JPS6076150A - 半導体装置の金属パツケ−ジ - Google Patents
半導体装置の金属パツケ−ジInfo
- Publication number
- JPS6076150A JPS6076150A JP58184850A JP18485083A JPS6076150A JP S6076150 A JPS6076150 A JP S6076150A JP 58184850 A JP58184850 A JP 58184850A JP 18485083 A JP18485083 A JP 18485083A JP S6076150 A JPS6076150 A JP S6076150A
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- Japan
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- small
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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
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/10—Containers or parts thereof
- H10W76/12—Containers or parts thereof characterised by their shape
- H10W76/13—Containers comprising a conductive base serving as an interconnection
- H10W76/132—Containers comprising a conductive base serving as an interconnection having other interconnections through an insulated passage in the conductive base
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、半導体装置の放熱形金属パッケージ構造に関
する。特に発熱する半導体を搭載し、放！１！）性、気
密性、部品の接合性を良くした金属製パッケージの構造
に関する。
する。特に発熱する半導体を搭載し、放！１！）性、気
密性、部品の接合性を良くした金属製パッケージの構造
に関する。
第１図は従来例半導体金属パンケージの斜視図、第２図
は従来例半導体放熱形金屈パッケージの斜視図である。
は従来例半導体放熱形金屈パッケージの斜視図である。
金属製パンケージは通常第１図に代表例を示ように、ガ
ラス封着金属ｌと電気信号入出力用の電極リード２がガ
ラス封着部３によっ”ζ絶縁封着されている構造が多い
が、放熱の必要なパワートランジスタなどでは、第２図
に代表例を示すように放熱金属４をガラス封着金属１と
接合した構造のものが良く知られている。
ラス封着金属ｌと電気信号入出力用の電極リード２がガ
ラス封着部３によっ”ζ絶縁封着されている構造が多い
が、放熱の必要なパワートランジスタなどでは、第２図
に代表例を示すように放熱金属４をガラス封着金属１と
接合した構造のものが良く知られている。
一般に金属性の電気信号入出力用の電極リード２を絶縁
し封着する場合に、生産性を高め、安価に製造すること
から、ガラス類が多用されてきている。この場合、ガラ
ス封着金属１はコンプレッション方式に用いられるｐｅ
−Ｎｉ合金またはＦｅ合金、マツチ］：方式に用いられ
るＦｅ−旧−Ｃｏ合金のコバーの二通りが代表的である
が、これらはいずれも！；」シ伝導率が小さく、高出力
トランジスタチソブを実装してパワーＩ・ランジスタ、
Ｆ Ｅ ｉ’アンプなどとしてデバイス化する場合に、
ｈ９．熱に刻し機能的に不十分である。そのために熱伝
導率の良好な銅を代表とする金属をヘースにガラス封着
金１ｈ（を接合した金属パッケージが多く開イごされて
いる。
し封着する場合に、生産性を高め、安価に製造すること
から、ガラス類が多用されてきている。この場合、ガラ
ス封着金属１はコンプレッション方式に用いられるｐｅ
−Ｎｉ合金またはＦｅ合金、マツチ］：方式に用いられ
るＦｅ−旧−Ｃｏ合金のコバーの二通りが代表的である
が、これらはいずれも！；」シ伝導率が小さく、高出力
トランジスタチソブを実装してパワーＩ・ランジスタ、
Ｆ Ｅ ｉ’アンプなどとしてデバイス化する場合に、
ｈ９．熱に刻し機能的に不十分である。そのために熱伝
導率の良好な銅を代表とする金属をヘースにガラス封着
金１ｈ（を接合した金属パッケージが多く開イごされて
いる。
しかし異種金属同士のろう４１時およびパッケージにペ
レット頬をろうイ１けするときなど熱ストレスを受ける
