JPH0465544B2 - - Google Patents
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- JPH0465544B2 JPH0465544B2 JP458190A JP458190A JPH0465544B2 JP H0465544 B2 JPH0465544 B2 JP H0465544B2 JP 458190 A JP458190 A JP 458190A JP 458190 A JP458190 A JP 458190A JP H0465544 B2 JPH0465544 B2 JP H0465544B2
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明は、高周波高出力トランジスターパツケ
ージに関するもので、更に詳しくは高周波高出力
トランジスターパツケージの半導体素子搭載部兼
放熱板として、銅−タングステンあるいは銅−モ
リブデンよりなる非合金組成体を用いたものであ
る。 [従来の技術] 従来、半導体用セラミツクパツケージはグリー
ンセラミツクシートに必要金属層をスクリーンプ
リント法により印刷しこれを積層し焼結一体化し
て、このセラミツク体の金属層に必要な金属部材
をろう付けにより取りつける方法か、又はプレス
法によつてセラミツク枠体を成形し、これにメタ
ライズを施して、このメタライズ部を介して金属
部材とろう付法により接着しパツケージとしてき
た。 しかし、積層パツケージの中でも、半導体素子
を接着する部分、いわゆる半導体素子搭載部がセ
ラミツク上のメタライズ部によつて構成されてい
るパツケージでは、セラミツクを焼結一体化する
際に起るシート自身の歪或いは積層時の外的な力
によつて生ずる歪により半導体素子搭載部のセラ
ミツクに反りや、うねりを生ずることがあるとい
う欠点があり、半導体素子の接着強度が弱いとか
又半導体素子が水平に搭載されない等の欠点が生
じ、半導体素子搭載部の平坦なパツケージを製作
するためにすでに特願昭56−214341号として提案
された発明等がなされてきた。 第2図は従来法による高周波高出力トランジス
ターパツケージの要部断面図であり、セラミツク
と無酸素銅との熱膨脹係数の差を吸収せしめる金
属体としてコバールか又は無酸素素銅等によつて
形成された介在金属枠体3を利用し、セラミツク
枠体1と無酸素銅製半導体素子搭載部兼放熱板2
の間に前記介在金属枠体3をろう付した構成であ
る。 高周波トランジスターでは、その性質上発熱を
伴うため熱伝導性の良いベリリヤ磁器等を用いる
こともなされたが、ベリリヤは毒性を有し、ベリ
リヤ磁器製造の際の労働衛生上の問題や、それに
続く公害問題等のために製造する事業所が少くな
り、又高価であるという欠点があつた。更には高
出力トランジスターでは多量の熱を発生するため
に無酸素銅等の高熱伝導性金属を用いた放熱板を
兼ねた半導体素子搭載部材を取りつけて熱の放散
を行わしめる構造としているが、使用する無酸素
銅とセラミツクとの持つ膨脹係数の差が大きすぎ
るためろう付後セラミツクにクラツク等が発生す
ることがしばしばであつた。又、このクラツクの
発生を防止するために商品名コバールのようなセ
ラミツクと熱膨脹係数の近い金属をセラミツクと
無酸素銅との間に介在させ、しかも該コバール部
材の形状に工夫をこらした形としてろう付するか
又は無酸素銅の形状やセラミツクの形状に工夫を
こらして熱膨脹率の差の解消に努力してきた。 最近、技術の発展に伴つて大型の素子を搭載す
るパツケージが要求されるようになり、したがつ
てパツケージ自体も大型化され、セラミツクの歪
を僅少にとどめたり、接合する半導体素子搭載部
材との膨脹差を解消せしめたりすることがますま
す困難さを増してきた。 一方、シリコン素子と銅を主体とする端子板が
接続される構造の半導体装置において、両者の中
間に、銅中にタングステン又はモリブデンを分散
せしめて焼結してなる電極を介在せしめた装置も
知られている(特開昭50−62776号公報参照)。 [発明が解決しようとする課題] 本発明は前記諸欠点、諸問題を一挙に解決する
だけでなく、大型化を可能にした高周波高出力ト
ランジスターパツケージを提供することを目的と
する。又、用いる材質については、特開昭50−
62776号公報記載の技術では、銅とタングステン
又はモリブデンとの混和物が焼結体であるため、
熱膨脹係数、熱伝導率ともW(又はMo)/Cuの
