JPS62241356A - 半導体パツケ−ジ - Google Patents
半導体パツケ−ジInfo
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- JPS62241356A JPS62241356A JP8414186A JP8414186A JPS62241356A JP S62241356 A JPS62241356 A JP S62241356A JP 8414186 A JP8414186 A JP 8414186A JP 8414186 A JP8414186 A JP 8414186A JP S62241356 A JPS62241356 A JP S62241356A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体パッケージに係り、特に、その構造部材
の一部分に高熱伝導・電気絶縁性５ｉＣ（シリコンカー
バイド）セラミックスを採用して熱放散特性を改善した
ことを特徴とする半導体用セラミックスパッケージの構
造に関する。
の一部分に高熱伝導・電気絶縁性５ｉＣ（シリコンカー
バイド）セラミックスを採用して熱放散特性を改善した
ことを特徴とする半導体用セラミックスパッケージの構
造に関する。
少量のＢａＯを含有するホットプレス焼結５ｉＣ（シリ
コンカーバイド）セラミックスの優れた熱伝導性および
電気絶縁性に着１１シて、これを半導体パッケージの構
成材料に採用することは既に公知の技術である。半導体
、特に高集積密度ＬＳＩからの放熱を促進し、半導体中
のｐｎ接合の温度を一定値以下に保持するため、既にさ
まざまな冷却方式が提案されているが、特開昭６０−１
２６８５３号公報に示す半導体パッケージでは主要部材
に上記ＳｉＣセラミックスが使用されている。しかし、
ＳｉＣセラミックスと金属材料あるいはＳｉＣセラミッ
クスとＡＱｚＯａセラミックスとを、半導体パッケージ
に十分使用実績があり安定して信頼性の高い通常の市販
の銀ろう材を用いてろう付する技術は未開発であり、上
記公報の中には明示されていない。一方特開昭６０−１
２７２７０号公報には、セラミックスとセラミックスあ
るいはセラミックスと金属とをカーボン膜を介してろう
付する技術が明示さ才している。しかし、この技術で使
用可能なろう材は１例えばＣｕ−３５重量％Ｍｎろうや
Ｔｉ含有銀ろうのごとく必らずしも一般に広く市販され
ているものでもなければ、ＢＡｇ８ろう材のように既に
市販の半導体パッケージや一般のフルミナセラミックス
と金属の接合に広く実用化され、その実績が十分明らか
なものでもない。
コンカーバイド）セラミックスの優れた熱伝導性および
電気絶縁性に着１１シて、これを半導体パッケージの構
成材料に採用することは既に公知の技術である。半導体
、特に高集積密度ＬＳＩからの放熱を促進し、半導体中
のｐｎ接合の温度を一定値以下に保持するため、既にさ
まざまな冷却方式が提案されているが、特開昭６０−１
２６８５３号公報に示す半導体パッケージでは主要部材
に上記ＳｉＣセラミックスが使用されている。しかし、
ＳｉＣセラミックスと金属材料あるいはＳｉＣセラミッ
クスとＡＱｚＯａセラミックスとを、半導体パッケージ
に十分使用実績があり安定して信頼性の高い通常の市販
の銀ろう材を用いてろう付する技術は未開発であり、上
記公報の中には明示されていない。一方特開昭６０−１
２７２７０号公報には、セラミックスとセラミックスあ
るいはセラミックスと金属とをカーボン膜を介してろう
付する技術が明示さ才している。しかし、この技術で使
用可能なろう材は１例えばＣｕ−３５重量％Ｍｎろうや
Ｔｉ含有銀ろうのごとく必らずしも一般に広く市販され
ているものでもなければ、ＢＡｇ８ろう材のように既に
市販の半導体パッケージや一般のフルミナセラミックス
と金属の接合に広く実用化され、その実績が十分明らか
なものでもない。
上記従来例では、ＳｉＣセラミックスと金属あるいはＳ
ｉＣセラミックスと他のセラミックスとを十分実績のあ
る市販の銀ろう材でろう付する技術が未確立であったた
め、高熱伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックスの特性を
十分活用するように半導体パッケージの構造を自由に選
択できない。
ｉＣセラミックスと他のセラミックスとを十分実績のあ
る市販の銀ろう材でろう付する技術が未確立であったた
め、高熱伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックスの特性を