ときに、膨張差に起因するガラス封着部３への応力が、
ガラスのクラックおよびガラスと金属の界面よりのはが
れを生じさせて気密不良につながる事故がしばしば発生
していた。
レット頬をろうイ１けするときなど熱ストレスを受ける
ときに、膨張差に起因するガラス封着部３への応力が、
ガラスのクラックおよびガラスと金属の界面よりのはが
れを生じさせて気密不良につながる事故がしばしば発生
していた。
さらにパッケージにペレソトツ偵をろ・）伺すした後に
キャップをシールする工法は、ブＵジェクション溶接、
レーザ溶接などが一般に行われているが、溶接性、作業
性などからパッケージのキ中ツブ接合部はＦｅ系、また
はＰｅ−Ｎｉ系合金が多く用いられている。このような
ことから良好な熱伝導性を必要とする金属パッケージに
は、異種金属の組合せが必要どされている。
キャップをシールする工法は、ブＵジェクション溶接、
レーザ溶接などが一般に行われているが、溶接性、作業
性などからパッケージのキ中ツブ接合部はＦｅ系、また
はＰｅ−Ｎｉ系合金が多く用いられている。このような
ことから良好な熱伝導性を必要とする金属パッケージに
は、異種金属の組合せが必要どされている。
しかし膨張係数の異なるＦｅ系合金とＣｕをろう付すし
た場合は、膨張差により冷却工程でバイメタル的に力が
働き、金属パッケージに大きな反りが発生ずる。したが
って高気密、１Ｒｉｔｉｉ度を要求され、しかも異種金
属によって構成される金属パッケージの製造は複雑で難
しく製造コストも高いも・のとなる。
た場合は、膨張差により冷却工程でバイメタル的に力が
働き、金属パッケージに大きな反りが発生ずる。したが
って高気密、１Ｒｉｔｉｉ度を要求され、しかも異種金
属によって構成される金属パッケージの製造は複雑で難
しく製造コストも高いも・のとなる。
本発明者らは、電極り−１・を外ＲＩＳに引出ず部分の
構造を変更することによって、上記の問題を解決できる
ことに着目し、本発明を完成するに至っノこ。
構造を変更することによって、上記の問題を解決できる
ことに着目し、本発明を完成するに至っノこ。
本発明は、高品質で均一性に優れ、熱応力によるガラス
封着部の気密不良を発生しない半導体数熱形金属バノゲ
ージの構造を提供することを目的とする。
封着部の気密不良を発生しない半導体数熱形金属バノゲ
ージの構造を提供することを目的とする。
第一発明の特徴は、−面に発；：！！半導体を搭載する
ことができるように構成され、」二記−面と他面との間
に電極リードが貫通ずるための複数の丸穴を有する金属
製本体と、上記丸穴に挿入され固着された気へ↑（端子
部とを備え、上記気密醋１子部は、貫通ずる電極リード
をそれぞれほぼ中心軸として、その外ｉイが円筒形状の
大径部分と、その外径が上記大ｉ￥部分より小さい円筒
形状の小径部分とにより構成され、その大径部分とその
小ｉ条部分との外側が連続するようにコバー製薄肉材料
により形成され、上記大径部分の外径がらようと上記丸
穴の内径に嵌挿できる大きさに形成され、その小（イ部
分の内側に上記電極リードを支持する絶縁材料が充填さ
れた構造で、耐熱性、嗣気宙性、信頼性を高めることが
できることにある。
ことができるように構成され、」二記−面と他面との間
に電極リードが貫通ずるための複数の丸穴を有する金属
製本体と、上記丸穴に挿入され固着された気へ↑（端子
部とを備え、上記気密醋１子部は、貫通ずる電極リード
をそれぞれほぼ中心軸として、その外ｉイが円筒形状の
大径部分と、その外径が上記大ｉ￥部分より小さい円筒
形状の小径部分とにより構成され、その大径部分とその
小ｉ条部分との外側が連続するようにコバー製薄肉材料
により形成され、上記大径部分の外径がらようと上記丸
穴の内径に嵌挿できる大きさに形成され、その小（イ部
分の内側に上記電極リードを支持する絶縁材料が充填さ
れた構造で、耐熱性、嗣気宙性、信頼性を高めることが
できることにある。
第二発明の特徴は、上記小径部分の外径がらようど上記
丸穴の内径に嵌挿できる大きさに形成され、その人（イ
部分の内側に上記電極リードを支持する絶縁材料が充填
された構造で、耐熱性、耐気密性、信頼性を高めること
ができることにある。
丸穴の内径に嵌挿できる大きさに形成され、その人（イ
部分の内側に上記電極リードを支持する絶縁材料が充填
された構造で、耐熱性、耐気密性、信頼性を高めること
ができることにある。
次に本発明実施例半導体数熱形金属パッケージの構造を
図面に基づい°ζＢ’（＝ Ｌ、、 ＜説明する。
図面に基づい°ζＢ’（＝ Ｌ、、 ＜説明する。
第３図、第４図は本節−発明実施例半導体放熱形金属バ
ッケージの断面図、第５図は本年−発明実施例半導体放
熱形金属バンケージの端子部断面図、第６図、第７図は
本発明実施例半導体数熱形金属パッケージの応用例平面
図である。
ッケージの断面図、第５図は本年−発明実施例半導体放
熱形金属バンケージの端子部断面図、第６図、第７図は
