JPH07176645A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH07176645A JPH07176645A JP5344256A JP34425693A JPH07176645A JP H07176645 A JPH07176645 A JP H07176645A JP 5344256 A JP5344256 A JP 5344256A JP 34425693 A JP34425693 A JP 34425693A JP H07176645 A JPH07176645 A JP H07176645A
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- point glass
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低抵抗値、低インダクタンス値を持つ銅から
なるリードを用いたガラス封止タイプの半導体装置であ
って、封止用の低融点ガラスがベースやキャップから剥
離したり封止用の低融点ガラスにクラックが生じたりす
ることのない半導体装置を得る。 【構成】 セラミックからなるベース１０に銅又は銅合
金からなるリード２００を接合する第１低融点ガラス３
００とそのベース１０に接合したリード２００部分にセ
ラミックからなるキャップ５０を接合する第２低融点ガ
ラス３２０を、３層の低融点ガラス層を積層してそれぞ
れ形成して、それらの各低融点ガラス層の熱膨張係数
を、その上層の低融点ガラス層に行くに従いリード２０
０又はキャップ５０の熱膨張係数に漸次近づけると共
に、その下層の低融点ガラス層に行くに従いベース１０
又はリード２００の熱膨張係数に漸次近づける。
なるリードを用いたガラス封止タイプの半導体装置であ
って、封止用の低融点ガラスがベースやキャップから剥
離したり封止用の低融点ガラスにクラックが生じたりす
ることのない半導体装置を得る。 【構成】 セラミックからなるベース１０に銅又は銅合
金からなるリード２００を接合する第１低融点ガラス３
００とそのベース１０に接合したリード２００部分にセ
ラミックからなるキャップ５０を接合する第２低融点ガ
ラス３２０を、３層の低融点ガラス層を積層してそれぞ
れ形成して、それらの各低融点ガラス層の熱膨張係数
を、その上層の低融点ガラス層に行くに従いリード２０
０又はキャップ５０の熱膨張係数に漸次近づけると共
に、その下層の低融点ガラス層に行くに従いベース１０
又はリード２００の熱膨張係数に漸次近づける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップを気密に
収容した半導体装置に関する。
収容した半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図３に示したような、サーデ
ィップタイプと呼ばれるガラス封止タイプの半導体装置
がある。この半導体装置は、アルミナセラミックからな
るベース１０に、４２アロイ等と呼ばれる鉄―ニッケル
合金又はコバールと呼ばれる鉄―ニッケル−コバルト合
金からなるリード２０を第１低融点ガラス３０を介して
接合している。ベース１０をマウントした半導体チップ
４０の上方は、アルミナセラミックからなるキャップ５
０で覆って、そのキャップ５０下面をベース１０に第１
低融点ガラス３０を介して接合した上記リード２０部分
に第２低融点ガラス３２を介して気密に接合している。
ィップタイプと呼ばれるガラス封止タイプの半導体装置
がある。この半導体装置は、アルミナセラミックからな
るベース１０に、４２アロイ等と呼ばれる鉄―ニッケル
合金又はコバールと呼ばれる鉄―ニッケル−コバルト合
金からなるリード２０を第１低融点ガラス３０を介して
接合している。ベース１０をマウントした半導体チップ
４０の上方は、アルミナセラミックからなるキャップ５
０で覆って、そのキャップ５０下面をベース１０に第１
低融点ガラス３０を介して接合した上記リード２０部分
に第２低融点ガラス３２を介して気密に接合している。
【０００３】このガラス封止タイプの半導体装置では、
樹脂封止タイプの半導体装置に比べて、半導体チップを
収容した半導体装置内部の気密性を高めて、その半導体
装置の信頼性を向上させることができる。
樹脂封止タイプの半導体装置に比べて、半導体チップを
収容した半導体装置内部の気密性を高めて、その半導体
装置の信頼性を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ガラス
封止タイプの半導体装置においては、リード２０に電気
抵抗値、インダクタンス値の高い前記鉄―ニッケル合金
又は鉄―ニッケル−コバルト合金からなるリードを用い
ていて、リード２０の電気特性が悪かった。
封止タイプの半導体装置においては、リード２０に電気
抵抗値、インダクタンス値の高い前記鉄―ニッケル合金
又は鉄―ニッケル−コバルト合金からなるリードを用い
ていて、リード２０の電気特性が悪かった。
【０００５】そのために、リード２０に低抵抗値、低イ
ンダクタンス値を持つ銅又は銅合金からなるリードを用
いることが求められている。
ンダクタンス値を持つ銅又は銅合金からなるリードを用
いることが求められている。
