JPH0810198Y2 - 半導体素子収納用パッケージ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、パッケージ、特に、半
導体素子を収納するための半導体素子収納用パッケージ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理の高速化・大容量化に伴って、
情報処理に使用される半導体装置に関しても、より高い
周波数においてより大きな電力を扱い得るよう改良の努
力がなされている。たとえば、能動半導体素子として、
従来のシリコンを素材とした半導体素子に代え、ガリウ
ム・砒素等の化合物半導体を素材としたショットキーバ
リア型電界効果トランジスタ等が開発され、高周波域に
おいて大電力を扱えるように改良されつつある。

【０００３】そこで、このような高周波、大電力を扱う
半導体素子を収納するパッケージとして、銅−タングス
テン合金等の良熱伝導材料からなる金属基体と、その金
属基体上に取り付けられたコバール合金等の金属からな
る金属枠体と、金属枠体にはめ込まれてろう付けされた
アルミナセラミックス等の電気絶縁材料からなる端子取
り付け部材とを備えたものが既に知られている。

【０００４】図７に示すように、従来のパッケージに使
用されている端子取り付け部材は、アルミナセラミック
からなる平板部２１と、平板部２１上に固定された立壁
部２２とを有している。平板部２１の上面には、立壁部
２２と直交する方向に延びる端子取り付け用の複数のメ
タライズ配線層２３が形成されている。また、立壁部２
２の外側縁面と平板部２１の両端面とには、ろう付け用
の金属層２４が形成されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
収納した半導体素子が発熱し、パッケージの温度が上昇
すると、各部材の熱膨張率が異なるために、パッケージ
が熱変形して撓んでしまう。パッケージが撓むと、端子
取り付け部材の両端部を上下に引っ張る応力が発生す
る。この応力が、端子取り付け部材の両端部の平板部と
立壁部との間にクラックを発生させ、パッケージの気密
を損ない易い。パッケージの気密が損なわれると、パッ
ケージ内に収容された半導体素子が劣化し、半導体素子
が正常に作動できなくなってしまう。

【０００６】本考案の目的は、熱変形が生じても端子取
り付け部材にクラックが生じにくく、気密が損なわれに
くい半導体素子収納用パッケージを提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案に係る半導体素子
収納用パッケージは、金属基体と、その金属基体上に取
り付けられかつ切欠き部を有する金属枠体と、端子取り
付け部材とを備えており、半導体素子収納後に気密封止
し得るものである。端子取り付け部材は、切欠き部にろ
う付けされかつセラミック製の平板部と、平板部上に固
定されかつセラミック製の立壁部とを有している。また
端子取り付け部材は、少なくともその長手方向両端に、
立壁部の少なくとも一方の側壁から平板部の端部に延び
る補強部を有している。

【０００８】

【作用】本考案においては、金属枠体に囲まれた範囲内
において金属基体上に半導体素子が取り付けられること
によって、パッケージ内に半導体素子が収納され、その
後にパッケージが気密封止される。

【０００９】温度変化が生じると、パッケージが熱変形
する。しかし、端子取り付け部材は、少なくともその長
手方向両端に、立壁部の少なくとも一方の側壁から平板
部の端部に延びる補強部を有している。この補強部が、
両端部の横断面の面積を大きくし、機械的強度を高くさ
せる。このため、パッケージが撓んでも、クラックが発
生しにくくなる。

【００１０】

【実施例】図１には、本考案の一実施例として、電界効
果トランジスタを収納するための半導体素子収納用パッ
ケージが示されている。図１で明らかなように、この半
導体素子収納用パッケージは、矩形平板上の金属基体１
と、金属基体１上に取り付けられた金属枠体３と、金属
枠体３上面に固定され得るシールリング４と、シールリ
ング４の上面に固定され得る蓋体５とを備えている。金
属枠体３の両側面上部に形成された１対の切欠き部３ａ
には、それぞれ端子取り付け部材２がはめ込まれてろう
付けされている。両端子取り付け部材２には、それぞれ
複数の入出力端子６，６…がろう付けされている。

