JPH085563Y2 - Metal package for high power hybrid IC - Google Patents
Metal package for high power hybrid ICInfo
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- JPH085563Y2 JPH085563Y2 JP1990035295U JP3529590U JPH085563Y2 JP H085563 Y2 JPH085563 Y2 JP H085563Y2 JP 1990035295 U JP1990035295 U JP 1990035295U JP 3529590 U JP3529590 U JP 3529590U JP H085563 Y2 JPH085563 Y2 JP H085563Y2
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- lead
- frame body
- glass
- kovar
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Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、半導体チップを載せた回路基板を金属容器
内に気密封止する高電力ハイブリッドIC用金属パッケー
ジに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a metal package for a high power hybrid IC in which a circuit board on which a semiconductor chip is mounted is hermetically sealed in a metal container.
（考案の背景） 民生用の分野においては、各種電源や音響機器用オー
ディオアンプ等に50W/in2以上の高電力ハイブリッドIC
（以下HIC）がすでに多用されている。ここに高電力HIC
は消費電力が1W/in2以上のものであり、熱放散を考慮し
た構造設計が行われている。(Background of the invention) In the consumer field, a high-power hybrid IC of 50 W / in 2 or more for various power supplies and audio amplifiers for audio equipment.
(Hereinafter HIC) is already heavily used. High power HIC here
Has a power consumption of 1 W / in 2 or more, and its structure is designed considering heat dissipation.
第２図はこの従来の高電力HICの断面図である。この
図で符号10は金属容器であり、四角形の平板状底板部12
と、この底板部12の周縁から起立する枠体部14とを一体
に形成したものである。枠体部14には適宜数のリード16
が貫通してガラス封止部18で封止されている。ここにガ
ラス封止部18のガラスとリード16と枠体部14との熱膨張
係数を整合させるため、金属容器10とリード16は鉄・コ
バルト・ニッケル合金であるコバールで作られる。FIG. 2 is a sectional view of this conventional high power HIC. In this figure, reference numeral 10 is a metal container, and a rectangular flat bottom plate portion 12
And the frame body portion 14 standing upright from the peripheral edge of the bottom plate portion 12 are integrally formed. The frame portion 14 has an appropriate number of leads 16
Penetrates and is sealed by the glass sealing portion 18. The metal container 10 and the lead 16 are made of Kovar which is an iron-cobalt-nickel alloy in order to match the coefficients of thermal expansion of the glass of the glass sealing portion 18, the lead 16 and the frame portion 14.
20は裸の半導体チップであり、このチップ20はアルミ
ナセラミックス製の回路基板22に導電性接着剤24、例え
ば銀入りエポキシ樹脂系接着剤により接着されている。
回路基板22は非導電性接着剤26、例えばアルミナまたは
シリカ入りのエポキシ樹脂系接着剤によって金属容器10
内の底板部12に接着されている。また電気的接続をとる
ために、金ワイヤ28により、チップ20上の電極と回路基
板22上の回路パターンとが接続され、あるいはリード16
とが接続されている。Reference numeral 20 is a bare semiconductor chip, and the chip 20 is bonded to a circuit board 22 made of alumina ceramics by a conductive adhesive 24, for example, an epoxy resin adhesive containing silver.
The circuit board 22 is formed of a non-conductive adhesive 26, for example, an epoxy resin-based adhesive containing alumina or silica, in the metal container 10.
It is adhered to the inner bottom plate portion 12. Further, in order to make an electrical connection, an electrode on the chip 20 and a circuit pattern on the circuit board 22 are connected by a gold wire 28, or a lead 16 is provided.
And are connected.
このように金属容器10内に回路基板22を接続した後、
枠体部14の開口にキャップ30が載せられ、その周縁がシ
ーム溶接される。すなわちローラ電極をこの周縁に押圧
しつつローラ電極と金属容器10との間に電流を流すこと
により溶接するものである。After connecting the circuit board 22 in the metal container 10 in this manner,
The cap 30 is placed on the opening of the frame body portion 14, and the peripheral edge thereof is seam welded. That is, welding is performed by pressing the roller electrode against this peripheral edge and passing an electric current between the roller electrode and the metal container 10.
このような構造の従来の高電力HICでは、各部の熱膨
張を整合させるために、金属容器10とリード16とキャッ
プ30とにガラス封止部18のガラスと熱膨張係数が接近し
ているコバールを用い、また回路基板22に同様に熱膨張
係数が接近したアルミナセラミックスを用いている。こ
こに熱膨張係数は、ガラス封止用低融点ガラスでは5.3
〜6.7×10-6／℃、コバールでは約6.0×10-6／℃、また
アルミナでは7.3×10-6／℃程度である。In the conventional high power HIC having such a structure, in order to match the thermal expansion of each part, the metal container 10, the lead 16 and the cap 30 have the same coefficient of thermal expansion as that of the glass of the glass sealing part 18 and the Kovar. And the circuit board 22 is made of alumina ceramics having a similar thermal expansion coefficient. The coefficient of thermal expansion here is 5.3 for low melting glass for glass sealing.
