JPS5890749A - 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】 本発明は半導体装置に関し、とくｌころう付技術を必要
とする半導体装置に係るものである。

小皺電子１１路装置、特に混成集積回路或いは高周波用
半導体装置の発展に伴い稚々の絶縁材料が使用される様
になった０周知の如く最近半導体装置の小屋化の強調と
透気的特性面からの要求から使用される材料並びに物理
的な構造に大きな制約がかかり、要求される特性の全て
を満足せしめる為にはかなり困難な問題が存する０その
内の賞賛１ｊ問題はろう付である◎半導体素子搭載用基
板又は容器等の限られた面積に装置構成体をろう付する
際、所定のろう付強度を確保する為にはその構成材料の
性質、メタライズ技術、ろう付技術の調和がとれていな
いといけないが、高側ｍ特性尋の電気的な面や単なるろ
う付技術の面からだけではこの調和をとることはできな
いことが多い。例え４ｉ第１図に示す如く絶縁基板ｌの
表面にメタライズ層２を施し、該層２に平型のリード３
をろう付する場合に、要求されるろう付強度を得る為に
はメタライズ層の幅、リードの幅、ろう材４の量を適宜
に選択しなければならない０例えば絶縁基板１として、
ｌＩ！電率か低く且つ熱放散のよいべＩＪ　ＩＪアセラ
ミックを採用し、所望の特性インピーダンスを保有せし
める電子回路基板を製作する場合には、電気的特性を優
先せしめる必要からメタライズ層の輪、リードの幅に制
限をうけ、所定のメタライズ強度、ろう付強度を得る事
が困難な事が多い。特に高絢波領域に使用する電子回路
に於いてその影譬は顕著である。この解決の為に今迄種
々提案されている方法として、第２図に示す如く絶縁基
板１の上に投砂られたメタライズ層２に外部引出リード
３をろう材４でろう付する際に出来るだけろう付部にろ
う材４が掴まる様にして歪の緩和を計るとか、或いは第
３図に示す如く絶縁基板ｌのｍ面の一部にメタライズ層
２“を設けてろう付の際のろう溜を生じせしめてろう付
強度を増加せしめる方法がある。その他外部引出リード
３のろう何部分に孔を設けたり又は第４図に示す如き形
状にしてろう材４か溜り易くした。すする方法も提案さ
れている。

しかしなから第２図の場合は実質的にろう材４が外部引
出リード３の他の部分に流れてしまうのでろう溜を歩留
よくつくる事は困難であり、接続強度も弱い。又第３図
の如き構成の場合には絶縁基板１の側面メタライズ層！
と層面メタライズ２′の間の実質的靜電容蓋を増加せし
めて電気的特性を損わしめる欠点がある。又外部引出リ
ードすなわちろう封体の形状に工夫をこらしても多少ろ
う溜歩留がよくなるだけで本質的な解決は得られない。

一方電子回路の組立面から考えた場合に、ろう材が流出
して電子回路素子をマウントする所又は金属細線等でボ
ンディングする所に種々のトラブル例えばろう材拡散に
よりマウント又はボンディングが不可能になるとか或い
はマウントが出来ても熱抵抗を増大せしめるとか、接続
浮遊容量を増すとか又はボンディングが出来てもボンデ
ィング強度が器いとか、長期の寿命試験でボンディング
強度が洛ちてくる岬の欠点がある０中でも半導体素子を
気密に封入する容器構造において、封入用壁部材のろう
付は極めて欠点が多く困難であった〇本発明の目的は、
被ろう封体、その他の電気的、機械的特性を劣化させる
ことなく、壁部材のろう付強度を容易に確保することが
できる構造の半導体装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、壁部材が接続される金属板の表面
において前記壁部材が当接される部分にろう材にぬれや
すい金属部材を選択的に設け、この金属部材と前記４ｉ
１部材とをろう付したことを特徴とする半導体装置によ
って達成される。

本発明の半導体装置はこの様にろう材が濡れ易い（なじ
み易い）金属部材によってろう付部を限定し、その部分
にのみろう材がたまるようにし、かつ前記金属層の周辺
がろう材流出をせき止める境界として作用するようにし
て、この金属層き近接する金属板上へろう材が拡散しな
いように工夫されている。

即ち単Ｉζ金属板にろう付するのではなく、そのろう付
すべき部分以外にろう材が流れないようにろう材に濶れ
易い金属層を設け、金属板の方へろう材が拡散しｌいよ
うにして従来の技術に於いて生ずるろう材の流出に基づ
く前記の如き種々の障害を防止するものである。

また換言すれば、本発明は、金１４板としてろう材が溺
れにくい金属体を用い、ろう付すべき部分をろう材が鍋
れ易い金属部材で被着することにより前記金属体の素面
とくにろう材がぬれやすい金属部材との境界部でろう材
か金属部材側に収縮するようにしてろう材の流出に対す
る塞き止め部として作用せしめることを特徴とする壁部
材の取り付は構造である。

