JPH0786452A - 誘電体磁器組成物および半導体素子収容用パッケージ - Google Patents
誘電体磁器組成物および半導体素子収容用パッケージInfo
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- JPH0786452A JPH0786452A JP5189707A JP18970793A JPH0786452A JP H0786452 A JPH0786452 A JP H0786452A JP 5189707 A JP5189707 A JP 5189707A JP 18970793 A JP18970793 A JP 18970793A JP H0786452 A JPH0786452 A JP H0786452A
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
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- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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- H01L2224/48091—Arched
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】誘電率を向上することができるとともに、アル
ミナの熱膨張係数とほぼ同等の熱膨張係数を有する誘電
体磁器組成物および半導体素子収容用パッケージを得る
ことができる。 【構成】金属元素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃａを
含有する複合酸化物であって、これらの金属元素のモル
比による組成式をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯと表
した時、図１に示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲まれ
た領域の主成分１００重量部に対して、Ｍｎを酸化物換
算で０．６重量部以下含有することを特徴とする。Ａ
（９９．０，０，１．０）、Ｂ（８３．３，０，１６．
７）、Ｃ（６１．１，２２．２，１６．７）、Ｄ（６
６．０，３３．０，１．０）
ミナの熱膨張係数とほぼ同等の熱膨張係数を有する誘電
体磁器組成物および半導体素子収容用パッケージを得る
ことができる。 【構成】金属元素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃａを
含有する複合酸化物であって、これらの金属元素のモル
比による組成式をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯと表
した時、図１に示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲まれ
た領域の主成分１００重量部に対して、Ｍｎを酸化物換
算で０．６重量部以下含有することを特徴とする。Ａ
（９９．０，０，１．０）、Ｂ（８３．３，０，１６．
７）、Ｃ（６１．１，２２．２，１６．７）、Ｄ（６
６．０，３３．０，１．０）
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高い誘電率を有すると
ともにアルミナとほぼ同等の熱膨張率を有する誘電体磁
器組成物および半導体素子収容用パッケージに関する。
ともにアルミナとほぼ同等の熱膨張率を有する誘電体磁
器組成物および半導体素子収容用パッケージに関する。
【０００２】
【従来技術】近年、ＩＣの集積化が急速に進み、大容量
のＩＣが製造されるようになり、これに伴い、ＩＣを収
容する半導体素子収容用パッケージも大型化してきてい
る。
のＩＣが製造されるようになり、これに伴い、ＩＣを収
容する半導体素子収容用パッケージも大型化してきてい
る。
【０００３】また、パッケージの大型化に伴い、このパ
ッケージの接合用ピンの数が増加し、これらの配線の増
加によりインダクタンス成分が増加し、ＩＣの出力信号
にノイズが発生したり、不要反射によりＩＣに誤動作を
生じ易いという問題があった。
ッケージの接合用ピンの数が増加し、これらの配線の増
加によりインダクタンス成分が増加し、ＩＣの出力信号
にノイズが発生したり、不要反射によりＩＣに誤動作を
生じ易いという問題があった。
【０００４】この問題を解決するために、従来は３０〜