【０００６】しかしながら、上記半導体装置のリード２
０に銅又は銅合金からなるリードを用いた場合には、リ
ード２０をベース１０やキャップ５０に接合する第１低
融点ガラス３０や第２低融点ガラス３２にクラックが生
じたり、第１低融点ガラス３０や第２低融点ガラス３２
がベース１０やキャップ５０から剥離したりして、半導
体チップ４０を収容した半導体装置内部の気密性が損な
われてしまった。
０に銅又は銅合金からなるリードを用いた場合には、リ
ード２０をベース１０やキャップ５０に接合する第１低
融点ガラス３０や第２低融点ガラス３２にクラックが生
じたり、第１低融点ガラス３０や第２低融点ガラス３２
がベース１０やキャップ５０から剥離したりして、半導
体チップ４０を収容した半導体装置内部の気密性が損な
われてしまった。
【０００７】これは、銅又は銅合金からなるリード２０
の熱膨張係数が１８〜２３×１０-7／℃であるのに対し
て、アルミナセラミックからなるベース１０やキャップ
５０の熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃であって、両者
の熱膨張係数が大幅に離隔しているからである。
の熱膨張係数が１８〜２３×１０-7／℃であるのに対し
て、アルミナセラミックからなるベース１０やキャップ
５０の熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃であって、両者
の熱膨張係数が大幅に離隔しているからである。
【０００８】即ち、第１低融点ガラス３０や第２低融点
ガラス３２の熱膨張係数を銅又は銅合金からなるリード
２０の熱膨張係数の１８〜２３×１０-7／℃に近づけた
場合には、リード２０をベース１０に第１低融点ガラス
３０を介して接合したりそのベース１０に接合したリー
ド２０部分にキャップ５０を第２低融点ガラス３２を介
して接合したりした際に、アルミナセラミックからなる
ベース１０やキャップ５０と第１低融点ガラス３０や第
２低融点ガラス３２との熱膨張係数が大幅に離隔してい
るために、ベース１０やキャップ５０から第１低融点ガ
ラス３０や第２低融点ガラス３２に過大な応力が加わる
からである。
ガラス３２の熱膨張係数を銅又は銅合金からなるリード
２０の熱膨張係数の１８〜２３×１０-7／℃に近づけた
場合には、リード２０をベース１０に第１低融点ガラス
３０を介して接合したりそのベース１０に接合したリー
ド２０部分にキャップ５０を第２低融点ガラス３２を介
して接合したりした際に、アルミナセラミックからなる
ベース１０やキャップ５０と第１低融点ガラス３０や第
２低融点ガラス３２との熱膨張係数が大幅に離隔してい
るために、ベース１０やキャップ５０から第１低融点ガ
ラス３０や第２低融点ガラス３２に過大な応力が加わる
からである。
【０００９】また、第１低融点ガラス３０や第２低融点
ガラス３２の熱膨張係数をアルミナセラミックからなる
ベース１０やキャップ５０の熱膨張係数の７〜９×１０
-7／℃に近づけた場合には、リード２０をベース１０に
第１低融点ガラス３０を介して接合したりそのベース１
０に接合したリード２０部分にキャップ５０を第２低融
点ガラス３２を介して接合したりした際に、銅又は銅合
金からなるリード２０と第１低融点ガラス３０や第２低
融点ガラス３２との熱膨張係数が大幅に離隔しているた
めに、リード２０から第１低融点ガラス３０や第２低融
点ガラス３２に過大な応力が加わるからである。
ガラス３２の熱膨張係数をアルミナセラミックからなる
ベース１０やキャップ５０の熱膨張係数の７〜９×１０
-7／℃に近づけた場合には、リード２０をベース１０に
第１低融点ガラス３０を介して接合したりそのベース１
０に接合したリード２０部分にキャップ５０を第２低融
点ガラス３２を介して接合したりした際に、銅又は銅合
金からなるリード２０と第１低融点ガラス３０や第２低
融点ガラス３２との熱膨張係数が大幅に離隔しているた
めに、リード２０から第１低融点ガラス３０や第２低融
点ガラス３２に過大な応力が加わるからである。
【００１０】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、低抵抗値、低インダクタンス値を持つ電気特
性の良い銅又は銅合金からなるリードを用いたガラス封
止タイプの半導体装置であって、封止用の第１低融点ガ
ラスや第２低融点ガラスがベースやキャップから剥離し
たり封止用の第１低融点ガラスや第２低融点ガラスにク
ラックが生じたりすることのない半導体装置を提供する
ことを目的としている。
たもので、低抵抗値、低インダクタンス値を持つ電気特
性の良い銅又は銅合金からなるリードを用いたガラス封
止タイプの半導体装置であって、封止用の第１低融点ガ
ラスや第２低融点ガラスがベースやキャップから剥離し
たり封止用の第１低融点ガラスや第２低融点ガラスにク
ラックが生じたりすることのない半導体装置を提供する
ことを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置は、セラミックからなるベース
に銅又は銅合金からなるリードを第１低融点ガラスを介
して接合すると共に、前記ベースにマウントした半導体
チップの上方をセラミックからなるキャップで覆って、
