JPH0864713A - 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

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Publication number
JPH0864713A
JPH0864713A JP19671794A JP19671794A JPH0864713A JP H0864713 A JPH0864713 A JP H0864713A JP 19671794 A JP19671794 A JP 19671794A JP 19671794 A JP19671794 A JP 19671794A JP H0864713 A JPH0864713 A JP H0864713A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
semiconductor integrated
metal
circuit element
ceramic frame
Prior art date
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Pending
Application number
JP19671794A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Hirakawa
哲生 平川
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Publication of JPH0864713A publication Critical patent/JPH0864713A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体集積回路素子を強固に固定することがで
きるとともに半導体集積回路素子の各電極を外部電気回
路に正確、且つ確実に電気的接続することができる半導
体素子収納用パッケージを提供することにある。 【構成】上面に半導体素子が載置される載置部1aを有す
る金属基体1 に、前記載置部1aを囲繞するようにしてセ
ラミックス枠体2 をロウ材5 を介し取着させた半導体素
子収納用パッケージであって、前記ロウ材5 が40乃至
60重量%の銀と、5乃至45重量%のインジウムと、
15乃至55重量%の錫を含有する金属材で形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子、特に半導体
集積回路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】近年、情報処理装置の高性能化に伴いそれ
を構成する半導体集積回路素子も高密度化、高集積化が
急激に進んでいる。そのため半導体集積回路素子は作動
時に発生する単位面積、単位体積当たりの発熱量が増大
し、半導体集積回路素子を正常、且つ安定に作動させる
ためにはその熱をいかに効率的に除去するかが課題とな
っている。
【0003】従来、半導体集積回路素子の発生する熱の
除去方法としては一般に上面中央部に半導体集積回路素
子が載置される載置部を有する良熱伝導性の銅から成る
金属基体上に、前記載置部を囲繞するようにして酸化ア
ルミニウム質焼結体やムライト質焼結体、炭化珪素質焼
結体、窒化アルミニウム質焼結体等から成るセラミック
ス枠体を銀ロウ等のロウ材を介し取着した構造の半導体
素子収納用パッケージを準備し、金属基体の半導体集積
回路素子載置部に半導体集積回路素子を載置査定して半
導体集積回路素子から発生される熱を金属基体に吸収さ
せるとともに該吸収した熱を大気中に放出することによ
って行われている。
【0004】尚、前記セラミックス枠体には複数個のメ
タライズ配線層が埋設されており、該メタライズ配線層
を介して内部に収容する半導体集積回路素子の各電極を
外部電気回路に電気的に接続し得るようになっている。
【0005】また前記セラミックス枠体はその下面にメ
タライズ金属層が被着されており、該メタライズ金属層
を金属基体に銀ロウ等のロウ材を介しロウ付けすること
によってセラミックス枠体は金属基体上の所定位置に取
着されている。
【0006】
【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においては、銅の熱膨
張係数が17×10-6/ ℃であり、セラミックス枠体の熱膨
張係数( 酸化アルミニウム質焼結体から成る場合は約7.
0 ×10-6/ ℃) に比べて極めて大きいことから銅から成
る金属基体上にセラミックス枠体を銀ロウ( 融点780
℃) を介してロウ付けする際、金属基体とセラミックス
枠体の熱膨張係数の相違に起因して発生する熱応力によ
って金属基体の半導体集積回路素子が載置される載置部
に大きな変形を招来し、その結果、金属基体に半導体集
積回路素子を強固に固定することができなくなったり、
半導体集積回路素子の各電極をセラミックス枠体に設け
たメタライズ配線層に正確に電気的接続することができ
ないという欠点を有していた。
【0007】
【発明の目的】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は金属基体に大きな変形が発生するのを皆
無とし、半導体集積回路素子を強固に固定することがで
きるとともに半導体集積回路素子の各電極をセラミック
ス枠体に設けたメタライズ配線層に正確に電気的接続す
ることができる半導体素子収納用パッケージを提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上面に半導体素
子が載置される載置部を有する金属基体に、前記載置部
を囲繞するようにしてセラミックス枠体をロウ材を介し
取着させた半導体素子収納用パッケージであって、前記
ロウ材が40乃至60重量%の銀と、5乃至45重量%
のインジウムと、15乃至55重量%の錫を含有する金
属材で形成されていることを特徴とするものである。
【0009】また本発明は前記ロウ材に銅を10重量%
以下(0を含まず)含有させたことを特徴とするもので
ある。