１００ｎＦ程度の容量をもったセラミックコンデンサを
電源側と接地側との間に挿入することによりノイズを吸
収し、誤動作を防止していた。
１００ｎＦ程度の容量をもったセラミックコンデンサを
電源側と接地側との間に挿入することによりノイズを吸
収し、誤動作を防止していた。
【０００５】このようなセラミックコンデンサは、近年
では半導体素子収容用パッケージに内蔵するようになっ
ており、この種のコンデンサとして、アルミナ磁器を誘
電体としたものが使用されている。アルミナはそれ自体
絶縁体であり、誘電体でもあることからこの誘電体を使
用してパッケージ内にコンデンサを内蔵することができ
る。
では半導体素子収容用パッケージに内蔵するようになっ
ており、この種のコンデンサとして、アルミナ磁器を誘
電体としたものが使用されている。アルミナはそれ自体
絶縁体であり、誘電体でもあることからこの誘電体を使
用してパッケージ内にコンデンサを内蔵することができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、この
ようなアルミナは誘電率が９．５〜１０程度で比較的低
く、このため、アルミナ自体で誘電体を形成すると、大
きな容量を得るためには誘電体の面積を大きくするとと
もに電極層により挟持される誘電体層を複数層形成する
必要があり、コンデンサが大型化するという問題があっ
た。
ようなアルミナは誘電率が９．５〜１０程度で比較的低
く、このため、アルミナ自体で誘電体を形成すると、大
きな容量を得るためには誘電体の面積を大きくするとと
もに電極層により挟持される誘電体層を複数層形成する
必要があり、コンデンサが大型化するという問題があっ
た。
【０００７】また、アルミナの誘電率を向上させる方法
も開発されてはいるが、誘電率は１８以下と小さく、近
年におけるＩＣの容量の増加に伴いさらに大容量のコン
デンサ成分が必要となりつつあり、これに伴いコンデン
サも大型化し、このようなコンデンサを内蔵するとパッ
ケージや基板が大型化したり、コストが増加するという
問題があった。
も開発されてはいるが、誘電率は１８以下と小さく、近
年におけるＩＣの容量の増加に伴いさらに大容量のコン
デンサ成分が必要となりつつあり、これに伴いコンデン
サも大型化し、このようなコンデンサを内蔵するとパッ
ケージや基板が大型化したり、コストが増加するという
問題があった。
【０００８】さらに、パッケージの絶縁層中にコンデン
サを内蔵させる場合には、セラミックコンデンサへの配
線を引き回す必要があるため、この配線によるインダク
タンス成分は防止できないという問題があった。
サを内蔵させる場合には、セラミックコンデンサへの配
線を引き回す必要があるため、この配線によるインダク
タンス成分は防止できないという問題があった。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記の
問題に対して検討を加えた結果、ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，Ｃ
ａＯを主成分とし、これにＭｎを添加することにより、
高誘電率を有するとともに、アルミナからなる半導体素
子収容用パッケージの熱膨張率とほぼ同等の熱膨張率を
有する誘電体磁器組成物を得ることができることを見出
した。
問題に対して検討を加えた結果、ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，Ｃ
ａＯを主成分とし、これにＭｎを添加することにより、
高誘電率を有するとともに、アルミナからなる半導体素
子収容用パッケージの熱膨張率とほぼ同等の熱膨張率を
有する誘電体磁器組成物を得ることができることを見出
した。
【００１０】即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、金属
元素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃａを含有する複合
酸化物であって、これらの金属元素のモル比による組成
式をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯと表した時、図１
に示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲まれた領域の主成
分１００重量部に対して、Ｍｎを酸化物換算で０．６重
量部以下含有するものである。
元素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃａを含有する複合