そのキャップをベースに接合した前記リード部分に第２
低融点ガラスを介して接合してなる半導体装置であっ
て、前記第１低融点ガラスと第２低融点ガラスを熱膨張
係数の異なる３層以上の低融点ガラス層を積層してそれ
ぞれ形成して、それらの各低融点ガラス層の熱膨張係数
を、その上層の低融点ガラス層に行くに従いその最上層
の低融点ガラス層上面に接合する前記リード又はキャッ
プの熱膨張係数に漸次近づけると共に、その下層の低融
点ガラス層に行くに従いその最下層の低融点ガラス層下
面に接合する前記ベース又はリードの熱膨張係数に漸次
近づけたことを特徴としている。
に、本発明の半導体装置は、セラミックからなるベース
に銅又は銅合金からなるリードを第１低融点ガラスを介
して接合すると共に、前記ベースにマウントした半導体
チップの上方をセラミックからなるキャップで覆って、
そのキャップをベースに接合した前記リード部分に第２
低融点ガラスを介して接合してなる半導体装置であっ
て、前記第１低融点ガラスと第２低融点ガラスを熱膨張
係数の異なる３層以上の低融点ガラス層を積層してそれ
ぞれ形成して、それらの各低融点ガラス層の熱膨張係数
を、その上層の低融点ガラス層に行くに従いその最上層
の低融点ガラス層上面に接合する前記リード又はキャッ
プの熱膨張係数に漸次近づけると共に、その下層の低融
点ガラス層に行くに従いその最下層の低融点ガラス層下
面に接合する前記ベース又はリードの熱膨張係数に漸次
近づけたことを特徴としている。
【００１２】本発明の半導体装置においては、アルミナ
セラミックからなるベースとキャップを用いたり、窒化
アルミニウムセラミックからなるベースとキャップを用
いたり、ムライトセラミックからなるベースとキャップ
を用いたり、窒化アルミニウムセラミックからなるベー
スとムライトセラミックからなるキャップを用いたり、
又は、ムライトセラミックからなるベースと窒化アルミ
ニウムセラミックからなるキャップを用いたりすること
を好適としている。
セラミックからなるベースとキャップを用いたり、窒化
アルミニウムセラミックからなるベースとキャップを用
いたり、ムライトセラミックからなるベースとキャップ
を用いたり、窒化アルミニウムセラミックからなるベー
スとムライトセラミックからなるキャップを用いたり、
又は、ムライトセラミックからなるベースと窒化アルミ
ニウムセラミックからなるキャップを用いたりすること
を好適としている。
【００１３】
【作用】本発明の半導体装置においては、ベースにリー
ドを接合する第１低融点ガラスと、そのベースに接合し
たリード部分にキャップを接合する第２低融点ガラスと
を、熱膨張係数の異なる３層以上の低融点ガラス層を積
層してそれぞれ形成している。そして、それらの第１、
第２低融点ガラスを形成している各層の低融点ガラス層
の熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス層に行くに従
いその最上層の低融点ガラス層上面に接合するリード又
はキャップの熱膨張係数に漸次近づけると共に、その下
層の低融点ガラス層に行くに従いその最下層の低融点ガ
ラス層下面に接合するベース又はリードの熱膨張係数に
漸次近づけている。
ドを接合する第１低融点ガラスと、そのベースに接合し
たリード部分にキャップを接合する第２低融点ガラスと
を、熱膨張係数の異なる３層以上の低融点ガラス層を積
層してそれぞれ形成している。そして、それらの第１、
第２低融点ガラスを形成している各層の低融点ガラス層
の熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス層に行くに従
いその最上層の低融点ガラス層上面に接合するリード又
はキャップの熱膨張係数に漸次近づけると共に、その下
層の低融点ガラス層に行くに従いその最下層の低融点ガ
ラス層下面に接合するベース又はリードの熱膨張係数に
漸次近づけている。
【００１４】具体的には、ベースにリードを接合する第
１低融点ガラスを３層以上の低融点ガラス層を積層して
形成して、それらの各低融点ガラス層の熱膨張係数を、
その上層の低融点ガラス層に行くに従いリードの熱膨張
係数に漸次近づけていると共に、その下層の低融点ガラ
ス層に行くに従いベースの熱膨張係数に漸次近づけてい
る。
１低融点ガラスを３層以上の低融点ガラス層を積層して
形成して、それらの各低融点ガラス層の熱膨張係数を、
その上層の低融点ガラス層に行くに従いリードの熱膨張
係数に漸次近づけていると共に、その下層の低融点ガラ
ス層に行くに従いベースの熱膨張係数に漸次近づけてい
る。
【００１５】それと共に、ベースに接合したリード部分
にキャップを接合する第２低融点ガラスを３層以上の低
融点ガラス層を積層して形成して、それらの各低融点ガ
ラス層の熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス層に行
くに従いキャップの熱膨張係数に漸次近づけていると共
に、その下層の低融点ガラス層に行くに従いリードの熱
膨張係数に漸次近づけている。
にキャップを接合する第２低融点ガラスを３層以上の低
融点ガラス層を積層して形成して、それらの各低融点ガ
ラス層の熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス層に行