【0010】
【作用】本発明の半導体素子収納用パッケージによれ
ば、金属基体にセラミックス枠体をロウ付けするロウ材
として銀を40乃至60重量%、インジウムを5乃至4
5重量%、錫を15乃至55重量%含有する融点が60
0℃以下の金属材を使用したことから金属基体にセラミ
ックス枠体をロウ付けする際、ロウ付け温度を低くし
て、金属基体とセラミックス枠体との間に発生する熱応
力を極めて小さいものとなすことができ、その結果、金
属基体の半導体集積回路素子が載置される載置部は常に
平坦となり、該載置部に半導体集積回路素子を強固に固
定することが可能になるとともに半導体集積回路素子の
各電極をセラミックス枠体に設けたメタライズ配線層に
正確に電気的接続することができる。
【0011】
【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
施例を示す断面図であり、1 は金属基体、2 はセラミッ
クス枠体である。
【0012】前記金属基体1 はその上面中央部に半導体
集積回路素子3 が載置される載置部1aが設けてあり、該
載置部1a上には半導体集積回路素子3 が接着剤を介し載
置固定される。
【0013】前記金属基体1 は銅(Cu)等の金属材料から
成り、該銅(Cu)等の金属材料はその熱伝導率が約400
W/m・Kと高く、熱を伝導し易いことから金属基体1
上に半導体集積回路素子3 を載置固定した場合、金属基
体1 は半導体集積回路素子3が発する熱を吸収するとと
もに該吸収した熱を大気中に良好に放出させることがで
き、その結果、半導体集積回路素子3 は常に低温とな
り、半導体集積回路素子3 を長期間にわたり正常、且つ
安定に作動させることが可能となる。
【0014】尚、前記銅等の良熱伝導性の金属材料から
成る金属基体1 は、例えば銅のインゴット( 塊) に圧延
加工法や打ち抜き加工法等、従来周知の金属加工法を施
すことによって所定の板状に形成される。
【0015】また前記金属基体1 はその上面外周部に該
金属基体1 の上面に設けた半導体集積回路素子3 の載置
部1aを囲繞するようにしてセラミックス枠体2 がロウ付
け取着されており、金属基体1 とセラミックス枠体2 と
で半導体集積回路素子3 を収容するための空所が内部に
形成される。
【0016】前記金属基体1 に取着されるセラミックス
枠体2 は酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結
体、炭化珪素質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ガ
ラスセラミックス焼結体等から成り、例えば酸化アルミ
ニウム質焼結体から成る場合には、アルミナ、シリカ、
マグネシア、カルシア等のセラミックス原料粉末に適当
な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥漿状となすとともに
これをドクターブレード法やカレンダーロール法を採用
することによってセラミックグリーンシート( セラミッ
ク生シート) を形成し、しかる後、前記セラミックグリ
ーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに複数枚
積層し、約1600℃の高温で焼成することによって製作さ
れる。
【0017】前記セラミックス枠体2 はその下面にタン
グステン、モリブデン等の高融点金属粉末から成るメタ
ライズ金属層4 が被着形成されており、該メタライズ金
属層4 と金属基体1 の上面とをロウ材5 を介しロウ付け
することによって金属基体1上に取着される。
【0018】前記メタライズ金属層4 はセラミックス枠
体2 を金属基体1 にロウ付けする際の下地金属層として
作用し、タングステンやモリブデ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
トをセラミックス枠体2 となるセラミックグリーンシー
トに予め従来周知のスリーン印刷法等により印刷塗布し
ておくことによってセラミックス枠体2 の下面に所定パ
ターンに被着形成される。
【0019】また前記セラミックス枠体2 と金属基体1
とをロウ付けするロウ材5 は、銀を40乃至60重量
%、インジウムを5乃至45重量%、錫を15乃至55
重量%含有する金属材で形成されており、該金属材は融
点が600℃以下と低いことから金属基体1 とセラミッ
クス枠体2 とをロウ付けする際、ロウ付け温度を低くし
て金属基体1 とセラミックス枠体2 との間に発生する熱
応力を極めて小さなものとなすことができ、その結果、
金属基体1 に大きな熱応力が作用し、金属基体1の半導
体集積回路素子3 が載置される載置部1aに大きな変形を
招来することは一切なく、これによって金属基体1 の半
導体集積回路素子載置部1aは常に平坦となり、該載置部
1aに半導体集積回路素子3 を強固に固定することが可能
になるとともに半導体集積回路素子3 の各電極を後述す
るセラミックス枠体2 に設けたメタライズ配線層に正確
に電気的接続することができる。
【0020】尚、前記ロウ材5 はそれを構成する銀(A
g)がロウ材5 の硬さを調整するとともにロウ材5 の耐
蝕性を向上させる成分であり、その量が40重量%未満
となるとロウ付け時に溶け分かれが生じるとともに多数
のピンホールやボイド、巣が形成されてしまい、また6
0重量%を越えるとロウ材5 の融点が高くなってしま
う。従って、前記ロウ材5 を構成する銀はその量が40
乃至60重量%の範囲に特定される。
【0021】また前記ロウ材5 を構成するインジウム
(In)はロウ材5 の融点を下げるとともにロウ材5 と
金属基体1 等との濡れ性を向上させる成分であり、その
量が5重量%未満、或いは45重量%を越えるとロウ付
け時に溶け分かれが生じるとともに多数のピンホールや
ボイド、巣が形成されてしまう。従って、前記ロウ材5
を構成するインジウムはその量が5乃至45重量%の範
囲に特定される。
【0022】更に前記ロウ材5 を構成する錫(Sn)は
ロウ材5 の融点を低下させるとともにロウ材5 と金属基