酸化物であって、これらの金属元素のモル比による組成
式をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯと表した時、図１
に示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲まれた領域の主成
分１００重量部に対して、Ｍｎを酸化物換算で０．６重
量部以下含有するものである。
【００１１】 ｘ ｙ ｚ Ａ ９９．０ ０ １．０ Ｂ ８３．３ ０ １６．７ Ｃ ６１．１ ２２．２ １６．７ Ｄ ６６．０ ３３．０ １．０ また、本発明の半導体素子収容用パッケージは、金属元
素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃａを含有する複合酸
化物であって、これらの金属元素のモル比による組成式
をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯと表した時、図１に
示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲まれた領域の主成分
１００重量部に対して、Ｍｎを酸化物換算で０．６重量
部以下含有する誘電体層と電極層とからなるコンデンサ
を、アルミナからなるパッケージ本体の半導体素子搭載
位置に設けてなるものである。
素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃａを含有する複合酸
化物であって、これらの金属元素のモル比による組成式
をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯと表した時、図１に
示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲まれた領域の主成分
１００重量部に対して、Ｍｎを酸化物換算で０．６重量
部以下含有する誘電体層と電極層とからなるコンデンサ
を、アルミナからなるパッケージ本体の半導体素子搭載
位置に設けてなるものである。
【００１２】 ｘ ｙ ｚ Ａ ９９．０ ０ １．０ Ｂ ８３．３ ０ １６．７ Ｃ ６１．１ ２２．２ １６．７ Ｄ ６６．０ ３３．０ １．０ 本発明の半導体素子収容用パッケージは、図２に示すよ
うに、アルミナからなるパッケージ本体１１の半導体素
子搭載位置にコンデンサ１３をろう付けしたものであ
り、このコンデンサ１３の上部には、ＩＣ１５が搭載さ
れている。
うに、アルミナからなるパッケージ本体１１の半導体素
子搭載位置にコンデンサ１３をろう付けしたものであ
り、このコンデンサ１３の上部には、ＩＣ１５が搭載さ
れている。
【００１３】アルミナからなるパッケージ本体１１の熱
膨張率は７×１０-6／℃であるため、このパッケージ本
体１１に配置するには、熱膨張差による熱応力を考慮す
ると、コンデンサ１３の熱膨張率を９．５×１０-6／℃
以下とする必要がある。
膨張率は７×１０-6／℃であるため、このパッケージ本
体１１に配置するには、熱膨張差による熱応力を考慮す
ると、コンデンサ１３の熱膨張率を９．５×１０-6／℃
以下とする必要がある。
【００１４】本発明の誘電体磁器組成物は、ＴｉＯ2 と
ＣａＯ、或いはＴｉＯ2 とＭｇＯとＣａＯからなる主成
分に対してＭｎを添加してなるもので、特に後者が望ま
しい。
ＣａＯ、或いはＴｉＯ2 とＭｇＯとＣａＯからなる主成
分に対してＭｎを添加してなるもので、特に後者が望ま
しい。
【００１５】一般に、ＴｉＯ2 はそれ単独でも誘電率は
１１０以上で絶縁抵抗も１０11Ωｃｍ以上と大きいため
コンデンサとしての電気特性は問題ないが、平均結晶粒
径が２５μｍ以上と大きくなる傾向にあるため、薄層の
シートを形成することが不可能となり、積層構造とした
時に得られる静電容量は小さくなる。このため、本発明
によればＴｉＯ2 に対し１モル％以上のＭｇＯ及び／ま
たはＣａＯを添加することにより、結晶粒径を小さくで
きる。また、積層コンデンサとして用いる場合、磁器の
平均結晶粒径としては約１０μｍ以下が好ましい。ここ
で、ＴｉＯ2 を６１．１モル％以上添加したのは、６
１．１モル％未満では、熱膨張率が９．５×１０-6／℃
よりも大きくなるからである。ＴｉＯ2 は、特に７３．
３〜９９モル％が好ましい。
１１０以上で絶縁抵抗も１０11Ωｃｍ以上と大きいため
コンデンサとしての電気特性は問題ないが、平均結晶粒
径が２５μｍ以上と大きくなる傾向にあるため、薄層の
シートを形成することが不可能となり、積層構造とした
時に得られる静電容量は小さくなる。このため、本発明