複合則があてはまらず、実質的には空孔が存在す
るもので、メツキ性、気密性や熱伝導性等の基板
に要求される特性の点で問題がある。本発明で
は、W(又はMo)/Cuの複合材料におけるこの
点の問題も解決するものである。 [課題を解決するための手段] 本発明は、半導体素子搭載用部材兼放熱板がタ
ングステン又はモリブデン多孔体芯材の空〓に溶
浸法により銅を溶融充填した、重量%で99〜70%
がタングステン又はモリブデンからなり、残部が
銅の組成を有し、その熱膨脹係数が搭載する半導
体素子並びにセラミツク枠体の熱膨脹係数に相当
し、かつ高い熱伝導性を具備した非合金組成体に
ニツケルメツキを施して構成され、かつ、その表
面に凹部が形成されており、当該凹部に予めメタ
ライズされたセラミツク枠体が直接ろう付接合さ
れて一体構造とされてなることを特徴とする高周
波高出力トランジスターパツケージである。 本発明で使用する非合金組成体は、上記のとお
りタングステン又はモリブデン多孔体を芯材とし
て、それに銅材を溶融して充填せしめた複合材料
である。これは溶浸法と呼ばれる方法であつて、
この方法によると、毛細管現象によりタングステ
ン又はモリブデンの多孔体の空〓率は、溶融した
銅によりほぼ完全に充填されるので、非合金組成
体の密度は実質100%になる。 前記材料の持つ特性のうち熱膨脹係数及び熱伝
導率を第1表で銅−タングステン組成体につい
て、第2表で銅−モリブデン組成体について示し
た。
ージに関するもので、更に詳しくは高周波高出力
トランジスターパツケージの半導体素子搭載部兼
放熱板として、銅−タングステンあるいは銅−モ
リブデンよりなる非合金組成体を用いたものであ
る。 [従来の技術] 従来、半導体用セラミツクパツケージはグリー
ンセラミツクシートに必要金属層をスクリーンプ
リント法により印刷しこれを積層し焼結一体化し
て、このセラミツク体の金属層に必要な金属部材
をろう付けにより取りつける方法か、又はプレス
法によつてセラミツク枠体を成形し、これにメタ
ライズを施して、このメタライズ部を介して金属
部材とろう付法により接着しパツケージとしてき
た。 しかし、積層パツケージの中でも、半導体素子
を接着する部分、いわゆる半導体素子搭載部がセ
ラミツク上のメタライズ部によつて構成されてい
るパツケージでは、セラミツクを焼結一体化する
際に起るシート自身の歪或いは積層時の外的な力
によつて生ずる歪により半導体素子搭載部のセラ
ミツクに反りや、うねりを生ずることがあるとい
う欠点があり、半導体素子の接着強度が弱いとか
又半導体素子が水平に搭載されない等の欠点が生
じ、半導体素子搭載部の平坦なパツケージを製作
するためにすでに特願昭56−214341号として提案
された発明等がなされてきた。 第2図は従来法による高周波高出力トランジス
ターパツケージの要部断面図であり、セラミツク
と無酸素銅との熱膨脹係数の差を吸収せしめる金
属体としてコバールか又は無酸素素銅等によつて
形成された介在金属枠体3を利用し、セラミツク
枠体1と無酸素銅製半導体素子搭載部兼放熱板2
の間に前記介在金属枠体3をろう付した構成であ
る。 高周波トランジスターでは、その性質上発熱を
伴うため熱伝導性の良いベリリヤ磁器等を用いる
こともなされたが、ベリリヤは毒性を有し、ベリ
リヤ磁器製造の際の労働衛生上の問題や、それに
続く公害問題等のために製造する事業所が少くな
り、又高価であるという欠点があつた。更には高
出力トランジスターでは多量の熱を発生するため
に無酸素銅等の高熱伝導性金属を用いた放熱板を
兼ねた半導体素子搭載部材を取りつけて熱の放散
を行わしめる構造としているが、使用する無酸素
銅とセラミツクとの持つ膨脹係数の差が大きすぎ
るためろう付後セラミツクにクラツク等が発生す
ることがしばしばであつた。又、このクラツクの
発生を防止するために商品名コバールのようなセ
ラミツクと熱膨脹係数の近い金属をセラミツクと
無酸素銅との間に介在させ、しかも該コバール部
材の形状に工夫をこらした形としてろう付するか
又は無酸素銅の形状やセラミツクの形状に工夫を
こらして熱膨脹率の差の解消に努力してきた。 最近、技術の発展に伴つて大型の素子を搭載す
るパツケージが要求されるようになり、したがつ
てパツケージ自体も大型化され、セラミツクの歪
を僅少にとどめたり、接合する半導体素子搭載部
材との膨脹差を解消せしめたりすることがますま
す困難さを増してきた。 一方、シリコン素子と銅を主体とする端子板が