˜6.7 × 10 −6 / ° C., about 6.0 × 10 −6 / ° C. for Kovar and 7.3 × 10 −6 / ° C. for alumina.
しかし、この従来構造のHICにおいて、半導体チップ
を高電力のものにするためには、コバールは導電率が比
較的小さいためリード16の線径を相当大きくする必要が
生じる。なおこのコバールの抵抗率は48μΩ・cm程度で
あり銅の抵抗率1.7μΩ・cmに比べて約28倍であるか
ら、電気抵抗を同じにするためにはコバール製のリード
は銅製のものに比べて約5.3培の直径にする必要が生じ
る。しかしこのリード16に用いるコバールは、硬く脆い
材料であるため、その曲げ加工が非常に困難で、機器へ
の取付け作業性が悪くなるという不都合があった。However, in this conventional HIC, in order to make the semiconductor chip high in power, it is necessary to considerably increase the wire diameter of the lead 16 because Kovar has a relatively low conductivity. The resistivity of this Kovar is about 48 μΩ ・ cm, which is about 28 times that of copper with a resistivity of 1.7 μΩ ・ cm.Therefore, in order to make the electrical resistance the same, Kovar leads should be compared to those made of copper. Therefore, it becomes necessary to make the diameter about 5.3 cultures. However, since Kovar used for the lead 16 is a hard and brittle material, its bending process is very difficult, and the workability of attaching it to the device is poor.
（考案の目的） 本考案はこのような事情に鑑みなされたものであり、
コバール製のリードを金属容器にガラス封止した高電力
ハイブリッドIC用の金属パッケージにおいて、消費電力
を大きくする場合に、金属容器から外に延出するリード
を小径で曲げ加工しやすくして、機器への取付け性を向
上させることを可能にすることを目的とするものであ
る。(Purpose of Invention) The present invention has been made in view of such circumstances.
In metal packages for high-power hybrid ICs in which Kovar-made leads are glass-sealed in a metal container, when increasing the power consumption, the leads extending out from the metal container can be bent easily with a small diameter, and It is intended to make it possible to improve the attachment property to the.
（考案の構成） 本考案によればこの目的は、半導体チップを収容して
気密封止する高電力ハイブリッドIC用金属パッケージに
おいて、底板部に鉄・コバルト・ニッケル合金製の枠体
部が一体化された金属容器と、前記枠体部の開口にシー
ム溶接された鉄・コバルト・ニッケル合金製のキャップ
と、前記枠体部を貫通してガラス封止されるリードとを
備え、前記リードは、鉄・コバルト・ニッケル合金で作
られ前記枠体部にガラス封止された内部リードと、この
内部リードの外端でガラス封止部より外側に溶接され前
記内部リードより小径な銅製の外部リードとで形成され
ていることを特徴とする高電力ハイブリッドIC用金属パ
ッケージにより達成される。According to the present invention, according to the present invention, a metal package for a high-power hybrid IC that accommodates a semiconductor chip and hermetically seals a frame body made of iron / cobalt / nickel alloy in the bottom plate is integrated. A metal container, an iron / cobalt / nickel alloy cap seam-welded to the opening of the frame body, and a lead that is glass-sealed through the frame body, and the lead, An inner lead made of iron / cobalt / nickel alloy and glass-sealed in the frame body; and an outer lead made of copper having a smaller diameter than the inner lead, which is welded to the outside of the glass-sealed portion at the outer end of the inner lead. It is achieved by a metal package for a high power hybrid IC, which is characterized in that
（実施例） 第１図は本考案の一実施例の断面図である。(Embodiment) FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention.
この図において、金属容器10Aは底板部12Aと枠体部14
Aとが異なる材料で作られている。すなわち底板部12A
は、銅タングステン（CuW）で、枠体部14Aはコバールで
作られ、両者は銀ロー付けされている。ここに銅タング
ステンは、焼結させたタングステンの中に銅を溶かし込
んだ複合材料である。In this figure, the metal container 10A includes a bottom plate portion 12A and a frame body portion 14A.
Made of a different material than A. That is, the bottom plate 12A
Is made of copper tungsten (CuW), and the frame portion 14A is made of kovar, and both are brazed with silver. Here, copper-tungsten is a composite material in which copper is dissolved in sintered tungsten.
