JPS6298648A - 半導体基体搭載用セラミックパッケージ - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体基体搭載用セラミックパッケージ、特に
熱発生素子を高密度に集積した半導体集積回路基体を収
納するのに好適な高熱伝導性パッケージ及びその製法に
関する。

〔発明の背景〕

従来において、電子計算機では計算速度の速いことが要
求されるため、近年、限定された半導体基板中に発熱を
ともなう半導体素子を多数個集積し、もって各素子間の
電気的連絡配線長を可及的に短縮した半導体装置、即ち
Ｌａｒｇｅ　ＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃ４ｒ
ｃｕｉｔ　（以下ＬＳＩと言う）チップが開発されてい
る。又、そのＬＳＩチップを搭載し、同チップと外部回
路とを電気的中継接続しかつ同チップの収納容器を兼ね
る基板ないしパッケージも、多層かつ高密度に電気配線
され、もって中継接続配線長を実質的に短縮されてきて
いる。

そして、チップで発生する熱を効率的に外部へ放出する
実装構造も開発されてきている。この−例として（１）
エル、エム、マハリンガム（Ｌ、Ｍ。

Ｍａｈａｌｉｎｇａｍ）らによるソリッド　ステート　
チクノロシイ（Ｓｏｌｉｄ　５ｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ　）　　１６３〜１７３頁、５月（１９８４年
）におけるバイポーラデバイス　パッケージング−エレ
クトリカル　サーマル　アンド　メカニカル　ストレス
　コンシダレーション（ｌｌｉｐｏｌａｒ　Ｄｅｖ４ｃ
ｓ　Ｐａｃｋａｇｉｎｇ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ、Ｔｈ
ｅｒｍａｌ　ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　５ｔｒｅ
ｓｓＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ）と屈する論文で、
ビングリッドアレイ　パッケージ（Ｐｉｎ　Ｇｒｉｄ　
Ａｒｒａｙ　Ｐａｃｋａｇｅ）（以下ＰＡＧと略記）の
熱放散性向上のため、チップをダイボンディングするた
めの凹部をベリリヤとアルミナとで複合的に構成するこ
とを開示している。即ち、チップを搭載する部分には熱
伝導率（４００Ｗ／ｍ−ｋ）の高いベリリヤを用い、そ
して中空部を有するアルミナにはワイヤポンディングパ
ッド及び外部端子を配設すると共に同パッドから外部端
子に至る電気配線を施こし、終局的にチップから外部回
路に至る中継電気配線用基板としての役割を付与してい
る。上記ベリリヤには、チップ搭載面の反対側の面に放
熱フィンが熱的に係合されている。

上記構造では、熱発生部のジャンクションからケースと
してのペリリヤ板外面に至るまでの熱抵抗が約１℃／Ｗ
であり、ベリリヤ板をアルミナ板で代替した場合の約３
．５　℃／Ｗに比べ優れた放熱性を有する。又、上記構
造では高い気密性を確保し後続の熱的プロセスに対する
耐力を確保する観点から、上記ベリリヤ板とアルミナ基
板は銀ろう付けによって一体化されるのが一般的である
。

同構成は熱膨張係数が近似（ベリリヤ：８Ｘ１０−”／
℃、アルミナ：　７　Ｘ　１０−６／’Ｃ，いずれも室
温〜４００℃）シ、シかも銀ろう付は処理（約８００℃
）に耐える金属化技術の確立されたセラミック部材どう
しの接合体に基づく。したがって、上記構造体は熱的変
化に追随可能な高信頼性パッケージになり得る。