接続される構造の半導体装置において、両者の中
間に、銅中にタングステン又はモリブデンを分散
せしめて焼結してなる電極を介在せしめた装置も
知られている(特開昭50−62776号公報参照)。 [発明が解決しようとする課題] 本発明は前記諸欠点、諸問題を一挙に解決する
だけでなく、大型化を可能にした高周波高出力ト
ランジスターパツケージを提供することを目的と
する。又、用いる材質については、特開昭50−
62776号公報記載の技術では、銅とタングステン
又はモリブデンとの混和物が焼結体であるため、
熱膨脹係数、熱伝導率ともW(又はMo)/Cuの
複合則があてはまらず、実質的には空孔が存在す
るもので、メツキ性、気密性や熱伝導性等の基板
に要求される特性の点で問題がある。本発明で
は、W(又はMo)/Cuの複合材料におけるこの
点の問題も解決するものである。 [課題を解決するための手段] 本発明は、半導体素子搭載用部材兼放熱板がタ
ングステン又はモリブデン多孔体芯材の空〓に溶
浸法により銅を溶融充填した、重量%で99〜70%
がタングステン又はモリブデンからなり、残部が
銅の組成を有し、その熱膨脹係数が搭載する半導
体素子並びにセラミツク枠体の熱膨脹係数に相当
し、かつ高い熱伝導性を具備した非合金組成体に
ニツケルメツキを施して構成され、かつ、その表
面に凹部が形成されており、当該凹部に予めメタ
ライズされたセラミツク枠体が直接ろう付接合さ
れて一体構造とされてなることを特徴とする高周
波高出力トランジスターパツケージである。 本発明で使用する非合金組成体は、上記のとお
りタングステン又はモリブデン多孔体を芯材とし
て、それに銅材を溶融して充填せしめた複合材料
である。これは溶浸法と呼ばれる方法であつて、
この方法によると、毛細管現象によりタングステ
ン又はモリブデンの多孔体の空〓率は、溶融した
銅によりほぼ完全に充填されるので、非合金組成
体の密度は実質100%になる。 前記材料の持つ特性のうち熱膨脹係数及び熱伝
導率を第1表で銅−タングステン組成体につい
て、第2表で銅−モリブデン組成体について示し
た。
【表】
【表】
第1表及び第2表から明らかなように、銅−タ
ングステン、銅−モリブデン組成体は、銅の含有
量の比較的少い領域においてはセラミツクを持つ
熱膨脹係数50〜75×10-7に適合する熱膨脹係数を
有し、しかもその値はW(又はMo)/Cuの複合
則に基づく理論値とほぼ一致するため、銅含有率
を変えることによつて任意に必要とする熱膨脹係
数を有する複合金属材料を得ることができる。し
たがつて現在使用されている金属よりも熱膨脹係
数がセラミツクのそれに適合する金属材料を得る
ことができる。 そして、又、セラミツクと対応する熱膨脹係数
を有する組成体はコバール金属やセラミツクより
1桁上の熱伝導率を有し、セラミツク中で最も熱
伝導率が大きいといわれているベリリヤ磁器の有
する熱膨脹係数(76×10-7)に近い熱膨脹係数を
有する組成体では、ベリリヤ磁器よりはるかに大
きい熱伝導率を有している金属材料である。 そして又、セラミツクと対応する熱膨脹係数を
有する組成体はコバール金属やセラミツクよりも
1桁上の熱伝導率を有し、セラミツク中で最も熱
伝導率が大きいといわれているベリリヤ磁器の有
する熱膨脹係数(76×10-7)に近い熱膨脹係数を
有する組成体では、ベリリヤ磁器よりはるかに大
きい熱伝導率を有している金属材料である。 [実施例] 第1図は本願発明を利用した改良型高周波高出
力トランジスターパツケージの要部断面図であ
る。第1図においてセラミツク枠体11を常法の
シート積層法により形成し焼結一体化せしめる、
他方半導体素子搭載部兼放熱板12を溶浸法によ
り形成した銅25%、タングステン75%の組成体及
び銅35%、タングステン65%の組成体により夫々
形成し、ニツケルメツキ2μ前後を施し、前記部
材12の中央付近凹部に前記セラミツク枠体11
を載置してろう付法により接合せしめる。このろ
う付の際に、リード等必要な金属(図示せず)を
同時にろう付することができる。その後必要部分
にニツケル又は金等のメツキを施す。これらパツ
ケージのうち、銅35%、タングステン65%よりな
る組成体を使用した場合はセラミツクにクラツク
が入り、そのセラミツクの一部は後日剥離すると
いう現象を生じた。銅25%、タングステン75%の
ものは第2図3に示したごとき介在物を置く構造
にせずセラミツクと直接ろう付しても前記のよう