リード16Aは、大電力用に大径としたコバール製の内
部リード16aと、これにフラッシュ溶接（突き合わせ溶
接）された銅製の外部リード16bとで構成され、内部リ
ード16aが枠体部14Aにガラス封止部18Aにおいて封止さ
れている。このリード16は各部16aと16bとをフラッシュ
溶接しただけでも十分な強度を得ることができるが、更
に信頼性を高めるために、溶接後にこの溶接部を更に銀
ローにより被覆しておいてもよい。ここに内部リード16
aと外部リード16bとはそれぞれの導電率を考慮して決め
られ、外部リード16bは内部リード16aに比べてその線径
は第１図に明らかなように著しく小さくなっている。The lead 16A is composed of a Kovar internal lead 16a having a large diameter for high power, and a copper external lead 16b that is flash-welded (butt welded) to the Kovar. It is sealed at the sealing portion 18A. The lead 16 can obtain sufficient strength only by flash-welding the respective parts 16a and 16b, but in order to further improve reliability, the welded part may be further covered with a silver braze after the welding. . Internal lead 16 here
The a and the outer lead 16b are determined in consideration of their respective conductivity, and the wire diameter of the outer lead 16b is remarkably smaller than that of the inner lead 16a as shown in FIG.
回路基板24Aは窒化アルミニウム（AlN）で作られ、半
導体チップ20はこの基板22Aにハンダ22Aで接着され、ま
たこの基板22Aはさらにハンダ26Aにより底板部12Aに接
着される。キャップ30は従来と同様にコバール製であ
り、枠体部14Aにシーム溶接されている。ここに窒化ア
ルミニウムは比誘電率が小さく絶縁性が良好であり、そ
の熱膨張係数は4.2〜4.4×10-6／℃である。The circuit board 24A is made of aluminum nitride (AlN), the semiconductor chip 20 is bonded to the board 22A by solder 22A, and the board 22A is further bonded to the bottom plate portion 12A by solder 26A. The cap 30 is made of Kovar as in the conventional case, and is seam-welded to the frame body portion 14A. Aluminum nitride has a small relative permittivity and a good insulating property, and its coefficient of thermal expansion is 4.2 to 4.4 × 10 −6 / ° C.
半導体チップ20から発生する熱は、半導体チップ20か
ら、ハンダ24A、回路基板22A、ハンダ26A、底板部12Aに
至る熱流経路を介してヒートシンク（図示せず）に流れ
る。この熱流経路に介在する回路基板22A（AlN）と、底
板部12A（CuW）とは従来装置のアルミナ、コバールに比
べて熱伝導率が著しく大きく、また接着に用いるハンダ
も有機系の接着剤に比べて著しく大きい。この結果熱流
経路の熱抵抗ΣRiが著しく小さくなり、収容する高電力
HICの消費電力を大きくすることができる。The heat generated from the semiconductor chip 20 flows from the semiconductor chip 20 to a heat sink (not shown) via a heat flow path from the solder 24A, the circuit board 22A, the solder 26A, and the bottom plate portion 12A. The circuit board 22A (AlN) and the bottom plate 12A (CuW) interposed in this heat flow path have significantly higher thermal conductivity than alumina and Kovar of the conventional device, and the solder used for adhesion is also an organic adhesive. Remarkably large compared to. As a result, the thermal resistance ΣR i of the heat flow path is significantly reduced, and the high power
The power consumption of the HIC can be increased.
また熱膨張係数は、リード16Aのガラス封止部18Aを通
る内部リード16aの部分がコバールで作られ、枠体部14
A、キャップ30がコバールで作られているから、熱膨張
係数の整合が良好にとれ、信頼性は確保される。なお底
板部12Aと枠体部14Aとは銀ローにより強固にロー付けさ
れているから、温度変化による信頼性の低下はない。Further, regarding the coefficient of thermal expansion, the portion of the inner lead 16a passing through the glass sealing portion 18A of the lead 16A is made of kovar, and the frame body portion 14
Since A and the cap 30 are made of Kovar, the coefficient of thermal expansion can be well matched and the reliability can be secured. Since the bottom plate portion 12A and the frame body portion 14A are firmly brazed by silver brazing, there is no decrease in reliability due to temperature change.
またこのリード16Aの外部リード16bの部分は銅線であ
り、銅はコバールに比較してその導電率が著しく高いか
ら、コバールで作る場合に比べて十分に小径にすること
ができる。銅はまたコバールに比べて非常に柔らかいか
ら、この外部リード16bは曲げ加工が容易にできる。The outer lead 16b portion of the lead 16A is a copper wire, and copper has a remarkably high conductivity as compared with Kovar, so that the diameter can be made sufficiently smaller than in the case of making with Kovar. Since copper is also much softer than Kovar, this outer lead 16b can be easily bent.