十分活用するように半導体パッケージの構造を自由に選
択できない。
という欠点があった。
本発明は新たに開発したＳｉＣセラミックスの表面メタ
ライゼーション（金属化）技術を用いることにより、Ｓ
ｉＣセラミックスを利用する構造の選定が大幅に自由な
った半導体用セラミックスパッケージを提供することを
目的とする。
ライゼーション（金属化）技術を用いることにより、Ｓ
ｉＣセラミックスを利用する構造の選定が大幅に自由な
った半導体用セラミックスパッケージを提供することを
目的とする。
本発明は、回路基板上に半導体チップを有し、該チップ
を外気から密閉する封止部材を有する半導体パッケージ
において、前記回路基板と前記封止部材の少なくとも一
方の少なくとも一部を電気絶縁性非酸化物系セラミック
ス焼結体により構成し、該焼結体の隣接部材との接合面
に所定のメタライゼーション層を形成して銀ろう付した
ものである。
を外気から密閉する封止部材を有する半導体パッケージ
において、前記回路基板と前記封止部材の少なくとも一
方の少なくとも一部を電気絶縁性非酸化物系セラミック
ス焼結体により構成し、該焼結体の隣接部材との接合面
に所定のメタライゼーション層を形成して銀ろう付した
ものである。
前述の所定のメタライゼーション層は、クロム珪化物と
クロム炭化物の混合物からなるクロム反応層とニッケル
と銅の少なくとも１つよりなるめっき層との二層を有す
る。銀ろう何面側にニッケルと銅の少なくとも１つより
なるめっき層が存在するように形成する。
クロム炭化物の混合物からなるクロム反応層とニッケル
と銅の少なくとも１つよりなるめっき層との二層を有す
る。銀ろう何面側にニッケルと銅の少なくとも１つより
なるめっき層が存在するように形成する。
前記非酸化物系セラミックス焼結体は、炭化珪素系セラ
ミックス焼結体極よりなることが好ましく、該炭化珪素
系セラミックス焼結体はベリリウム酸化物を１〜２重景
％含み、熱伝導率２４０〜２７０Ｗ／ｍ、″′に、電気
抵抗率１０１’ 〜１０１δΩ・■を有する炭化珪素系
セラミックス焼結体よりなることが好ましい。
ミックス焼結体極よりなることが好ましく、該炭化珪素
系セラミックス焼結体はベリリウム酸化物を１〜２重景
％含み、熱伝導率２４０〜２７０Ｗ／ｍ、″′に、電気
抵抗率１０１’ 〜１０１δΩ・■を有する炭化珪素系
セラミックス焼結体よりなることが好ましい。
ペースト状Ｃｒ粉末を用いてＳｉＣセラミックス上に形
成したＣｒ反応層は熱的に安定でＳｉＣと強固に接合さ
れており、かつ導電性を有するので、その上にＮｉめつ
きあるいはＣｕめつきなどを容易に施すことにより金属
化することができる。
成したＣｒ反応層は熱的に安定でＳｉＣと強固に接合さ
れており、かつ導電性を有するので、その上にＮｉめつ
きあるいはＣｕめつきなどを容易に施すことにより金属
化することができる。
ＮｉめつきあるいはＣｕめつき面は、既に半導体パッケ
ージなどに広く用いられていて信頼性などが十分に把握
されている市販の銀ろう材によって容易に銀ろう付を行
なうことができる。この基本構成を用いることにより、
半導体パッケージの構造を従来よりはるかに自由に構成
することが可能となる。
ージなどに広く用いられていて信頼性などが十分に把握
されている市販の銀ろう材によって容易に銀ろう付を行
なうことができる。この基本構成を用いることにより、
半導体パッケージの構造を従来よりはるかに自由に構成
することが可能となる。
以下、本発明の実施例について説明する。
第１〜３図は本発明の代表的一実施例を示す。
１はアルミナセラミックスまたはムライトよりなり、印
刷焼成プロセスにより製造され多層回路基板である。２
は高集積密度のＬＳＩチップ（Ｓｉチップ）で１例えば
９５重量％Ｐｂ−５重量％Ｓ ｎといった組成を有する
ハンダボール３（複数）を介して多層回路基板１に接続
されている。７はＳｉチップの背面上に接続された高熱
伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックス製フィン（下フィ
ン）で、Ｓｉチップ２中に発生した熱は下フィン７を通
り同材質のＳｉＣキャップ５に一体的に形成されている
上フィン６へと伝達される構造である。
刷焼成プロセスにより製造され多層回路基板である。２
は高集積密度のＬＳＩチップ（Ｓｉチップ）で１例えば
９５重量％Ｐｂ−５重量％Ｓ ｎといった組成を有する
ハンダボール３（複数）を介して多層回路基板１に接続
されている。７はＳｉチップの背面上に接続された高熱
伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックス製フィン（下フィ
ン）で、Ｓｉチップ２中に発生した熱は下フィン７を通
り同材質のＳｉＣキャップ５に一体的に形成されている
上フィン６へと伝達される構造である。
フレーム４は常圧焼結ＳｉＣセラミックス、または超硬
合金（ＷＣ粉末とコバルト粉末との焼結合金）である、
第２図は第１図のＡ部拡大図であり、この図に示すごと
く、ＳｉＣセラミックス製のフ℃のＡｒ中で３０分間焼
成した。この焼成によりＳｉＣとＣｒ粉末との界面には
ＣｒとＳｉＣとの反応層８が厚さ約５μｍで形成され残
りのＣｒ粉末はその上にＳｉＣと全く反応していない未
反応ＣｒＭとなった。この未反応Ｃｒ Ｍは一部クロム
酸化物を含み、焼成・冷却後、ピンセットにより簡単に
除去できた。
合金（ＷＣ粉末とコバルト粉末との焼結合金）である、
第２図は第１図のＡ部拡大図であり、この図に示すごと
く、ＳｉＣセラミックス製のフ℃のＡｒ中で３０分間焼
成した。この焼成によりＳｉＣとＣｒ粉末との界面には
ＣｒとＳｉＣとの反応層８が厚さ約５μｍで形成され残
りのＣｒ粉末はその上にＳｉＣと全く反応していない未
反応ＣｒＭとなった。この未反応Ｃｒ Ｍは一部クロム
酸化物を含み、焼成・冷却後、ピンセットにより簡単に
除去できた。
一方、ＳｉＣとＣｒ粉末との界面に形成されたＣｒ反応
層８は大部分がクロム珪化物層とクロム炭化物層との混
合層であり、金ｆｉｔＣｒ層はわずかに一部分であった
。すなわち、該Ｃｒ反応層８はほとんどが化合物層であ
り、金属化されていないため、該Ｃｒ反応層の部分に電
気めっきにより厚さ約５μｍのＮｉめつき膜９を施して
はじめて金属化され、ろう付またははんだ付が可能にな
った。
層８は大部分がクロム珪化物層とクロム炭化物層との混
合層であり、金ｆｉｔＣｒ層はわずかに一部分であった
。すなわち、該Ｃｒ反応層８はほとんどが化合物層であ
り、金属化されていないため、該Ｃｒ反応層の部分に電
気めっきにより厚さ約５μｍのＮｉめつき膜９を施して
はじめて金属化され、ろう付またははんだ付が可能にな
った。
なお、該Ｃｒ反応Ｍ！Ｉ８はＳｉＣ表面に塗付したＣｒ
粉末の厚さには影響されず、焼成条件によってのみ影響
される点が従来のメタライズ方法と異なる点である。
粉末の厚さには影響されず、焼成条件によってのみ影響
される点が従来のメタライズ方法と異なる点である。
なお、超硬合金製のフレームにはＮｉを直接めっきする
ことができ、その後、ろう付けを行った。
ことができ、その後、ろう付けを行った。
更にＳｉＣフレーム４の下端面ならびにＳｉＣキャップ
５の外周にも同様にしてＣｒ反応層８とＮｉめつき９と
が形成されている。超硬合金フレームにはＮｉめつきが
施された。
５の外周にも同様にしてＣｒ反応層８とＮｉめつき９と
が形成されている。超硬合金フレームにはＮｉめつきが
施された。
次に、このようにしてＣｒ反応層ならびにＮｉめつきの
完了したフレーム４とＳｉＣキャップ５とをろう付治具
中で組立てる。その時Ｎｉめつき９同士の間に厚さ３０
μｍの市販の銀ろう材（ＢＡｇ−８）の箔をはさんだ、
この治具を電気炉中にセットし、Ａｒガス中で８００℃
に加熱して銀ろう付１０を行なった。はとんど同じ線膨
張係数を有するＳｉＣ同士の銀ろう付であるため、ろう
のぬれ性は極めて良好でかっ熱歪は極めて少なく、Ｈｅ
ガス１３のリークの恐れ等のない極めて健全な部材かえ
られた。
完了したフレーム４とＳｉＣキャップ５とをろう付治具
中で組立てる。その時Ｎｉめつき９同士の間に厚さ３０
μｍの市販の銀ろう材（ＢＡｇ−８）の箔をはさんだ、
この治具を電気炉中にセットし、Ａｒガス中で８００℃
に加熱して銀ろう付１０を行なった。はとんど同じ線膨
張係数を有するＳｉＣ同士の銀ろう付であるため、ろう
のぬれ性は極めて良好でかっ熱歪は極めて少なく、Ｈｅ
ガス１３のリークの恐れ等のない極めて健全な部材かえ
られた。
一方、多層回路基板１上には、ハンダボール３を介して
複数個のＳｉチップ２を接続した。なおこの多層回路基
板の外周部には、第３図（第１図のＢ部拡大図）に示す
ように″ ＋ｔ＋＋ ’ ： −−：はんだ何月メ
タライゼーション［１１が形成されている。このアルミ
ナ基板と上に述べた銀ろう付された部材とを組合せＨｅ
ガス中で、ハンダボール３の再溶融しない温度で溶融す
る別種のはんだ（例えば６０重量％Ｓ ｎ −４０重量
％ｐｂはんだ）を用いてはんだ付１２を行なった。銀ろ
う何部はこのはんだ付によって全く影響されず、従って
健金な接合部を有する冷却特性の優れた半導体パッケー
ジを得ることができた。