くに従いキャップの熱膨張係数に漸次近づけていると共
に、その下層の低融点ガラス層に行くに従いリードの熱
膨張係数に漸次近づけている。
【００１６】そのため、上記３層以上の熱膨張係数の異
なる低融点ガラス層を積層して形成してなる第１低融点
ガラスを介してセラミックからなるベースに銅又は銅合
金からなるリードを接合したり、上記３層以上の熱膨張
係数の異なる低融点ガラス層を積層して形成してなる第
２低融点ガラスを介してベースに接合したリード部分に
セラミックからなるキャップを接合したりした場合に、
３層以上の低融点ガラス層を積層してなる第１低融点ガ
ラス又は第２低融点ガラスの中間層の低融点ガラス層が
緩衝材の役割を果たす。そして、第１低融点ガラス又は
第２低融点ガラスとその最上層の低融点ガラス層上面に
接合するリード又はキャップとの間や、第１低融点ガラ
ス又は第２低融点ガラスとその最下層の低融点ガラス層
下面に接合するベース又はリードとの間に過大な応力が
加わるのが防止される。そして、第１低融点ガラス又は
第２低融点ガラスがベース又はキャップから剥離した
り、第１低融点ガラス又は第２低融点ガラスにクラック
が生じたりするのが防止される。
なる低融点ガラス層を積層して形成してなる第１低融点
ガラスを介してセラミックからなるベースに銅又は銅合
金からなるリードを接合したり、上記３層以上の熱膨張
係数の異なる低融点ガラス層を積層して形成してなる第
２低融点ガラスを介してベースに接合したリード部分に
セラミックからなるキャップを接合したりした場合に、
３層以上の低融点ガラス層を積層してなる第１低融点ガ
ラス又は第２低融点ガラスの中間層の低融点ガラス層が
緩衝材の役割を果たす。そして、第１低融点ガラス又は
第２低融点ガラスとその最上層の低融点ガラス層上面に
接合するリード又はキャップとの間や、第１低融点ガラ
ス又は第２低融点ガラスとその最下層の低融点ガラス層
下面に接合するベース又はリードとの間に過大な応力が
加わるのが防止される。そして、第１低融点ガラス又は
第２低融点ガラスがベース又はキャップから剥離した
り、第１低融点ガラス又は第２低融点ガラスにクラック
が生じたりするのが防止される。
【００１７】また、本発明の半導体装置においては、リ
ードに低抵抗値、低インダクタンス値を持つ銅又は銅合
金からなるリードを用いているため、リードの電気特性
が向上する。
ードに低抵抗値、低インダクタンス値を持つ銅又は銅合
金からなるリードを用いているため、リードの電気特性
が向上する。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に従い説明す
る。図１と図２は本発明の半導体装置の好適な実施例を
示し、図１はその正面断面図、図２は図１の一部拡大図
である。以下に、この半導体装置を説明する。
る。図１と図２は本発明の半導体装置の好適な実施例を
示し、図１はその正面断面図、図２は図１の一部拡大図
である。以下に、この半導体装置を説明する。
【００１９】図の半導体装置では、リード２００に、低
抵抗値、低インダクタンス値を持つ銅又は銅合金からな
るリードを用いている。
抵抗値、低インダクタンス値を持つ銅又は銅合金からな
るリードを用いている。
【００２０】ベース１０は、アルミナセラミック、窒化
アルミニウムセラミック又はムライトセラミック等のセ
ラミックを用いて形成している。
アルミニウムセラミック又はムライトセラミック等のセ
ラミックを用いて形成している。
【００２１】ベース１０の上面中央には、窪み１２を設
けて、その窪み１２内底面に半導体チップ４０をマウン
トしている。
けて、その窪み１２内底面に半導体チップ４０をマウン
トしている。
【００２２】ベース１０の周縁部上面には、リード２０
０を第１低融点ガラス３００を介して気密に接合してい
る。
０を第１低融点ガラス３００を介して気密に接合してい
る。
【００２３】第１低融点ガラス３００は、図２に示した
ように、熱膨張係数の異なる低融点ガラス層３００ａ、
３００ｂ、３００ｃを順次３層積層して形成している。
そして、それらの各低融点ガラス層３００ａ、３００
ｂ、３００ｃの熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス
層に行くに従いリード２００の熱膨張係数に漸次近づけ
ていると共に、その下層の低融点ガラス層に行くに従い
ベース１０の熱膨張係数に漸次近づけている。そして、
第１低融点ガラス３００とその最上層の低融点ガラス層
３００ｃ上面に接合するリード２００との間や第１低融
点ガラス３００とその最下層の低融点ガラス層３００ａ
下面に接合するベース１０との間に過大な応力が加わる
のを防いでいる。
ように、熱膨張係数の異なる低融点ガラス層３００ａ、
３００ｂ、３００ｃを順次３層積層して形成している。
そして、それらの各低融点ガラス層３００ａ、３００
ｂ、３００ｃの熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス
層に行くに従いリード２００の熱膨張係数に漸次近づけ
ていると共に、その下層の低融点ガラス層に行くに従い
ベース１０の熱膨張係数に漸次近づけている。そして、
第１低融点ガラス３００とその最上層の低融点ガラス層