本発明実施例半導体数熱形金属パッケージの応用例平面
図である。
本発明実施例半導体数熱形金属パソゲージ、ば、第３図
および第４図に示すように、発熱半導体チップ８および
基板類９を搭載する銅製本体７と、この銅製本体７に設
けられた複数個の貫通孔に挿入されてろう付けされた気
密端子部１２と、上記銅製本体７の上面外周部にろう付
けされたステンレスリング６とによって全体が構成され
ている。図面に示した構成から、Ｗ板頬９が除かれζ、
発熱半導体チップ８が直接銅製本体７に搭載される構成
の場合もある。
および第４図に示すように、発熱半導体チップ８および
基板類９を搭載する銅製本体７と、この銅製本体７に設
けられた複数個の貫通孔に挿入されてろう付けされた気
密端子部１２と、上記銅製本体７の上面外周部にろう付
けされたステンレスリング６とによって全体が構成され
ている。図面に示した構成から、Ｗ板頬９が除かれζ、
発熱半導体チップ８が直接銅製本体７に搭載される構成
の場合もある。
ここで本発明の特徴とする構造は、気密端子部１２とそ
の取４−）け構造にある。気密端子部１２は、第５図に
示すように小径円筒部分と大径円筒部分がコバーで連続
するように形成され、電気信号入出力用の電極リード２
はこの両回筒部分に共通にそのほぼ中心に配置され、そ
の電気信号入出力用の電極リ−Ｆ２は小径部分の内部に
充填されノこガラス封着部３によって封着支持される。
の取４−）け構造にある。気密端子部１２は、第５図に
示すように小径円筒部分と大径円筒部分がコバーで連続
するように形成され、電気信号入出力用の電極リード２
はこの両回筒部分に共通にそのほぼ中心に配置され、そ
の電気信号入出力用の電極リ−Ｆ２は小径部分の内部に
充填されノこガラス封着部３によって封着支持される。
しかも、この気密０ｉｉｉ子部１２は、本体１１に数例
けられるときには、その大径部分によって取トｊりられ
る。すなわぢ、大径部分の外径は本体＋１に設Ｌ−１ら
れた丸穴１０の内径にらようど嵌挿される大きさであり
、大径部分の周囲がこの丸穴１０の内側に嵌挿されろう
トＪりされる。
けられるときには、その大径部分によって取トｊりられ
る。すなわぢ、大径部分の外径は本体＋１に設Ｌ−１ら
れた丸穴１０の内径にらようど嵌挿される大きさであり
、大径部分の周囲がこの丸穴１０の内側に嵌挿されろう
トＪりされる。
したがって、熱街激によってガラス封着部３に膨張また
は収縮があっても、大径部分と小径部分の段差が作られ
る可撓性リング５の部分がこれを吸収することができる
。
は収縮があっても、大径部分と小径部分の段差が作られ
る可撓性リング５の部分がこれを吸収することができる
。
さらに各部品について詳しく説明する。ｔｉｉ＋ ｕ本
体７は、機械加工後寸法の安定性に優れた無電解の厚メ
ッキを施して、端子部１２をろう付けする穴径の均一性
と、ステンレスリング６のろう（＝Ｊけ性の向上をはか
っている。またステンレスリング６の材質は銅に膨張率
が非電に近く、かつ銅製本体。
体７は、機械加工後寸法の安定性に優れた無電解の厚メ
ッキを施して、端子部１２をろう付けする穴径の均一性
と、ステンレスリング６のろう（＝Ｊけ性の向上をはか
っている。またステンレスリング６の材質は銅に膨張率
が非電に近く、かつ銅製本体。
７とのプロジェクション溶接などによる接合性に優れた
オーステナイト系ステンレスを用い、さらにろうイ」け
性および１法安定性の向上をはかるため無電ＩＷメッキ
ｌｌが施されている。
オーステナイト系ステンレスを用い、さらにろうイ」け
性および１法安定性の向上をはかるため無電ＩＷメッキ
ｌｌが施されている。
気密端子部１２は前記したように１１月８２性に優れた
形状のコバー製の可撓性リング５と二１バー製の電気信
号入出力用の電極リート２をマツチド方一式によりガラ
ス封着したもので、安価でがっ大量に生産することがで
きる。
形状のコバー製の可撓性リング５と二１バー製の電気信
号入出力用の電極リート２をマツチド方一式によりガラ
ス封着したもので、安価でがっ大量に生産することがで
きる。
以上説明した銅製本体７、ステンレスリング６および気
密端子部１２の３点を不活性雰囲気炉中でろう付けする
ことによって、本発明の半導体数熱形金属パッケージを
得ることができる。この半導体数熱形金属パッケージは
構成材料のうち膨張係数の異なるコバーを極力薄くし、
かつ加熱時の銅との膨張差に起因する応力を小さくして
、端子自身の可撓性によりガラス封着部３に到達するひ
ずみを極力小さく亥る構造であるため、ガラス部の破損
を生じることはない。また、ろうイ」り前のろう付は治
具への組込みも、上記３点の部品が同一方向に揃ってい
るため自動化をはかることができ、また第６図に示す四
角形のパッケージや第７図に示す丸形パッケージなど形
状も任意に設定すること、ができる。また、端子の位置
も自由に変えられるのでＭ Ｉ Ｃなどの高密度な回路