によればＴｉＯ2 に対し１モル％以上のＭｇＯ及び／ま
たはＣａＯを添加することにより、結晶粒径を小さくで
きる。また、積層コンデンサとして用いる場合、磁器の
平均結晶粒径としては約１０μｍ以下が好ましい。ここ
で、ＴｉＯ2 を６１．１モル％以上添加したのは、６
１．１モル％未満では、熱膨張率が９．５×１０-6／℃
よりも大きくなるからである。ＴｉＯ2 は、特に７３．
３〜９９モル％が好ましい。
【００１６】また、ＣａＯは、積層コンデンサとして用
いるために磁器中の平均結晶粒径を小さくするととも
に、誘電率を増加する作用をなすが、ＣａＯが１モル％
未満では、平均結晶粒径が大きくなり、場合により２５
μｍ以上に大きくなる傾向にあり、薄層のシートを形成
することが不可能となり、積層構造とした時に得られる
静電容量が小さくなるため、ＣａＯ添加量は１モル％以
上とした。このようなＣａＯの添加により平均結晶粒径
を１０μｍ以下にすることができる。そして、上記した
ように、ＴｉＯ2 のヤング率、ＴｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ
3 の線膨張率の差、ＴｉＯ2 の強度から、パッケージ装
着時の熱衝撃により誘電体が破壊しないためには誘電体
の熱膨張率は９．５×１０-6／℃以下であることが必要
である点から、ＣａＯは１６．７モル％以下添加する必
要がある。即ち、ＣａＯを１６．７モル％より多く添加
すると熱膨張率が大きくなり、コンデンサをアルミナか
らなるパッケージ本体にろう付けした際にコンデンサに
クラック等の不具合が発生する可能性があるからであ
る。
いるために磁器中の平均結晶粒径を小さくするととも
に、誘電率を増加する作用をなすが、ＣａＯが１モル％
未満では、平均結晶粒径が大きくなり、場合により２５
μｍ以上に大きくなる傾向にあり、薄層のシートを形成
することが不可能となり、積層構造とした時に得られる
静電容量が小さくなるため、ＣａＯ添加量は１モル％以
上とした。このようなＣａＯの添加により平均結晶粒径
を１０μｍ以下にすることができる。そして、上記した
ように、ＴｉＯ2 のヤング率、ＴｉＯ2 およびＡｌ2 Ｏ
3 の線膨張率の差、ＴｉＯ2 の強度から、パッケージ装
着時の熱衝撃により誘電体が破壊しないためには誘電体
の熱膨張率は９．５×１０-6／℃以下であることが必要
である点から、ＣａＯは１６．７モル％以下添加する必
要がある。即ち、ＣａＯを１６．７モル％より多く添加
すると熱膨張率が大きくなり、コンデンサをアルミナか
らなるパッケージ本体にろう付けした際にコンデンサに
クラック等の不具合が発生する可能性があるからであ
る。
【００１７】ＭｇＯ添加量が増加すると磁器の粒径が小
さくなるとともに誘電率も低下するが、ＭｇＯ添加量が
１モル％未満ではＴｉＯ2 の誘電率は１００以上と高い
ものの粒径が２５μｍ以上と大きいため、ＭｇＯ添加量
としては１モル％以上が望ましい。また、ＭｇＯは３
３．０モル％以下添加する必要がある。即ち、ＭｇＯを
３３．０モル％より多く添加するとＭｇＴｉ2 Ｏ5 以外
にＭｇＴｉＯ3 が生成して熱膨張率が９．５×１０-6／
℃より大きくなり、パッケージにコンデンサを装着した
際の熱応力によりコンデンサにクラックが発生するから
である。
さくなるとともに誘電率も低下するが、ＭｇＯ添加量が
１モル％未満ではＴｉＯ2 の誘電率は１００以上と高い
ものの粒径が２５μｍ以上と大きいため、ＭｇＯ添加量
としては１モル％以上が望ましい。また、ＭｇＯは３
３．０モル％以下添加する必要がある。即ち、ＭｇＯを
３３．０モル％より多く添加するとＭｇＴｉ2 Ｏ5 以外
にＭｇＴｉＯ3 が生成して熱膨張率が９．５×１０-6／
℃より大きくなり、パッケージにコンデンサを装着した
際の熱応力によりコンデンサにクラックが発生するから
である。
【００１８】Ｍｎは焼成時に磁器が還元するのを防止す
るために不可欠の成分である。即ち、Ｍｎを添加しない
場合は十分な焼結密度が得られる焼成条件下でも磁器が
還元状態にあり、誘電損失が非常に大きくなることが知
られている。このため信頼性の高い磁器は得られない
が、Ｍｎを酸化物換算で０．１重量％以上添加した場合
は同一焼成条件でも誘電損失は十分に低くなる。しかし
ながら、Ｍｎを０．６重量％より多く添加した場合には
比抵抗が低下するため、０．６重量％以下に限定した。
特にＭｎ量が０．１〜０．４重量％の範囲では安定した
高い比抵抗を得ることができる。
るために不可欠の成分である。即ち、Ｍｎを添加しない
場合は十分な焼結密度が得られる焼成条件下でも磁器が
還元状態にあり、誘電損失が非常に大きくなることが知