３００ｃ上面に接合するリード２００との間や第１低融
点ガラス３００とその最下層の低融点ガラス層３００ａ
下面に接合するベース１０との間に過大な応力が加わる
のを防いでいる。
【００２４】具体的には、ベース１０を熱膨張係数が７
〜９×１０-7／℃のアルミナセラミックを用いて形成し
た場合には、第１低融点ガラス３００を、その最下層の
低融点ガラス層３００ａにアルミナセラミックに近い熱
膨張係数を持つ熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃の低融
点ガラスを用い、その中間層の低融点ガラス層３００ｂ
に熱膨張係数が１３〜１５×１０-7／℃の低融点ガラス
を用い、その最上層の低融点ガラス層３００ｃに銅又は
銅合金からなるリード２００に近い熱膨張係数を持つ熱
膨張係数が２０〜２３×１０-7／℃の低融点ガラスを用
いて形成している。
〜９×１０-7／℃のアルミナセラミックを用いて形成し
た場合には、第１低融点ガラス３００を、その最下層の
低融点ガラス層３００ａにアルミナセラミックに近い熱
膨張係数を持つ熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃の低融
点ガラスを用い、その中間層の低融点ガラス層３００ｂ
に熱膨張係数が１３〜１５×１０-7／℃の低融点ガラス
を用い、その最上層の低融点ガラス層３００ｃに銅又は
銅合金からなるリード２００に近い熱膨張係数を持つ熱
膨張係数が２０〜２３×１０-7／℃の低融点ガラスを用
いて形成している。
【００２５】また、ベース１０を熱膨張係数が５〜６×
１０-7／℃の窒化アルミニウムセラミック又はムライト
セラミックを用いて形成した場合には、第１低融点ガラ
ス３００を、その最下層の低融点ガラス層３００ａに窒
化アルミニウムセラミック又はムライトセラミックに近
い熱膨張係数を持つ熱膨張係数が５〜６×１０-7／℃の
低融点ガラスを用い、その中間層の低融点ガラス層３０
０ｂに熱膨張係数が１１〜１２×１０-7／℃の低融点ガ
ラスを用い、その最上層の低融点ガラス層３００ｃに銅
又は銅合金からなるリード２００に近い熱膨張係数を持
つ熱膨張係数が２０〜２３×１０-7／℃の低融点ガラス
を用いて形成している。
１０-7／℃の窒化アルミニウムセラミック又はムライト
セラミックを用いて形成した場合には、第１低融点ガラ
ス３００を、その最下層の低融点ガラス層３００ａに窒
化アルミニウムセラミック又はムライトセラミックに近
い熱膨張係数を持つ熱膨張係数が５〜６×１０-7／℃の
低融点ガラスを用い、その中間層の低融点ガラス層３０
０ｂに熱膨張係数が１１〜１２×１０-7／℃の低融点ガ
ラスを用い、その最上層の低融点ガラス層３００ｃに銅
又は銅合金からなるリード２００に近い熱膨張係数を持
つ熱膨張係数が２０〜２３×１０-7／℃の低融点ガラス
を用いて形成している。
【００２６】半導体チップ４０の電極は、リード２００
内端にワイヤ４２を介して接続している。
内端にワイヤ４２を介して接続している。
【００２７】ベース１０にマウントした半導体チップ４
０の上方は、アルミナセラミック、窒化アルミニウムセ
ラミック又はムライトセラミック等のセラミックからな
るキャップ５０で覆って、そのキャップ５０の下面周囲
を、ベース１０の周縁部上面に第１低融点ガラス３００
を介して接合したリード２００部分に第２低融点ガラス
３２０を介して気密に接合している。
０の上方は、アルミナセラミック、窒化アルミニウムセ
ラミック又はムライトセラミック等のセラミックからな
るキャップ５０で覆って、そのキャップ５０の下面周囲
を、ベース１０の周縁部上面に第１低融点ガラス３００
を介して接合したリード２００部分に第２低融点ガラス
３２０を介して気密に接合している。
【００２８】第２低融点ガラス３２０は、図２に示した
ように、熱膨張係数の異なる低融点ガラス層３２０ａ、
３２０ｂ、３２０ｃを順次３層積層して形成している。
そして、それらの各低融点ガラス層３２０ａ、３２０
ｂ、３２０ｃの熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス
層に行くに従いキャップ５０の熱膨張係数に漸次近づけ
ていると共に、その下層の低融点ガラス層に行くに従い
リード２００の熱膨張係数に漸次近づけている。そし
て、第２低融点ガラス３２０とその最上層の低融点ガラ
ス層３２０ｃ上面に接合するキャップ５０との間や第２
低融点ガラス３２０とその最下層の低融点ガラス層３２
０ａ下面に接合するリード２００との間に過大な応力が
加わるのを防いでいる。
ように、熱膨張係数の異なる低融点ガラス層３２０ａ、
３２０ｂ、３２０ｃを順次３層積層して形成している。
そして、それらの各低融点ガラス層３２０ａ、３２０
ｂ、３２０ｃの熱膨張係数を、その上層の低融点ガラス
層に行くに従いキャップ５０の熱膨張係数に漸次近づけ
ていると共に、その下層の低融点ガラス層に行くに従い
リード２００の熱膨張係数に漸次近づけている。そし
て、第２低融点ガラス３２０とその最上層の低融点ガラ
ス層３２０ｃ上面に接合するキャップ５０との間や第２
低融点ガラス３２０とその最下層の低融点ガラス層３２
０ａ下面に接合するリード２００との間に過大な応力が
