JPH0548628B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0548628B2
JPH0548628B2 JP59162087A JP16208784A JPH0548628B2 JP H0548628 B2 JPH0548628 B2 JP H0548628B2 JP 59162087 A JP59162087 A JP 59162087A JP 16208784 A JP16208784 A JP 16208784A JP H0548628 B2 JPH0548628 B2 JP H0548628B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
metal plate
semiconductor element
hole
electric circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59162087A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6140047A (ja
Inventor
Hideji Kuwajima
Mamoru Kamyama
Naoki Nakano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP16208784A priority Critical patent/JPS6140047A/ja
Publication of JPS6140047A publication Critical patent/JPS6140047A/ja
Publication of JPH0548628B2 publication Critical patent/JPH0548628B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/60Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
    • H10W70/67Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
    • H10W70/68Shapes or dispositions thereof
    • H10W70/6875Shapes or dispositions thereof being on a metallic substrate, e.g. insulated metal substrates [IMS]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/44Manufacturing insulated metal core circuits or other insulated electrically conductive core circuits
    • H05K3/445Manufacturing insulated metal core circuits or other insulated electrically conductive core circuits having insulated holes or insulated via connections through the metal core

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) 本発明は半導体素子搭載用パツケージの改良に
関する。
(従来技術とその問題点) 従来、半導体素子をプリント配線板上に搭載す
るには、セラミツク製のチツプキヤリアもしくは
セラミツク製のパツケージを介して搭載する方法
が一般的であつた。
しかし一般的に使用されている高アルミナ質セ
ラミツク(以下セラミツクとする)は誘電率が約
9と高くことため近年の演算速度の超高速化にお
いては信号遅れが大きいため好ましい材料ではな
かつた。
一方ガラスエポキシ配線板は誘導率が5程度で
配線の浮遊容量による信号波形のくずれはセラミ
ツクより少ないもののセラミツクに比べ耐熱性が
低い、熱伝導率が低い、という欠点を有しており
実装の高密度化には限界があつた。
上記の他にシリコンチツプをプリント配線板上
に直接搭載する方法も試みられているがチツプキ
ヤリアを介したものが殆んどであり入出力の端子
数が多いものはピングリツドアレイ型パツケージ
となり前述のセラミツクに起因する欠点はさけら
れない。
また半導体素子が配線板の電気信号により誤動
作するのでアース回路を設けなければならない。
しかし上記のような配線板ではすべての回路に対
してそれぞれ別個にアース回路を設けなければな
らないという欠点があつた。
(発明の目的) 本発明はこれらの欠点のない半導体素子搭載用
パツケージを提供することを目的とするものであ
る。
(発明の構成) 本発明者らは上記の欠点について種々検討した
結果、半導体素子搭載用パツケージの構造を下記
の如く金属板の半導体素子を搭載する部分および
蓋を接合する部分以外の部分に貫通孔を設け、こ
の貫通孔および半導体素子を搭載する部分並びに
蓋を接合する部分を除く金属板の表面に形成され
たガラスエポキシ複合材料からなる絶縁層、かつ
前記表面の絶縁層上に形成された電気回路、前記
貫通孔に形成された絶縁層には金属板と絶縁され
前記電気回路と導通するよう絶縁層を貫通して形
成された導電層および金属板と導通するよう絶縁
層を貫通して形成された導電層、該それぞれの導