に列しても使用することができ、その応用範囲を拡大す
ることができる。
密端子部１２の３点を不活性雰囲気炉中でろう付けする
ことによって、本発明の半導体数熱形金属パッケージを
得ることができる。この半導体数熱形金属パッケージは
構成材料のうち膨張係数の異なるコバーを極力薄くし、
かつ加熱時の銅との膨張差に起因する応力を小さくして
、端子自身の可撓性によりガラス封着部３に到達するひ
ずみを極力小さく亥る構造であるため、ガラス部の破損
を生じることはない。また、ろうイ」り前のろう付は治
具への組込みも、上記３点の部品が同一方向に揃ってい
るため自動化をはかることができ、また第６図に示す四
角形のパッケージや第７図に示す丸形パッケージなど形
状も任意に設定すること、ができる。また、端子の位置
も自由に変えられるのでＭ Ｉ Ｃなどの高密度な回路
に列しても使用することができ、その応用範囲を拡大す
ることができる。
第８図および第９図は本発明第二の発明の実施例構造を
示す断面図である。気密端子部１２は第８図に示すよう
に、この場合には大径部分の内側にガラス封着部３が設
けられて電気信号入出力用の電極リ−１ζ２が支持され
、小径部分はその内側が空洞になっている。本体への取
付けは第９図に示すよ・）にこの小径部分の外側が本体
１１に設けられた丸穴ＩＯの内側に嵌挿されてろう付け
される。
示す断面図である。気密端子部１２は第８図に示すよう
に、この場合には大径部分の内側にガラス封着部３が設
けられて電気信号入出力用の電極リ−１ζ２が支持され
、小径部分はその内側が空洞になっている。本体への取
付けは第９図に示すよ・）にこの小径部分の外側が本体
１１に設けられた丸穴ＩＯの内側に嵌挿されてろう付け
される。
この構造によっても同様に熱田激による歪をこの気密端
子部１２の外側のコバーで形成された可・撓性リング５
０部分で吸収することができる。
子部１２の外側のコバーで形成された可・撓性リング５
０部分で吸収することができる。
以上述べたように本発明によれば、′熱衝激による機械
的な歪が封止部分に直接作用しないので、（１１ｉ＋
Ｖ！シ性、１ｌｉ４気密性に非電に優れている、（２）
設計範囲が広がり、回路実装形状が任意に選べる、 （３） 変形が少なく、高精度なパンケージを得ること
ができる、 など品質の高い均一な優れたパッケージを供給すること
ができる優れた効果がある。
的な歪が封止部分に直接作用しないので、（１１ｉ＋
Ｖ！シ性、１ｌｉ４気密性に非電に優れている、（２）
設計範囲が広がり、回路実装形状が任意に選べる、 （３） 変形が少なく、高精度なパンケージを得ること
ができる、 など品質の高い均一な優れたパッケージを供給すること
ができる優れた効果がある。
第１図は従来例半導体金属パッケージの斜視図。
第２図は従来例半導体数熱形金属パッケージの斜視図。
第３図、第４図は本節−発明実施例半導体放熱形金属バ
ソケージの断面図。 第５図は本節−発明実施例半導体放熱形金属パソケージ
の端子部断面図。 第６図、第７図は本発明半導体数熱形金属パッケージの
応用例平面図。 第８図は本第二発明実施例半導体放熱形金属パ・７ケー
ジの端子部断面図。 第９図は本第二発明実施例半導体放熱形金属パンケージ
の断面図。 １・・・ガラス封着金属、２・・・電気信号人出力用の
電極り一１′、３・・・ガラス封着部、４・・・放熱金
属、５・・・可撓性リング、６・・・ステンレスリング
、７・・・銅製本体、８・・・発熱半導体チップ、９・
・・基板類、１０・・・丸穴ろうイー１都、１１・・・
無電解メッキ、１２・・・気密端子部。 特許出願人 １１本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 ７Ｙｌ Ｉ Ｍ Ｐｌ ２ 図 わ Ｍ３図 尾４ Ｍ 艷 篤 ６ 回 尾 ７ 図 λ 尼８Ｍ 尼 ９ 口 ≦ 少
ソケージの断面図。 第５図は本節−発明実施例半導体放熱形金属パソケージ
の端子部断面図。 第６図、第７図は本発明半導体数熱形金属パッケージの
応用例平面図。 第８図は本第二発明実施例半導体放熱形金属パ・７ケー
ジの端子部断面図。 第９図は本第二発明実施例半導体放熱形金属パンケージ
の断面図。 １・・・ガラス封着金属、２・・・電気信号人出力用の
電極り一１′、３・・・ガラス封着部、４・・・放熱金
属、５・・・可撓性リング、６・・・ステンレスリング
、７・・・銅製本体、８・・・発熱半導体チップ、９・
・・基板類、１０・・・丸穴ろうイー１都、１１・・・
無電解メッキ、１２・・・気密端子部。 特許出願人 １１本電気株式会社 代理人 弁理士 井 出 直 孝 ７Ｙｌ Ｉ Ｍ Ｐｌ ２ 図 わ Ｍ３図 尾４ Ｍ 艷 篤 ６ 回 尾 ７ 図 λ 尼８Ｍ 尼 ９ 口 ≦ 少
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１−面に発熱半導体を搭載することができるように