加わるのを防いでいる。
【００２９】具体的には、キャップ５０を熱膨張係数が
７〜９×１０-7／℃のアルミナセラミックを用いて形成
した場合には、第２低融点ガラス３２０を、その最下層
の低融点ガラス層３２０ａに銅又は銅合金からなるリー
ド２００に近い熱膨張係数を持つ熱膨張係数が２０〜２
３×１０-7／℃の低融点ガラスを用い、その中間層の低
融点ガラス層３２０ｂに熱膨張係数が１３〜１５×１０
-7／℃の低融点ガラスを用い、その最上層の低融点ガラ
ス層３２０ｃにアルミナセラミックに近い熱膨張係数を
持つ熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃の低融点ガラスを
用いて形成している。
７〜９×１０-7／℃のアルミナセラミックを用いて形成
した場合には、第２低融点ガラス３２０を、その最下層
の低融点ガラス層３２０ａに銅又は銅合金からなるリー
ド２００に近い熱膨張係数を持つ熱膨張係数が２０〜２
３×１０-7／℃の低融点ガラスを用い、その中間層の低
融点ガラス層３２０ｂに熱膨張係数が１３〜１５×１０
-7／℃の低融点ガラスを用い、その最上層の低融点ガラ
ス層３２０ｃにアルミナセラミックに近い熱膨張係数を
持つ熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃の低融点ガラスを
用いて形成している。
【００３０】また、キャップ５０を熱膨張係数が５〜６
×１０-7／℃の窒化アルミニウムセラミック又はムライ
トセラミックを用いて形成した場合には、第２低融点ガ
ラス３２０を、その最下層の低融点ガラス層３２０ａに
銅又は銅合金からなるリード２００に近い熱膨張係数を
持つ熱膨張係数が２０〜２３×１０-7／℃の低融点ガラ
スを用い、その中間層の低融点ガラス層３２０ｂに熱膨
張係数が１１〜１２×１０-7／℃の低融点ガラスを用
い、その最上層の低融点ガラス層３２０ｃに窒化アルミ
ニウムセラミック又はムライトセラミックに近い熱膨張
係数を持つ熱膨張係数が５〜６×１０-7／℃の低融点ガ
ラスを用いて形成している。
×１０-7／℃の窒化アルミニウムセラミック又はムライ
トセラミックを用いて形成した場合には、第２低融点ガ
ラス３２０を、その最下層の低融点ガラス層３２０ａに
銅又は銅合金からなるリード２００に近い熱膨張係数を
持つ熱膨張係数が２０〜２３×１０-7／℃の低融点ガラ
スを用い、その中間層の低融点ガラス層３２０ｂに熱膨
張係数が１１〜１２×１０-7／℃の低融点ガラスを用
い、その最上層の低融点ガラス層３２０ｃに窒化アルミ
ニウムセラミック又はムライトセラミックに近い熱膨張
係数を持つ熱膨張係数が５〜６×１０-7／℃の低融点ガ
ラスを用いて形成している。
【００３１】上記３層の低融点ガラス層３００ａ、３０
０ｂ、３００ｃを順次積層してなる第１低融点ガラス３
００又は上記３層の低融点ガラス層３２０ａ、３２０
ｂ、３２０ｃを順次積層してなる第２低融点ガラス３２
０は、それらの各低融点ガラス層形成用のガラスペース
トを約１ｍｍの厚さにベース１０上面やキャップ５０下
面にスクリーン印刷等により順次塗布して焼成すること
により形成している。
０ｂ、３００ｃを順次積層してなる第１低融点ガラス３
００又は上記３層の低融点ガラス層３２０ａ、３２０
ｂ、３２０ｃを順次積層してなる第２低融点ガラス３２
０は、それらの各低融点ガラス層形成用のガラスペース
トを約１ｍｍの厚さにベース１０上面やキャップ５０下
面にスクリーン印刷等により順次塗布して焼成すること
により形成している。
【００３２】低融点ガラス層３００ａ、３００ｂ、３０
０ｃ又は低融点ガラス層３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ
には、例えばＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 又はＰｂＯ
−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 を母材とする低融点ガラスを用い
ている。
０ｃ又は低融点ガラス層３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ
には、例えばＰｂＯ−Ｂｉ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 又はＰｂＯ
−Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 を母材とする低融点ガラスを用い
ている。
【００３３】また、銅又は銅合金からなるリード２００
をベース１０上面に第１低融点ガラス３００を介して接
合したり、そのベース１０上面に接合したリード２００
部分にキャップ５０下面を第２低融点ガラス３２０を介
して接合したりする際には、それらを窒素還元雰囲気に
保持した電気炉内に入れて高温に加熱して接合してい
る。
をベース１０上面に第１低融点ガラス３００を介して接
合したり、そのベース１０上面に接合したリード２００
部分にキャップ５０下面を第２低融点ガラス３２０を介
して接合したりする際には、それらを窒素還元雰囲気に
保持した電気炉内に入れて高温に加熱して接合してい
る。
【００３４】図１と図２に示した半導体装置は、以上の
