JPH09162337A - 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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- JPH09162337A JPH09162337A JP32155995A JP32155995A JPH09162337A JP H09162337 A JPH09162337 A JP H09162337A JP 32155995 A JP32155995 A JP 32155995A JP 32155995 A JP32155995 A JP 32155995A JP H09162337 A JPH09162337 A JP H09162337A
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- sintered body
- radiator
- frame
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
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- 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
-
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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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】放熱体と絶縁基体との熱膨張係数の相異に起因
して発生する熱応力によって絶縁基体にクラックや割れ
が発生し、半導体素子を収容する容器の気密封止が破れ
る。 【解決手段】内部に半導体素子３を収容する絶縁基体１
と蓋体２とから成る絶縁容器４の外表面に放熱体８を取
着した半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体８がシリコン単結晶で形成されている。
して発生する熱応力によって絶縁基体にクラックや割れ
が発生し、半導体素子を収容する容器の気密封止が破れ
る。 【解決手段】内部に半導体素子３を収容する絶縁基体１
と蓋体２とから成る絶縁容器４の外表面に放熱体８を取
着した半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体８がシリコン単結晶で形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【０００２】
【従来の技術】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、酸化アルミニウム質焼結体
やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化
珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁
材料から成り、上面に半導体素子を収容するための凹部
を有し、下面に銅から成る放熱体が取着されている絶縁
基体と、該絶縁基体の凹部周辺から外周縁にかけて被着
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と、内
部に収容する半導体素子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に銀ロウ等のロウ材を介し取着
された外部リード端子と、蓋体とから構成、或いは上面
に半導体素子が載置される載置部を有する銅から成る放
熱体と、該放熱体の上面に前記載置部を囲繞するように
して取着された酸化アルミニウム質焼結体やムライト質
焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結
体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成
る枠状の絶縁体と、該枠状絶縁体の内周部から外周部に
かけて被着導出されているタングステン、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
ズ配線層と、前記枠状絶縁体の上面に取着され、絶縁体
の穴を塞ぐ蓋体とから構成されており、絶縁基体の凹部
底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を
介して接着固定するとともに該半導体素子の各電極をボ
ンディングワイヤを介してメタライズ配線層に電気的に
接続し、しかる後、絶縁基体に蓋体をガラス、樹脂、ロ
ウ材等から成る封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋
体とから成る容器内部に半導体素子を気密に収容するこ
とによって、或いは放熱体の半導体素子載置部に半導体
素子をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固
定するとともに該半導体素子の各電極をボンディングワ
イヤを介して枠状絶縁体に形成したメタライズ配線層に
電気的に接続し、しかる後、枠状絶縁体に蓋体を該絶縁
体の穴を塞ぐようにしてガラス、樹脂、ロウ材等から成
る封止材を介して接合させ、放熱体と枠状の絶縁体と蓋
体とから成る容器内部に半導体素子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。
体素子収納用パッケージは、酸化アルミニウム質焼結体
やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化
珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁
材料から成り、上面に半導体素子を収容するための凹部
を有し、下面に銅から成る放熱体が取着されている絶縁
基体と、該絶縁基体の凹部周辺から外周縁にかけて被着
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と、内
部に収容する半導体素子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に銀ロウ等のロウ材を介し取着
された外部リード端子と、蓋体とから構成、或いは上面
に半導体素子が載置される載置部を有する銅から成る放
熱体と、該放熱体の上面に前記載置部を囲繞するように
して取着された酸化アルミニウム質焼結体やムライト質
焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結
体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成
る枠状の絶縁体と、該枠状絶縁体の内周部から外周部に
かけて被着導出されているタングステン、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
ズ配線層と、前記枠状絶縁体の上面に取着され、絶縁体
の穴を塞ぐ蓋体とから構成されており、絶縁基体の凹部
底面に半導体素子をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を
介して接着固定するとともに該半導体素子の各電極をボ
ンディングワイヤを介してメタライズ配線層に電気的に
接続し、しかる後、絶縁基体に蓋体をガラス、樹脂、ロ
ウ材等から成る封止材を介して接合させ、絶縁基体と蓋
体とから成る容器内部に半導体素子を気密に収容するこ
とによって、或いは放熱体の半導体素子載置部に半導体
素子をガラス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固
定するとともに該半導体素子の各電極をボンディングワ
イヤを介して枠状絶縁体に形成したメタライズ配線層に
電気的に接続し、しかる後、枠状絶縁体に蓋体を該絶縁
体の穴を塞ぐようにしてガラス、樹脂、ロウ材等から成
る封止材を介して接合させ、放熱体と枠状の絶縁体と蓋
体とから成る容器内部に半導体素子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。
【０００３】尚、上述の半導体素子収納用パッケージに
おいては、絶縁基体の下面に取着されている放熱体、或
いは半導体素子が載置される放熱体が銅で形成されてお
り、該銅は熱伝導性に優れていることから放熱体は半導
体素子の作動時に発する熱を良好に吸収するとともに大
気中に良好に放散させることができ、これによって半導
体素子を常に適温とし半導体素子に熱破壊が発生した
り、特性に熱劣化が発生したりするのを有効に防止して
いる。
おいては、絶縁基体の下面に取着されている放熱体、或
いは半導体素子が載置される放熱体が銅で形成されてお
り、該銅は熱伝導性に優れていることから放熱体は半導
体素子の作動時に発する熱を良好に吸収するとともに大
気中に良好に放散させることができ、これによって半導
体素子を常に適温とし半導体素子に熱破壊が発生した
り、特性に熱劣化が発生したりするのを有効に防止して
いる。
【０００４】
【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では、放熱体が銅で形
成されており、該銅はその熱膨張係数が約２０×１０-6
／℃で絶縁基体や枠状絶縁体を構成する酸化アルミニウ
ム質焼結体やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼
結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等
の熱膨張係数（酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数
は約７×１０-6／℃、ムライト質焼結体の熱膨張係数は
約４×１０-6／℃、窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張
係数は約４×１０-6／℃、炭化珪素質焼結体の熱膨張係
数は約３×１０-6／℃、ガラスセラミックス焼結体の熱
膨張係数は約４×１０-6／℃）と大きく相異することか
ら、容器内部に半導体素子を気密に収容し、半導体装置
となした後、絶縁基体と放熱体、或いは放熱体と枠状絶
縁体の各々に半導体素子が作動時に発生する熱等が印加
された場合、放熱体と絶縁基体、或いは枠状絶縁体との
間に両者の熱膨張係数の相異に起因する大きな熱応力が
発生するとともに、該熱応力によって絶縁基体や枠状絶
縁体に割れやクラックが生じ、その結果、容器の気密封
止が破れ、容器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
欠点を有していた。
来の半導体素子収納用パッケージでは、放熱体が銅で形
成されており、該銅はその熱膨張係数が約２０×１０-6
／℃で絶縁基体や枠状絶縁体を構成する酸化アルミニウ
ム質焼結体やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼
結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等
の熱膨張係数（酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数
は約７×１０-6／℃、ムライト質焼結体の熱膨張係数は