複数個のＳｉチップ２を接続した。なおこの多層回路基
板の外周部には、第３図（第１図のＢ部拡大図）に示す
ように″ ＋ｔ＋＋ ’ ： −−：はんだ何月メ
タライゼーション［１１が形成されている。このアルミ
ナ基板と上に述べた銀ろう付された部材とを組合せＨｅ
ガス中で、ハンダボール３の再溶融しない温度で溶融す
る別種のはんだ（例えば６０重量％Ｓ ｎ −４０重量
％ｐｂはんだ）を用いてはんだ付１２を行なった。銀ろ
う何部はこのはんだ付によって全く影響されず、従って
健金な接合部を有する冷却特性の優れた半導体パッケー
ジを得ることができた。
第４〜６図は本発明の他の実施例を示す。第５図は第４
図のＡ部拡大図、第６図は第４図のＢ部拡大図である。
図のＡ部拡大図、第６図は第４図のＢ部拡大図である。
１４は高熱伝導・電気絶縁性のＳｉＣセラミックスの上
に電気回路が形成されている基板である。１８は金属（
例えばＣｕにＮｉめつきを施したもの）１１２のフレー
ムである。実施例１と同じ要領で、まずＳｉＣ回路基板
の外周にＣｒ反応層２０を形成し、ついで、金属ペース
ト印刷の手法によりＡｕペーストでＳｉＣセラミックス
上に電気回路を形成した。この処理でＣｒ反応層２０の
表面が酸化するのでそれを除去し。
に電気回路が形成されている基板である。１８は金属（
例えばＣｕにＮｉめつきを施したもの）１１２のフレー
ムである。実施例１と同じ要領で、まずＳｉＣ回路基板
の外周にＣｒ反応層２０を形成し、ついで、金属ペース
ト印刷の手法によりＡｕペーストでＳｉＣセラミックス
上に電気回路を形成した。この処理でＣｒ反応層２０の
表面が酸化するのでそれを除去し。
Ｃｒ反応層の上にＮｉめつき２１を施した。
このＳｉＣ回路基板１４とフレーム１８との間に市販の
銀ろう材（Ｂ Ａ ｇ −７）の箔をはさんで組立て、
Ａｒガス中で７００℃で銀ろう付２３を行なった。
銀ろう材（Ｂ Ａ ｇ −７）の箔をはさんで組立て、
Ａｒガス中で７００℃で銀ろう付２３を行なった。
次に１回路基板１４のＡｕパッド上にＡ ｕ −５ｉ共
晶はんだ付の手法を用いてＳ ｉ （ＬＳ Ｉ）チップ
１９をはんだ付し、ＬＳＩ上のパッド（複数）と回路基
板上のパッド（複数）の間をＡｕワイヤを用いてワイヤ
ボンディング１６を行なった。
晶はんだ付の手法を用いてＳ ｉ （ＬＳ Ｉ）チップ
１９をはんだ付し、ＬＳＩ上のパッド（複数）と回路基
板上のパッド（複数）の間をＡｕワイヤを用いてワイヤ
ボンディング１６を行なった。
その後、Ｎｚ＋Ｈｅガス１７中で低温はんだを用いて、
キャップ１５をはんだ付２２した。
キャップ１５をはんだ付２２した。
このような構造を採用することにより、Ｓｉチップ１９
からの熱除去性能の極めて優れたワイヤボンディング用
半導体パッケージをうろことができた。
からの熱除去性能の極めて優れたワイヤボンディング用
半導体パッケージをうろことができた。
第７〜８図は第１図に示した実施例をやや変形した他の
実施例を示す、第８図は第７図のＡ部拡大図である。
実施例を示す、第８図は第７図のＡ部拡大図である。
２５は高熱伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックス製のキ
ャップで、２４は同じ材質のＳｉＣで独立に加工された
上フィンである。
ャップで、２４は同じ材質のＳｉＣで独立に加工された
上フィンである。
キャップ２５の外周に第１図の要領でＣｒ反応層ならび
にＮｉめつき層を形成するに当り、キャップ２５上の上
フィン２４が取付けられるべき位置の表面と上フィンの
取付は面１こも同様にＣｒ反蓼 溶層２７とＮｉめつき層２８とを形成された。そして、
フレーム（４あるいは１８）をろう付するのと同じ工程
で上フィンをろう付２６するものである。
にＮｉめつき層を形成するに当り、キャップ２５上の上
フィン２４が取付けられるべき位置の表面と上フィンの
取付は面１こも同様にＣｒ反蓼 溶層２７とＮｉめつき層２８とを形成された。そして、
フレーム（４あるいは１８）をろう付するのと同じ工程
で上フィンをろう付２６するものである。
このような工程を採用することにより、極めて硬くて切
削加工の困難なＳｉＣセラミツクス製のフィンを容易に
別途加工することができるので、構造設計が自由になる
ばかりでなく、半導体パッケージの製造コストを引下げ
る効果が大きい。
削加工の困難なＳｉＣセラミツクス製のフィンを容易に
別途加工することができるので、構造設計が自由になる
ばかりでなく、半導体パッケージの製造コストを引下げ
る効果が大きい。
第９，１０図は第１図に示した実施例と第７゜８図に示
