JPH02303058A - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体素子を収容するための半導体素子収納用
パッケージの改良に関するものである。

（従来の技術） 従来、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は一般にアルミナセ
ラミックス等の電気絶縁材料から成り、その上面略中央
部に半導体素子を収容するための空所を有し、且つ上面
にタングステン（賀）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点
金属粉末から成るメタライズ金属層を有する絶縁基体と
、半導体素子を外部回路に電気的に接続するために前記
メタライズ金属層に恨ロウ等のロウ材を介し取着された
コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）や４２Ａｌｌｏｙ（
Ｆｅ−Ｎｉ合金）から成る外部リード端子と蓋体から構
成されており、絶縁基体と蓋体とから成る容器内部に半
導体素子が収容され、気密封止されて半導体装置となる
。

尚、この従来の半導体素子収納用パフケージは外部リー
ド、端子と外部回路との電気的接続を良好とするために
、また外部リード端子が酸化腐食するのを防止するため
に通常、外部リード端子の外表面にはニッケル（Ｎｉ）
、金（Ａｕ）等の良導電性で、耐蝕性に優れた金属がメ
ッキにより被着されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、この従来の半導体素子収納用パッケージに
おいては半導体素子を収容するｋｉｄ縁容蓋容器表面に
取着されるコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）や４２Ａ
１１ｏｙ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）から成る外部リード端子が
通常、その素材が鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバ
ル）　（Ｃｏ）等の原料金属を真空炉中で熔解させ、合
金化させることによって形成されており、合金化させる
際、原料金属にマンガン（Ｍｎ）、珪素（Ｓｉ）、アル
ミニウム（ＡＩ）等の酸化し易い金属を脱酸素材として
添加しておき、素材（コバールや４２Ａ　ｌ　ｊｏｙ）
自体が酸化するのを防止しており、該脱酸素材はその一
部が酸化物（酸化マンガン：Ｍｎ０１酸化珪素：ＳｉＯ
□、酸化アルミニウム：　ＡｌｚＯｉ　）として素材中
に混入している。そのためこの素材から成る外部リード
端子の外表面にニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）等の金属
をメッキした場合、メッキ金属層には外部リード端子の
外表面に脱酸素材の酸化物が多量に露出しており、該酸
化物にはメッキがかからないことから多量のピンホール
（穴）が形成されたものとなり、その結果、外部リード
端子の外表面全面をメッキ金属層で完全に被覆すること
ができないという欠点を有する。

従って、従来の半導体素子収納用パッケージは外部リー
ド端子に塩水等が付着すると該塩水が外部リード端子の
外表面に被着されたメッキ金属層のピンホール（穴）を
介して外部リード端子に直接接触し、外部リード端子に
錆を発生して外観不良等を招来するものであった。

（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、
外部リード端子等の半導体素子を収容する絶縁容器に取
着される金属部材の外表面全面にメッキ金属層を被着さ
せるのを可能とし、該金属部材に外観不良等の原因とな
るような錆が発生するのを著しく低減させることが可能
な半導体素子収納用パッケージを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は半導体素子を収容する絶縁容器の外表面に金属
部材を取着して成る半導体素子収納用パッケージにおい
て、前記金属部材はその非金属介在物量がＪＩＳ　Ｇ−
０５５５に規定の非金属介在物清浄度で０．０５％以下
であることを特徴とするものである。

（実施例） 次に本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。

第１図及び第２図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、ｌはアルミナセラミック等の電気
絶縁材料から成る絶縁基体、２は同じく電気絶縁材料か
ら成る蓋体である。この絶縁基体１と蓋体２とで半導体
素子を収容するための絶縁容器３が構成される。