約４×１０-6／℃、窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張
係数は約４×１０-6／℃、炭化珪素質焼結体の熱膨張係
数は約３×１０-6／℃、ガラスセラミックス焼結体の熱
膨張係数は約４×１０-6／℃）と大きく相異することか
ら、容器内部に半導体素子を気密に収容し、半導体装置
となした後、絶縁基体と放熱体、或いは放熱体と枠状絶
縁体の各々に半導体素子が作動時に発生する熱等が印加
された場合、放熱体と絶縁基体、或いは枠状絶縁体との
間に両者の熱膨張係数の相異に起因する大きな熱応力が
発生するとともに、該熱応力によって絶縁基体や枠状絶
縁体に割れやクラックが生じ、その結果、容器の気密封
止が破れ、容器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
欠点を有していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に半導体
素子を収容する絶縁基体と蓋体とから成る絶縁容器の外
表面に放熱体を取着した半導体素子収納用パッケージで
あって、前記放熱体がシリコン単結晶で形成されている
ことを特徴とするものである。
素子を収容する絶縁基体と蓋体とから成る絶縁容器の外
表面に放熱体を取着した半導体素子収納用パッケージで
あって、前記放熱体がシリコン単結晶で形成されている
ことを特徴とするものである。
【０００６】また本発明は、上面に半導体素子が載置さ
れる載置部を有する放熱体と、該放熱体の上面に前記載
置部を囲繞するようにして取着された枠状の絶縁体と、
該絶縁体の上面に取着され、絶縁体の穴を塞ぐ蓋体とか
ら成る半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体がシリコン単結晶で形成されていることを特徴とする
ものである。
れる載置部を有する放熱体と、該放熱体の上面に前記載
置部を囲繞するようにして取着された枠状の絶縁体と、
該絶縁体の上面に取着され、絶縁体の穴を塞ぐ蓋体とか
ら成る半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体がシリコン単結晶で形成されていることを特徴とする
ものである。
【０００７】本発明の半導体素子収納用パッケージによ
れば、放熱体に熱膨張係数が約４×１０-6／℃であるシ
リコン単結晶を使用したことから放熱体と絶縁基体、或
いは放熱体と枠状絶縁体の熱膨張係数が近似することに
なり、その結果、絶縁基体と放熱体、或いは放熱体と枠
状絶縁体の各々に半導体素子が作動時に発生する熱等が
印加されても放熱体と絶縁基体、或いは枠状絶縁体との
間に大きな熱応力が発生し、該熱応力によって絶縁基体
や枠状絶縁体に割れやクラックを発生することはなく、
これによって容器の気密封止を完全とし、容器内部に収
容する半導体素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作
動させることが可能となる。
れば、放熱体に熱膨張係数が約４×１０-6／℃であるシ
リコン単結晶を使用したことから放熱体と絶縁基体、或
いは放熱体と枠状絶縁体の熱膨張係数が近似することに
なり、その結果、絶縁基体と放熱体、或いは放熱体と枠
状絶縁体の各々に半導体素子が作動時に発生する熱等が
印加されても放熱体と絶縁基体、或いは枠状絶縁体との
間に大きな熱応力が発生し、該熱応力によって絶縁基体
や枠状絶縁体に割れやクラックを発生することはなく、
これによって容器の気密封止を完全とし、容器内部に収
容する半導体素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作
動させることが可能となる。
【０００８】また本発明の半導体素子収納用パッケージ
によれば、放熱体に熱伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫである
シリコン単結晶を使用したことから半導体素子の作動時
に発する熱は放熱体を介して大気中に良好に放散される
こととなり、その結果、半導体素子は常に適温となり、
半導体素子を常に安定、かつ正常に作動させることもで
きる。
によれば、放熱体に熱伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫである
シリコン単結晶を使用したことから半導体素子の作動時
に発する熱は放熱体を介して大気中に良好に放散される
こととなり、その結果、半導体素子は常に適温となり、
半導体素子を常に安定、かつ正常に作動させることもで
きる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明を添付図面に基づき詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】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を収容する絶
縁容器４が構成される。
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を収容する絶
縁容器４が構成される。
【００１１】前記絶縁基体１はその上面に半導体素子３
を収容するための空所を形成する凹部１ａが設けてあ
り、該凹部１ａ底面には半導体素子３が載置され、ガラ
ス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定される。
を収容するための空所を形成する凹部１ａが設けてあ
り、該凹部１ａ底面には半導体素子３が載置され、ガラ
ス、樹脂、ロウ材等の接着剤を介して接着固定される。
【００１２】前記絶縁基体１は酸化アルミニウム質焼結
