JPH03218660A - 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、半導体素子を収容するためのパッケージ、特にガ
ラスの溶着によって封止するガラス封止型半導体素子収
納用パッケージは、絶縁基体と蓋体とから成り、内部に
半導体素子を収容する空所を有する絶縁容器と、該容器
内に収容される半導体素子を外部電気回路に電気的に接
続するための外部リード端子とから構成されており、絶
縁基体及び蓋体の相対向する主面に予め封止用のガラス
部材を被着形成すると共に、絶縁基体主面に外部リード
端子を固定し、半導体素子の各電極と外部リード端子と
をワイヤボンド接続した後、絶縁基体及び蓋体のそれぞ
れに被着させた封止用ガラス部材を溶融一体化させるこ
とによって内部に半導体素子を気密に封止している。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍ら、この従来のガラス封止型半導体素子収納用
パッケージは通常、外部リード端子がコバール（２９Ｗ
ｔ％Ｎｉ−１６Ｗｔ％Ｃｏ−５５Ｗｔ％Ｆｅ合金）や４
２Ａｌｌｏｙ（４２Ｗｔ％Ｎｉ−５８Ｗｔ％Ｆｅ合金）
の導電性材料から成っており、該コバールや４２Ａｌｌ
ｏｙ等は透磁率が高く、且つ導電率が低いことから以下
に述べる欠点を有する。

即ち、 ■コバールや４２Ａｌｌｏｙは鉄（Ｆｅ）、ニッケル（
Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）といった強磁性体金属のみか
ら成っており、その透磁率は２５０〜７００　（ＣＧＳ
）と高い。

そのためこのコバールや４２Ａｌｌｏｙ等から成る外部
リード端子に電流が流れると外部リード端子中に透磁率
に比例した大きな自己インダクタンスが発生し、これが
逆起電力を誘発してノイズとなると共に、該ノイズが半
導体素子に入力されて半導体素子に誤動作を生じさせる
、 ■コバールや４２Ａｌｌｏｙはその導電率が３．０〜３
．５％（ＩＡＣＳ）と低い。そのためこのコバールや４
２Ａｌｌｏｙ等から成る外部リード端子に信号を伝搬さ
せた場合、信号の伝搬速度が極めて遅いものとなり、高
速駆動を行う半導体素子はその収容が不可となってしま
う、 ■半導体素子収納用パッケージの内部に収容する半導体
素子の高密度化、高集積化の進展に伴い、半導体素子の
電極数か大幅に増大しており、半導体素子の各電極を外
部電気回路に接続する外部リ一ド端子の線幅も極めて細
くなってきている。そのため外部リード端子は上記■に
記載のコバールや４２ＡＩＩｏｙの導電率が低いことと
相俊って電気抵抗が極めて大きなものになってきており
、外部リード端子に信号を伝搬させると、該外部リード
端子の電気抵抗に起因して信号が大きく減衰し、内部に
収容する半導体素子に信号を正確に入力することができ
ず、半導体素子に誤動作を生じさせる、等の欠点を有し
ていた。

（発明の目的） 本発明は上記諸欠点に鑑み案出されたものでその目的は
外部リード端子で発生するノイズ及び外部リード端子に
おける信号の減衰を極小となし、内部に収容する半導体
素子への信号の入出力を確実に行うことを可能として半
導体素子を長期間にわたり正常、且つ安定に作動させる
ことができる半導体素子収納用パッケージを提供するこ
とにある。

また本発明の他の目的は高速駆動を行う半導体素子を収
容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。

（課題を解決するための手段） 本発明は絶縁基体と蓋体とから成り、内部に半導体素子
を収容するための空所を有する容器と、該容器内に収容
される半導体素子を外部電気回路に接続するための外部
リード端子とから成る半導体素子収納用パッケージにお
いて、前記外部リード端子を透磁率２１０　（ＣＧＳ）
以下、熱膨張係数５〜１２Ｘ　１０−’／　’Ｃ１導電
率ｌＯ％（ＩＡＣＳ）以上の導電性材料で形成したこと
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、１は絶縁基体、２は蓋体である。

この絶縁基体１と蓋体２とにより絶縁；容器３が構成さ
れる。

前記絶縁基体１及び蓋体２にはそれぞれの中央部に半導
体素子を収容する空所を形成するための凹部が設けてあ
り、絶縁基体ｌの凹部底面には半導体素子４が樹脂、ガ
ラス、ロウ材等の接着剤を介し取着固定される。

前記絶縁基体ｌ及び蓋体２はアルミナセラミックス、ス
テアタイトセラミックス、スピネルセラミックス、フォ
ルステライトセラミックス等から成り、絶縁基体ｌ及び
蓋体２か例えばアルミナセラミックスから成る場合には
第１図に示すような絶縁基体ｌ及び蓋体２に対応した形
状を有するプレス型内にアルミナセラミックスの原料粉
末を充填させるとともに一定圧力を印加して成形し、し
かる後、成形品を約１５００℃の温度で焼成することに
よって製作される。

