JPS59114845A - 諸特性の改善された容器を用いた半導体装置 - Google Patents
諸特性の改善された容器を用いた半導体装置Info
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- JPS59114845A JPS59114845A JP57224704A JP22470482A JPS59114845A JP S59114845 A JPS59114845 A JP S59114845A JP 57224704 A JP57224704 A JP 57224704A JP 22470482 A JP22470482 A JP 22470482A JP S59114845 A JPS59114845 A JP S59114845A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
- H01L23/047—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads being parallel to the base
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体装置に係り、特に新規な構成の容器を
用いた半導体装置に関する。
用いた半導体装置に関する。
これまで半導体装置用容器として用いられているものに
は、セラミックケース、金属罐ケース。
は、セラミックケース、金属罐ケース。
樹脂封上等がある。これらのづち、セラミックケースは
、アルミナを主成分とするものやベリリヤ。
、アルミナを主成分とするものやベリリヤ。
マグネシアを主成分とするセラミック焼結体で容器を構
成している。これらのセラミックケースでは、一般には
、グリーンシートと呼ばれるセラミック粉とバインダー
をまぜ合わせた粘土状のものにモリブデンや、タングス
テン粉で構成されているメタライズインクを印刷して配
線部を形成した後、複数のグリーンシートを圧着焼成し
、ケース基体を形成している。あるいは温度の高いホッ
トプレスにより粉体成形した後焼成し、更にはメタライ
ズ印刷焼成によりケース基体を形成している。
成している。これらのセラミックケースでは、一般には
、グリーンシートと呼ばれるセラミック粉とバインダー
をまぜ合わせた粘土状のものにモリブデンや、タングス
テン粉で構成されているメタライズインクを印刷して配
線部を形成した後、複数のグリーンシートを圧着焼成し
、ケース基体を形成している。あるいは温度の高いホッ
トプレスにより粉体成形した後焼成し、更にはメタライ
ズ印刷焼成によりケース基体を形成している。
次いで銀、銅ろう材を介して外部リードとなるリードフ
レームを８００℃以上の温度でろう付けし更に、ニッケ
ルメッキや金メッキを施こして半導体装置容器としてい
る。
レームを８００℃以上の温度でろう付けし更に、ニッケ
ルメッキや金メッキを施こして半導体装置容器としてい
る。
これらの半導体装置容器は小規模な集積回路装置だけで
なく、超ＬＳＩと呼ばれる大きな半導体装置チップを搭
載する必要が出てきた。最近の超ＬＳＩや高性能集積回
路は、従来の集積回路と比較し、チップ寸法や大きくな
る丈でなく、該チップが消費する電力も増大してきてい
る。従って、これらの高性能化高消費電力北天チップ化
のストレスを充分吸収できるケースの開発が望まれてい
た。
なく、超ＬＳＩと呼ばれる大きな半導体装置チップを搭
載する必要が出てきた。最近の超ＬＳＩや高性能集積回
路は、従来の集積回路と比較し、チップ寸法や大きくな
る丈でなく、該チップが消費する電力も増大してきてい
る。従って、これらの高性能化高消費電力北天チップ化
のストレスを充分吸収できるケースの開発が望まれてい
た。
これらの諸ストレスを吸収できるセラミックケースとし
ては絶縁性や熱伝導性の優れているベリリヤセラミック
ケースがあるが唯一の欠点として強力な有毒性を有して
おりセラミックケース製造段階や不良品処置の場合に、
極めて危険で取扱いが困難であった。従って一般には生
産されていないのが現状である。従ってこれに対応する
ため、これまではアルミナセラミックと、モリブデン板
やタングステン板を組み合わせて、半導体装置容器を形
成していた。しかしながら、新しい半導体装置では、そ
のチップ寸法が大きくなるためセラミック基体の開口部
面積を太きくしなければ、チップの搭載が出来ない状態
であるため、必然的にダイマウント基板である、モリブ
デンやタングステン板の寸法が大きくなる。しかしなが
ら７ミリメードル平方を超えるような開口面積となると
、モリブデンやタングステンと、アルミナセラミックと
の熱膨張差が大きくなり、ろう付終了後に、セラミック
に割れが発生してしまい、半導体装置容器としては役立
たないもとなってし甘う欠点を有していた。
ては絶縁性や熱伝導性の優れているベリリヤセラミック
ケースがあるが唯一の欠点として強力な有毒性を有して
おりセラミックケース製造段階や不良品処置の場合に、
極めて危険で取扱いが困難であった。従って一般には生
産されていないのが現状である。従ってこれに対応する
ため、これまではアルミナセラミックと、モリブデン板
やタングステン板を組み合わせて、半導体装置容器を形
成していた。しかしながら、新しい半導体装置では、そ
のチップ寸法が大きくなるためセラミック基体の開口部
面積を太きくしなければ、チップの搭載が出来ない状態
であるため、必然的にダイマウント基板である、モリブ