前記絶縁基体１にはその上面中央部に半導体素子を収容
するための空所を形成する凹部が設けてあり、該凹部底
面には半導体素子５が接着材を介し取着されている。

前記絶縁基体１は、例えばセラミックスの粉末に適当な
有機溶剤、溶媒を添加して泥脩状となすとともにこれを
ドクターブレード法を採用することによってグリーンシ
ート（生シート）を形成し、しかる後、前記グリーンシ
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
、高温で焼成することによって製作される。

また前記絶縁基体ｌには凹部周辺から外周端にかけてメ
タライズ金属Ｎ４が形成されており、メタ金属Ｊｉ４の
凹部周辺部には半導体素子５の電極がボンディングワイ
ヤ６を介し電気的に接続され、またメタライズ金属Ｎ４
の外周端部には外部回路と接続される多数の外部リード
端子７が銀ロウ等のロウ材８を介しロウ付けされている
。

前記メタライズ金属層４はタングステン（−）、モリブ
デン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）等の高融点金属粉末か
ら成り、従来周知のスクリーン印刷法を採用することに
より絶縁基体ｌの上面に被着形成される。

また前記メタライズ金属Ｎ４はその外表面に該金属７１
４の酸化腐食を防止するために、また外部リード端子７
を取着するロウ材８のメタライズ金属層４に対する濡れ
性を良好とし、外部リード端子７とメタライズ金属層４
とのロウ付は強度を工場させるためにニッケル（Ｎｉ）
等の耐蝕性に優れた金属がメッキにより被着されている
。

前記絶縁基体１の上面外周端部にロウ付けされた外部リ
ード端子７は内部に収容した半導体素子５を外部回路と
接続する作用を為し、外部リード端子７を外部回路に電
気的に接続することによって内部に収容した半導体素子
５はメタライズ金属Ｎ４及び外部リード端子７を、介し
外部回路と接続されることとなる。

前記外部リード端子７はコバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金）や４２Ａ１１ｏｙ（Ｐｅ−Ｎｉ合金）から成り、そ
の内部に混入する脱酸素材の酸化物、即ち、非金属介在
物量がＪＩＳ　Ｇ−０５５５に規定の非金属介在物？ｉ
？浄度で０．０５Ｘ以下となっている。

従って、たの外部リード端子７の外表面に後述する良導
電性で、且つ耐蝕性に優れたニッケル（Ｎｉ）、金（Ａ
ｕ）等の金属をメッキする際、外部リード端子７の外表
面には脱酸素材の酸化物がほとんど露出していないこと
から外部リード端子７の外表面全面をメッキ金属層で完
全に被覆することが可能となり、外部リード端子７に塩
水が付着したとしても錆を発生することはほとんどない
。

前記外部リード端子７の非金属介在物量をＪＩＳＧ−０
５５５に規定の非金属介在物清浄度で０．０５％以下と
するには、脱酸素材の酸化物の比重が軽いことを利用し
、真空炉中で原料金属を熔解させ、合金化させて素材を
得る際、熔解した金属の冷却速度を遅くするとともに熔
解した金属を遅い速度で攪拌することによって脱酸素材
の酸化物を熔解した金属の上面表面部に浮上させ、しか
る後、この上面表面部に浮上した酸化物を除去すること
によって行われる。

前記外部リード端子７の外表面には核酸７と外部回路の
電気的接続を良好とするために、また外部リード端子７
が酸化腐食するのを防止するためにニッケル（Ｎｉ）、
金（Ａｕ）等から成る良導電性で、かつ耐蝕性に優れた
金属より成るメッキ金属層９が従来周知のメッキ法によ
り被着されている。

尚、この場合、外部リード端子７の外表面には脱酸素材
の酸化物がほとんど露出していないことからその外表面
全面にメッキ金属Ｎ９をピンホール（穴）を形成するこ
となく完全に被着させることが可能となる。