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶
縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体か
ら成る場合には、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マ
グネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機
バインダー、溶剤等を添加混合して泥漿物を作るととも
に、該泥漿物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
にこれを複数枚積層し、約１６００℃の温度で焼成する
ことによって製作される。
体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭
化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の電気絶
縁材料から成り、例えば、酸化アルミニウム質焼結体か
ら成る場合には、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マ
グネシウム、酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機
バインダー、溶剤等を添加混合して泥漿物を作るととも
に、該泥漿物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
にこれを複数枚積層し、約１６００℃の温度で焼成する
ことによって製作される。
【００１３】また前記絶縁基体１は凹部１ａ周辺から外
周縁にかけて複数個のメタライズ配線層５が被着形成さ
れており、該メタライズ配線層５の凹部１ａ周辺部には
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、また絶縁基体１の上面外周縁に導出
された部位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てロウ付け取着されてい
る。
周縁にかけて複数個のメタライズ配線層５が被着形成さ
れており、該メタライズ配線層５の凹部１ａ周辺部には
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、また絶縁基体１の上面外周縁に導出
された部位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てロウ付け取着されてい
る。
【００１４】前記メタライズ配線層５は半導体素子３の
各電極を外部電気回路に接続する際の導電路として作用
し、タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金
属粉末により形成されている。
各電極を外部電気回路に接続する際の導電路として作用
し、タングステン、モリブデン、マンガン等の高融点金
属粉末により形成されている。
【００１５】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に適当な有機
バインダー、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを
絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに予め従来
周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布
しておくことによって絶縁基体１の凹部１ａ周辺から外
周縁にかけて被着形成される。
モリブデン、マンガン等の高融点金属粉末に適当な有機
バインダー、溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを
絶縁基体１となるセラミックグリーンシートに予め従来
周知のスクリーン印刷法により所定パターンに印刷塗布
しておくことによって絶縁基体１の凹部１ａ周辺から外
周縁にかけて被着形成される。
【００１６】また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、かつロウ材と
の濡れ性に優れる金属を１．０μｍ〜２０μｍ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
は、その露出する表面にニッケル、金等の耐蝕性に優
れ、かつロウ材との濡れ性に優れる金属を１．０μｍ〜
２０μｍの厚みに層着し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、かつロウ材と
の濡れ性に優れる金属を１．０μｍ〜２０μｍ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
は、その露出する表面にニッケル、金等の耐蝕性に優
れ、かつロウ材との濡れ性に優れる金属を１．０μｍ〜
２０μｍの厚みに層着しておくことが好ましい。
【００１７】更に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ロウ付け取着され
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電気的に接続する
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ロウ付け取着され
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電気的に接続する
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
電気回路に接続されることとなる。