られている。このため信頼性の高い磁器は得られない
が、Ｍｎを酸化物換算で０．１重量％以上添加した場合
は同一焼成条件でも誘電損失は十分に低くなる。しかし
ながら、Ｍｎを０．６重量％より多く添加した場合には
比抵抗が低下するため、０．６重量％以下に限定した。
特にＭｎ量が０．１〜０．４重量％の範囲では安定した
高い比抵抗を得ることができる。
【００１９】本発明の誘電体磁器組成物では誘電率１０
０以上という観点から考慮すると、（ｘ、ｙ，ｚ）が図
１におけるＡＢＣＤで囲まれる範囲のうちＥ（９９、
１、０）とＧ（７３．３、１０．０、１６．７）を結ぶ
線分からＣａＯを多く含む側の領域が好ましい。
０以上という観点から考慮すると、（ｘ、ｙ，ｚ）が図
１におけるＡＢＣＤで囲まれる範囲のうちＥ（９９、
１、０）とＧ（７３．３、１０．０、１６．７）を結ぶ
線分からＣａＯを多く含む側の領域が好ましい。
【００２０】本発明の誘電体磁器組成物は、平均結晶粒
径０．５〜６μｍのＴｉＯ2 粉末と、平均結晶粒径０．
５〜７μｍのＭｇＣＯ3 粉末と、平均結晶粒径０．５〜
７μｍのＣａＣＯ3 粉末と、平均結晶粒径０．５〜３０
μｍのＭｎＣＯ3 粉末とを上記した量比で添加し、例え
ば、ＺｒＯ2 ボールやＡｌ2 Ｏ3 ボール等で１．５〜２
μｍに粉砕する。これにポリビニルアルコール等のバイ
ンダーを添加して造粒し、公知の成形手段により成形
し、焼成する。成形手段としては、例えば、ドクターブ
レード法、金型プレス、冷間静水圧プレス、押出し成形
等がある。また、焼成は、大気中において１２００〜１
３４０℃で１〜２時間行う。
径０．５〜６μｍのＴｉＯ2 粉末と、平均結晶粒径０．
５〜７μｍのＭｇＣＯ3 粉末と、平均結晶粒径０．５〜
７μｍのＣａＣＯ3 粉末と、平均結晶粒径０．５〜３０
μｍのＭｎＣＯ3 粉末とを上記した量比で添加し、例え
ば、ＺｒＯ2 ボールやＡｌ2 Ｏ3 ボール等で１．５〜２
μｍに粉砕する。これにポリビニルアルコール等のバイ
ンダーを添加して造粒し、公知の成形手段により成形
し、焼成する。成形手段としては、例えば、ドクターブ
レード法、金型プレス、冷間静水圧プレス、押出し成形
等がある。また、焼成は、大気中において１２００〜１
３４０℃で１〜２時間行う。
【００２１】コンデンサとして使用する場合には、例え
ば、上記組成からなるグリーンシートと、例えばＰｄや
Ａｇ−Ｐｄからなる一対の電極層とを積層し、同時焼成
することにより誘電率の高いコンデンサを得ることがで
きる。このようなコンデンサは、図２に示したようにパ
ッケージ本体にろう付けされる。
ば、上記組成からなるグリーンシートと、例えばＰｄや
Ａｇ−Ｐｄからなる一対の電極層とを積層し、同時焼成
することにより誘電率の高いコンデンサを得ることがで
きる。このようなコンデンサは、図２に示したようにパ
ッケージ本体にろう付けされる。
【００２２】尚、Ｍｎの添加は調合時に他の原料と同時
に添加しても良いし、ＴｉＯ2 に所定のＭｎを添加し仮
焼した後に他の原料と混合しても良い。
に添加しても良いし、ＴｉＯ2 に所定のＭｎを添加し仮
焼した後に他の原料と混合しても良い。
【００２３】また、ＭｇＯの代わりにＭｇＯとＴｉＯ2
を混合後、仮焼しＭｇＴｉ2 Ｏ5 を合成した後にＴｉＯ
2 を添加しても同様の効果が得られる。また、ＣａＯの
代わりにＣａＯとＴｉＯ2 を混合後、仮焼したＣａＴｉ
Ｏ3 を合成した後にＴｉＯ2に添加しても同様の結果が
得られる。チタン酸塩は還元され易い性質を有するた
め、仮焼時やＣａＴｉＯ3 合成後にＭｎを約０．２重量
％程度添加した後、仮焼した粉末を用いて他の原料と混
合しても良い。
を混合後、仮焼しＭｇＴｉ2 Ｏ5 を合成した後にＴｉＯ
2 を添加しても同様の効果が得られる。また、ＣａＯの
代わりにＣａＯとＴｉＯ2 を混合後、仮焼したＣａＴｉ
Ｏ3 を合成した後にＴｉＯ2に添加しても同様の結果が
得られる。チタン酸塩は還元され易い性質を有するた
め、仮焼時やＣａＴｉＯ3 合成後にＭｎを約０．２重量
％程度添加した後、仮焼した粉末を用いて他の原料と混
合しても良い。
【００２４】また、金属の添加形態は酸化物等であって
も良いことは勿論である。
も良いことは勿論である。
【００２５】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物および半導体素子収
容用パッケージでは、ＴｉＯ2の熱膨張率が８．７×１
０-6／℃とアルミナの熱膨張率７×１０-6／℃に近いた
め、ＴｉＯ2 とＭｇＯとＣａＯとＭｎからなる磁器はア
ルミナの熱膨張率とほぼ同等の熱膨張率を有することが
可能となる。また、ＴｉＯ2 の誘電率は１１０とアルミ