か（して、この半導体素子収納用パフケージによれば、
絶縁基体ｌの凹部底面に半導体素子５５をガラス、樹脂
、ロウ材等の接着材を介し取着固定するとともに該半導
体素子５の各電極をボンディングワイヤ６により外部リ
ード端子７がロウ付けされたメタライズ金属１！１４に
接続させた後、絶縁基体１と蓋体２を樹脂等の封止部材
で取着させることによりその内部に半導体素子５を気密
に封止し、半導体装置となる。

（実験例） 次ぎに本発明の作用効果を以下の実験例に基づき説明す
る。

まず、脱酸素材の酸化物の混入量、部ち、非金属介在物
量をＪＩＳ　Ｇ−０５５５に規定の非金属介在物清浄度
において第１表に示す値となる外部リード端子を夫々準
備し、これを−辺に７本ずつ、合計２８本取着した第２
図に示す構造の半導体素子収納用パンケージを評価用サ
ンプルとして夫々、２０個（外部リード端子の総数、各
５６０本）を作成する。

次ぎに、前記評価用サンプルの外部リード端子の外表面
にニッケルメッキ及び金メッキを施し、１．２７〜８．
８９μｍのニッケルメッキ金ｒ％層及び１．５２〜５．
７２μ謡の金メツキ金属層を被着させる。

そして次ぎに、前記評価用サンプルをＭＩＬ−３ＴＤ−
８８３Ｃ１００９に規定の塩水噴霧試験に２４時間（条
件＾）に投入し、しかる後、各外部リード端子の外表面
を顕微鏡で観察し、外部リード端子の全面積に対し１％
以上の面積に錆が発生しているもの及び１％以下の面積
で錆が発生しているものの数をかぞえ不良率を算出した
。

尚、第１表中、試料番号９．１０は本発明と比較するた
めの比較試料であり、従来一般に使用されている非金属
介在物清浄度が高い・コバール、４２Ａ１１ｏｙから成
る外部リード端子である。

上記の結果を第１表に示す。

（以下、余白） 上記実験結果からも判るように非金属介在物清浄度が０
．１χのコバール、４２Ａ１１ｏｙから成る従来の外部
リード端子は、該外部リード端子の全面積に対し１′１
以上の面積で錆が発生したものが４．３％以上、１％以
下の面積で錆が発生したものが１０．９％以上あり、合
計１５．２２の外部リード端子に錆が発生している。こ
れに対し、本発明品は１％以上の錆発生は０χ、１％以
下の請発生は２．３χであり、外部リード端子に発生す
る錆は極めて小面積で、且つ錆発生件数が非常に少なく
、外部リード端子の外表面をメッキ金属層が完全に被覆
していることが判る。

（発明の効果） 本発明によれば半導体素子を収容する絶縁容器に取着す
る金属部材の非金属介在物量をＪＩＳ　Ｇ−０５５５に
規定の非金属介在物清浄度で０．０５％以下としたこと
から金属部材の外表面に耐蝕性に優れたメッキ金属層を
ピンホール（穴）を形成することなく完全に被覆する如
く被着させることが可能となり、その結果、金属部材に
塩水が付着しても外観不良等の原因となる錆の発生はほ
とんどないものに為すことができる。

尚、本発明は上述の実施例、実験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
変更は可能であり、例えば半導体素子を収容する絶縁容
器に取着される金属部材として外部リード端子の他に、
ヒートシンク材、金属製蓋体、シームウェルド用金属リ
ング等にも適用可能であり、更には金属部材の外表面を
予めエツチング等の化学研磨処理を施し、金属部材の外
表面に付着している異物を除去しておけば金属部材の外
表面にメッキ金属層をより完全に被覆させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図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、第２図は第１図に示す絶縁基体の平面
図である。 ｌ：絶縁基体　　２：蓋体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体素子を収容する絶縁容器の外表面に金属部材を取
   着して成る半導体素子収納用パッケージにおいて、前記
   金属部材はその非金属介在物量がＪＩＳＧ−０５５５に
   規定の非金属介在物清浄度で０．０５％以下であること
   を特徴とする半導体素子収納用パッケージ。