【００１１】前記金属基体１の上面と金属枠体とにより
形成される空間内には電界効果トランジスタ（図示せ
ず）が収納されるようになっている。このとき、金属基
体１は、電界効果トランジスタの接地端子及び放熱板と
して使用される。また、金属基体１の両端部には貫通孔
１ａが設けられている。この貫通孔１ａは、電界効果ト
ランジスタを収納した半導体素子収納用パッケージを外
部電気回路基板に固定する際に、ねじを挿通する孔とし
て使用される。

【００１２】金属基体１は、たとえば銅−タングステン
合金等の良熱伝導材料からなり、その熱膨張率は６．０
×１０^-6程度である。また、金属枠体３、シールリング
４及び蓋体５は、熱膨張率が５．７〜６．２×１０^-6の
コバール合金からなっている。蓋体５は、電界効果トラ
ンジスタ等を金属枠体３内に収容した後に、シールリン
グ４を介して金属枠体３の上面に気密封止状態で固着さ
れるものである。金属枠体３の相対向する２側壁上面に
形成された１対の切欠き部３ａには、入出力端子取り付
け部材２がはめ込まれている。この入出力端子取り付け
部材２は、たとえばアルミナ等を含むセラミックからな
る部材である。

【００１３】図２に示すように、この端子取り付け部材
２は、矩形平板上の平板部１０と、平板部１０上に固定
された立壁部１１と、立壁部１１の両端側面から平板部
１０の端部に向かって延びる４つの補強部１２とを有し
ている。平板部１０の上面には、立壁部１１と直交する
方向に延びる端子取り付け用の複数のメタライズ金属層
１３，１３…が形成されている。また、立壁部１１の外
側縁面と、補強部１２の図手前側の外側縁面と、平板部
１０の端面のうち前記２つの外側縁面を延長した部分
と、平板部１０の底面（図示せず）とには、ろう付け用
の下地金属となるメタライズ金属層１４が形成されてい
る。なお、金属層１３，１４は、たとえば、タングステ
ン、モリブデン、マンガン等の高融点金属から構成され
ている。

【００１４】立壁部１１によって覆われていない端子取
り付け用のメタライズ金属層１３の２部分のうち、一方
には入出力用端子６，６…（図２）が固着されるように
なっている。また、その他方には電界効果トランジスタ
等の入出力端子がワイヤボンディングによって接続され
るようになっている。

【００１５】ろう付け用のメタライズ金属層１４は、図
１の金属枠体３の切欠き部３ａ内に端子取り付け部材２
がはめ込まれたとき、切欠き部３ａ及びシールリング４
と対向するようになっている。そして、ろう付け用のメ
タライズ金属層１４と切欠き部３ａとの間にろう付けが
施されることによって、端子取り付け部材２が金属枠体
３に固定されるようになっている。また、立壁部１１の
上面のメタライズ金属層１４は、シールリング４を固定
する際のろう付け部分の一部となる。

【００１６】次に、上述の半導体素子収納用パッケージ
及びそれを用いた半導体装置の製造方法を説明する。端
子取り付け部材２の形成に際しては、まず、平板部１０
用の未焼成セラミック基板（グリーンシート）を用意す
る。未焼成セラミック基板が、たとえばアルミナセラミ
ックスからなる場合、アルミナ、シリカ、カルシア、マ
グネシア等の原料粉末にバインダー、有機溶媒を添加混
合して泥漿状となし、これに公知のドクタブレード法を
採用することによって平板部１０となるグリーンシート
を得る。そのグリーンシート上に、図３に示すように、
端子取り付け用のメタライズ金属層１３，１３…を形成
する。

【００１７】次に、図４に示すように、平板部１０用の
グリーンシート上に、立壁部１１と補強部１２とを配置
する。さらに、タングステン、モリブデン等からなる配
線導体をスクリーン印刷によって塗布し、ろう付け用の
メタライズ金属層１４を形成する。そして、還元雰囲気
中で約１６００℃の温度で焼成することによって焼結一
体化させ、図２に示す端子取り付け部材２を得る。