【００１８】前記外部リード端子７は鉄−ニッケル−コ
バルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成り、
例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る
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採用することによって所定の形状
に形成される。
バルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成り、
例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金等の金属から成る
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採用することによって所定の形状
に形成される。
【００１９】前記外部リード端子７が取着された絶縁基
体１はまたその下面に放熱体８が半田や樹脂から成る接
着剤を介して取着されており、該放熱体８は半導体素子
３が作動時に発する熱を吸収するとともに大気中に放散
させて半導体素子３を常に適温となし、これによって半
導体素子３を常に正常に作動させる。
体１はまたその下面に放熱体８が半田や樹脂から成る接
着剤を介して取着されており、該放熱体８は半導体素子
３が作動時に発する熱を吸収するとともに大気中に放散
させて半導体素子３を常に適温となし、これによって半
導体素子３を常に正常に作動させる。
【００２０】前記放熱体８はシリコン単結晶から成り、
該シリコン単結晶は熱伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫと高い
ことから半導体素子３の発する熱を大気中に極めて効率
良く放散させることが可能となる。
該シリコン単結晶は熱伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫと高い
ことから半導体素子３の発する熱を大気中に極めて効率
良く放散させることが可能となる。
【００２１】また前記放熱体８を構成するシリコン単結
晶はその熱膨張係数が約４×１０-6／℃であり、絶縁基
体１を構成する酸化アルミニウム質焼結体やムライト質
焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結
体、ガラスセラミックス焼結体等の熱膨張係数（酸化ア
ルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約７×１０-6／℃、
ムライト質焼結体の熱膨張係数は約４×１０-6／℃、窒
化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約４×１０-6／
℃、炭化珪素質焼結体の熱膨張係数は約３×１０-6／
℃、ガラスセラミックス焼結体の熱膨張係数は約４×１
０-6／℃）と近似することから半導体素子３の作動時に
発する熱が絶縁基体１と放熱体８の両者に作用したとし
ても両者間には大きな熱応力が発生することはなく、該
熱応力によって絶縁基体１にクラックや割れ等を発生す
ることもない。従って、絶縁基体１と蓋体２とから成る
容器４はその気密封止が完全となり、容器４内部に収容
する半導体素子３を長期間にわたり正常、かつ安定に作
動させることが可能となる。
晶はその熱膨張係数が約４×１０-6／℃であり、絶縁基
体１を構成する酸化アルミニウム質焼結体やムライト質
焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結
体、ガラスセラミックス焼結体等の熱膨張係数（酸化ア
ルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約７×１０-6／℃、
ムライト質焼結体の熱膨張係数は約４×１０-6／℃、窒
化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約４×１０-6／
℃、炭化珪素質焼結体の熱膨張係数は約３×１０-6／
℃、ガラスセラミックス焼結体の熱膨張係数は約４×１
０-6／℃）と近似することから半導体素子３の作動時に
発する熱が絶縁基体１と放熱体８の両者に作用したとし
ても両者間には大きな熱応力が発生することはなく、該
熱応力によって絶縁基体１にクラックや割れ等を発生す
ることもない。従って、絶縁基体１と蓋体２とから成る
容器４はその気密封止が完全となり、容器４内部に収容
する半導体素子３を長期間にわたり正常、かつ安定に作
動させることが可能となる。
【００２２】尚、前記放熱体８を構成するシリコン単結
晶は従来周知の単結晶引き上げ法によって製作される。
晶は従来周知の単結晶引き上げ法によって製作される。
【００２３】また前記放熱体８の絶縁基体１下面への取
着はエポキシ樹脂やロウ材等から成る接着剤を使用する
ことによって行われ、例えば、ロウ材を使用して放熱体
８を絶縁基体１下面に取着する場合は、絶縁基体１の下
面に予めタングステン、モリブデン、マンガン等の高融
点金属粉末から成るメタライズ金属層を前述のメタライ
ズ配線層５と同様の方法によって被着させておくと同時
に放熱体の上面にアルミニウムから成る金属膜をスパッ
タリング法や真空蒸着法等の薄膜形成技法を採用するこ
とによって被着させておき、次に前記メタライズ金属層
と金属膜とをロウ材を介しロウ付け接合することによっ
て行われる。
着はエポキシ樹脂やロウ材等から成る接着剤を使用する
ことによって行われ、例えば、ロウ材を使用して放熱体
８を絶縁基体１下面に取着する場合は、絶縁基体１の下
面に予めタングステン、モリブデン、マンガン等の高融
点金属粉末から成るメタライズ金属層を前述のメタライ