デンやタングステン板の寸法が大きくなる。しかしなが
ら７ミリメードル平方を超えるような開口面積となると
、モリブデンやタングステンと、アルミナセラミックと
の熱膨張差が大きくなり、ろう付終了後に、セラミック
に割れが発生してしまい、半導体装置容器としては役立
たないもとなってし甘う欠点を有していた。
本発明は、このような欠点を除去し、より高消費電力の
集積回路チップや超ＬＳＩチップの搭載を可能にする半
導体装置を提供することになる。
集積回路チップや超ＬＳＩチップの搭載を可能にする半
導体装置を提供することになる。
本発明の特徴は、半導体チップを載置する基板がモリブ
デン又はタングステン又はこれらの混合体に銅又は銀あ
るいはこれらの合金体を混合して得た複合体で構成され
且つこの複合体が半導体装置の容器を構成すべく、配線
部を有するセラミック基体にろう付けされてなる半導体
装置にある。
デン又はタングステン又はこれらの混合体に銅又は銀あ
るいはこれらの合金体を混合して得た複合体で構成され
且つこの複合体が半導体装置の容器を構成すべく、配線
部を有するセラミック基体にろう付けされてなる半導体
装置にある。
そして、セラミック基体に複合体基板を銀ろう又は銀銅
ろう付は後に表面処理メッキが施こされていることが好
ましく、またメッキにはニッケルメッキを施こすことが
好ましい。
ろう付は後に表面処理メッキが施こされていることが好
ましく、またメッキにはニッケルメッキを施こすことが
好ましい。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。本発明は、ア
ルミナセラミック基体とは輩同−の熱膨張率を示し熱伝
導度がベリリヤセラミ・ツクよりもすぐれている材料で
ある銅とタングステン又は銅とモリブデンあるいは銹と
タングステン又は銀とモリブデンあるいは銅、銀の合金
材とタングステン又はモリブデンの焼結又は焼結溶浸合
金材を半導体装置搭載用の基板としアルミナ等を主体と
するセラミック容器体とのろう付によフ半導体装置容器
を構成するものである。
ルミナセラミック基体とは輩同−の熱膨張率を示し熱伝
導度がベリリヤセラミ・ツクよりもすぐれている材料で
ある銅とタングステン又は銅とモリブデンあるいは銹と
タングステン又は銀とモリブデンあるいは銅、銀の合金
材とタングステン又はモリブデンの焼結又は焼結溶浸合
金材を半導体装置搭載用の基板としアルミナ等を主体と
するセラミック容器体とのろう付によフ半導体装置容器
を構成するものである。
第１図に本発明実施例の半導体装置容器断面図を示す。
同図において、１は９２％アルミナセラミック容器体、
２は銅２０体積パーセント残シタングステン焼結基体で
半導体装置チップをダイマウントするものである。この
銅ダンゲステン基板は０．０１ミリから数センチメート
ルの範囲で、任意の形状に選択できるし、銅タングステ
ンのまつ銀ろう又は銀銅ろう材３を用いてメタライズ済
みのアルミナセラミック容器体１に容易にろう付は出来
る。４はコバール又は４２合金で構成されたリードでア
ルミナセラミック容器体１に形成されたタングステン又
はモリブデンマンガンメタライズ５上にろう付けされて
とり付けられている。アルミナ容器体ｌには配線メタ２
イズ８と５が形成されておシ、本例では配線メタライズ
８の上にはニッケルメッキ、金メッキを施こしである。
２は銅２０体積パーセント残シタングステン焼結基体で
半導体装置チップをダイマウントするものである。この
銅ダンゲステン基板は０．０１ミリから数センチメート
ルの範囲で、任意の形状に選択できるし、銅タングステ
ンのまつ銀ろう又は銀銅ろう材３を用いてメタライズ済
みのアルミナセラミック容器体１に容易にろう付は出来
る。４はコバール又は４２合金で構成されたリードでア
ルミナセラミック容器体１に形成されたタングステン又
はモリブデンマンガンメタライズ５上にろう付けされて
とり付けられている。アルミナ容器体ｌには配線メタ２
イズ８と５が形成されておシ、本例では配線メタライズ
８の上にはニッケルメッキ、金メッキを施こしである。
６は封止材で７はキャップセラミックである。本例では
封止材は、鉛ガラスを使用しているが封止法によシ、エ
ポキシ樹脂や、金錫ろう材を使用したシ出来る。又、シ
ームウェルド法により封止することもできる。７はアル
ミナセラミックキヤ・ノブであるが、これも金属キャッ
プを使用することも可能である。
封止材は、鉛ガラスを使用しているが封止法によシ、エ
ポキシ樹脂や、金錫ろう材を使用したシ出来る。又、シ
ームウェルド法により封止することもできる。７はアル
ミナセラミックキヤ・ノブであるが、これも金属キャッ
プを使用することも可能である。
第２図、第３図には銅タングステンの熱特性の変動を示
しである。これらの図より明らかなように、熱膨張率は
、アルミナセラミックの６５ Ｘ １０−７ｃｍ７’ｃ
ｍ・℃と同じレベルであり、又熱伝導特性は極めてすぐ
れた特性を示している。又、アルミナセラミック容器自
体は銅の含有率が７５ノく−セント程度の銅タングステ
ン合金体のろう付けまで充分耐え容器としての特性は失
わない。又、銅含有率の低い方はタングステン単体まで
使用できることは明らかであるが５パ一セント程度、銅
を含む合金体を使用することが半導体装置容器の熱伝導
特性、容器破断防止、放熱基板のろう付けの容易性を考
慮すると望ましい。
しである。これらの図より明らかなように、熱膨張率は
、アルミナセラミックの６５ Ｘ １０−７ｃｍ７’ｃ
ｍ・℃と同じレベルであり、又熱伝導特性は極めてすぐ