した実施例とを更に変更した他の実施例を示す、第１０
図は第９図のＡ部拡大図である。
した実施例とを更に変更した他の実施例を示す、第１０
図は第９図のＡ部拡大図である。
２９は高熱伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックス製のカ
バー、上フィン３０は２０重量％Ｃｕと８０重量％Ｗと
の粉末焼結合金でＮｉめつきを施しである。第７，８図
の実施例のような要領で前記カバー２９の接合面にはＣ
ｒ反応層３２とＮｉめつき層３３とが予め形成された。
バー、上フィン３０は２０重量％Ｃｕと８０重量％Ｗと
の粉末焼結合金でＮｉめつきを施しである。第７，８図
の実施例のような要領で前記カバー２９の接合面にはＣ
ｒ反応層３２とＮｉめつき層３３とが予め形成された。
そして、カバー２９と上フィン３０とは市販の銀ろう材
（Ｂ Ａｇ−７）を用いて容易にろう付３１を行なうこ
とができた。
（Ｂ Ａｇ−７）を用いて容易にろう付３１を行なうこ
とができた。
本実施例のように、銅とタングステンとの粉末合金製の
上フィンを採用すれば溝加工が極めて容易なので量産性
に優れ、なおかつ熱伝導性に優れたＳｉＣセラミックス
の特性を発揮することのできる半導体パッケージを提供
することができる。
上フィンを採用すれば溝加工が極めて容易なので量産性
に優れ、なおかつ熱伝導性に優れたＳｉＣセラミックス
の特性を発揮することのできる半導体パッケージを提供
することができる。
第１１〜１３図は第２図に示した実施例を変形した他の
実施例を示す、第１２図は第１１図のＡ部拡大図、第１
３図は第１１図のＢ部拡大図である。
実施例を示す、第１２図は第１１図のＡ部拡大図、第１
３図は第１１図のＢ部拡大図である。
３５はアルミナセラミックス製多層回路基板。
３６は３５の中にはめ込まれた高熱伝導・電気絶縁性Ｓ
ｉＣセラミックス製小プレート、３４はＦ ｓ −４２
ｗ ｔ％Ｎｉ合金にＮｉめつきを施した金属製のカバー
である。
ｉＣセラミックス製小プレート、３４はＦ ｓ −４２
ｗ ｔ％Ｎｉ合金にＮｉめつきを施した金属製のカバー
である。
アルミナセラミックス製多層回路基板３５上のＳｉペレ
ット３９が搭載されるべき場所は予め空枠を設けておき
、その内周部全周には予め従来技術によって銀ろう付用
メタライゼーシヨン層４１が形成されている。又、３５
の外周部分にも同様のメタライゼーション層４１を作っ
た。一方、上記空枠に対応する寸法に予め加工されつい
で表面にＡｕメタライズ層が形成されＳｉＣセラミック
ス製小プレート３６の外周全部にはＣｒ反応層３８およ
びＮｉめつき層３９を施した。そして、３５と３６を組
立て、市販の銀ろう材（Ｂ Ａ ｇ −８）４０を用い
てＡｒ雰囲気中で炉中ろう付を行なった。このようにし
て空枠部のなくなった回路基板のＳｉＣ小プレート３６
の上に、Ｓｉチップ３７を従来からのＡｕ−８ｉ共晶ペ
ツト付法によって接合し、Ｓｉチップ上の回路とアルミ
ナ基板３５上の回路とをワイヤボンディングにより接続
し、最後にＮ ｚ ＋ Ｈｚガス雰囲気中で金属製カバ
ー３４とアルミナ多層回路基板の外周部とをはんだ付４
２して半導体パッケージを完成した。
ット３９が搭載されるべき場所は予め空枠を設けておき
、その内周部全周には予め従来技術によって銀ろう付用
メタライゼーシヨン層４１が形成されている。又、３５
の外周部分にも同様のメタライゼーション層４１を作っ
た。一方、上記空枠に対応する寸法に予め加工されつい
で表面にＡｕメタライズ層が形成されＳｉＣセラミック
ス製小プレート３６の外周全部にはＣｒ反応層３８およ
びＮｉめつき層３９を施した。そして、３５と３６を組
立て、市販の銀ろう材（Ｂ Ａ ｇ −８）４０を用い
てＡｒ雰囲気中で炉中ろう付を行なった。このようにし
て空枠部のなくなった回路基板のＳｉＣ小プレート３６
の上に、Ｓｉチップ３７を従来からのＡｕ−８ｉ共晶ペ
ツト付法によって接合し、Ｓｉチップ上の回路とアルミ
ナ基板３５上の回路とをワイヤボンディングにより接続
し、最後にＮ ｚ ＋ Ｈｚガス雰囲気中で金属製カバ
ー３４とアルミナ多層回路基板の外周部とをはんだ付４
２して半導体パッケージを完成した。
本実施例のような構造ならびに製造プロセスを採用すれ
ば、従来から確立され信頼性の高いアルミナ多層回路基
板の技術と高熱伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックスと
の特性を効果的に組合せ、健全で冷却特性の優れた半導
体パッケージをうろことができる。
ば、従来から確立され信頼性の高いアルミナ多層回路基