ズ配線層５と同様の方法によって被着させておくと同時
に放熱体の上面にアルミニウムから成る金属膜をスパッ
タリング法や真空蒸着法等の薄膜形成技法を採用するこ
とによって被着させておき、次に前記メタライズ金属層
と金属膜とをロウ材を介しロウ付け接合することによっ
て行われる。
【００２４】更に前記シリコン単結晶から成る放熱体８
はその厚みを０．５μｍ乃至μｍの範囲としておくと、
放熱体８の機械的強度を大として、かつ半導体素子３の
作動時に発生する熱を大気中に極めて良好に放散させる
ことが可能となる。従って、前記シリコン単結晶から成
る放熱体８はその厚みを０．５μｍ乃至２μｍの範囲と
しておくことが望ましい。
はその厚みを０．５μｍ乃至μｍの範囲としておくと、
放熱体８の機械的強度を大として、かつ半導体素子３の
作動時に発生する熱を大気中に極めて良好に放散させる
ことが可能となる。従って、前記シリコン単結晶から成
る放熱体８はその厚みを０．５μｍ乃至２μｍの範囲と
しておくことが望ましい。
【００２５】かくして上述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、ロウ材等から成る接着剤を介して接着
固定するとともに該半導体素子３の各電極をボンディン
グワイヤ６を介して所定のメタライズ配線層５に接続さ
せ、しかる後、前記絶縁基体１の上面に蓋体２をガラ
ス、樹脂、ロウ材等から成る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。
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、ロウ材等から成る接着剤を介して接着
固定するとともに該半導体素子３の各電極をボンディン
グワイヤ６を介して所定のメタライズ配線層５に接続さ
せ、しかる後、前記絶縁基体１の上面に蓋体２をガラ
ス、樹脂、ロウ材等から成る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。
【００２６】また図２は本発明の他の実施例を示し、半
導体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子３が載
置固定される載置部１０ａを有する放熱体１０と、該放
熱体１０の上面で前記載置部１０ａを囲繞するようにし
て取着された酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼
結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、
ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成る枠
状の絶縁体１１と、該枠状絶縁体１１の内周部から上面
外周部にかけて被着導出されているタングステン、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１２と、前記メタライズ配線層１２の
枠状絶縁体の上面外周部に導出されている部位に銀ロウ
等のロウ材を介してロウ付け取着されている複数個の外
部リード端子１３と、前記枠状絶縁体１１の上面に取着
され、枠状絶縁体１１の穴を塞ぐ蓋体１４とから構成さ
れており、放熱体１０の半導体素子載置部１０ａ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該半導体素子３の各電極をボンディ
ングワイヤ１５を介して枠状絶縁体１１に形成したメタ
ライズ配線層１２に電気的に接続し、しかる後、枠状絶
縁体１１に蓋体１４を該枠状絶縁体１１の穴を塞ぐよう
にしてガラス、樹脂、ロウ材等から成る封止材を介して
接合させ、放熱体１０と枠状の絶縁体１１と蓋体１４と
から成る容器内部に半導体素子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。
導体素子収納用パッケージは、上面に半導体素子３が載
置固定される載置部１０ａを有する放熱体１０と、該放
熱体１０の上面で前記載置部１０ａを囲繞するようにし
て取着された酸化アルミニウム質焼結体やムライト質焼
結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、
ガラスセラミックス焼結体等の電気絶縁材料から成る枠
状の絶縁体１１と、該枠状絶縁体１１の内周部から上面
外周部にかけて被着導出されているタングステン、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１２と、前記メタライズ配線層１２の
枠状絶縁体の上面外周部に導出されている部位に銀ロウ
等のロウ材を介してロウ付け取着されている複数個の外
部リード端子１３と、前記枠状絶縁体１１の上面に取着
され、枠状絶縁体１１の穴を塞ぐ蓋体１４とから構成さ
れており、放熱体１０の半導体素子載置部１０ａ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該半導体素子３の各電極をボンディ
ングワイヤ１５を介して枠状絶縁体１１に形成したメタ
ライズ配線層１２に電気的に接続し、しかる後、枠状絶
縁体１１に蓋体１４を該枠状絶縁体１１の穴を塞ぐよう
にしてガラス、樹脂、ロウ材等から成る封止材を介して
接合させ、放熱体１０と枠状の絶縁体１１と蓋体１４と
から成る容器内部に半導体素子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。
【００２７】更にこの半導体素子収納用パッケージの放
熱体１０はシリコン単結晶から成り、該シリコン単結晶
は熱伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫと高いことから半導体素