れた特性を示している。又、アルミナセラミック容器自
体は銅の含有率が７５ノく−セント程度の銅タングステ
ン合金体のろう付けまで充分耐え容器としての特性は失
わない。又、銅含有率の低い方はタングステン単体まで
使用できることは明らかであるが５パ一セント程度、銅
を含む合金体を使用することが半導体装置容器の熱伝導
特性、容器破断防止、放熱基板のろう付けの容易性を考
慮すると望ましい。
本発明に用いる銅夕／グステ／は一般に、市販されてい
る機械部材であるものを用いることが出来る。例えば住
友電気工業株式会社製の材質基Ｃ−２Ｂ、Ｃ−４Ｅ、Ｃ
−１、Ｃ−６、Ｃ−６Ｂ、ＣＸ−６、Ｃ−８。
る機械部材であるものを用いることが出来る。例えば住
友電気工業株式会社製の材質基Ｃ−２Ｂ、Ｃ−４Ｅ、Ｃ
−１、Ｃ−６、Ｃ−６Ｂ、ＣＸ−６、Ｃ−８。
Ｃ−１０は本発明の半導体容器の放熱基板体として使用
できる。
できる。
尚本発明の半導体容器の構成は、銅タングステンの放熱
基板を形成した後、ニッケルメッキを施こしてからでも
アルミナセラミック基体にろう付は出来ることは明らか
である。このニッケルメッキをあらかじめ施こすことに
よシろう材が銅タングステン全体に拡がることを防ぐこ
とが可能となシ、更に、安定した半導体容器が得られる
。一般には、半導体容器の形態が整った後にリード部や
配線メタライズ上に、ニッケルメッキやロジウムメッキ
を下地メッキし、その後に、金メッキや鍋メッキやアル
ミニウム蒸着等の加工を施こして容器体となす。
基板を形成した後、ニッケルメッキを施こしてからでも
アルミナセラミック基体にろう付は出来ることは明らか
である。このニッケルメッキをあらかじめ施こすことに
よシろう材が銅タングステン全体に拡がることを防ぐこ
とが可能となシ、更に、安定した半導体容器が得られる
。一般には、半導体容器の形態が整った後にリード部や
配線メタライズ上に、ニッケルメッキやロジウムメッキ
を下地メッキし、その後に、金メッキや鍋メッキやアル
ミニウム蒸着等の加工を施こして容器体となす。
本発明の他の実施例として、銀タングステン板、銀モリ
ブデン板、銅モリブデン板でも同様の効果があることが
判明した。特に、銀タングステンにおいては、熱伝導特
性が、銅タングステンよＱも優れよＱ使用しやすいこと
が判明した。又、これらのことから容易に類推できるよ
うに、銅銀の合金、銅ベリリウム合金とタングステン、
モリブデンの合金の複合体を放熱基体とした半導体装置
容器としてもよい。又、７オルステライトやマグネシア
セラミックを基本系としたセラミックの場合には該セラ
ミックの熱膨張に合った、合金複合体を使えばよい。例
えば、マグネシアを主体としたものは熱膨張率が１００
ＸＩＯ−７ＣｎＶＣｒｒＬ”ＯＴ：ｈル（Ｄ”’Ｃ１約
７５パーセント銅のタングステン合金体が適している。
ブデン板、銅モリブデン板でも同様の効果があることが
判明した。特に、銀タングステンにおいては、熱伝導特
性が、銅タングステンよＱも優れよＱ使用しやすいこと
が判明した。又、これらのことから容易に類推できるよ
うに、銅銀の合金、銅ベリリウム合金とタングステン、
モリブデンの合金の複合体を放熱基体とした半導体装置
容器としてもよい。又、７オルステライトやマグネシア
セラミックを基本系としたセラミックの場合には該セラ
ミックの熱膨張に合った、合金複合体を使えばよい。例
えば、マグネシアを主体としたものは熱膨張率が１００
ＸＩＯ−７ＣｎＶＣｒｒＬ”ＯＴ：ｈル（Ｄ”’Ｃ１約
７５パーセント銅のタングステン合金体が適している。
以上のように本発明により熱伝導性の優れた半導体装置
用容器が得られ又、ケース基体との膨張差の小さい由に
キャビティ・寸法を大きくすることが出来るので、大チ
ップの搭載も同時に可能となり、大テップ集積回路や、
高消費電力集積回路や超Ｉ、８Ｉの搭載が可能となった
。
用容器が得られ又、ケース基体との膨張差の小さい由に
キャビティ・寸法を大きくすることが出来るので、大チ
ップの搭載も同時に可能となり、大テップ集積回路や、
高消費電力集積回路や超Ｉ、８Ｉの搭載が可能となった
。
第１図は本発明実施例半導体装置容器の断面図、第２図
、第３図は各々本発明に用いる複合体の熱特性図、であ
る。 なお図において、１・・・・・・セラミック基体、２・
・・・・・複合合金体、３・・・・・・ろう材、４・・
・・・・リード、５・・・・・・メタライズ、６・・・
・・・封止材、７・・・・・・キャップ、８・・・・・
・配線メタライズ、である。 ＠ 悸「 イｊ 率 ６脅ト、積パーヒシト）篤 ？
図 何”；＊ ’ ３ｅｃ で ＠ １Ｔ、廟°４子 （体積パしｔシト）ｚ 、３ 図
、第３図は各々本発明に用いる複合体の熱特性図、であ
る。 なお図において、１・・・・・・セラミック基体、２・
・・・・・複合合金体、３・・・・・・ろう材、４・・
・・・・リード、５・・・・・・メタライズ、６・・・
・・・封止材、７・・・・・・キャップ、８・・・・・
・配線メタライズ、である。 ＠ 悸「 イｊ 率 ６脅ト、積パーヒシト）篤 ？
図 何”；＊ ’ ３ｅｃ で ＠ １Ｔ、廟°４子 （体積パしｔシト）ｚ 、３ 図
Claims (2)
- （１）半導体チップを載置する基板がモリブデン又はタ
ングステン又はこれらの混合体に銅又は銀あるいはこれ
らの合金体を混合した複合体で構成され、且つ該複合体
が配線部を有するセラミック基体にろう付けされてなる
ことを特徴とする半導体装置。 - （２）セラミック基体に複合体が銀ろう又は銀銅ろう付