ように構成している。
ように構成している。
【００３５】なお、上述半導体装置において、ベース１
０を熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃のアルミナセラミ
ックで形成した場合には、キャップ５０もアルミナセラ
ミックで形成するのが良く、また、ベース１０を熱膨張
係数が５〜６×１０-7／℃の窒化アルミニウムセラミッ
ク又はムライトセラミックで形成した場合には、キャッ
プ５０も窒化アルミニウムセラミック又はムライトセラ
ミックで形成するのが良い。その理由は、それらの材料
からなるベース１０とキャップ５０とリード２００とを
共に電気炉内に入れてそれらを第１低融点ガラス３００
や第２低融点ガラス３２０を介して接合した際に、ベー
ス１０とキャップ５０との熱膨張係数の差に基づく過大
な応力がベース１０又はキャップ５０から第１低融点ガ
ラス３００や第２低融点ガラス３２０に加わって、第１
低融点ガラス３００や第２低融点ガラス３２０にクラッ
クが生ずる虞があるからである。
０を熱膨張係数が７〜９×１０-7／℃のアルミナセラミ
ックで形成した場合には、キャップ５０もアルミナセラ
ミックで形成するのが良く、また、ベース１０を熱膨張
係数が５〜６×１０-7／℃の窒化アルミニウムセラミッ
ク又はムライトセラミックで形成した場合には、キャッ
プ５０も窒化アルミニウムセラミック又はムライトセラ
ミックで形成するのが良い。その理由は、それらの材料
からなるベース１０とキャップ５０とリード２００とを
共に電気炉内に入れてそれらを第１低融点ガラス３００
や第２低融点ガラス３２０を介して接合した際に、ベー
ス１０とキャップ５０との熱膨張係数の差に基づく過大
な応力がベース１０又はキャップ５０から第１低融点ガ
ラス３００や第２低融点ガラス３２０に加わって、第１
低融点ガラス３００や第２低融点ガラス３２０にクラッ
クが生ずる虞があるからである。
【００３６】また、第１低融点ガラス３００又は第２低
融点ガラス３２０は、熱膨張係数の異なる４層以上の低
融点ガラス層（図示せず）を積層して形成して、それら
の各低融点ガラス層の熱膨張係数を、その上層の低融点
ガラス層に行くに従いその最上層の低融点ガラス層上面
に接合するリード２００又はキャップ５０の熱膨張係数
に漸次近づけると共に、その下層の低融点ガラス層に行
くに従いその最下層の低融点ガラス層下面に接合するベ
ース１０又はリード２０の熱膨張係数に漸次近づけても
良く、そのようにしても、上述半導体装置と同様にし
て、第１低融点ガラス３００又は第２低融点ガラス３２
０とその最上層の低融点ガラス層上面に接合するリード
２００又はキャップ５０との間や第１低融点ガラス３０
０又は第２低融点ガラス３２０とその最下層の低融点ガ
ラス層下面に接合するベース１０又はリード２００との
間に過大な応力が加わるのを防止できる。
融点ガラス３２０は、熱膨張係数の異なる４層以上の低
融点ガラス層（図示せず）を積層して形成して、それら
の各低融点ガラス層の熱膨張係数を、その上層の低融点
ガラス層に行くに従いその最上層の低融点ガラス層上面
に接合するリード２００又はキャップ５０の熱膨張係数
に漸次近づけると共に、その下層の低融点ガラス層に行
くに従いその最下層の低融点ガラス層下面に接合するベ
ース１０又はリード２０の熱膨張係数に漸次近づけても
良く、そのようにしても、上述半導体装置と同様にし
て、第１低融点ガラス３００又は第２低融点ガラス３２
０とその最上層の低融点ガラス層上面に接合するリード
２００又はキャップ５０との間や第１低融点ガラス３０
０又は第２低融点ガラス３２０とその最下層の低融点ガ
ラス層下面に接合するベース１０又はリード２００との
間に過大な応力が加わるのを防止できる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置によれば、セラミックからなるベースに銅又は銅合金
からなるリードを第１低融点ガラスを介して接合した
り、そのベースに接合したリード部分にセラミックから
なるキャップを第２低融点ガラスを介して接合したりし
た際に、第１低融点ガラス又は第２低融点ガラスがベー
ス又はキャップから剥離したり、第１低融点ガラス又は
第２低融点ガラスにクラックが生じたりするのを防止で
きる。
置によれば、セラミックからなるベースに銅又は銅合金
からなるリードを第１低融点ガラスを介して接合した
り、そのベースに接合したリード部分にセラミックから
なるキャップを第２低融点ガラスを介して接合したりし
た際に、第１低融点ガラス又は第２低融点ガラスがベー
ス又はキャップから剥離したり、第１低融点ガラス又は
第２低融点ガラスにクラックが生じたりするのを防止で
きる。
【００３８】それと共に、リードに低抵抗値、低インダ
クタンス値を持つ銅又は銅合金からなるリードを用い
て、リードの電気特性を大幅に向上させることができ
る。
クタンス値を持つ銅又は銅合金からなるリードを用い
て、リードの電気特性を大幅に向上させることができ
る。
【図１】本発明の半導体装置の正面断面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】従来のガラス封止タイプの半導体装置の正面断
面図である。