板の技術と高熱伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックスと
の特性を効果的に組合せ、健全で冷却特性の優れた半導
体パッケージをうろことができる。
第１４図は銀ろう何部の他の実施例を示す。
４７は高熱伝導・電気絶縁性ＳｉＣセラミックス回路基
板の端部のＳｉＣ部分を示したもの、４４は４７の上に
形成されたＣｒ反応層、４５は４４の上に施こされたＮ
ｉめつき層、４８は４５の上に施こされた第２のメッキ
層、４３は金属製フレーム材、４６件銀ろう何部である
。
板の端部のＳｉＣ部分を示したもの、４４は４７の上に
形成されたＣｒ反応層、４５は４４の上に施こされたＮ
ｉめつき層、４８は４５の上に施こされた第２のメッキ
層、４３は金属製フレーム材、４６件銀ろう何部である
。
まず、ＳｉＣセラミックスの上にペースト状べ
Ｃｒ粉末を塗付して焼焼してＣｒ反応層４４を形成し、
ついでこのＣｒ反応層４４の上に電気めっき法により５
μｍ厚さのＮｉめつき層４５が形成された。（なお、Ｗ
１気めっきでなく化学Ｎｉめつき法を用いても、その効
果に変りはない。）さらに、このＮｉめつき層の上の電
気めっき法により５μｍ厚さのＣｕめつき層４８が形成
された。
ついでこのＣｒ反応層４４の上に電気めっき法により５
μｍ厚さのＮｉめつき層４５が形成された。（なお、Ｗ
１気めっきでなく化学Ｎｉめつき法を用いても、その効
果に変りはない。）さらに、このＮｉめつき層の上の電
気めっき法により５μｍ厚さのＣｕめつき層４８が形成
された。
（なお、電気めっきでなく化学Ｃｕめつき法、スパッタ
蒸着法などを用いてもその効果に変りはない。）その後
Ｃｕフレーム材４３と上記Ｃｕめつき４８の間に市販の
ＢＡｇ−８銀ろう材の箔をはさみ、真空炉中で８００℃
に加熱して銀ろう付４６を行なった。
蒸着法などを用いてもその効果に変りはない。）その後
Ｃｕフレーム材４３と上記Ｃｕめつき４８の間に市販の
ＢＡｇ−８銀ろう材の箔をはさみ、真空炉中で８００℃
に加熱して銀ろう付４６を行なった。
半導体パッケージの構造上必要であれば、上記実施例の
ようにＣｕめつき層を追加しても本発明の効果に変化は
ない、また、上記実施例では。
ようにＣｕめつき層を追加しても本発明の効果に変化は
ない、また、上記実施例では。
Ｎｉめつきを施した上にＣｕめつきを施しているが、Ｃ
ｒメタライゼーション層の上に直接Ｃｕめつき層を形成
してもその効果には変化がない、また市販の銀ろう材の
代りに他のろう材やはんだ材を用いてもその効果に変り
はない。
ｒメタライゼーション層の上に直接Ｃｕめつき層を形成
してもその効果には変化がない、また市販の銀ろう材の
代りに他のろう材やはんだ材を用いてもその効果に変り
はない。
第１５図は第１４図の実施例を変形した他の実施例を示
す。
す。
第１４図との主な相違点は、Ｃｒメタライゼーション層
５１、Ｎｉめつき５２が施されたＳｉＣセラミックス５
３と金属製フレーム４９との間に中間材５４が配置され
、そのためにＡｇろう何部５０が２Ｍ！Ｊとなっている
ことである。
５１、Ｎｉめつき５２が施されたＳｉＣセラミックス５
３と金属製フレーム４９との間に中間材５４が配置され
、そのためにＡｇろう何部５０が２Ｍ！Ｊとなっている
ことである。
本実施例においては、中間材５４として５００μＩｎの
厚さの純Ａｇの箔を用い、ろう材としては市販のＢＡｇ
−７ろう材の箔を用いてＡｒ雰囲気中で銀ろう付を行な
った。
厚さの純Ａｇの箔を用い、ろう材としては市販のＢＡｇ
−７ろう材の箔を用いてＡｒ雰囲気中で銀ろう付を行な
った。
このような構成を採用することにより、ろう何時にＳｉ
Ｃセラミックスとフレームとの材質差・寸法差からひき
起される大きな熱応力と熱歪とを吸収し健全なろう付を
行なうことができるので。
Ｃセラミックスとフレームとの材質差・寸法差からひき
起される大きな熱応力と熱歪とを吸収し健全なろう付を
行なうことができるので。
半導体パッケージの構造や構成材料の選定の自由度を高
め、かつろう付の歩留りを高めることにより生産コスト
の引下げに貢献することができる。
め、かつろう付の歩留りを高めることにより生産コスト
の引下げに貢献することができる。
本発明により、炭化珪素系セラミックス焼結体を用いた
半導体パッケージの構造の選定が大幅に自由になり、冷
却特性の良い半導体パッケージを設計できる等、該セラ
ミックスの特性を十分活用できるようになる。
半導体パッケージの構造の選定が大幅に自由になり、冷
却特性の良い半導体パッケージを設計できる等、該セラ
