 塊)
を圧延加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工
法を採用することによって所定の板状に形成される。
【００２１】更に前記絶縁基体1 はその下面にメタライ
ズ金属層8 が被着されており、該メタライズ金属層8 に
は金属放熱体9 がロウ材10を介してロウ付け取着されて
いる。
ズ金属層8 が被着されており、該メタライズ金属層8 に
は金属放熱体9 がロウ材10を介してロウ付け取着されて
いる。
【００２２】前記メタライズ金属層8 は金属放熱体9 を
絶縁基体1 に取着するための下地金属層として作用し、
タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉
末より形成されている。
絶縁基体1 に取着するための下地金属層として作用し、
タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金属粉
末より形成されている。
【００２３】前記メタライズ金属層8 はメタライズ配線
層5 と同様の方法、具体的にはタングステン等の高融点
金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金
属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法
を採用し、絶縁基体1 となるセラミックグリーンシート
に予め印刷塗布しておくことによって絶縁基体1 の下面
に被着形成される。
層5 と同様の方法、具体的にはタングステン等の高融点
金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金
属ペーストを従来周知のスクリーン印刷法等の厚膜手法
を採用し、絶縁基体1 となるセラミックグリーンシート
に予め印刷塗布しておくことによって絶縁基体1 の下面
に被着形成される。
【００２４】また前記メタライズ金属層8 に取着される
金属放熱体9 は銅ータングステン合金、銅ーモリブデン
合金、銅ーインバー合金ー銅のクラッド材、無酸素銅等
の良熱伝導性で絶縁基体1 と熱膨張係数が近似する金属
材料から成り、該金属放熱体9 は半導体素子3 の発する
熱を良好に吸収するとともに大気中に放散し、半導体素
子3 が熱破壊したり、特性に変化を来たし誤動作したり
するのを防止する作用を為す。
金属放熱体9 は銅ータングステン合金、銅ーモリブデン
合金、銅ーインバー合金ー銅のクラッド材、無酸素銅等
の良熱伝導性で絶縁基体1 と熱膨張係数が近似する金属
材料から成り、該金属放熱体9 は半導体素子3 の発する
熱を良好に吸収するとともに大気中に放散し、半導体素
子3 が熱破壊したり、特性に変化を来たし誤動作したり
するのを防止する作用を為す。
【００２５】尚、前記金属放熱体9 は例えば、銅ータン
グステン合金から成る場合、タングステンの粉末( 約10
μm)を1000Kg/cm2の圧力で加圧成形するとともにこれを
還元雰囲気中、約2300℃の温度で焼成して多孔質のタン
グステン焼結体を得、次に1100℃の温度で加熱溶融させ
た銅を前記タングステン焼結体の多孔部分に毛管現象を
利用し含浸させることによって形成される。
グステン合金から成る場合、タングステンの粉末( 約10
μm)を1000Kg/cm2の圧力で加圧成形するとともにこれを
還元雰囲気中、約2300℃の温度で焼成して多孔質のタン
グステン焼結体を得、次に1100℃の温度で加熱溶融させ
た銅を前記タングステン焼結体の多孔部分に毛管現象を
利用し含浸させることによって形成される。
【００２６】また前記金属放熱体9 の絶縁基体1 への取
着は絶縁基体1 の下面に被着させたメタライズ金属層8
と金属放熱体9 上面との間に例えば、銀ロウ等のロウ材
10を配し、しかる後、これを約900 ℃の温度に加熱し、
ロウ材10を溶融させることによって行われる。
着は絶縁基体1 の下面に被着させたメタライズ金属層8
と金属放熱体9 上面との間に例えば、銀ロウ等のロウ材
10を配し、しかる後、これを約900 ℃の温度に加熱し、
ロウ材10を溶融させることによって行われる。
【００２７】前記金属放熱体9 はまたその上面( ロウ付
け面) に絶縁基体1 に被着させたメタライズ金属層8 と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔d を20乃至100 μm とする傾斜面
が形成されている。
け面) に絶縁基体1 に被着させたメタライズ金属層8 と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔d を20乃至100 μm とする傾斜面
が形成されている。
【００２８】前記金属放熱体9 はその上面にメタライズ
金属層8 との間隔が中央部から外周部に向かって順次広
がる傾斜面を形成したことから絶縁基体1 に被着させた
メタライズ金属層8 と金属放熱体9 とをロウ材10を介し
てロウ付け取着する際、ロウ材10の加熱溶融が金属放熱
体9 の中央部に位置する領域から外周部に向かって順次
進むこととなり、その結果、絶縁基体1 下面及び金属放
熱体9 上面とロウ材10との間に存在する空気がロウ材10