しかしながら、上記先行技術例（１）の最大の運点は、
７ｕ性問題を有する点である。

）一方、窒化アルミニウム焼結体は、近年の焼結技術や
精製技術の向上に伴なって、電子部品用基板材料として
注目に値する好ましい物性が付与されるに至っている。

例えば、（２）安斉らによるプロシーデイングオブ　ザ
　ファスト　アイイイイ　シンポジウム（Ｐｒｏｃｅｅ
ｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　１ｓｔ　ＩＥＥ［Ｅ　Ｓｙｍ
ｐｏｓｉｕｍ）　２３〜２８頁、　Ｏｃｔ、、　（１９
８４年）におけるデベロップメント　オブ　ハイ　サー
マル　コンダクティブ　アルミニウム　ナイトライド　
サブストレイト　マテリアル　バイ　プレッシャーレス
　シンタリング（Ｄｅｖｅｌｏｐ　ｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｉ
ｌｉｇｈ　Ｔｈｅｒｍａｌ　ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＡｌ
ｕｍｊ、ｎｊｕｍ　Ｎ１ｔｒｉｄｅ　５ｕｂｓｔｒａｔ
ｅ　　Ｍａｔｅｒｉａｌ　　ｂｙＰｒｅｓｓｕｒａｌｅ
ｓｓ　Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　）と題する論文では。

Ｙ２Ｏ５添加無加圧焼結により窒化アルミニウム粉に熱
伝導率４０〜１００Ｗ／ｍ−ｋ、体積抵抗率１０１１Ω
１以上（室温）、誘電率８．８（ＩＭＨｚ）、誘電強度
１４０−１７０ＫＶ／ａ＋＋　（室温）、熱膨張係数４
．５　　Ｘ　１０−’／’Ｃ（室温〜４００℃）、曲げ
強度４０〜５０　ｋｇ／　ｍｍ２なる性質を有すること
を開示している。

又、（３）黒用によるプロシーディング　オブザ　ファ
スト　アイイイイ　シンポジウム（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　１ｓｔ　ＩＥＥＦ　Ｓｙｍｐｏｓｉ
ｕｍ）　１．５〜２２頁、　Ｏｃｔ、、　（１９８４年
）における二　ニル　エヌサブストレイテス　ウィズ　
ハイ　サーマル　コンダクテイ（ＡＩＮ　　５ｕｂｓｔ
ｒａｔｅｓ　ｗｉｔｈ　ｌｌｉｇｈＴｈｅｒｍａｌ　Ｃ
ｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）と題する論文では、高純度、
高密度に精製された窒化アルミニウム粉を加圧焼結して
、熱伝導率１６０Ｗ／ｍ−ｋ　（室温）、電気抵抗率５
　Ｘ　１０’δΩ■（室温）、誘電率８．９（ＩＭＨｚ
）、ａ　曲’Ｊｔ度５０００ｋｇ　／　ｍｍ　ｚ、　熱
ｕ　’Ａ　係数４．３　　Ｘｌ０−’／’Ｃ（室温〜４
００℃）なる性質を有する窒化アルミニウム体を開示し
ている。

これらの先行技術例（２）、（３）から、窒化アルミニ
ウムは熱伝導率や絶縁耐力が高く、熱膨張係数がシリコ
ンのそれに近接し７、更に毒性が無い等の特長を積極的
に利用することにより、ＰＧＡにおれるベリリヤ板の代
替物になり得ると期待される。この期待実現のためには
、窒化アルミニウム板はＬＳＩチップを実装するための
熱処理（約４００’Ｃ）に耐えるように配線基板として
のアルミナと接合される必要がある。この接合は、銀ろ
うの如き高融点のソルダを用いてろう付一体化されるこ
とが望ましい。このためには、窒化アルミニウムにろう
付は可能な金属化処理が施されねばならない。

上記（２）の先行技術例ではＡｕ、Ｐｄ−Ａｇ。

Ｃｕの如き導体ペーストの厚膜焼成法あるいはＤ　Ｂ　
Ｃ（Ｄｉｒａｃｔｅｄ　Ｂｏｎｄ　Ｃｏｐｐｅｒ　）法
によって金属化できること、そして（３）ではＴｉ−Ｐ
ｄ−Ａｕの如き薄膜積層金属化層を、蒸着法やスパンタ
リング法で形成できることを開示している。