なクラツク及び剥離現象を生せず所定テストに合
格した。 なお、本実施例ではシート積層法を利用したセ
ラミツク枠体を使用したが、プレス法によつて製
作されたセラミツク枠体についても同様な好結果
が得られている。 [発明の効果] 以上詳細に説明したごとく、本発明はセラミツ
ク材料に金属材料を半導体素子搭載部材として取
りつけたセラミツクパツケージであつて、用いる
金属材料の持つ熱膨脹係数がセラミツク例えばム
ライトなどにも適合しているため、この金属材料
をセラミツク部と容易に置き換えることができ反
りや歪のない平坦な半導体搭載部を持つパツケー
ジをつくり出せるし、したがつて大型化も容易で
ある。更には熱伝導率が大きいため放熱部材とし
て用いることもでき大容量化された半導体素子に
も高い熱放散を必要とするパツケージにも最適で
あり、又本金属材料にメツキ層を形成することに
より直接半導体素子を接着できるためパツケージ
の部品点数を減らしたり形状をシンプルにしたり
することができ今後の高周波高出力トランジスタ
ーパツケージとして必須のものとなるものであ
る。
ングステン、銅−モリブデン組成体は、銅の含有
量の比較的少い領域においてはセラミツクを持つ
熱膨脹係数50〜75×10-7に適合する熱膨脹係数を
有し、しかもその値はW(又はMo)/Cuの複合
則に基づく理論値とほぼ一致するため、銅含有率
を変えることによつて任意に必要とする熱膨脹係
数を有する複合金属材料を得ることができる。し
たがつて現在使用されている金属よりも熱膨脹係
数がセラミツクのそれに適合する金属材料を得る
ことができる。 そして、又、セラミツクと対応する熱膨脹係数
を有する組成体はコバール金属やセラミツクより
1桁上の熱伝導率を有し、セラミツク中で最も熱
伝導率が大きいといわれているベリリヤ磁器の有
する熱膨脹係数(76×10-7)に近い熱膨脹係数を
有する組成体では、ベリリヤ磁器よりはるかに大
きい熱伝導率を有している金属材料である。 そして又、セラミツクと対応する熱膨脹係数を
有する組成体はコバール金属やセラミツクよりも
1桁上の熱伝導率を有し、セラミツク中で最も熱
伝導率が大きいといわれているベリリヤ磁器の有
する熱膨脹係数(76×10-7)に近い熱膨脹係数を
有する組成体では、ベリリヤ磁器よりはるかに大
きい熱伝導率を有している金属材料である。 [実施例] 第1図は本願発明を利用した改良型高周波高出
力トランジスターパツケージの要部断面図であ
る。第1図においてセラミツク枠体11を常法の
シート積層法により形成し焼結一体化せしめる、
他方半導体素子搭載部兼放熱板12を溶浸法によ
り形成した銅25%、タングステン75%の組成体及
び銅35%、タングステン65%の組成体により夫々
形成し、ニツケルメツキ2μ前後を施し、前記部
材12の中央付近凹部に前記セラミツク枠体11
を載置してろう付法により接合せしめる。このろ
う付の際に、リード等必要な金属(図示せず)を
同時にろう付することができる。その後必要部分
にニツケル又は金等のメツキを施す。これらパツ
ケージのうち、銅35%、タングステン65%よりな
る組成体を使用した場合はセラミツクにクラツク
が入り、そのセラミツクの一部は後日剥離すると
いう現象を生じた。銅25%、タングステン75%の
ものは第2図3に示したごとき介在物を置く構造
にせずセラミツクと直接ろう付しても前記のよう
なクラツク及び剥離現象を生せず所定テストに合
格した。 なお、本実施例ではシート積層法を利用したセ
ラミツク枠体を使用したが、プレス法によつて製
作されたセラミツク枠体についても同様な好結果
が得られている。 [発明の効果] 以上詳細に説明したごとく、本発明はセラミツ
ク材料に金属材料を半導体素子搭載部材として取
りつけたセラミツクパツケージであつて、用いる
金属材料の持つ熱膨脹係数がセラミツク例えばム
ライトなどにも適合しているため、この金属材料
をセラミツク部と容易に置き換えることができ反
りや歪のない平坦な半導体搭載部を持つパツケー
ジをつくり出せるし、したがつて大型化も容易で
ある。更には熱伝導率が大きいため放熱部材とし
て用いることもでき大容量化された半導体素子に
も高い熱放散を必要とするパツケージにも最適で
あり、又本金属材料にメツキ層を形成することに
より直接半導体素子を接着できるためパツケージ
の部品点数を減らしたり形状をシンプルにしたり
することができ今後の高周波高出力トランジスタ
ーパツケージとして必須のものとなるものであ