ナに比べて大きいため、大容量の磁器を得ることが可能
となる。
容用パッケージでは、ＴｉＯ2の熱膨張率が８．７×１
０-6／℃とアルミナの熱膨張率７×１０-6／℃に近いた
め、ＴｉＯ2 とＭｇＯとＣａＯとＭｎからなる磁器はア
ルミナの熱膨張率とほぼ同等の熱膨張率を有することが
可能となる。また、ＴｉＯ2 の誘電率は１１０とアルミ
ナに比べて大きいため、大容量の磁器を得ることが可能
となる。
【００２６】さらに、本発明の半導体素子収容用パッケ
ージでは、ＩＣの直下に、高誘電率でアルミナとほぼ同
等の熱膨張率を有するコンデンサが配置されることにな
り、配線の引き回しによるインダクタンスの増加を最小
限に抑制できるとともに、大容量のＩＣにも対応できる
パッケージを得ることが可能となる。
ージでは、ＩＣの直下に、高誘電率でアルミナとほぼ同
等の熱膨張率を有するコンデンサが配置されることにな
り、配線の引き回しによるインダクタンスの増加を最小
限に抑制できるとともに、大容量のＩＣにも対応できる
パッケージを得ることが可能となる。
【００２７】
【実施例】出発原料として平均結晶粒径２．５μｍのＴ
ｉＯ2 粉末、平均結晶粒径３μｍのＭｇＣＯ3 粉末、平
均結晶粒径３μｍ以下のＣａＣＯ3 粉末、平均結晶粒径
１７μｍのＭｎＣＯ3 粉末をそれぞれ表１に示す割合で
秤量し、秤量した原料をＺｒＯ2 ボールを用いて２０時
間湿式粉砕する。粉砕した原料は乾燥後、ポリビニルア
ルコールからなるバインダーを混合して造粒し、成形圧
１ｔｏｎ／ｃｍ2 で直径１６ｍｍ厚さ２ｍｍに成形し
た。この成形体を大気中において表１に示す温度で２時
間焼成した。
ｉＯ2 粉末、平均結晶粒径３μｍのＭｇＣＯ3 粉末、平
均結晶粒径３μｍ以下のＣａＣＯ3 粉末、平均結晶粒径
１７μｍのＭｎＣＯ3 粉末をそれぞれ表１に示す割合で
秤量し、秤量した原料をＺｒＯ2 ボールを用いて２０時
間湿式粉砕する。粉砕した原料は乾燥後、ポリビニルア
ルコールからなるバインダーを混合して造粒し、成形圧
１ｔｏｎ／ｃｍ2 で直径１６ｍｍ厚さ２ｍｍに成形し
た。この成形体を大気中において表１に示す温度で２時
間焼成した。
【００２８】
【表１】
【００２９】得られた焼結体の両側面にＩｎ−Ｇａ電極
を塗布して評価試料とし、１ＭＨｚ、１Ｖｒｍｓの条件
で誘電率を測定するとともに、５００Ｖの直流電流を１
分間印加し、絶縁抵抗計により絶縁抵抗を測定した。ま
た、０〜４００℃における熱膨張率をＴＭＡで測定し
た。この結果を表１に示した。
を塗布して評価試料とし、１ＭＨｚ、１Ｖｒｍｓの条件
で誘電率を測定するとともに、５００Ｖの直流電流を１
分間印加し、絶縁抵抗計により絶縁抵抗を測定した。ま
た、０〜４００℃における熱膨張率をＴＭＡで測定し
た。この結果を表１に示した。
【００３０】表１によれば、本発明の範囲内のものは、
高誘電率で熱膨張率も９．５以下の優れた磁器を得るこ
とができる。
高誘電率で熱膨張率も９．５以下の優れた磁器を得るこ
とができる。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、Ｔ
ｉＯ2 の熱膨張率が８．７×１０-6／℃とアルミナの熱
膨張率７×１０-6／℃に近いため、ＴｉＯ2 とＭｇＯと
ＣａＯとＭｎからなる磁器はアルミナの熱膨張率とほぼ
同等の熱膨張率を有することができ、誘電体としてパッ
ケージにろう付けする際に発生する熱応力を小さくする
ことができる。従って、ろう付け時のクラックを防止
し、絶縁抵抗の低下等の問題を回避することができる。
ｉＯ2 の熱膨張率が８．７×１０-6／℃とアルミナの熱
膨張率７×１０-6／℃に近いため、ＴｉＯ2 とＭｇＯと
ＣａＯとＭｎからなる磁器はアルミナの熱膨張率とほぼ
同等の熱膨張率を有することができ、誘電体としてパッ
ケージにろう付けする際に発生する熱応力を小さくする
ことができる。従って、ろう付け時のクラックを防止
し、絶縁抵抗の低下等の問題を回避することができる。
【００３２】また、ＴｉＯ2 の誘電率は１１０とアルミ
ナに比べて大きいため、大容量の磁器を得ることがで
き、同一構造であればアルミナより高い容量を得ること
ができる。そして、同一容量を得る場合でもアルミナよ
り少ない積層数や少ない電極面積でコンデンサを形成す
ることができるため工程数を削除でき、また電極材料が
少なくてすみ、コストの低減を図ることができる。さら
に、本発明の半導体素子収容用パッケージでは、半導体
素子の直下に高誘電率で熱膨張率がアルミナとほぼ同等
のコンデンサを形成することができ、配線によるインダ
クタンスを極力小さくすることができるとともに、大容