しかしながら、ペースト厚膜焼成法では現在１　、５　
’ｐ／　ｒｒｔｎ２程度の引張強度しか得られないこと
、ＤＢＣ法による金属化は強固になされる反面窒化アル
ミニウム体に過大な残留応力を生じて亀裂の如き破損を
生じやすいこと、そして薄膜多層金属化層は、薄い金属
層で構成されていて、高温熱処理を要する銀ろう付けで
はろう材に対する拡散障壁層が侵蝕を受けやすく、所定
の接着強度を維持することが困難である。

更に、　（４）ＷＪｅｒｄｅｃｋｅｒによるＰｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇ　ｏｆ５ｔｈ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　１ｌｙｂ
ｒｉｄ　ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＣｏｎｔｅ
ｒｅｎｃｏ、　４７２−４８８頁、Ｍａｙ、　　（１９
８５年）における“Ｍｅｔａｌｌｉｚｉｎｇ　ｏｆ　Ａ
ｌｕｍｉｎｉｕｍ　Ｎ１ｔｒｉｄｅＳｕｂｓｔｒａｔｅ
ｓ”と題する論文では、窒化アルミニウム基体にＭ　ｏ
−Ｍ　ｎ厚膜を焼成しこれにＮｉめつきを施して金属化
したものに、銀ろう付けにてコバールを接合した例を開
示している。しかし、この金属化層の接着強度は約４５
Ｎ／ｍｍ２と初期的には優れているが、銀ろう付は条件
に匹敵する８００℃、１５分の熱処理を経ると約１／３
に低下している。

したがって、配線板としてのアルミナ基板とチップ搭載
板としての窒化アルミニウム基板との複合一体化物であ
って、高水準の気密性や温度変化に対する耐力の要求さ
れるパッケージ特にＰ　Ｇ　Ａは、銀ろう付けの如き在
来の高温ろうを用いた接合によっては実現が困難であっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、従来セラミックパッケージの欠点を改め、高
い放熱性と気密性が安定して維持されろ半導体基体搭載
用セラミックパッケージ及びその製法を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明半導体基体搭載用セラミックパッケージは、部材
として（１）半導体基体と外部回路との電気的中継回路
を形成する回路配線基板としての第１セラミック基板と
、（２）上記半導体基体を搭載する部分を有し上記第１
セラミック基板より熱伝導性が大かつ熱膨張係数が小な
る第２セラミック基板と、そして（３）上記第１セラミ
ック基板と第２セラミック基板との間に介装されたアル
ミニウム、銅、ニッケルの群から選択された少くとも１
種の金属層を最低限含み、上記第２セラミック基板と金
属層がシリコン合金より相互に接合されたことを特徴と
する。

具体的には少くとも上記第２セラミック基板と金属層は
、上記金属層構成金属とシリコンからなる合金層を介装
することにより接合力が保たれている。

本発明において、上記第１セラミック基板と第２セラミ
ック基板は、上記両者間にアルミニウム。

銅、ニッケルの群から選択された少くとも１種の金属か
らなる金属層を介装され、熱圧着の手法即ち圧力印加の
もとでの熱処理によって接合される。

この場合重要な課題は、従来アルミナセラミックと金属
との一体化接合に採られてきた同相拡散接合の手法を、
窒化アルミニウムと金属との接合に適用が困難であると
いう点である。これは、窒化アルミニウムの接合界面付
近に過大な残留応力が生ずることに基づく。この技術課
題を克服するためには本発明パッケージに導入された最
も新規な点は、窒化アルミニウムと金属との接合界面に
粒径１μｍ以下と微細な結晶粒からなる共晶合金を主体
にした遷移領域を設け、同遷移層の優れた塑性変形性能
により過大な応力の残留を回避した点である。