子３が作動時に発する熱は放熱体１０に効率良く吸収さ
れるとともに大気中に放散されて半導体素子３を常に適
温となし、これによって半導体素子３を常に正常に作動
させることが可能となる。
熱体１０はシリコン単結晶から成り、該シリコン単結晶
は熱伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫと高いことから半導体素
子３が作動時に発する熱は放熱体１０に効率良く吸収さ
れるとともに大気中に放散されて半導体素子３を常に適
温となし、これによって半導体素子３を常に正常に作動
させることが可能となる。
【００２８】また更に前記放熱体１０を構成するシリコ
ン単結晶はその熱膨張係数が約４×１０-6／℃であり、
枠状の絶縁体１１を構成する酸化アルミニウム質焼結体
やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化
珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の熱膨張係
数（酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約７×１
０-6／℃、ムライト質焼結体の熱膨張係数は約４×１０
-6／℃、窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約４
×１０-6／℃、炭化珪素質焼結体の熱膨張係数は約３×
１０-6／℃、ガラスセラミックス焼結体の熱膨張係数は
約４×１０-6／℃）と近似することから半導体素子３の
作動時に発する熱が枠状の絶縁体１１と放熱体１０の両
者に作用したとしても両者間には大きな熱応力が発生す
ることはなく、該熱応力によって枠状の絶縁体１１にク
ラックや割れ等を発生することもない。従って、放熱体
１０と枠状の絶縁体１１と蓋体１４とから成る容器はそ
の気密封止が完全となり、容器内部に収容する半導体素
子３を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させること
が可能となる。
ン単結晶はその熱膨張係数が約４×１０-6／℃であり、
枠状の絶縁体１１を構成する酸化アルミニウム質焼結体
やムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化
珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の熱膨張係
数（酸化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約７×１
０-6／℃、ムライト質焼結体の熱膨張係数は約４×１０
-6／℃、窒化アルミニウム質焼結体の熱膨張係数は約４
×１０-6／℃、炭化珪素質焼結体の熱膨張係数は約３×
１０-6／℃、ガラスセラミックス焼結体の熱膨張係数は
約４×１０-6／℃）と近似することから半導体素子３の
作動時に発する熱が枠状の絶縁体１１と放熱体１０の両
者に作用したとしても両者間には大きな熱応力が発生す
ることはなく、該熱応力によって枠状の絶縁体１１にク
ラックや割れ等を発生することもない。従って、放熱体
１０と枠状の絶縁体１１と蓋体１４とから成る容器はそ
の気密封止が完全となり、容器内部に収容する半導体素
子３を長期間にわたり正常、かつ安定に作動させること
が可能となる。
【００２９】更にまたこの放熱体１０はシリコン単結晶
から成り、半導体素子３を構成するシリコンと同材質よ
りなることから放熱体１０と半導体素子３の熱膨張係数
を同一として放熱体１０上に半導体素子３を極めて強固
に接着固定することができる。
から成り、半導体素子３を構成するシリコンと同材質よ
りなることから放熱体１０と半導体素子３の熱膨張係数
を同一として放熱体１０上に半導体素子３を極めて強固
に接着固定することができる。
【００３０】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能である。
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種
々の変更は可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明は内部に半導体素子を収容する絶
縁基体と蓋体とから成る絶縁容器の外表面に放熱体を取
着した半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体がシリコン単結晶で形成されていることを特徴とす
る、或いは上面に半導体素子が載置される載置部を有す
る放熱体と、該放熱体の上面に前記載置部を囲繞するよ
うにして取着された枠状の絶縁体と、該絶縁体の上面に
取着され、絶縁体の穴を塞ぐ蓋体とから成る半導体素子
収納用パッケージであって、前記放熱体をシリコン単結
晶で形成されていることを特徴とするものであり、放熱
体に使用するシリコン単結晶の熱膨張係数が約４×１０
-6／℃で、絶縁基体や枠状絶縁体の熱膨張係数と近似す
ることから、絶縁基体と放熱体、或いは放熱体と枠状絶
縁体の各々に半導体素子が作動時に発生する熱等が印加
されても放熱体と絶縁基体、或いは枠状絶縁体との間に
大きな熱応力が発生し、該熱応力によって絶縁基体や枠
状絶縁体に割れやクラックを発生することはなく、これ
によって容器の気密封止を完全とし、容器内部に収容す
る半導体素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作動さ
せることが可能となる。
縁基体と蓋体とから成る絶縁容器の外表面に放熱体を取
着した半導体素子収納用パッケージであって、前記放熱
体がシリコン単結晶で形成されていることを特徴とす
る、或いは上面に半導体素子が載置される載置部を有す
