JPH0859357A - ガラス・セラミックスパッケ−ジおよびその製造方法 - Google Patents

ガラス・セラミックスパッケ−ジおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH0859357A
JPH0859357A JP7168115A JP16811595A JPH0859357A JP H0859357 A JPH0859357 A JP H0859357A JP 7168115 A JP7168115 A JP 7168115A JP 16811595 A JP16811595 A JP 16811595A JP H0859357 A JPH0859357 A JP H0859357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
ceramic
substrate
package
ceramic package
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.)
Withdrawn
Application number
JP7168115A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Nagase
敏之 長瀬
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
Yoshio Kanda
義雄 神田
Akifumi Hatsuka
昌文 初鹿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Materials Corp filed Critical Mitsubishi Materials Corp
Priority to JP7168115A priority Critical patent/JPH0859357A/ja
Publication of JPH0859357A publication Critical patent/JPH0859357A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting 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
    • H01L2224/48221Connecting 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
    • H01L2224/48225Connecting 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
    • H01L2224/48227Connecting 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高放熱性、高曲げ強度、低誘電率のガラス・
セラミックスパッケージを提供する。 【構成】 ガラスセラミックス1とAlN基板2との接
合に、Al−Si系ろう材4を用いる。例えばパターン
印刷したグリーンシートを積層、同時焼成して形成した
ガラスセラミックス基板1をAl材3を間にはさんでA
lN基板2に接合する。Al材3とガラスセラミックス
基板1との間、Al材3とAlN基板2との間には、A
l−Si系ろう材の箔4を介在させ、600℃で接合す
る。ガラスの転移点以下で加熱、接合するため、AlN
基板2に反り、割れは生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体装置の
実装用基板として用いられるガラス・セラミックスパッ
ケージおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の高放熱性パッケージとしては、A
23(アルミナ)を用いこれにタングステン導体を1
600℃で同時焼結して得られるセラミックスパッケー
ジに、放熱用のCu−W(銅−タングステン)合金をA
g(銀)ろう付けしたものが知られている。これはAl
23基板とCu−W合金の熱膨張係数を完全に合わせな
いと、基板に反りが発生したりする。また、Al23
ッケージの裏面にAl(アルミニウム)のヒートシンク
をシリコングリースで接合する場合は、接合層で熱抵抗
が大きく、良好な放熱性が得られない。
【0003】これとは別に、ガラス・セラミックス基板
の低誘電率性を用い、さらに、これに高放熱性基板であ
るAlN(窒化アルミニウム)を複合させてパッケージ
を製造することが知られている。これは、特開平4−1
12557号公報に記載されているように、ガラス・セ
ラミックス基板とAlNとの接合をガラスを用いて行う
方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにガラス成分によりガラス・セラミックス基板とAl
Nとを接合する場合、それぞれの熱膨張係数を揃えなけ
ればならないが、その接合温度はガラス・セラミックス