の加熱溶融の進行に伴って外部に押し出されることにな
ってロウ材10内部に抱き込まれることはなく、ロウ材10
中に熱伝導が悪い空隙が多量に形成されることが皆無
で、金属放熱体9 に半導体素子3 の作動時に発する熱を
有効に吸収させることが可能となる。
金属層8 との間隔が中央部から外周部に向かって順次広
がる傾斜面を形成したことから絶縁基体1 に被着させた
メタライズ金属層8 と金属放熱体9 とをロウ材10を介し
てロウ付け取着する際、ロウ材10の加熱溶融が金属放熱
体9 の中央部に位置する領域から外周部に向かって順次
進むこととなり、その結果、絶縁基体1 下面及び金属放
熱体9 上面とロウ材10との間に存在する空気がロウ材10
の加熱溶融の進行に伴って外部に押し出されることにな
ってロウ材10内部に抱き込まれることはなく、ロウ材10
中に熱伝導が悪い空隙が多量に形成されることが皆無
で、金属放熱体9 に半導体素子3 の作動時に発する熱を
有効に吸収させることが可能となる。
【００２９】また前記金属放熱体9 の上面に形成した傾
斜面はその最外周部におけるメタライズ金属層8 との間
隔d が20乃至100 μm であることから絶縁基体1 と金属
放熱体9 との間の一部分に多量のロウ材10が溜まること
はなく、その結果、絶縁基体1 の一部に該絶縁基体1 と
ロウ材10の熱膨張係数の相違に起因する大きな応力が作
用して絶縁基体1 にクラックラや割れ等を発生させるこ
とはなく、容器4 の気密封止を完全として内部に収容す
る半導体素子3 を長期間にわたり正常、且つ安定に作動
させることもできる。
斜面はその最外周部におけるメタライズ金属層8 との間
隔d が20乃至100 μm であることから絶縁基体1 と金属
放熱体9 との間の一部分に多量のロウ材10が溜まること
はなく、その結果、絶縁基体1 の一部に該絶縁基体1 と
ロウ材10の熱膨張係数の相違に起因する大きな応力が作
用して絶縁基体1 にクラックラや割れ等を発生させるこ
とはなく、容器4 の気密封止を完全として内部に収容す
る半導体素子3 を長期間にわたり正常、且つ安定に作動
させることもできる。
【００３０】尚、前記金属放熱体9 の上面に形成した傾
斜面はその最外周部におけるメタライズ金属層8 との間
隔d が20μm 未満であると傾斜面の傾斜が小さく、ロウ
材10の加熱溶融を金属放熱体9 の中央部に位置する領域
から外周部に向かって順次進ませることが不可となり、
また100 μm を越えるとメタライズ金属層8 と金属放熱
体9 との間の一部分に多量のロウ材10が溜まることとな
って絶縁基体1 にクラックや割れ等を発生させてしま
う。従って、前記金属放熱体9 の上面に形成した傾斜面
はその最外周部におけるメタライズ金属層8 との間隔d
が20乃至100 μmの範囲に特定される。
斜面はその最外周部におけるメタライズ金属層8 との間
隔d が20μm 未満であると傾斜面の傾斜が小さく、ロウ
材10の加熱溶融を金属放熱体9 の中央部に位置する領域
から外周部に向かって順次進ませることが不可となり、
また100 μm を越えるとメタライズ金属層8 と金属放熱
体9 との間の一部分に多量のロウ材10が溜まることとな
って絶縁基体1 にクラックや割れ等を発生させてしま
う。従って、前記金属放熱体9 の上面に形成した傾斜面
はその最外周部におけるメタライズ金属層8 との間隔d
が20乃至100 μmの範囲に特定される。
【００３１】更に本発明は図2 に示す如く、金属放熱体
9 を平板状とし、絶縁基体1 のメタライズ金属層8 が被
着される下面に、メタライズ金属層8 と金属放熱体9 と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔d を20乃至100 μm とする傾斜面
を形成してもよい。この場合、図1 に示す実施例と同
様、絶縁基体1 下面及び金属放熱体9 上面とロウ材10と
の間に存在する空気はロウ材10の加熱溶融の進行に伴っ
て外部に押し出され、ロウ材10内部に抱き込まれること
はなく、その結果、ロウ材10中に熱伝導が悪い空隙が多
量に形成されることが皆無で、金属放熱体9 に半導体素
子3 の作動時に発する熱を有効に吸収させることが可能
となる。
9 を平板状とし、絶縁基体1 のメタライズ金属層8 が被
着される下面に、メタライズ金属層8 と金属放熱体9 と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔d を20乃至100 μm とする傾斜面
を形成してもよい。この場合、図1 に示す実施例と同
様、絶縁基体1 下面及び金属放熱体9 上面とロウ材10と
の間に存在する空気はロウ材10の加熱溶融の進行に伴っ
て外部に押し出され、ロウ材10内部に抱き込まれること
はなく、その結果、ロウ材10中に熱伝導が悪い空隙が多
量に形成されることが皆無で、金属放熱体9 に半導体素
子3 の作動時に発する熱を有効に吸収させることが可能
となる。
【００３２】また同時に絶縁基体1 の下面に形成した傾
斜面はその最外周部におけるメタライズ金属層8 と金属
放熱体9 の間隔d が20乃至100 μm であることから絶縁
基体1 と金属放熱体9 との間の一部分に多量のロウ材10
が溜まることはなく、その結果、絶縁基体1 の一部に該