構成され、上記−面と他面との間に電極リードが貫通ず
るための複数の丸穴を有する金属製本体と、 上記丸穴に挿入され固着された気密端子部とを備え、 上記気密端子部は、 貫通ずる電極リードをそれぞれほぼ中心軸として、その
外径が円筒形状の大径部分と、その外径が上記大径部分
より小さい円筒形状の小径部分とにより構成され、その
大径部分とその小径部分との外側が連続するようにコバ
ー製薄肉材料により形成され、上記大径部分の外径がら
ようど上記丸穴の内径に嵌挿できる大きさに形成され、
その小径部分の内側に上記電極リードを支持する絶縁材
料が充填された構造であることを特徴とする半導体装置
の金属パッケージ。 （２） −面に発熱半導体を搭載することができるよう
に構成され、上記−面と他面との間に電極り−］′が貫
通ずるための複数の丸穴をイー１する金属製本体と、 」二記丸穴に挿入され固着された気密ＤＩｉ＋子部とを
備え、 上記気密端子部は、 貫通ずる電極リードをそれぞれほぼ中心軸として、その
外径が円筒形状の大（イ部分と、その外径が上記大径部
分より小さい円筒形状の小径部分とにより構成され、そ
の人１’Ｌ部分とその小径部５）との外側が連続するよ
うにコバー製薄肉材料により形成され、」二記小径部分
の外径がちょうど上記丸穴の内径に嵌挿できる大きさに
形成され、その人ｉ￥部分の内側に上記電極り−Ｆを支
持する絶縁材料が充填された構造であることを特徴とす
る半導体装置の金属パッケージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184850A JPS6076150A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 半導体装置の金属パツケ−ジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58184850A JPS6076150A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 半導体装置の金属パツケ−ジ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076150A true JPS6076150A (ja) | 1985-04-30 |
| JPH0160947B2 JPH0160947B2 (ja) | 1989-12-26 |
Family
ID=16160396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58184850A Granted JPS6076150A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 半導体装置の金属パツケ−ジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076150A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4951011A (en) * | 1986-07-24 | 1990-08-21 | Harris Corporation | Impedance matched plug-in package for high speed microwave integrated circuits |
| US10319654B1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | Cubic Corporation | Integrated chip scale packages |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58184850A patent/JPS6076150A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4951011A (en) * | 1986-07-24 | 1990-08-21 | Harris Corporation | Impedance matched plug-in package for high speed microwave integrated circuits |
| US10319654B1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | Cubic Corporation | Integrated chip scale packages |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0160947B2 (ja) | 1989-12-26 |
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