体1 等との濡れ性を向上させる成分であり、その量が1
5重量%未満、或いは55重量%を越えるとロウ付け時
に溶け分かれが生じるとともに多数のピンホールやボイ
ド、巣が形成されてしまう。従って、前記ロウ材5 を構
成する錫はその量が15乃至55重量%の範囲に特定さ
れる。
【0023】また更に前記ロウ材5 に銅(Cu)を10
重量%以下(0を含まず)添加させるとロウ材5 の表面
を平滑として金属基体1 等との濡れ性を一層改善するこ
とができる。従って、前記ロウ材5 には銅(Cu)を1
0重量%以下添加させておくことが好ましい。
【0024】前記金属基体1 上にロウ材5 を介してロウ
付け取着されたセラミックス枠体2は更にその内部にモ
リブデン、タングステン等の高融点金属粉末から成るメ
タライズ配線層6 が埋設してあり、該メタライズ配線層
6 は半導体集積回路素子3 の電極を外部リードピン7 に
接続する作用を為し、その一端に外部リードピン7 が、
また他端には半導体集積回路素子3 の電極に接続された
ボンディングワイヤ8が取着される。
【0025】前記メタライズ配線層6 はタングステンや
モリブデン等の高融点金属粉末から成り、前述のメタラ
イズ金属層4 と同様の方法によってセラミックス枠体2
の内示に所定パターンに埋設される。
【0026】また前記セラミックス枠体2 に埋設したメ
タライズ配線層6 に取着される外部リードピン7 は内部
に収容する半導体集積回路素子3 の各電極を外部電気回
路に電気的に接続する作用を為し、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をピン状に成した
ものが使用される。
【0027】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、セラミックス枠体2が取着された金属基
体1 の半導体集積回路素子載置部1a上に半導体集積回路
素子3 を接着剤を介して載置固定し、半導体集積回路素
子3 の各電極をボンディングワイヤ8 を介してメタライ
ズ配線層6 に接続するとともに蓋体9 をセラミックス枠
体2 の上面に封止材を介して取着することによって最終
製品としての半導体装置となる。
【0028】
【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、金属基体にセラミックス枠体をロウ付けするロ
ウ材として銀を40乃至60重量%、インジウムを5乃
至45重量%、錫を15乃至55重量%含有する融点が
600℃以下の金属材を使用したことから金属基体にセ
ラミックス枠体をロウ付けする際、ロウ付け温度を低く
して、金属基体とセラミックス枠体との間に発生する熱
応力を極めて小さいものとなすことができ、その結果、
金属基体に大きな熱応力が作用し、金属基体の半導体集
積回路素子が載置される載置部に大きな変形を招来する
ことは一切なく、これによって金属基体の半導体集積回
路素子載置部は常に平坦となり、該載置部に半導体集積
回路素子を強固に固定することが可能になるとともに半
導体集積回路素子の各電極をセラミックス枠体に設けた
メタライズ配線層に正確に電気的接続することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【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。
【符号の説明】
1・・・・金属基体 1a・・・半導体集積回路素子載置部 2・・・・セラミックス枠体 3・・・・半導体集積回路素子 4・・・・メタライズ金属層 5・・・・ロウ材 6・・・・メタライズ配線層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上面に半導体素子が載置される載置部を有
    する金属基体に、前記載置部を囲繞するようにしてセラ
    ミックス枠体をロウ材を介し取着させた半導体素子収納
    用パッケージであって、前記ロウ材が40乃至60重量
    %の銀と、5乃至45重量%のインジウムと、15乃至
    55重量%の錫を含有する金属材で形成されていること
    を特徴とする半導体素子収納用パッケージ。
  2. 【請求項2】前記ロウ材に銅を10重量%以下(0を含
    まず)含有させたことを特徴とする請求項1に記載の半
    導体素子収納用パッケージ。
JP19671794A 1994-08-22 1994-08-22 半導体素子収納用パッケージ Pending JPH0864713A (ja)

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JP19671794A JPH0864713A (ja) 1994-08-22 1994-08-22 半導体素子収納用パッケージ

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JP19671794A JPH0864713A (ja) 1994-08-22 1994-08-22 半導体素子収納用パッケージ

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JPH0864713A true JPH0864713A (ja) 1996-03-08

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JP19671794A Pending JPH0864713A (ja) 1994-08-22 1994-08-22 半導体素子収納用パッケージ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6253988B1 (en) * 1999-03-29 2001-07-03 Antaya Technologies Corporation Low temperature solder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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