電層と接して挿入固着された接続ピン、金属板に
接合された蓋とからなる構造としたところ、誘電
率が5程度で、耐熱性および熱伝導率がガラスエ
ポキシ配線板に比べ高く、高発熱密度の素子も搭
載可能であることが確認された。また配線板の電
気信号による誤動作が生じないことも確認され
た。
本発明は金属板の半導体素子を搭載する部分お
よび蓋を接合する部分以外の部分に設けられた貫
通孔、この貫通孔および半導体素子を搭載する部
分並びに蓋を接合する部分を除く金属板の表面に
形成されたガラスエポキシ複合材料からなる絶縁
層、かつ前記表面の絶縁層上に形成された電気回
路、前記貫通孔に形成された絶縁層には金属板と
絶縁され前記電気回路と導通するよう絶縁層を貫
通して形成された導電層および金属板と導通する
よう絶縁層を貫通して形成された導電層、該それ
ぞれの導電層と接して挿入固着された接続ピン、
金属板に接合された蓋とからなる半導体素子搭載
用パツケージに関する。
本発明において使用される金属板は、銅、アル
ミニウムなど熱伝導性にすぐれたものが好ましい
が、搭載する半導体素子の大きさにより、熱膨張
係数の不一致に起因する不都合が発生する場合に
はコバール、42合金など半導体素子と熱膨張係
数が近似する金属材料を使用することが好まし
い。またその金属板の厚さは特に制限はないが、
放熱の効果を考慮して0.3〜2.5mm程度のものを用
いることが好ましい。
絶縁材料は、一般にプリント配線板に使用され
るガラスエポキシ複合材料が用いられ、詳しくは
ガラス布、ガラス不織布、ガラスチヨツプ、ガラ
ス粉末などが単独あるいは組み合わされてエポキ
シ樹脂組成物と併用したガラスエポキシ複合材料
が用いられる。特に貫通孔内を充てんするには、
ガラス布、ガラス不織布よりガラスチヨツプ又は
ガラス粉末などとエポキシ樹脂組成物とを併用し
た絶縁材料を使用するのが好ましい。貫通孔以外
に形成する絶縁層の厚さについては特に制限はな
い。
金属板に設ける貫通孔の直径と導電層とにおけ
る内径同士のクリアランスは、約0.05mm以上ある
ことが好ましく、0.1mm以上あればさらに好まし
い。
金属板と導通する導体層は接続ピンを接続して
アースをとるため配設されるもので、少なくとも
1箇所は必要であるがあまり数多く配設する必要
はない。また金属板と導通する導体層は表面の絶
縁層に形成される電気回路とは絶縁されるのが通
常であるが、電気回路の設計上必要に応じて導通
される。
接続ピンは、信号接続ピンとして用いるもので
あるが特殊なものは必要とせず、従来公知のもの
例えばコバール、42合金、52合金等が用いられ、
その長さについても特に制限はなく金属板に接合
する蓋と接触しない長さのものでかつ配線板の厚
さよりも長いものを使用することが好ましい。
また接続ピンは、端子を半導体素子搭載側に位
置するよう導電層に挿入固着することが好まし
い。
さらに接続ピンは、挿入固着後気密接合する事
が好ましく、気密接合する方法としては融点が
150℃以上、400℃未満のろう材を用いて再溶融に
より気密接合することが好ましい。
なお上記で説明した配線板とは金属板に絶縁
層、導電層、電気回路等を形成し、導電層に接続
ピンを挿入固着した状態のものを示す。
蓋を接合する部分とは金属板の側面又は縁若し
くは側面と縁の両方を示し、蓋は半導体素子を搭
載し、かつ接続ピンの端子と電気回路とを接続し
た後気密接合される。接合方法については特に制
限はないが、ろう材を用いて接合する方法が最も
好ましく、使用するろう材は融点が150℃以上、
400℃未満のものを使用することが望ましく例え
ばSn、Pbを主成分とするはんだ材料などが再溶
融による接合が行なえるので好ましい。
本発明における半導体素子搭載用パツケージに
は半導体素子、ネールヘツドピンの端子と電気回
路とを接合した部分などは含まない。
(実施例) 以下実施例により本発明を説明する。
実施例 1 第1図に示すように所定の位置に所定の数だ
け、直径1.2mmの貫通孔(スルーホール)A3を
設けた50×50mmの寸法で、厚さが1.0mmの銅板A
1を従来公知のエボノール処理により亜酸化銅処
理をした。
次に図示しないが、厚さ0.2mmのガラスエポキ
シ積層板用プリプレグ材料(以下プリプレグ材料
とする)を2×2mmの寸法に切断して前述の貫通
孔A3上に置き、この後25×25mmの寸法で、厚さ
が5mmの銅板Bを前述の亜酸化銅処理した銅板A
1の表側の表面の中央部2に乗せ、さらに上記と
同じ厚さのプリプレグ材料を50×50mmの寸法に切
断し、そしてその中央部分を25×25mmの寸法にく
り抜き、そのくり抜いた部分で前述の銅板Bをと
りまくように8枚積層し(一部は2×2mmの寸法
のプリプレグ材料上に重なる)、一方上記と同じ
厚さのプリプレグ材料を50×50mmの寸法に切断
し、それを銅板A1の裏側の表面に8枚重ねて配
設し、銅板Bを圧着したままでプリプレグ材料を
120℃で1時間、さらに160℃で1時間、圧力2
Kg/cm2の条件で加熱、加圧せしめ、第2図に示す
ように貫通孔A3内をプリプレグ材料で充填して
絶縁層4を形成すると共に側面5(縁)および銅
板Bを設置した部分以外の表面に厚さ1.0mmの絶
縁層4′を形成した。その後銅板Bを取り外し、
次いで第3図に示すように1箇所だけを除いて銅
板A1に接しないように貫通孔A3に形成した絶
縁層4の中央部を超硬ドリルで直径0.6mmの貫通
孔B11を新たに設けると共に残りの1箇所を上
記と同じドリルを用いて一部が金属板A1に接す
る部分が生じるように貫通孔A3に形成した絶縁
層4に貫通孔C12(絶縁層4の一部は残存す