の焼成温度と同じ温度である850℃以上でなければな
らない。この場合、ガラス・セラミックス中には、焼結
に必要となるガラスでその転移点が650℃付近のガラ
スが含まれている。このため、650℃以上でその熱膨
張係数が急激に高くなり、接合するAlN基板との間で
熱膨張係数の差が大きくなる。その結果、AlN基板に
反りが生じたり、割れが発生するという問題があった。
【0005】
【発明の目的】そこで、この発明は、基板に反りが生じ
ることがなく、かつ、割れが発生することもないガラス
・セラミックスパッケージを提供することを、その目的
としている。また、この発明は、高放熱性のガラス・セ
ラミックスパッケージを提供することを、その目的とし
ている。さらに、このようなガラス・セラミックスパッ
ケージの製造方法を提供することを、その目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、セラミックス基板と、このセラミックス基板に接合
されたガラスセラミックス体とを有するガラス・セラミ
ックスパッケージにおいて、セラミックス基板とガラス
セラミックス体との接合にAl−Si(アルミニウム・
シリコン合金)系ろう材を用いたガラス・セラミックス
パッケージである。
【0007】請求項2に記載の発明は、セラミックス基
板と、このセラミックス基板に接合されたガラスセラミ
ックス体とを有するガラス・セラミックスパッケージに
おいて、上記ガラスセラミックス体とセラミックス基板
との間にAl材をはさむとともに、ガラスセラミックス
体とAl材との接合、および、セラミックス基板とAl
材との接合を、共にAl−Si系ろう材で行ったガラス
・セラミックスパッケージである。
【0008】請求項3に記載した発明は、上記セラミッ
クス基板はAlNまたはAl23である請求項1または
請求項2に記載のガラス・セラミックスパッケージであ
る。
【0009】請求項4に記載した発明は、上記ガラスセ
ラミックス体は低温焼成基板で構成した請求項1〜請求
項3のいずれかに記載のガラス・セラミックスパッケー
ジである。
【0010】請求項5に記載した発明は、請求項1〜請
求項4のいずれかに記載のガラス・セラミックスパッケ
ージを製造する際、ガラスセラミックス体、セラミック
ス基板、Al材およびAl−Si系ろう材を重ね合わせ
て一時に接合するガラス・セラミックスパッケージの製
造方法である。
【0011】請求項6に記載した発明は、請求項1〜請
求項4のいずれかに記載のガラス・セラミックスパッケ
ージを製造する際、ガラスセラミックス体に接合するI
/OピンをAl−Si系ろう材を用いて行う請求項5に
記載のガラス・セラミックスパッケージの製造方法であ
る。
【0012】
【作用】請求項1に記載の発明は、セラミックス基板と
ガラスセラミックス体とをAl−Si系ろう材を用いて
接合している。このAl−Si系ろう材は600℃程度
の温度で溶融し、セラミックス基板とガラスセラミック
ス体とを強固に接合することができる。よって、ガラス
セラミックス体が、転移点が650℃程度のガラス成分
を含んでいても、その熱膨張差により、セラミックス基
板に反り、割れが発生することはない。
【0013】請求項2に記載の発明は、ガラスセラミッ
クス体とセラミックス基板との間にはさまれたAl材に
より、ガラスセラミックス体で発生した熱が良好に拡散
してセラミックス基板に伝わる。よって、その放熱性を
さらに高めることができる。
【0014】請求項3に記載した発明では、AlN基板
またはAl23基板を用いると、これらとAl−Si系
ろう材とのなじみがよく、接合力をよりいっそう高める
ことができる。また、AlN基板は放熱効果を高めてい
る。
【0015】請求項4に記載した発明は、低温焼成基板
を用いることにより、基板の低誘電率化、低抵抗化、低
熱膨張率化を進めることができる。また、上記と同様に
放熱性等を高めることができる。
【0016】請求項5に記載した発明では、ガラスセラ
ミックス体、セラミックス基板、Al材およびAl−S
i系ろう材を重ね合わせて一時に接合する。工程が少な
くて済み、簡易にガラス・セラミックスパッケージを製
造することができる。同時に焼成することでガラス・セ
ラミックスパッケージを製造することができる。例えば
接合時に重ね合わせた厚さ方向に所定の荷重を印加する
こともできる。より強固に接合することができる。
【0017】請求項6に記載した発明では、I/O(入
出力)ピンをガラスセラミックス体にAl−Si系ろう
材を用いて接合する結果、その接合強度を高めることが
できる。例えば低温焼成基板とした場合はピン接合工程
にて便利である。
【0018】
【実施例】以下に、この発明に係る高放熱性のガラス・
セラミックスパッケージの一実施例について、図1を参
照して説明する。
【0019】図1にあって、1は厚さ0.9mmの矩形
板状のガラスセラミックスであり、このガラスセラミッ
クス1は、厚さ0.635mmの同一形状のAlN基板
2に、厚さ0.3mmのAl材3を間に挟んで、Al−
Si系ろう材4により接合されている。ガラスセラミッ
