JPH0457344A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - 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、半導体装置の製造方法、特にパッケージの気
密封止方法及び半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、発熱量が大きい半導体装置においては、放熱を良
くするため、いわゆるフェースダウン構造の半導体装置
用パッケージ（以下パッケージと記す）が用いられてい
る。

この種のパッケージの一例を第４図に示す。

第４図に断面構造を示すように、セラミック基板１に設
けたダイアタッチ面２の凹みに半導体チップ３をダイボ
ンドし、半導体チップ３とセラミック基板１内のタング
ステン配線４ａとを、アルミニウムや金などのワイヤ５
で電気的に接続した後、封止キャップ６とセラミック基
板１上のシールリングとをシーム溶接する。

この後、セラミック基板１のダイアタッチ面２側にヒー
トシンク７を取り付ける。

外部からの電源や電気信号は、セラミック基板１内のタ
ングステン配線４ａとろう付けなどによって電気的に接
続されたリードピン８を介して半導体チップ３に供給さ
れる。

上記のような構造のパッケージによれば、半導体チップ
３で発生した熱は、セラミック基板１に取り付けたヒー
トシンク７によって放熱され、半導体チップ３の温度上
昇は低く抑えられる。

しかし、上記のような構造の場合、封止キャップ６の部
分にはリードピンを配置することができないことから、
パッケージの外形寸法を小さくする必要がある時や、あ
るいは、多数のり−ドビンを必要とする時などには、必
要数のリードピンを配列しきれないことがある。

上記の欠点を改善するために従来実施されてきたパッケ
ージ形成方法を第５図（ａ）及び（ｂ）に示す。

第５図（ａ）に示す通り、チップ側セラミック基板９に
は半導体チップ３がダイボンドされ、この半導体チップ
３と、チップ側セラミック基板９内のタングステン配線
４ｂとが、アルミニウムや金などのワイヤ５によって電
気的に接続されている。

このタングステン配線４ｂは、更にメタライズパッド１
０ａと電気的に接続されている。

リード側セラミック基板１１ａには、リードピン８がろ
う付けされ、リード側セラミック基板１１ａ内のタング
ステン配線４Ｃを介してメタライズパッド１０ｂと電気
的に接続されている。

次に、第５図（ｂ）に示す通り、チップ側セラミック基
板つとリード側セラミック基板１１ａの双方のメタライ
ズパッド１０ａと１０ｂ及び封止メタライズ１２ａと１
２ｂをろう付けする。

この場合、メタライズパッドを接合する接続ろう材１３
と、封止メタライズを接合する封止ろう材１４とは同一
のろう材を用い、この両方のろう材を同時に加熱するこ
とによって、−回の加熱工程で、リード側セラミック基
板１１ａとチップ側セラミック基板９とを電気的且つ機
械的に接続し気密封止する。

上記のような構造にすれば、リード側セラミック基板１
１ａにはリードピン取り付は場所に対する制約がなくな
るので、前述の従来のパッケージよりも多数のリードピ
ンを配列することかできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のパッケージにおいては、リード側セラミ
ック基板とチップ側セラミック基板とを接合して気密封
止するために、双方のセラミック基板を金属ろう材でろ
う付けする方法を用いている。

この場合、気密封止のための封止ろう材と、パッケージ
内部の電気的接続のための接続ろう材とは同一の材料を
用い、両方のろう材を同時に加熱することにより、−回
の加熱工程で気密封止と電気的接続とを行なう。

ところが、一般に、金属ろう材によるろう付けにおいて
は、ろう付けされる面積によって、ろう材の厚さ、加熱
温度、時間及び雰囲気などのろう付は条件が変ってくる
。

従って、従来のパッケージ形成方法のように、ろう付は
面積の異る接続ろう材と封止ろう材とを同時に加熱し、
両方の接合を一回の加熱工程で行う場合には、接続ろう
材の厚さ、封止ろう材の厚さ及び融着条件（温度１時間
及び雰囲気）の許容範囲が狭くなり、その管理が難しく
、パッケージ形成工程での歩留りを上げることが難しい
という欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による半導体装置の製造方法は、外部リードを有
するリード側配線基板と半導体素子をダイボンドしたチ
ップ側配線基板とを電気的に接続し、気密封止してパッ
ケージを形成する工程を含む半導体装置の製造方法にお
いて、前記パッケージ形成工程は、前記チップ側配線基
板の外周部に固着された枠状の金属部材と、前記リード
側配線基板の外周部に固着された枠状の金属部材とをシ
ーム溶接して気密封止することを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明について、図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第１の実施例を工程
順に説明するための断面図である。

第１図（ａ）において、半導体チップ３は、チップ側セ
ラミック基板９にダイボンドされ、アルミニウムのワイ
ヤ５でワイヤボンドされることによって、タングステン
配線４ｂを介してメタライズパッド１０ａと電気的に接
続されている。

又、リードピン８は、リード側セラミック基板１１ａに
ろう付けされ、タングステン配線４ｃを介してタングス
テン突起電極１５と電気的に接続されている。

上記のタングステン突起電極１５は、ペースト状のタン
グステンを印刷して所望の厚さにして形成する。このタ
ングステン突起電極１５の上部先端には金−すするう材
１６が固着されている。

そしてチップ側セラミック基板９とリード側セラミック
基板１１ａの双方の外周部には、枠状のチップ側金属板
１７ａ及びリート側金属板１８とが、それぞれろう付け
されている。