る)を設け、その後第4図に示すように一般にア
デイテイブ法と呼ばれる銅導体回路形成法により
貫通孔C12の端部周辺を除いた他の部分の表面
に形成した絶縁層4′上に電気回路6を形成し、
また貫通孔B11および貫通孔C12には導電層
7および8をそれぞれ配設して貫通孔B11のみ
に配設した導電層7を前記電気回路6と導通させ
た。
次に第5図に示すように各導電層7および8に
接するように貫通孔B11および貫通孔C12内
に直径が0.58mmで一方の端部をくぎの頭状に加工
した長さ6mmの52合金のネールヘツドピン9を下
部から挿入し、そして端子を表側の表面に露出さ
せた後半田10で接続し、このうち銅板A1と導
通するネールヘツドピン9を1本アース回路とし
た第5図に示す半導体素子搭載用配線板を得た。
この半導体素子搭載用配線板の誘電率は、5.1
でガラスエポキシ配線板とほぼ同一で、また半導
体素子を搭載する部分の熱伝導率は、0.92cal/
cm・秒・℃で半導体素子の発生する熱を裏面に放
熱することができた。また配線板の電気信号によ
る誤動作は見られなかつた。
次に第6図に示すように前記で得た半導体素子
搭載用配線板の中央部(絶縁層を形成していない
部分)に半導体素子15を搭載後、直径50μm
(φ)のアルミニウム線16を超音波ボンダーを
用いてボンデイングして前記のネールヘツドピン
9の端子と電気回路6とを接続し、さらにネール
ヘツドピン9と貫通孔Bおよび貫通孔Cに配設し
た導電層7および8とを融点が182℃のSn:Pb=
63:37(重量比)はんだ17を用いて気密接合し
た。この後内径が50.5×50.5mmで高さが5mm、肉
厚0.5mmの銅製の蓋13を銅板Aの側面5に融点
が182℃のSn:Pb=63:37(重量比)はんだ14
を用いて接合した。このようにすることにより半
導体素子搭載用パツケージに前記の半導体素子1
5、ネールヘツドピン9の端子と電気回路6とを
接続した部分などを気密封止することができる。
気密封止して得られたものが半導体装置である。
次に気密封止して得た半導体装置をプレツシヤ
ークラツカー試験機で120℃、2気圧(ゲージ圧)
の条件で500時間試験したが、アルミニウム線1
6の腐食は見られなかつた。
実施例 2 金属板として寸法が50×50mm、圧さが0.5mmで
表面をサンドブラストにて7.5±2.5μmの表面粗
さに加工した後ニツケルメツキを2μmの厚さに
施したコバール板を使用し、そしてコバール板の
縁1mmに絶縁層を形成しないで露出させ、かつ電
気回路の形成および導電層の配設をテンテイング
法と呼ばれる銅導体回路形成法で行なつた以外は
実施例1と同じ方法で半導体素子搭載用配線板を
得た。
この半導体素子搭載用配線板の誘電率は5.0で
ガラスエポキシ配線板と同一で、また半導体素子
を搭載する部分の熱伝導率は、0.14cal/cm・
秒・℃でニツケル板の熱伝導率と近似した値を示
した。また配線板の電気信号による誤動作は見ら
れなかつた。
次に前記で得た半導体素子搭載用配線板の中央
部に半導体素子を搭載後、直径50μm(φ)のア
ルミニウム線を超音波ボンダーを用いてボンデイ
ングして前記のネールヘツドピンの端子と電気回
路とを接続した。この後内径が48×48mmで高さが
5mm、肉厚0.5mmでつばの幅が1mmの銅製の蓋を
コバール板の縁に実施例1と同じはんだを用いて
接合した。この方法においても半導体素子搭載用
パツケージ内に前記の半導体素子、ネールヘツド
ピンの端子と電気回路とを接続した部分などを気
密封止することができる。気密封止して得られた
ものが半導体装置である。
次に気密封止して得た半導体装置をプレツシヤ
ークラツカー試験機で120℃、2気圧(ゲージ圧)
の条件で500時間試験したがアルミニウム線の腐
食は見られなかつた。
以上の結果から実施例1および実施例2で得ら
れた半導体素子搭載用配線板の熱伝導率はガラス
エポキシ配線板の6×10-4cal/cm・秒・℃に比
べ著しく大きい値を示すことがわかる。
(発明の効果) 本発明になる半導体素子搭載用パツケージは、
金属板の半導体素子を搭載する部分および蓋を接
合する部分以外の部分に設けられた貫通孔、この
貫通孔および半導体素子を搭載する部分並びに蓋
を接合する部分を除く金属板の表面に形成された
ガラスエポキシ複合材料からなる絶縁層、かつ前
記表面の絶縁層上に形成された電気回路、前記貫
通孔に形成された絶縁層には金属板と絶縁され前
記電気回路と導通するよう絶縁層を貫通して形成
された導電層および金属板と導通するよう絶縁層
を貫通して形成された導電層、該それぞれの導電
層と接して挿入固着された接続ピン、金属板に接
合された蓋とからなるので、誘電率、耐熱性およ
び熱伝導率に優れ、このため従来搭載不可能であ
つた高発熱密度の素子も搭載することができるな
どの効果を奏し、またアース回路も簡単に設ける
ことができ配線板の電気信号による誤動作も生じ
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図、第4図及び第5図は
本発明の実施例における半導体素子搭載用パツケ
ージの製造工程を示す断面図並びに第6図は本発
明の実施例になる半導体素子搭載用パツケージに
半導体素子、ネールヘツドピンの端子と電気回路
とを接続した部分などを気密封止した状態を示す
断面図である。 符号の説明、1……銅板A、2……中央部、3
……貫通孔A、4,4′……絶縁層、5……側面、
6……電気回路、7……導電層、8……導電層、
9……ネールヘツドピン、10……半田、11…
…貫通孔B、12……貫通孔C、13……蓋、1