絶縁基体1 とロウ材10の熱膨張係数の相違に起因する大
きな応力が作用して絶縁基体1 にクラックラや割れ等を
発生させることはなく、容器4 の気密封止を完全として
内部に収容する半導体素子3 を長期間にわたり正常、且
つ安定に作動させることもできる。
斜面はその最外周部におけるメタライズ金属層8 と金属
放熱体9 の間隔d が20乃至100 μm であることから絶縁
基体1 と金属放熱体9 との間の一部分に多量のロウ材10
が溜まることはなく、その結果、絶縁基体1 の一部に該
絶縁基体1 とロウ材10の熱膨張係数の相違に起因する大
きな応力が作用して絶縁基体1 にクラックラや割れ等を
発生させることはなく、容器4 の気密封止を完全として
内部に収容する半導体素子3 を長期間にわたり正常、且
つ安定に作動させることもできる。
【００３３】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 の凹部1a底面に半導体素子3
をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定す
るとともに半導体素子3 の各電極をメタライズ配線層5
にボンディングワイヤ6 を介して接続し、しかる後、絶
縁基体1 の上面に蓋体2 をガラス、樹脂、ロウ材等の封
止材を介して接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とから成る
容器4 内部に半導体素子3 を気密に収容することによっ
て製品としての半導体装置となる。
ージによれば、絶縁基体1 の凹部1a底面に半導体素子3
をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定す
るとともに半導体素子3 の各電極をメタライズ配線層5
にボンディングワイヤ6 を介して接続し、しかる後、絶
縁基体1 の上面に蓋体2 をガラス、樹脂、ロウ材等の封
止材を介して接合させ、絶縁基体1 と蓋体2 とから成る
容器4 内部に半導体素子3 を気密に収容することによっ
て製品としての半導体装置となる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の半導体素子収納用パッケージに
よれば、金属放熱体のロウ付け面、或いは半導体素子を
収容する絶縁容器の金属放熱体がロウ付けされる面に、
絶縁容器に被着させたメタライズ金属層と金属放熱体と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔を20乃至100 μm とする傾斜面を
形成したことから絶縁容器に被着させたメタライズ金属
層と金属放熱体とをロウ材を介してロウ付け取着する
際、ロウ材の加熱溶融は金属放熱体の中央部に位置する
領域から外周部に向かって順次進み、その結果、絶縁容
器及び金属放熱体とロウ材との間に存在する空気はロウ
材の加熱溶融の進行に伴って外部に押し出されロウ材内
部に抱き込まれることはなく、その結果、ロウ材中に熱
伝導が悪い空隙が多量に形成されるのが皆無となって、
金属放熱体に半導体素子の作動時に発する熱を有効に吸
収させることができる。
よれば、金属放熱体のロウ付け面、或いは半導体素子を
収容する絶縁容器の金属放熱体がロウ付けされる面に、
絶縁容器に被着させたメタライズ金属層と金属放熱体と
の間隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ
最外周部における間隔を20乃至100 μm とする傾斜面を
形成したことから絶縁容器に被着させたメタライズ金属
層と金属放熱体とをロウ材を介してロウ付け取着する
際、ロウ材の加熱溶融は金属放熱体の中央部に位置する
領域から外周部に向かって順次進み、その結果、絶縁容
器及び金属放熱体とロウ材との間に存在する空気はロウ
材の加熱溶融の進行に伴って外部に押し出されロウ材内
部に抱き込まれることはなく、その結果、ロウ材中に熱
伝導が悪い空隙が多量に形成されるのが皆無となって、
金属放熱体に半導体素子の作動時に発する熱を有効に吸
収させることができる。
【００３５】また本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、絶縁基体と金属放熱体との間隔は最大で20〜
100 μm であることから絶縁容器と金属放熱体との間の
一部分に多量のロウ材が溜まることはなく、その結果、
絶縁容器の一部に該絶縁容器とロウ材の熱膨張係数の相
違に起因する大きな応力が作用して絶縁容器にクラック
ラや割れ等を発生させることはなく、絶縁容器の気密封
止を完全として内部に収容する半導体素子を長期間にわ
たり正常、且つ安定に作動させることもできる。
によれば、絶縁基体と金属放熱体との間隔は最大で20〜
100 μm であることから絶縁容器と金属放熱体との間の
一部分に多量のロウ材が溜まることはなく、その結果、
絶縁容器の一部に該絶縁容器とロウ材の熱膨張係数の相
違に起因する大きな応力が作用して絶縁容器にクラック
ラや割れ等を発生させることはなく、絶縁容器の気密封
止を完全として内部に収容する半導体素子を長期間にわ
たり正常、且つ安定に作動させることもできる。