クスとしては、例えば「低温焼成基板951(DuPo
nt社製)」を使用することができる。また、Al−S
i系ろう材4としては、例えばAl−7.5wt%Si
を使用することができる。このガラスセラミックス基板
では、そのガラスセラミックス1の中央部に半導体素子
(Siチップ)を搭載するための穴が形成されている。
この穴にSiチップ5が接着材またははんだにより接
合、搭載されている。Si(シリコン)チップ5のボン
ディングパッドは、ガラスセラミックス1上のAg導体
のボンディングパッドにAu(金)ワイヤ7でボンディ
ングされている。さらに、ガラスセラミックス1の上面
にはI/Oピン6がはんだ付けされている。
【0020】次に、このガラス・セラミックスパッケー
ジの製造方法について説明する。ガラスセラミックス基
板1の製造は、まず、Al23粉末と、軟化点が650
℃であるガラス粉末とを70:30の割合(重量%)で
混合する。これに、有機溶剤、結合剤、可塑剤を加え、
このペーストをドクターブレード法を用いて成形する。
この後、乾燥してグリーンシートを製造する。これにA
g系ペーストを用いてスクリーン印刷法により所望の配
線パターンを印刷する。このようにして形成したグリー
ンシートを複数積層し、200MPaでプレスする。こ
の後、脱脂を行い、850℃で焼成する。このようにし
てガラスセラミックス基板1を製造することができる。
【0021】そして、このガラスセラミックス基板1と
AlN基板2との間に、Al−Siの箔(厚さ30μ
m)を、図2のように、Al材とともにはさみこみ、さ
らに、真空中で荷重(2.0kgf/cm2)をかけて
所定温度でろう付けした。このようにしてガラスセラミ
ックス1とAlN2とからなる複合基板を製造する。こ
れらにSiチップ5をAu−Siはんだを用いてダイボ
ンドし、さらにAuワイヤ7でボンディングする。さら
に、I/Oピン6をはんだ付けして、図1の構造のパッ
ケージを得る。
【0022】これらの高放熱性ガラス・セラミックスパ
ッケージの放熱特性と基板の反り、曲げ強度を、従来の
ガラスセラミックスとAlN基板との複合基板を用いた
パッケージのそれ、および、Al23基板のパッケージ
のそれと比較した。この結果を表1に示す。この表に示
すように、この発明に係るパッケージは反り、曲げ強度
とも、従来技術に比較して優れていることが明らかであ
る。また、反り、曲げについては以下のようにして測定
した。平坦な試料台上に40mmの長さのパッケージを
載置し、表面粗さ計(ミツトヨ(株)製のサーフテスト
501)で50mmの長さの断面曲線を測定した。ま
た、3W発熱時のチップ温度の測定は、パッケージのチ
ップを3Wで発熱させ、赤外線カメラ「TVS−200
0(日本アビオニクス(株)製)」を用いてチップ表面
温度Tjを測定した。
【0023】
【発明の効果】この発明では、高放熱性を有し、しか
も、接着強度が高く、さらには、曲げ、割れ等が生じな
いガラス・セラミックスパッケージを得ることができ
る。すなわち、この発明によれば、パワー素子用の基板
等として好適なパッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るガラス・セラミック
スパッケージの構造を示す断面図である。
【図2】この発明の一実施例に係るガラス・セラミック
スパッケージの製造過程を説明するための分解断面図で
ある。
【符号の説明】
1 ガラスセラミックス基板(低温焼成基板等) 2 AlN基板 3 Al材 4 Al−Si系ろう材 6 I/Oピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 初鹿 昌文 埼玉県大宮市北袋町一丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックス基板と、このセラミックス
    基板に接合されたガラスセラミックス体とを有するガラ
    ス・セラミックスパッケージにおいて、 セラミックス基板とガラスセラミックス体との接合にA
    l−Si系ろう材を用いたことを特徴とするガラス・セ
    ラミックスパッケージ。
  2. 【請求項2】 セラミックス基板と、このセラミックス
    基板に接合されたガラスセラミックス体とを有するガラ
    ス・セラミックスパッケージにおいて、 上記ガラスセラミックス体とセラミックス基板との間に
    Al材をはさむとともに、ガラスセラミックス体とAl
    材との接合、および、セラミックス基板とAl材との接
    合を、共にAl−Si系ろう材で行ったことを特徴とす
    るガラス・セラミックスパッケージ。
  3. 【請求項3】 上記セラミックス基板はAlNまたはA
    23である請求項1または請求項2に記載のガラス・
    セラミックスパッケージ。
  4. 【請求項4】 上記ガラスセラミックス体は低温焼成基
    板で構成した請求項1〜請求項3のいずれかに記載のガ
    ラス・セラミックスパッケージ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