共晶合金を着目した理由は、同合金から微細粒である程
粒界塑性変形性能が増す点にある。

したがって、本発明半導体基体搭載用セラミックパッケ
ージの製法は、上記第１セラミック基板と第２セラミッ
ク基板の所要部にアルミニウム。

銅、ニッケル群から選択された少くとも１種の金属層を
介装し、この際第２セラミック基板と金属層の間にシリ
コンが高濃度になるように調整され、圧力印加のもとて
上記金属とシリコン系合金であって最低限の融点を持つ
共晶合金を生成する温度で熱処理することを特徴とする
。

上記の熱処理温度は、（１）金属がアルミニウム又はア
ルミニウムを主体にする場合、アルミニウムの融点６６
０℃未満でかつＡＱ−４１，３重置％Ｓｉ共品合金の融
点５７７℃以上の範囲。

（２）金属が銅又は銅を主体にする場合、銅の融点１０
８３℃未満でかツＣｕ　−１６重量％Ｓｉ共品合金の融
点８０２℃以上の範囲、そして（３）金属がニッケル又
はニッケルを主体とする場合、ニッケルの融点１４５３
℃未満でかつＮｉ−３８重量％）Ｓｉ共共合合金融点９
６６℃以上の範囲である。

Ｊ二ｉ６熱処理による窒化アルミニウムと金属層のより
詳細な接合メカニズムは今後の解明に待つ所が多いが、
本発明者らは以下のプロセス段階を経るものと推ｌｉｌ
’ｌしている。即ち、金属層と窒化アルミニウムが抑圧
と熱エルネギを受けて接触界面を増す第１過程と、シリ
コンが高濃度に調整された領域が溶融するとともに、ア
ルミニウムと、窒素の同領域への溶融が促進されるとと
もにシリコンと窒素の結合が促進される第２過程と、そ
して上記溶融領域が固化された上記アルミニウムとシリ
コンの共晶合金と窒化ケイ素を主体とする微細結晶粒か
らなる遷移領域と、上記金属及び窒化アルルミニウムと
の界面に生成する第３過程である。

〔発明の実施例〕 次に図面を参照して、本発明の実施例を更に詳細に説明
する。第１図は、本発明第１実施例におけるＰＧＡの概
略断面図及び同ＰＧＡを構成する要部の拡大断面模式図
である。

第１図（ａ）を参照するに、１１は平板の中央部に貫通
して設けられた中空穴（開口部約１１ｎ＊Ｘｌ１ｍｍ）
１１１と中空穴１１１の上縁部にワイヤボンディング用
金属パッド（長手方向０．８ｍｍ）の設けられた段差１
１２とともに、段差１１２のパッドから金属ピン（１４
４個）１４に至る２層電気配線（図示を省略）を具備し
たアルミナ焼結体を母材とする第１セラミック基板（３
９，４ｎｍＸ３９．４−ｎｗｎ　Ｘ　１．７７ｍｍ　）
であり、１０は半導体基体をダイボンディングするため
の金属化層１０１を具備した窒化アルミニウム焼結体か
らなる第２セラミック基体（１６ｍｍＸ　１６ｎｗｎＸ
　Ｏ，６ｍ）である。第１及び第２セラミック基体は閉
ループ状アルミニウム片からなる金属層１２を介装して
接合されているが、特に上記第２セラミック基体１ｏと
金属層１２間には遷移領域１２１が存在し接合力の維持
に寄与している。

第２セラミック１０は、高純度アルミナ粉と炭素粉との
混合物を窒素雰囲気下で１６００℃、５時間熱処理し、
引続き過剰の炭素を酸素存在下の加熱によって除去して
得た高純度合成窒化アルミニウム粉（粒径１μｍ以下）
を、窒素雰囲気中で加圧焼結（２００ｋｇ／ｃｘｌ、　
２０００℃、３時間）して得た板である。又、第２セラ
ミック１０は、例えばＹ２Ｏ３やＣａ　Ｏの如き物質で
代表されるような熱伝導性を損なわない添加物とともに
焼結された窒化アルミニウムで代替することが可能であ
る。更に。

窒化アルミニウムは透光性を付与しやすい物質として周
知であるが、第２セラミックは光照射によるＬＳＩチッ
プの誤動作を避ける立場から、非透光性処理を施された
物であることが望ましい。