【図１】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る。
例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図３】従来の半導体素子収納用パッケージの断面図で
ある。
ある。
１・・・・・・・絶縁基体 ２・・・・・・・蓋体 ３・・・・・・・半導体素子 ４・・・・・・・容器 ５・・・・・・・メタライズ配線層 ８・・・・・・・メタライズ金属層 ９・・・・・・・金属放熱体 １０・・・・・・・ロウ材
Claims (2)
- 【請求項１】半導体素子を収容する絶縁容器の外表面に
メタライズ金属層を被着させるとともに該メタライズ金
属層に金属放熱体をロウ付けして成る半導体素子収納用
パッケージであって、前記金属放熱体のロウ付け面に、
絶縁容器に被着させたメタライズ金属層との間隔が中央
部から外周部に向かって順次広がり、且つ最外周部にお
ける間隔を20乃至100 μm とする傾斜面を形成したこと
を特徴とする半導体素子収納用パッケージ。 - 【請求項２】半導体素子を収容する絶縁容器の外表面に
メタライズ金属層を被着させるとともに該メタライズ金
属層に金属放熱体をロウ付けして成る半導体素子収納用
パッケージであって、前記絶縁容器の金属放熱体がロウ
付けされる面に、メタライズ金属層と金属放熱体との間
隔が中央部から外周部に向かって順次広がり、且つ最外
周部における間隔を20乃至100 μm とする傾斜面を形成
したことを特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6058803A JPH07273257A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 半導体素子収納用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6058803A JPH07273257A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 半導体素子収納用パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273257A true JPH07273257A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13094763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6058803A Pending JPH07273257A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 半導体素子収納用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07273257A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103339723A (zh) * | 2011-02-08 | 2013-10-02 | 富士电机株式会社 | 半导体模块用散热板的制造方法、该散热板以及使用该散热板的半导体模块 |
| WO2014041936A1 (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-20 | 富士電機株式会社 | 半導体装置、半導体装置に対する放熱部材の取り付け方法及び半導体装置の製造方法 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP6058803A patent/JPH07273257A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103339723A (zh) * | 2011-02-08 | 2013-10-02 | 富士电机株式会社 | 半导体模块用散热板的制造方法、该散热板以及使用该散热板的半导体模块 |
| WO2014041936A1 (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-20 | 富士電機株式会社 | 半導体装置、半導体装置に対する放熱部材の取り付け方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP5871076B2 (ja) * | 2012-09-13 | 2016-03-01 | 富士電機株式会社 | 半導体装置、半導体装置に対する放熱部材の取り付け方法及び半導体装置の製造方法 |
| US9711430B2 (en) | 2012-09-13 | 2017-07-18 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device, method for installing heat dissipation member to semiconductor device, and a method for producing semiconductor device |
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