量のＩＣにも対応できるパッケージを得ることができ
る。
ナに比べて大きいため、大容量の磁器を得ることがで
き、同一構造であればアルミナより高い容量を得ること
ができる。そして、同一容量を得る場合でもアルミナよ
り少ない積層数や少ない電極面積でコンデンサを形成す
ることができるため工程数を削除でき、また電極材料が
少なくてすみ、コストの低減を図ることができる。さら
に、本発明の半導体素子収容用パッケージでは、半導体
素子の直下に高誘電率で熱膨張率がアルミナとほぼ同等
のコンデンサを形成することができ、配線によるインダ
クタンスを極力小さくすることができるとともに、大容
量のＩＣにも対応できるパッケージを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組織の一部であるＴｉＯ2 、ＭｇＯ、
ＣａＯの組成範囲を示す３元系図である。
ＣａＯの組成範囲を示す３元系図である。
【図２】本発明の半導体素子収容用パッケージおよびそ
の近傍を示す縦断面図である。
の近傍を示す縦断面図である。
１１ パッケージ本体 １３ コンデンサ １５ ＩＣ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/08 Ｃ (72)発明者 四方 邦英 鹿児島県国分市山下町１番４号 京セラ株 式会社総合研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】金属元素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃ
ａを含有する複合酸化物であって、これらの金属元素の
モル比による組成式をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯ
と表した時、図１に示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲
まれた領域の主成分１００重量部に対して、Ｍｎを酸化
物換算で０．６重量部以下含有することを特徴とする誘
電体磁器組成物。 ｘ ｙ ｚ Ａ ９９．０ ０ １．０ Ｂ ８３．３ ０ １６．７ Ｃ ６１．１ ２２．２ １６．７ Ｄ ６６．０ ３３．０ １．０ - 【請求項２】金属元素として少なくともＴｉ，Ｍｇ，Ｃ
ａを含有する複合酸化物であって、これらの金属元素の
モル比による組成式をｘＴｉＯ2 −ｙＭｇＯ−ｚＣａＯ
と表した時、図１に示す下記Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点で囲
まれた領域の主成分１００重量部に対して、Ｍｎを酸化
物換算で０．６重量部以下含有する誘電体層と電極層と
からなるコンデンサを、アルミナからなるパッケージ本
体の半導体素子搭載位置に設けてなることを特徴とする
半導体素子収容用パッケージ。 ｘ ｙ ｚ Ａ ９９．０ ０ １．０ Ｂ ８３．３ ０ １６．７ Ｃ ６１．１ ２２．２ １６．７ Ｄ ６６．０ ３３．０ １．０
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| US08/278,175 US5547908A (en) | 1993-07-30 | 1994-07-20 | Dielectric ceramic composition and package made of the same composition for packaging semiconductor |
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|---|---|---|---|
| JP5189707A JP2825736B2 (ja) | 1993-07-30 | 1993-07-30 | 誘電体磁器組成物および半導体素子収容用パッケージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786452A true JPH0786452A (ja) | 1995-03-31 |
| JP2825736B2 JP2825736B2 (ja) | 1998-11-18 |
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ID=16245854
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2825736B2 (ja) |
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