4……半田、15……半導体素子、16……アル
ミニウム線、17……半田。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属板の半導体素子を搭載する部分および蓋
    を接合する部分以外の部分に設けられた貫通孔、
    この貫通孔および半導体素子を搭載する部分並び
    に蓋を接合する部分を除く金属板の表面に形成さ
    れたガラスエポキシ複合材料からなる絶縁層、か
    つ前記表面の絶縁層上に形成された電気回路、前
    記貫通孔に形成された絶縁層には金属板と絶縁さ
    れ前記電気回路と導通するよう絶縁層を貫通して
    形成された導電層および金属板と導通するよう絶
    縁層を貫通して形成された導電層、該それぞれの
    導電層と接して挿入固着された接続ピン、金属板
    に接合された蓋とからなる半導体素子搭載用パツ
    ケージ。
JP16208784A 1984-07-31 1984-07-31 半導体素子搭載用パツケ−ジ Granted JPS6140047A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16208784A JPS6140047A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 半導体素子搭載用パツケ−ジ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16208784A JPS6140047A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 半導体素子搭載用パツケ−ジ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6140047A JPS6140047A (ja) 1986-02-26
JPH0548628B2 true JPH0548628B2 (ja) 1993-07-22

Family

ID=15747832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16208784A Granted JPS6140047A (ja) 1984-07-31 1984-07-31 半導体素子搭載用パツケ−ジ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6140047A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01160043A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Ibiden Co Ltd 電子部品塔載用基板の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53111472A (en) * 1977-03-01 1978-09-29 Fujitsu Ltd Printed circuit board
JPS5745957A (en) * 1980-09-02 1982-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Circuit substrate and manufacture thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6140047A (ja) 1986-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4965654A (en) Semiconductor package with ground plane
JP3704864B2 (ja) 半導体素子の実装構造
US5602059A (en) Semiconductor device and method for manufacturing same
JP3335227B2 (ja) 集積回路実装システム
US5227583A (en) Ceramic package and method for making same
JPH07114248B2 (ja) 電子装置パッケージおよびその作製方法
US5406120A (en) Hermetically sealed semiconductor ceramic package
US4731700A (en) Semiconductor connection and crossover apparatus
JPS6146061B2 (ja)
JPH0548628B2 (ja)
JPH0645504A (ja) 半導体装置
JPH0358537B2 (ja)
JPS6140046A (ja) 半導体素子搭載用パツケ−ジ
JPS6129192A (ja) 半導体素子搭載用配線板
JPS6163079A (ja) 半導体素子搭載用配線板
JP2515671Y2 (ja) 半導体素子収納用パッケージ
JPS6118157A (ja) 半導体装置
JPS6113687A (ja) 半導体素子搭載用配線板
JPS6163080A (ja) 半導体素子搭載用配線板の製造法
JPS638621B2 (ja)
JPS63226950A (ja) 電子回路モジユ−ル
JPS6113686A (ja) 半導体素子搭載用配線板
JP2592869Y2 (ja) 混成ic装置
JPH0514514Y2 (ja)
JPS6142988A (ja) 半導体素子搭載用配線板