ミックスの特性を十分活用できるようになる。
第１〜３図はフレームに常圧焼結ＳｉＣまたはタングス
テンカーバイドを用い冷却フィンを有する半導体パッケ
ージの断面図、第４〜６図はフレームに金属を用いた半
導体パッケージの断面図、第７，８図は別途加工した５
ｉＣＩＱ冷却フインがＳｉＣ冷却基板上に接合されてい
る半導体パツケ−ジの断面部、第９，１０図は別途加工
したＳｉＣ製冷却フィンがＣｕ製冷却基板上に接合され
ている半導体パッケージの断面部、第１１〜１３図は５
ｉＣ１！５冷却基板がアルミナ多層回路基板に組み込ま
れている半導体パッケージの断面図、第１４図は２層の
めっきを施した銀ろう何部近傍の断面図、第１５図は中
間材を用いた銀ろう何部近傍の断面図である。 １・・・多層回路基板、２・・・Ｓｉチップ、３・・・
はんだボール、４・・・フレーム、５・・・ＳｉＣキャ
ップ、６・・・上フィン、７・・・下フィン、８・・・
クロム反応層、９・・・めっき、１０・・・銀ろう付、
１１・・・アルミナ基板メタライゼーション、１２・・
・はんだ付、１４・・・ＳｉＣ回路基板、３５・・・ア
ルミナ多層回路基板、高 １（２１ １２図 躬３（２） １３ −、−− Ｈｅｔｒ’７゜ ％Ｌ４−口 ｚ３−−一 俊＆ろう 纂］■ Ａ邦 第８０ も９０ ３づ −ｍ−め ７さ 鱈１１ｆ￥１ 第１２０ も１３０
テンカーバイドを用い冷却フィンを有する半導体パッケ
ージの断面図、第４〜６図はフレームに金属を用いた半
導体パッケージの断面図、第７，８図は別途加工した５
ｉＣＩＱ冷却フインがＳｉＣ冷却基板上に接合されてい
る半導体パツケ−ジの断面部、第９，１０図は別途加工
したＳｉＣ製冷却フィンがＣｕ製冷却基板上に接合され
ている半導体パッケージの断面部、第１１〜１３図は５
ｉＣ１！５冷却基板がアルミナ多層回路基板に組み込ま
れている半導体パッケージの断面図、第１４図は２層の
めっきを施した銀ろう何部近傍の断面図、第１５図は中
間材を用いた銀ろう何部近傍の断面図である。 １・・・多層回路基板、２・・・Ｓｉチップ、３・・・
はんだボール、４・・・フレーム、５・・・ＳｉＣキャ
ップ、６・・・上フィン、７・・・下フィン、８・・・
クロム反応層、９・・・めっき、１０・・・銀ろう付、
１１・・・アルミナ基板メタライゼーション、１２・・
・はんだ付、１４・・・ＳｉＣ回路基板、３５・・・ア
ルミナ多層回路基板、高 １（２１ １２図 躬３（２） １３ −、−− Ｈｅｔｒ’７゜ ％Ｌ４−口 ｚ３−−一 俊＆ろう 纂］■ Ａ邦 第８０ も９０ ３づ −ｍ−め ７さ 鱈１１ｆ￥１ 第１２０ も１３０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回路基板上に半導体チップを有し、該チップを外気
から密閉する封止部材を有する半導体パッケージにおい
て、前記回路基板と前記封止部材の少なくとも一方の少
なくとも一部が電気絶縁性非酸化物系セラミックス焼結
体により構成され、該焼結体とその隣接部材との接触面
の焼結体側に順次にクロム珪化物とクロム炭化物を含む
混合物からなるクロム反応層、ニッケルと銅の少なくと
も１つよりなるめつき層を有し、該めつき層を介して前
記焼結体とその隣接部材とが銀ろう付されていることを
特徴とする半導体パッケージ。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記焼結体が高熱
伝導性電気絶縁性炭化珪素系セラミックス焼結体よりな
ることを特徴とする半導体パッケージ。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記封止部材の一
部に前記半導体チップの放熱フィンを有し、該放熱フィ
ンが高熱伝導性電気絶縁性炭化珪素系セラミックス焼結
体よりなることを特徴とする半導体パッケージ。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記封止部材の残
り部分がコバール又は超硬合金により構成され、且つ前
記焼結体と接合される面に銀ろう付用メタライゼーシヨ
ン層を有することを特徴とする半導体パッケージ。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記メタライゼー
シヨン層の材料がニッケル、銀、銅の１つ以上よりなる
ことを特徴とする半導体パッケージ。 ６、特許請求の範囲第１項において、前記回路基板の前
記半導体チップを搭載した部分が高熱伝導性電気絶縁性
炭化珪素系セラミックス焼結体により構成され、残りの
部分がアルミナ系セラミックス焼結体により構成されて