第１図（ｂ）には、これら双方のセラミック基板を位置
合わせし、メタライズパッド］、　Ｏａとタングステン
突起電極１５とを接触さな状態を示す。

双方の金属板（リード側金属板１８及びチップ側金属板
１７ａ）の間には若干の隙間をもたせている。

第１図（ｃ）には、これら双方の金属板をプーリー型の
シーム電極１９で挟んた状態を示す。

この状態で、窒素ガス雰囲気中で、両方のセラミック基
板又はシーム電極１９を回転させてシーム溶接する。

この際、タングステン突起電極１５とメタライズパッド
１０ａとの間には接触する方向に若干の力を加える。

この後、加熱して金−すするう材とメタライズパッドと
を融着させてパッケージを完成する。

なお、前述のシーム溶接とろう付けの順序を逆にしても
よい。

すなわち、先ずメタライズパッド１０ａとタングステン
突起電極１５の位置決めをし、加熱融着して両者を接合
した後、電気的接続の確認を行ってからシーム溶接を行
ってもよい。

上記のような構造のパッケージでは、金属ろう材による
ろう付けは、メタライズパッド１０ａとタングステン突
起電極１５との間の接合のみに限られ、ろう付けの面積
は一種類のみである。

従って、ろう付は条件の許容範囲が、従来のパッケージ
形成方法におけるよりも広くなる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第２図は、本発明の第２の実施例を示す断面図である。

チップ側金属板１７ｂは、枠状の金属板で、段差部２０
が設けられている。

リード側セラミック基板１１ｂの外周には、約０．５ｍ
ｍの厚さのシールリング２１ａかろう付けされている。

チップ側金属板１７ｂは、このシールリング２１ａに対
して前記の段差部２０によって位置決めすることができ
る。

本実施例では、第１の実施例に比べてリード側セラミッ
ク基板とチップ側セラミック基板１１ｂとの位置決めを
容易にすることかできる。

更に本発明の第３の実施例について述べる。

第３図は、本発明の第３の実施例を示す断面図である。

チップ側金属板１７ｂは、第２の実施例の場合と同様の
形状で、チップ側セラミック基板９の上面外周部にろう
付けされている。

そして、シールリング２１ｂの厚さを大幅に厚くして、
チップ側セラミック基板９の上面で、チップ側金属板１
７ｂとシーム溶接できるようにしている。

本実施例では、第２の実施例の効果を含み、更に、チッ
プ側セラミック基板９の上面でシーム溶接することがき
るので、シーム電極の位置を固定した状態でパッケージ
を回転させなからシーム溶接することができる。

上述のシーム溶接の方法は、第４図に示す従来のパッケ
ージ形成方法で、封止キャップ６とセラミック基板１上
のシールリングとをシーム溶接する方法と同じであるの
で、従来使用しているシーム溶接装置をそのまま使用で
きるという簡便さも持っている。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、チップ側セラミック基
板と、リード側セラミック基板の接合部を、各々のセラ
ミック基板の外周部にろう付けなどによって固着した金
属部材同志をシーム溶接して気密封止することにより、
上記の二つのセラミック基板の間のろう付けを、同一の
条件でろう付けできるものだけに限定することができる
。

このため、上記のろう付は部のろう付は条件の許容範囲
が広くなり、パッケージ形成工程での歩留りを向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施例を製造
工程順に説明するための断面図、第２図は、本発明の第
２の実施例を示す断面図、第３図は、本発明の第３の実
施例を示す断面図、第４図は、従来のパッケージの第１
の例を示す断面図、第５図（ａ）及び（ｂ）は、従来の
パッケージの第２の例を製造工程順に説明するための断
面図である。 １・・・セラミック基板、２・・・ダイアタッチ面、３
・・・半導体チップ、４ａ、４ｂ、４ｃ・・・タングス
テン配線、５・・・ワイヤ、６・・・封止キャップ、７
・・・ヒートシンク、８・・・リードピン、９・・・チ
ップ側セラミック基板、１０ａ、１０ｂ・・・メタライ
ズパッド、ｌｌａ、ｌｌｂ・・・リード側セラミック基
板、１２ａ・・・封止メタライズ、１３・・・接続ろう
材、１４・・・封止ろう材、１５・・・タングステン突
起電極、１６・・・金−すずろう材、１７ａ、１７ｂ・
・・チップ側金属板、１８・・・リード側金属板、１９
・・・シーム電極、２０・・・段差部、２１ａ、２１ｂ
・・・シールリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部リードを有するリード側配線基板と半導体素子
   をダイボンドしたチップ側配線基板とを電気的に接続し
   、気密封止してパッケージを形成する工程を含む半導体
   装置の製造方法において、前記パッケージ形成工程は、
   前記チップ側配線基板の外周部に固着された枠状の金属
   部材と、前記リード側配線基板の外周部に固着された枠
   状の金属部材とをシーム溶接して気密封止することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。 ２、半導体素子をダイボンドしたチップ側配線基板の外
   周部に固着された枠状の金属部材と、外部リードを有す
   るリード側配線基板の外周部に固着された枠状の金属部
   材とをシーム溶接して気密封止したことを特徴とする半
   導体装置。 ３、外周部に枠状の金属部材を固着したことを特徴とす
   る半導体装置の気密封止パッケージ用セラミック配線基
   板。