面図である。
１０ ベース １２ 窪み ２０、２００ リード ３０、３００ 第１低融点ガラス ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ 低融点ガラス層 ３２、３２０ 第２低融点ガラス ３２０ａ、３２０ｂ、３２０ｃ 低融点ガラス層 ４０ 半導体チップ ５０ キャップ
Claims (6)
- 【請求項１】 セラミックからなるベースに銅又は銅合
金からなるリードを第１低融点ガラスを介して接合する
と共に、前記ベースにマウントした半導体チップの上方
をセラミックからなるキャップで覆って、そのキャップ
をベースに接合した前記リード部分に第２低融点ガラス
を介して接合してなる半導体装置であって、前記第１低
融点ガラスと第２低融点ガラスを熱膨張係数の異なる３
層以上の低融点ガラス層を積層してそれぞれ形成して、
それらの各低融点ガラス層の熱膨張係数を、その上層の
低融点ガラス層に行くに従いその最上層の低融点ガラス
層上面に接合する前記リード又はキャップの熱膨張係数
に漸次近づけると共に、その下層の低融点ガラス層に行
くに従いその最下層の低融点ガラス層下面に接合する前
記ベース又はリードの熱膨張係数に漸次近づけたことを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 アルミナセラミックからなるベースとキ
ャップを用いた請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 窒化アルミニウムセラミックからなるベ
ースとキャップを用いた請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項４】 ムライトセラミックからなるベースとキ
ャップを用いた請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項５】 窒化アルミニウムセラミックからなるベ
ースとムライトセラミックからなるキャップを用いた請
求項１記載の半導体装置。 - 【請求項６】 ムライトセラミックからなるベースと窒
化アルミニウムセラミックからなるキャップを用いた請
求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5344256A JPH07176645A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5344256A JPH07176645A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176645A true JPH07176645A (ja) | 1995-07-14 |
Family
ID=18367845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5344256A Pending JPH07176645A (ja) | 1993-12-17 | 1993-12-17 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07176645A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015209347A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-11-24 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 接合材およびその利用 |
| WO2017051590A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 株式会社日立製作所 | 接合材及びそれを用いた接合体 |
-
1993
- 1993-12-17 JP JP5344256A patent/JPH07176645A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015209347A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-11-24 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 接合材およびその利用 |
| WO2017051590A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 株式会社日立製作所 | 接合材及びそれを用いた接合体 |
| JPWO2017051590A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2018-03-22 | 株式会社日立製作所 | 接合材及びそれを用いた接合体 |
| US10442724B2 (en) | 2015-09-25 | 2019-10-15 | Hitachi Ltd. | Joining material and joined body using same |
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