尚、前記絶縁基体ｌ及び蓋体２を形成するアルミナセラ
ミックス、ステアタイトセラミックス、スピネルセラミ
ックス、フォルステライトセラミックスはその各々の熱
膨張係数が６．５　　〜７．５×１０−＠／　’Ｃ，　
７．０〜８．５Ｘ１０−’／　’Ｃ，　７．０〜８．５
×１０−’／　’Ｃ，　１０．０〜１１．Ｏ　ＸＩＯ−
”／　’Ｃであり、後述する封止用ガラス部材の熱膨張
係数との関係において絶縁基体ｌ及び蓋体２と封止用ガ
ラス部材間に大きな熱膨張係数の差が生じないようなセ
ラミックスか適宜選択使用される。

また前記絶縁基体ｌ及び蓋体２にはその相対向する主面
に封止用のガラス部材６か予め被着形成されており、該
絶縁基体ｌ及び蓋体２の各々の被着されている封土用ガ
ラス部材６を加熱溶融させ一体化させることにより絶縁
容器３内の半導体素子４を気密に封止する。

前記絶縁基体ｌ及び蓋体２の相対向する主面に被着され
る封止用ガラス部材６は、例えばホウケイ酸鉛系のガラ
スから成り、原料粉末としての酸化鉛（ＰｂＯ）　７０
〜９０　Ｗｔ％、酸化ホウ素（Ｂ２０ｚ）ｔｚ〜１３　
Ｗｔ％、シリカ（Ｓｉ０２）　０．５〜３．０Ｗｔ％及
びアルミナ（Ａｉ’　２０３）　０．５〜３．０Ｗｔ％
を混合するとともに該混合粉末を９５０〜１１００゜Ｃ
の温度て加熱溶融させることによって製作される。この
ホウケイ酸鉛系のガラスはその熱膨張係数がｌθ〜１２
ＸｌＯ−’／”Ｃてあり、上記ガラスにチタン酸鉛（Ｐ
ｂＴｉＯａ）　，βユークリプタイト（Ｌｉ２Ａｌ２Ｓ
ｉ２０８）、コージライト（Ｍｇ２Ａ１４Ｓｉ５０１ｆ
ｉ）、ジルコン（ＺｒＳｉ０４）　、酸化スズ（ＳｎＯ
２）、ウイレマイト（　Ｚｎ２Ｓｉ０４）等を２０〜５
０Ｗｔ％を添加含有させるとその熱膨張係数か５．０〜
１０．　Ｏ　Ｘ　１０−＠／’Ｃの範囲に可変される。

前記封止用ガラス部材６はその熱膨張係数か５．０〜１
２Ｘ１０−’／’Ｃてあり、絶縁基体ｌ及び蓋体２の各
々の熱膨張係数と近似することから絶縁基体ｌ及び蓋体
２の各々に被着されている封止用ガラス部材６を加熱溶
融させ一体化させることにより絶縁容器３内の半導体素
子４を気密に封止する際、絶縁基体ｌ及び蓋体２と封止
用ガラス部材６との間には両者の熱膨張係数の相違に起
因する熱応力が発生することは殆となく、絶縁基体１と
蓋体２とを封止用ガラス部材６を介し強固に接合するこ
とが可能となる。

尚、前記封止用ガラス部材６は例えば、ホウケイ酸鉛系
ガラスの粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加して得たガ
ラスペーストを従来周知の厚膜手法を採用することによ
り絶縁基体１及び蓋体２の相対向する主面に被着形成さ
れる。

また前記封止用ガラス部材６はホウケイ酸鉛系のガラス
に限定されるものではなく、熱膨張係数か５〜１２Ｘ１
０−’／’Ｃの範囲のガラスであればいかなるものでも
使用することかできる。

前記絶縁基体ｌと蓋体２との間には導電性材料から成る
外部リード端子５が配されており、該外部リード端子５
は半導体素子４の各電極がポンディングワイヤ７を介し
電気的に接続され、外部リード端子５を外部電気回路に
接続することによって半導体素子４が外部電気回路に接
続されることになる。

前記外部リード端子５は絶縁基体ｌと蓋体２の相対向す
る主面に被着させた封止用ガラス部材６を溶融一体化さ
せ、絶縁容器３を気密封止する際に同時に絶縁基体ｌと
蓋体２との間に取着される。

前記外部リード端子５は４２Ａｌｌｏｙ　（Ｎｉ−Ｃｏ
合金）から成る芯体の外表面に非磁性体金属である銅（
Ｃｕ）を被着させたもの、非磁性体金属である銅（Ｃｕ
）から成る芯体の外表面にクロムー鉄合金（Ｃｒ−Ｆｅ
合金）、ニッケルー鉄合金（Ｎｉ−Ｆｅ合金）、ニッケ
ルーコバルトー鉄合金（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｆｅ合金）を被着
させたもの、或いは板状の鉄（Ｆｅ）もしくはインバー
合金（３６．　５Ｗｔ％Ｎｉ−６３．　５Ｗｔ％Ｆｅ合
金）の上下面に非磁性体金属である銅（Ｃｕ）を接合さ
せたもの、非磁性体金属である銅（ＣｉＪ）にカーボン
やアルミナセラミックス等の無機物を含有させたもの等
から成り、その透磁率は２１０　（ＣＧＳ）以下、導電
率はｌＯ％（ＩＡＣＳ）以上、熱膨張係数は５〜１２Ｘ
１０−’／　’Ｃの導電性材料から成る。