第１図（ａ）において図示を省略しているが。

金属ピン１４は第１セラミック１１の配線に例えば銀ろ
う付けにて接合され、第１セラミック１１の金属ピン１
４の取付は面側には中空穴１１１を封止するための例え
ば金−錫ろう付は用の金属化層が設けられ、これらの金
属ピンや金属化層は段差１１２のパッドやダイボンディ
ング用金属化層１０１とともに、後続のワイヤボンディ
ングやろう付けを容易にするため、最表層を金とする金
属層が設けられている。

上記ＰＧＡを得るために、本発明の製法では。

第１セラミック１１と第２セラミック１０との間に内寸
法１２＋ｍ、外寸法１６ｍｍ、厚さ０．１　ｔｍの閉ル
ープ状ＡＱ−８ｉ合金クラッドアルミニウム１２を介装
し、真空中（７，５Ｘ　１０−’Ｐ　ａ）及び加圧下（
５ｋｇ／ｍ”）で６００℃に加熱して３０分間保持し、
その後約１００℃まで冷却して真空及び加圧を解除する
プロセスを経る。この熱処理では、アルミニウム１２は
クラッドＡｌ２−８ｉ合金が第２セラミック１０と接す
るように配置され、接触界面において上述した第１過程
から第３過程に至る一連の界面状態の変化が生じ、アル
ミニウムとシリコンを主体とする微細粒を含む遷移領域
１２１が形成されて接合が成就する。接合熱処理の中で
加圧力、温度１時間等は上述した特に第２過程の反応を
促進するのに重要な因子であり、種々の値が選択され得
る。

第１（ｂ）は、要部の接合状態を拡大して示す模式図で
ある。第２セラミックとしても窒化アルミニウムは、結
晶粒１０２が粒界１０３を介して多結晶状に焼結されて
いる。金属層としてのアルミニウム１２と窒化アルミニ
ウム１０との界面には、上記界面反応で生成された平均
粒径約０．３μｍのアルミニウムリッチの粒子（アルミ
ニウムにシリコンが固溶）とシリコン粒子との混合体状
物からなる第１遷移領域１２１ａ−そして上記混合体状
物と窒化ケイ素が結晶粒界１０３に介在した第２遷移領
域１２　ｌ　ｂとで構成された遷移領域１２１が存在し
、接合力推持に寄与している。上記第１遷移領域１２１
ａはエレクトロン・プローブ・Ｘ線マイクロアナライザ
（ＥＰＭＡ）によって分析した所、ＡＱ−１１重量％Ｓ
ｊなる組成を有していることが確認された。

本実施例において、第１セラミック１１としてのアルミ
ナとアルミニウム１２は、上記加圧熱処理する過程で接
触界面を通したアルミニウムの拡散によって接合される
。この接合過程では、上述の遷移領域１２１を形成する
際のような液相生成過程は経ない。しかしながら、第１
セラミック）１１側であっても、シリコン源を積極的に
導入して液相生成過程を経ること、即ちＡＱ−８ｊ合金
が第１セラミック１ユと接するように配置されることは
何等特別の支障を受けるものではない。

第１図（ａ）構造のＰＧΔは一５５〜＋１５０℃の温度
サイクル試験に供した。この試験過程でＨｅリーク率を
追跡したが、３０００サイクルで５×１００−１１ａｔ
　ｃｃ　／　ｓｅｅ以下と初期と同等の値が得られた。

このように優れた気密性が維持されたのは、アルミニウ
ム１２と窒化アルミニウム１０が緻密かつ冶金的に接合
されるとともに微細粒子の集合体であって粒界塑性変形
性に優れる第１遷移領域１２１ａにより過大な応力の残
留が緩和されることに起因する。