いることを特徴とする半導体パッケージ。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記アルミナ系セ
ラミックス焼結体が前記炭化珪素系セラミックス焼結体
に接合される面に銀ろう付用メタライゼーシヨン層を有
することを特徴とする半導体パッケージ。 ８、特許請求の範囲第６項において、前記高熱伝導性電
気絶縁性セラミックス焼結体が、ベリリウム酸化物を１
〜２重量％含み、熱伝導率２４０〜２７０Ｗ／ｍ・°Ｋ
、電気抵抗率１０＾１＾０〜１０＾１＾３Ω・ｃｍを有
する炭化珪素系セラミックス焼結体よりなることを特徴
とする半導体パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8414186A JPS62241356A (ja) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | 半導体パツケ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8414186A JPS62241356A (ja) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | 半導体パツケ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62241356A true JPS62241356A (ja) | 1987-10-22 |
| JPH0467784B2 JPH0467784B2 (ja) | 1992-10-29 |
Family
ID=13822216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8414186A Granted JPS62241356A (ja) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | 半導体パツケ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62241356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02281747A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Hitachi Ltd | マルチチツプモジユールの封止冷却機構 |
| FR2667981A1 (fr) * | 1990-10-12 | 1992-04-17 | Thomson Csf | Procede d'assemblage de deux couches constituees de materiaux differents et son application a l'encapsulation hermetique de circuits hybrides. |
-
1986
- 1986-04-14 JP JP8414186A patent/JPS62241356A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02281747A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Hitachi Ltd | マルチチツプモジユールの封止冷却機構 |
| FR2667981A1 (fr) * | 1990-10-12 | 1992-04-17 | Thomson Csf | Procede d'assemblage de deux couches constituees de materiaux differents et son application a l'encapsulation hermetique de circuits hybrides. |
| US5201456A (en) * | 1990-10-12 | 1993-04-13 | Thomson-Csf | Process for assembly of a metal can on a substrate bearing an integrated circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467784B2 (ja) | 1992-10-29 |
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