    ガラス・セラミックスパッケージを製造する際、ガラス
    セラミックス体、セラミックス基板、Al材およびAl
    −Si系ろう材を重ね合わせて一時に接合することを特
    徴とするガラス・セラミックスパッケージの製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
    ガラス・セラミックスパッケージを製造する際、ガラス
    セラミックス体に接合するI/OピンをAl−Si系ろ
    う材を用いて行う請求項5に記載のガラス・セラミック
    スパッケージの製造方法。
JP7168115A 1994-06-09 1995-06-08 ガラス・セラミックスパッケ−ジおよびその製造方法 Withdrawn JPH0859357A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7168115A JPH0859357A (ja) 1994-06-09 1995-06-08 ガラス・セラミックスパッケ−ジおよびその製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-152636 1994-06-09
JP15263694 1994-06-09
JP7168115A JPH0859357A (ja) 1994-06-09 1995-06-08 ガラス・セラミックスパッケ−ジおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0859357A true JPH0859357A (ja) 1996-03-05

Family

ID=26481495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7168115A Withdrawn JPH0859357A (ja) 1994-06-09 1995-06-08 ガラス・セラミックスパッケ−ジおよびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0859357A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426154B1 (en) 1999-09-28 2002-07-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Ceramic circuit board

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426154B1 (en) 1999-09-28 2002-07-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Ceramic circuit board

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5675474A (en) Highly heat-radiating ceramic package
JP3180677B2 (ja) ヒートシンク付セラミック回路基板
JPH10270596A (ja) ヒートシンク付セラミック回路基板
JPH07202063A (ja) セラミックス回路基板
JPH05218229A (ja) セラミック回路基板
JPH0613726A (ja) セラミックス回路基板
JP4199774B2 (ja) 電子部品搭載構造体
US5138426A (en) Ceramic joined body
JP3250187B2 (ja) 高放熱性セラミックパッケージ
JPH05152463A (ja) ムライト−アルミナ多層基板及びその製造方法並びにセラミツクパツケージ
JP3139523B2 (ja) 放熱フィン
JPH0859357A (ja) ガラス・セラミックスパッケ−ジおよびその製造方法
JP3971554B2 (ja) セラミック回路基板およびこれを用いた半導体モジュール
JP2000183253A (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JP2517024B2 (ja) セラミックパッケ―ジとその製造方法
JPH05251834A (ja) 配線用複合基板
JPH02238642A (ja) セラミック回路基板の製造方法
JP2652014B2 (ja) 複合セラミック基板
JPH08222670A (ja) 半導体素子搭載用パッケージ
JP2000340716A (ja) 配線基板
JPH0997865A (ja) 放熱部品
JPH0794624A (ja) 回路基板
JPS63318146A (ja) セラミックパッケ−ジとその製造方法
JPH06196585A (ja) 回路基板
JP2000349098A (ja) セラミック基板と半導体素子の接合体及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020903