【００１８】次に、図５に示すように、金属枠体３の切
欠き部３ａに端子取り付け部材２を嵌め込み、ろう付け
用のメタライズ金属層１４と切欠き部３ａの面との間を
ろう付けする。次に、金属基体１上に金属枠体３を銀ろ
う等のろう材を用いてろう付けする。そして、入出力端
子６，６…を、端子取り付け用のメタライズ金属層１
３，１３…に銀ろう材を用いてろう付けする。

【００１９】次に、金属枠体３内の空間に電界効果トラ
ンジスタ等を収納・固定し、電界効果トランジスタ等の
各電極と端子取り付け用のメタライズ金属層１３，１３
とをそれぞれボンディングワイヤ等によって接続する。
さらに金属枠体３及び端子取り付け部材２の上面にシー
ルリング４を銀ろう材を用いてろう付けする。そして、
シールリング４の上面に蓋体５をシーム溶接等の溶接に
より接合する。これにより、パッケージ内に電界効果ト
ランジスタ等の半導体素子が気密に封止され、最終製品
としての半導体装置が得られる。

【００２０】得られた半導体装置では、半導体素子の発
熱により、パッケージが熱変形により撓んだ場合であっ
ても、端子取り付け部材２の両端が補強部１２により補
強されているので、その両端にクラックが生じにくい。
したがって、パッケージ内の気密が保たれる。また、端
子取り付け部２の強度が高くなるので、長尺のものを使
用することが可能になる。したがって、従来複数個の取
り付け部を並べて使用していたパッケージにおいて長尺
の取り付け部２を使用できるようになり、部品点数を削
減できる。

【００２１】〔他の実施例〕 （ａ） 図６に示す端子取り付け部材２を採用すること
によっても、本考案を同様に実施できる。図６では、立
壁部１１の両端側面から平板部１０の一方の端部にのみ
補強部１２を設けている。この場合にも、端子取り付け
部材２の両端部の断面積が従来より大きくなり、クラッ
クが発生しにくくなる。

【００２２】（ｂ） 前記実施例では補強部を両端にの
み設けたが、補強部を両端以外の場所にも設けてもよ
い。たとえば、補強部を立壁部１１の中央部にも設けて
もよい。

【００２３】

【考案の効果】本考案の半導体素子収納用パッケージに
よれば、端子取り付け部材に補強部材を設けたので、端
子取り付け部材の機械的強度が高くなる。このため、パ
ッケージが熱変形等により撓んだ場合にも、端子取り付
け部材の端部でのクラックが生じにくい。したがってク
ラックによるリークが防止でき、高信頼性を有する気密
封止パッケージが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の一部切欠き分解斜視図。

【図２】本考案の一実施例に使用される端子取り付け部
材の斜視図。

【図３】本考案の一実施例の製造工程を説明する斜視
図。

【図４】本考案の一実施例の製造工程を説明する斜視
図。

【図５】本考案の一実施例の製造工程を説明する斜視
図。

【図６】本考案の他の実施例の図２に相当する図。

【図７】従来例の図２に相当する図。

【符号の説明】

１ 金属基体 ２ 端子取り付け部材 ３ 金属枠体 ５ 入出力端子 １０ 平板部 １１ 立壁部 １２ 補強部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属基体と、前記金属基体上に取り付けら
   れかつ切欠き部を有する金属枠体と、前記切欠き部にろ
   う付けされかつセラミック製の平板部と前記平板部上に
   固定されかつセラミック製の立壁部とを有する端子取り
   付け部材とを備え、半導体素子収納後に気密封止し得る
   半導体素子収納用パッケージにおいて、 前記端子取り付け部材は、少なくともその長手方向両端
   に前記立壁部の少なくとも一方の側壁から前記平板部の
   端部に延びる補強部を有していることを特徴とする半導
   体素子収納用パッケージ。