けされ、かつ表面処理メッキが施こされていることを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57224704A JPS59114845A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 諸特性の改善された容器を用いた半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57224704A JPS59114845A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 諸特性の改善された容器を用いた半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59114845A true JPS59114845A (ja) | 1984-07-03 |
| JPS6331940B2 JPS6331940B2 (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=16817932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57224704A Granted JPS59114845A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 諸特性の改善された容器を用いた半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59114845A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0412528A2 (en) * | 1989-08-11 | 1991-02-13 | Fujitsu Limited | Electronic circuit package and production thereof |
| US5631807A (en) * | 1995-01-20 | 1997-05-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electronic circuit structure with aperture suspended component |
| US5703397A (en) * | 1991-11-28 | 1997-12-30 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor package having an aluminum nitride substrate |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921032A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置用基板 |
| JPS5946050A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-15 | Narumi China Corp | 半導体用セラミツクパツケ−ジ |
-
1982
- 1982-12-21 JP JP57224704A patent/JPS59114845A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921032A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体装置用基板 |
| JPS5946050A (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-15 | Narumi China Corp | 半導体用セラミツクパツケ−ジ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0412528A2 (en) * | 1989-08-11 | 1991-02-13 | Fujitsu Limited | Electronic circuit package and production thereof |
| US5703397A (en) * | 1991-11-28 | 1997-12-30 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor package having an aluminum nitride substrate |
| US5631807A (en) * | 1995-01-20 | 1997-05-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electronic circuit structure with aperture suspended component |
| US5689600A (en) * | 1995-01-20 | 1997-11-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Electronic circuit structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6331940B2 (ja) | 1988-06-27 |
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