前記外部リード端子５はその透磁率か２１０（ＣＧＳ）
以下であり、透磁率が低いことから外部リード端子５に
電流が流れたとしても外部リード端子５中には大きな自
己インダクタンスが発生することはなく、その結果、前
記自己インダクタンスにより誘発される逆起電力に起因
したノイズを極小となし、内部に収容する半導体素子４
を常に正常に作動されることができる。

また前記外部リード端子５はその導電率が１０％（ＩＡ
ＣＳ）以上であり、電気を流し易いことから外部リード
端子５の信号伝搬速度を極めて速いものとなすことかで
き、絶縁容器３内に収容した半導体素子４を高速駆動さ
せたとしても半導体素子４と外部電気回路との間におけ
る信号の出し入れは常に安定、且つ確実となすことかで
きる。

また同時に外部リード端子５の導電率が高いことから外
部リード端子５の線幅が細くなったとしても外部リード
端子５の電気抵抗を低く抑えることができ、その結果、
外部リード端子５における信号の減衰を極小として内部
に収容する半導体素子４に外部電気回路から供給される
電気信号を正確に入力することができる。

また更に、前記外部リード端子５はその熱膨張係数か５
〜１２Ｘ１０−＠／　’Ｃであり、封止用ガラス部材６
の熱膨張係数と近似することから外部リード端子５を絶
縁基体１と蓋体２の間に封止用ガラス部材６を用いて固
定する際、外部リード端子５と封止用ガラス部材６との
間には両者の熱膨張係数の相違に起因する熱応力が発生
することはなく、外部リード端子５を封止用ガラス部材
６て強固に固定することも可能となる。

かくして、この半導体素子収納用パッケージによれば、
絶縁基体１の凹部底面に半導体素子４を取着固定すると
ともに該半導体素子４の各電極をボンディングワイヤ７
により外部リード端子５に接続させ、しかる後、絶縁基
体ｌと蓋体２とを該絶縁基体■及び蓋体２の相対向する
主面に予め被着させておいた封止用ガラス部材６を溶融
一体化させることによって接合させ、これによって最終
製品としての半導体装置が完成する。

（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、半導体
素子を外部回路に接続する外部リード端子を透磁率で２
１０　（ＣＧＳ）以下、導電率が１０％（ＩＡＣＳ）以
上、熱膨張係数が５〜１２Ｘ１０−’／　”Ｃの導電性
材料が形成したことから外部リード端子に電流を流した
としても該外部リード端子中に大きな自己インダクタン
スが発生することはなく、その結果、前記自己インダク
タンスにより誘発される逆起電力に起因したノイズを極
小となし、内部に収容する半導体素子を常に正常に作動
させることが可能となる。

また外部リード端子の信号伝搬速度を極めて速いものと
なすことができ、絶縁容器内に収容した半導体素子を高
速駆動させたとしても半導体素子と外部電気回路との間
における信号の出し入れを常に安定、且つ確実となすこ
とが可能となる。

更に外部リード端子の線幅が細くなったとしても外部リ
ード端子の電気抵抗を低く抑えることがてき、その結果
、外部リード端子における信号の減衰を極小として内部
に収容する半導体素子に外部電気回路から供給される電
気信号を正確に入力することが可能となる。

また更に、外部リード端子はその熱膨張係数が絶縁基体
、蓋体及び封止用ガラス部材の各々の熱膨張係数と近似
し、絶縁基体と蓋体との間に外部リード端子を挟み、各
々を封止用ガラス部材て取着接合したとしても絶縁基体
及び蓋体と封止用ガラス部材との間、外部リード端子と
封止用ガラス部材との間のいずれにも熱膨張係数の相違
に起因する熱応力は発生せず、すべてを強固に取着接合
することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第Ｉ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図に示すパッケージの絶
縁基体上面より見た平面図てある。 ｌ：絶縁基体　　　２：蓋体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基体と蓋体とから成り、内部に半導体素子を収容す
   るための空所を有する容器と、該容器内に収容される半
   導体素子を外部電気回路に接続するための外部リード端
   子とから成る半導体素子収納用パッケージにおいて、前
   記外部リード端子を透磁率２１０（ＣＧＳ）以下、熱膨
   張係数５〜１２×１０＾−＾６／℃、導電率１０％（Ｉ
   ＡＣＳ）以上の導電性材料で形成したことを特徴とする
   半導体素子収納用パッケージ。