なおこの実施例は、パッケージの熱抵抗を小さくする
ために、窒化アルミニウム製の回路基板22A、銅タング
ステン製の底板部12Aを使用し、またハンダ24A、26Aに
よって半導体チップ20、基板22A、底板部12Aを接着して
いるが、本発明はこれに限定されるものではない。In this embodiment, in order to reduce the thermal resistance of the package, the circuit board 22A made of aluminum nitride, the bottom plate portion 12A made of copper tungsten is used, and the semiconductor chips 20, the substrate 22A, and the bottom plate portion are made of solder 24A, 26A. Although 12A is bonded, the present invention is not limited to this.
（考案の効果） 本考案は以上のように、金属容器のコバール製枠体部
を貫通し、ここにガラス封止されるリードを、このガラ
ス封止される部分を含む内部リードと、ガラス封止部よ
りも外側でこの内部リードの外端に接合された外部リー
ドとで構成し、内部リードをコバールで、外部リードを
銅で構成し、これら内部リードと外部リードの導電率を
考慮しつつ外部リードの線径を内部リードに比べて著し
く小径にしたから、消費電流が大きい場合にも外部リー
ドの部分は十分に小径ができ、ここは曲げ加工がし易い
ものとなる。このため、機器への取付け性が向上し、実
装作業性が向上する。(Effects of the Invention) As described above, the present invention penetrates the Kovar-made frame body portion of the metal container and seals the glass-sealed leads with the internal leads including the glass-sealed portion and the glass-sealed leads. The outer lead is joined to the outer end of the inner lead outside the stopper, the inner lead is made of Kovar, the outer lead is made of copper, and the conductivity of these inner lead and the outer lead is taken into consideration. Since the wire diameter of the outer lead is remarkably smaller than that of the inner lead, the outer lead portion can have a sufficiently small diameter even when the current consumption is large, and bending can be easily performed here. Therefore, the mountability to the device is improved and the mounting workability is improved.
第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図は従来装置
の断面図である。 10A……金属容器、16A……リード、16a……内部リー
ド、16b……外部リード、18……ガラス封止部、20……
半導体チップ。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional device. 10A …… Metal container, 16A …… Lead, 16a …… Internal lead, 16b …… External lead, 18 …… Glass sealed part, 20 ……
Semiconductor chip.
Claims (1)
力ハイブリッドIC用金属パッケージにおいて、 底板部に鉄・コバルト・ニッケル合金製の枠体部が一体
化された金属容器と、前記枠体部の開口にシーム溶接さ
れた鉄・コバルト・ニッケル合金製のキャップと、前記
枠体部を貫通してガラス封止されるリードとを備え、前
記リードは、鉄・コバルト・ニッケル合金で作られ前記
枠体部にガラス封止された内部リードと、この内部リー
ドの外端でガラス封止部より外側に溶接され前記内部リ
ードより小径な銅製の外部リードとで形成されているこ
とを特徴とする高電力ハイブリッドIC用の金属パッケー
ジ。1. A metal package for a high-power hybrid IC, which houses a semiconductor chip and hermetically seals, a metal container in which a frame body made of iron / cobalt / nickel alloy is integrated with a bottom plate, and the frame body. A cap made of iron-cobalt-nickel alloy seam-welded to the opening of the part and a lead that is glass-sealed through the frame body part, and the lead is made of iron-cobalt-nickel alloy. It is formed by an inner lead sealed in the frame body with glass, and an outer lead made of copper having a smaller diameter than the inner lead, which is welded to the outside of the glass seal at the outer end of the inner lead. Metal package for high power hybrid IC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990035295U JPH085563Y2 (en) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | Metal package for high power hybrid IC |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990035295U JPH085563Y2 (en) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | Metal package for high power hybrid IC |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126059U JPH03126059U (en) | 1991-12-19 |
| JPH085563Y2 true JPH085563Y2 (en) | 1996-02-14 |
Family
ID=31540522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990035295U Expired - Fee Related JPH085563Y2 (en) | 1990-03-31 | 1990-03-31 | Metal package for high power hybrid IC |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085563Y2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60242653A (en) * | 1984-05-16 | 1985-12-02 | Daido Steel Co Ltd | Composite material for lead frame |
| JPS62217643A (en) * | 1986-03-18 | 1987-09-25 | Kyocera Corp | Package for containing hybrid integrated circuit element |
-
1990
- 1990-03-31 JP JP1990035295U patent/JPH085563Y2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03126059U (en) | 1991-12-19 |
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