又、温度サイクル試験では、第１セラミック基板に施さ
れた配線の導通も調べた。この結果３０００サイクルで
断線による導通不良は認められなかった。これは上述し
た第１遷移領域１２１ａの応力緩和による所が大きいが
、更に第１セラミック基板の熱膨張係数が第２セラミッ
ク基板のそれより大きくなるような組合せを選択した点
にもよる。

即ち、一体化後の熱収縮にともなう残留応力は、第１セ
ラミック基板の場合圧縮応力となり、断線をともなう機
械的破壊が抑制されるからである。

上記温度サイクル試験には試料数３００個を投入したが
、気密性維持及び断線の観点から見た不良発生率は、温
度サイクル数３０００サイクルで０．００３％以下であ
る。

遷移領域１２１の形成には加圧力、温度、時間等の熱処
理条件の選択が重要であることは上述の通りであり、圧
力が大きく、温度が高く、時間が長いほど同領域１２１
の形成が容易になる。しかし、上記手法によらない場合
であっても遷移領域１２１を積極的に導入することが可
能である。

次に、上記ＰＧＡに丁、ＳＩチップをダイボンディング
し所定のワイヤボンディングを施した後、コバール板を
Ａｕ−８ｎろう付けして封止体を形成した。この封止体
は最終的にチップ温度が実質的に２０℃から１２５℃ま
での温度変化が与えられるように電気エネルギが印加か
つ停止された。

この電気エルネギの印加及び解除の過程で、チップから
ケースとしての第２セラミック板１０の外面に至る熱抵
抗と、封止体のバブルリーク試験を実施した。この結果
２５０００サイクルで、熱抵抗は１℃／Ｗと初期値と同
等の値を示し、又バブルリークも認められなかった。熱
抵抗が低くそして高度のサイクル数まで熱抵抗変化を生
じないのは、チップを搭載する第２セラミック板１０と
して熱膨張係数がシリコンと略一致し、熱伝導率の大き
い窒化アルミニウム焼結体であることに起因する。

尚、チップから第２セラミック基板１０に伝達された熱
は最終的には気中に放出されるが、放熱を助けるために
第２セラミック基体１０をアルミニウムフィンの如きヒ
ートシンク部材に係合することは好ましいことである。

本発明において、第１実施例にて開示した金属層１２と
してのアルミニウムは、他の金属にて代替することが可
能である。以上、第２実施例にて銅を適用した場合につ
いて説明する。

第１実施例と同様の第１セラミック１１と第２セラミッ
ク１０との間に、銅−シリコン合金をクラッドした同寸
法の閉ループ状銅１２′を銅−シリコン合金が第２セラ
ミック１０に接するように介装し、真空中（７，５Ｘ　
１０−♂Ｐａ）及び加圧下（５ｋｇ／＋＋ｎ＋”）で９
５０℃に加熱して３０分間保持し、その後約１００℃ま
で冷却して真空及び加圧を解除するプロセスを経てＰＧ
Ａを得た。

上記第２セラミック１０と銅１２′との界面には、界面
反応で生成された平均粒径約０．２５μｍの共晶粒子か
らなる第１遷移領域１２１ａ’、そして上記共晶粒子が
結晶粒界１０３に介在した第２遷移領域１２１ｂ’　と
で構成された遷移領域１２１′が存在して接合力維持に
寄与し、そして第１遷移領域１２１ａ’の塑性変形性能
に基づく残留応力緩和に役立っている。したがって、第
１実施例で享受された種々の効果は、本実施例において
も同様に受けることができる。尚、銅１２′はニッケル
１２′に変更することも可能である。

このような場合であっても、接合界面にシリコンを積極
的に導入し得ることはアルミニウムの場合と同様である
。

本発明において、第１セラミック基板は誘電率が低い点
を重視して選択されるべきであるが、この観点から選択
される代替材料はムライトセラミック、ガラスセラミッ
クが挙げられる。又、第１セラミック基板の配線は単相
配線あるいは２層以上の多層配線のいずれであっても同
じ効果が得られる。したがって、配線密度の大小に応じ
てピンの数も増減するが、これによって本発明の効果が
変るものではない。