次に本発明の主旨を更に具体的に明白にする為ｍ間 に実施例に基き　　−゛を参照しながら説明する〇 第５図は本発明に係る半導体装置の一実施例を説明する
為の断面図である。

第５図に示す如く、スタッド（放熱体）１６（例えば放
熱性のよい銅）に通常の積層セラミック技術化基いた絶
縁壁部材１？　（ｆｌえはアルミナ）（該絶縁部材１７
には容器の電極となるべきメタライズ層１８及び前記ス
タッド１６にろう付する為のメタライズ層１８’が設け
られている）をろう付し、この壁部材の上側に外部引出
リード１３をろう付して容器を形成し、該容−の内部に
半導体素子１９（例えばトランジスタ）をマウントし金
属細線（Ｎえば金線）加、加′によって　前記半導体素
子１９の電極と該半導体容器とを電気的に接続してなる
半導体装置例えばＦＢＴに於いて、　スタッド１６と絶
縁壁部材！７とをろう材１４（例えば鉄鋼共晶ろう）で
ろう付の際に、スタッド１６のろう何部分のみに選択的
にろう材１４が濡れ易い金属層１５　（例えばＮｉ）を
クラッドしておくとろう材１４が容器の内部に流れこま
ないので、半導体講子１９のマウント部および金属細線
加′のボンディング部に対して著しく信頼度が増すＯ 本実施例に於いては部分的にとくに壁部材底面が４１１
される場所に選択的にろう材１４が濡れ易い金属層１５
をスタッド１６上にあえて設けている力ζこれは金属層
１５のみに集中してろう材がもつ上がるようにして壁部
材１７との縁続！Ｉ！ｌＶを向上させるとともに、ろう
材を加熱した時溶融したろう材がスタッド上を拡散して
その拡散力によって壁部材の取り付は位置がずれてしま
い、その後のボンディング作業に支障をきたしていた従
来の欠点を有効に防止できる。また、壁部材を取り付け
るに適したろう材が半導体素子をマウントするに適した
ろう材と一致しない場合が多く、この場合両ろう材の融
点が違うため集子マウント用ろう拐の方が融点の高いも
のを選ばなければならなかった。すなわち、どうしても
融点の高い方のろう材で先にろう付しその後融点の低い
ろう材でろ・）付しなければ、これが逆だと低融点ろう
材が再度溶融して異常拡散をおこしたり、高融点ろう材
と接触して化学反応をおこしたりしてしまうからである
。従って作業性の面から考えても中央部を先にろう付す
る方がよいため、どうしてもｉｉ＆ｊｋ！点ろう材を素
子マウント用として使用しなければならない場合があっ
た〇しかし高融点ろう材だと両温を要するため素子に対
する悪影響が大きく、素子の不純物濃度や接合深さが変
化して特性劣化をもたらしていた。これ−ζ対して、本
発明では素子マウント用として低融点ろう材を使用して
も、壁部材取り付は用のろう材の拡散がないため両省か
混融することはなく、素子の特性安定化や作業性の面に
おいても従来では予期できない効果をもっているといえ
る。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図はろう付技術に於ける基本図、第２〜ｍ４図は従
来のろう付技術を説明する為の図、第５図は本発明に係
るろう付構造を用いた半導体装置の一実施例の萌面図で
ある。 １・・・・・・・・・絶縁も板、２．１２・・・・・・
・・・メタライズ層、３．１３・・・・・・・・・外部
引出リード、４．１４・・・・・・・・・ろう材、　　
５．１５・・・・・・・・・ろう材が濡れ易い金属層、
１６・・・・・・・・・スタッド、１７・・・・−・・
・・絶縁ＩＭ部材、１８・・・・・・・・・メタライズ
層、１９・・・・・・・・・半導体素子、加・・・・・
・・・・金属細線。 手続補正書（方式） 特許庁長官　殿 １、事件の表示　　　昭和５７年　　特許　願第７６９
４２号２、発明の名称　　　半導体装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁目３３番１号 ４、代理人 ６　補正の対象 図面 ２　補正の内容 特願昭４９−１００９３９号に関し、昭和５７年５月７
日付で分割出願を２件（４？願昭５７−７６９４１号。 特願昭５７−７６９４２号）提出致しましたが、事務上
の錯誤により図面を差し違えて添付してしｔｎました。 本補−正書にて正しい図面を添付致しますので、再度ご
精査の程、お願−申し上げます。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属体上に取り付けられた半導体素子を気密に封入し壁
   部材を有する半導体装置において、前記壁部材の底面と
   対間する前記金属体表面に選択的にろう材か副れ易い金
   属部材を設けて、その部分で壁部材をろう付したことを
   特徴とする半導体装置０