る放熱体と、該放熱体の上面に前記載置部を囲繞するよ
うにして取着された枠状の絶縁体と、該絶縁体の上面に
取着され、絶縁体の穴を塞ぐ蓋体とから成る半導体素子
収納用パッケージであって、前記放熱体をシリコン単結
晶で形成されていることを特徴とするものであり、放熱
体に使用するシリコン単結晶の熱膨張係数が約４×１０
-6／℃で、絶縁基体や枠状絶縁体の熱膨張係数と近似す
ることから、絶縁基体と放熱体、或いは放熱体と枠状絶
縁体の各々に半導体素子が作動時に発生する熱等が印加
されても放熱体と絶縁基体、或いは枠状絶縁体との間に
大きな熱応力が発生し、該熱応力によって絶縁基体や枠
状絶縁体に割れやクラックを発生することはなく、これ
によって容器の気密封止を完全とし、容器内部に収容す
る半導体素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作動さ
せることが可能となる。
【００３２】また放熱体に使用するシリコン単結晶の熱
伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫであり、良熱伝導性であるこ
とから半導体素子の作動時に発する熱は放熱体を介して
大気中に良好に放散されることとなり、その結果、半導
体素子は常に適温となり、半導体素子を常に安定、かつ
正常に作動させることもできる。
伝導率が約１５０Ｗ／ｍＫであり、良熱伝導性であるこ
とから半導体素子の作動時に発する熱は放熱体を介して
大気中に良好に放散されることとなり、その結果、半導
体素子は常に適温となり、半導体素子を常に安定、かつ
正常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。
１・・・・・・・・絶縁基体 ２、１４・・・・・蓋体 ３・・・・・・・・半導体素子 ４・・・・・・・・絶縁容器 ５、１２・・・・・メタライズ配線層 ７、１３・・・・・外部リード端子 ８、１０・・・・・放熱体
Claims (2)
- 【請求項１】内部に半導体素子を収容する絶縁基体と蓋
体とから成る絶縁容器の外表面に放熱体を取着した半導
体素子収納用パッケージであって、前記放熱体がシリコ
ン単結晶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。 - 【請求項２】上面に半導体素子が載置される載置部を有
する放熱体と、該放熱体の上面に前記載置部を囲繞する
ようにして取着された枠状の絶縁体と、該絶縁体の上面
に取着され、絶縁体の穴を塞ぐ蓋体とから成る半導体素
子収納用パッケージであって、前記放熱体がシリコン単
結晶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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32155995A JPH09162337A (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 半導体素子収納用パッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32155995A JPH09162337A (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 半導体素子収納用パッケージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09162337A true JPH09162337A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18133926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32155995A Pending JPH09162337A (ja) | 1995-12-11 | 1995-12-11 | 半導体素子収納用パッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09162337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005091362A1 (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Sony Computer Entertainment Inc. | 回路の発熱制御方法、装置およびシステム |
-
1995
- 1995-12-11 JP JP32155995A patent/JPH09162337A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005091362A1 (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Sony Computer Entertainment Inc. | 回路の発熱制御方法、装置およびシステム |
| JP2005303245A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-10-27 | Sony Computer Entertainment Inc | 回路の発熱制御方法、装置およびシステム |
| US7891864B2 (en) | 2004-03-19 | 2011-02-22 | Sony Computer Entertainment Inc. | Method, device and system for controlling heating circuits |
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