第２セラミック基板としての窒化アルミニウム板は、熱
放散性を高める観点からは面積が大きく薄い板であるこ
とが望ましいが、第１セラミック基板との一体化物のそ
りを軽減する観点ではなるベく厚いことが望ましい。し
たがって、現実に選択される第２セラミック基板の形状
２寸法は［’ＧＡに要求される仕様に応じて適切な形状
２寸法に選ばれるべきである。特に残留応力の分散のた
めに円板状の第２セラミック基板を用いるとともに金属
層１２もリング状に選ぶことは更に好ましいことである
。

搭載する半導体基体は、第２セラミック基板と熱膨張係
数が略一致する点でシリコンが最も好ましい。しかし、
ひ化ガリウム、リン化ガリウムの如き材料を代表とする
化合物半導体であっても、本発明パッケージの効果、利
点に変る所はない。

〔発明の効果〕

上記実施例にて説明したように、本発明によれば従来の
先行技術及びその応力技術によっては解決が回連であっ
た、高い放熱性と気密性が安定して維持される半導体基
体搭載用セラミックパッケージ及びその製法を実現する
のに効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一応用例を示すＰＧＡの断面図、第２
図は接合部金属層の模式図である。 １０・・・第２セラミック基板、１１・・・第１セラミ
ック基板、１２・・・金属層ａ、、＋、７−１ｌ′１ 代理人　弁理士　小川勝男　・、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基体と外部回路との電気的中継回路を形成す
   る回路配線基板としての第１セラミック基板と、上記半
   導体基板を搭載する部分を有し上記第１セラミックより
   熱伝導性が大かつ熱膨張係数が小なる第２セラミック基
   板とを、アルミニウム、銅、ニッケルの群から選択され
   た少くとも１種の金属及び上記金属のシリコン合金から
   なる金属層を介して接合したことを特徴とする半導体基
   体搭載用セラミックパッケージ。 ２、特許請求範囲第１項において、上記第１セラミック
   基板がアルミナを母材とするセラミック材であり、上記
   第２セラミック基板が焼結体窒化アルミニウムであるこ
   とを特徴とする半導体基体搭載用セラミックパッケージ
   。 ３、特許請求範囲第１項において、上記第２セラミック
   基板と上記金属層との界面に、アルミニウム、銅、ニッ
   ケルの群から選択された少くとも１種の金属のシリコン
   合金を含む遷移領域が介在していることを特徴とする半
   導体基体搭載用セラミックパッケージ。 ４、半導体基板と外部回路との電気的中継回路を形成す
   る回路配線基板としての第１セラミック基板と、上記半
   導体基体を搭載する部分を有し上記第１セラミックより
   熱伝導性が大かつ熱膨張係数が小なる第２セラミック基
   板との間の所要部に、アルミニウム、銅、ニッケルの群
   から選択された少くとも１種の金属からなる金属片を介
   装し、この際少くとも上記第２セラミック基板と金属片
   との接触界面にシリコン源を導入し、圧力印加のもとで
   上記金属とシリコン系合金であつて最低限の融点を持つ
   共晶合金を生成する温度で熱処理する工程を含むことを
   特徴とする半導体基体搭載用セラミックパッケージの製
   法。 ５、特許請求範囲第４項において、上記第１セラミック
   基板がアルミナを母材とするセラミック材であり、上記
   第２セラミック基板が焼結体窒化アルミニウムであり、
   （ａ）上記シリコン源がアルミニウム−シリコン系合金
   である場合５７７℃以上６６０℃未満の温度で、（ｂ）
   上記シリコン源が銅−シリコン系合金である場合８０２
   ℃以上１０８３℃未満の温度で、そして（ｃ）上記シリ
   コン源がニッケル−シリコン系合金である場合９６６℃
   以上１４５３℃未満で、それぞれ熱処理する工程を含む
   ことを特徴とする半導体基体搭載用セラミックパッケー
   ジの製法。