る。
第1図は本発明の実施例の高周波高出力トラン
ジスターパツケージの要部断面図、第2図は従来
技術による高周波高出力トランジスターパツケー
ジの要部断面図である。 1…セラミツク枠体、2…無酸素銅製半導体素
子搭載部兼放熱板、3…介在金属枠体、11…セ
ラミツク枠体、12…半導体素子搭載部兼放熱
板。
ジスターパツケージの要部断面図、第2図は従来
技術による高周波高出力トランジスターパツケー
ジの要部断面図である。 1…セラミツク枠体、2…無酸素銅製半導体素
子搭載部兼放熱板、3…介在金属枠体、11…セ
ラミツク枠体、12…半導体素子搭載部兼放熱
板。
Claims (1)
- 1 半導体素子搭載用部材兼放熱板がタングステ
ン又はモリブデン多孔体芯材の空〓に溶浸法によ
り銅を溶融充填した、重量%で99〜70%がタング
ステン又はモリブデンからなり、残部が銅の組成
を有し、その熱膨脹係数が搭載する半導体素子並
びにセラミツク枠体の熱膨脹係数に相当し、かつ
高い熱伝導性を具備した非合金組成体にニツケル
メツキを施して構成され、かつ、その表面に凹部
が形成されており、当該凹部に予めメタライズさ
れたセラミツク枠体が直接ろう付接合されて一体
構造とされてなることを特徴とする高周波高出力
トランジスターパツケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP458190A JPH0340453A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 高周波高出力トランジスターパッケージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP458190A JPH0340453A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 高周波高出力トランジスターパッケージ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57157684A Division JPS5946050A (ja) | 1982-09-09 | 1982-09-09 | 半導体用セラミツクパツケ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0340453A JPH0340453A (ja) | 1991-02-21 |
| JPH0465544B2 true JPH0465544B2 (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=11588006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP458190A Granted JPH0340453A (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 高周波高出力トランジスターパッケージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0340453A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2665134B2 (ja) * | 1993-09-03 | 1997-10-22 | 日本黒鉛工業株式会社 | フレキシブル回路基板及びその製造方法 |
| US20130071806A1 (en) | 2011-09-20 | 2013-03-21 | Alexander Franz Doll | Iontophoretic oral care devices and methods |
| CN106876357B (zh) * | 2017-01-24 | 2024-11-15 | 深圳市槟城电子股份有限公司 | 用于芯片封装的电极以及使用该电极的芯片封装结构 |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP458190A patent/JPH0340453A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0340453A (ja) | 1991-02-21 |
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