JP2000114442A - Package for electronic part - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品用パッケ
ージおよびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a package for electronic components and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置において、ＳｉチップやＧａ
Ａｓチップ等の半導体素子やチップコンデンサ等の電子
部品が電子部品用パッケージに設けられた電子部品搭載
部に搭載されて実用に供されている。アルミナ等のセラ
ミックスは耐熱性、耐久性、熱伝導性等に優れるため、
この電子部品用パッケージの本体の材料として適してお
り、セラミック製の電子部品用パッケージは現在盛んに
使用されている。2. Description of the Related Art In semiconductor devices, Si chips and Ga
Electronic components such as a semiconductor element such as an As chip and a chip capacitor are mounted on an electronic component mounting portion provided in an electronic component package and are put to practical use. Ceramics such as alumina are excellent in heat resistance, durability, thermal conductivity, etc.
It is suitable as a material for the main body of the electronic component package, and ceramic electronic component packages are currently in active use.
【０００３】このセラミック製の電子部品用パッケージ
は、パッケージサイズを縮小し、搭載ボードへの搭載密
度を向上させ、また電気特性を向上させるため、一般に
複数枚のグリーンシートを積層および焼成して絶縁枠部
材としてのセラミックスパッケージ本体が製造される。[0003] In order to reduce the package size, increase the mounting density on a mounting board, and improve the electrical characteristics of the ceramic electronic component package, a plurality of green sheets are generally laminated and fired to insulate. A ceramic package body as a frame member is manufactured.
【０００４】さらに、パワーモジュールに代表されるよ
うな半導体素子からの発熱量が大きなものでは、半導体
素子を通常の方法で搭載したのみでは、発熱により半導
体装置が正常に作動しなくなる恐れがある。そこで、半
導体素子の作動時に発生する熱を大気中に良好に放散さ
せるようにした電子部品用パッケージとして、例えば熱
伝導性に優れた金属からなる放熱用金属板を備えたセラ
ミックスパッケージが知られている。さらに、半導体素
子の温度上昇を抑制する対策として、放熱用金属板に放
熱用フィンを取付けて自然空冷あるいはファンによる強
制空冷で半導体素子の熱を奪う方法が最も広く採用され
ている。Further, in the case of a semiconductor module such as a power module which generates a large amount of heat from a semiconductor element, the semiconductor device may not operate normally due to heat generation if only the semiconductor element is mounted by a normal method. Therefore, as a package for an electronic component that satisfactorily dissipates heat generated during operation of a semiconductor element into the atmosphere, for example, a ceramic package having a heat-dissipating metal plate made of a metal having excellent heat conductivity is known. I have. Further, as a countermeasure for suppressing the temperature rise of the semiconductor element, a method of attaching a heat radiating fin to a heat radiating metal plate and removing heat of the semiconductor element by natural air cooling or forced air cooling by a fan is most widely adopted.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術によ
るセラミックスパッケージに用いられる放熱用金属板を
構成する技術は、例えば熱膨張率がセラミックスパッケ
ージ本体の熱膨張率に近似しかつ熱伝導率が約２００Ｗ
／ｍＫ程度の材料であって、タングステンあるいはモリ
ブデンの多孔質焼結体に溶融銅を含浸してなる複合材料
が公知である。The technology for forming a heat-dissipating metal plate used in a ceramic package according to the prior art described above is, for example, such that the coefficient of thermal expansion is close to the coefficient of thermal expansion of the ceramic package body and the coefficient of thermal conductivity is low. About 200W
A composite material having a material of about / mK and comprising a porous sintered body of tungsten or molybdenum impregnated with molten copper is known.
【０００６】また、放熱用フィンとしては、軽量である
こと、経済的であることなどの理由から、アルミニウム
あるいはアルミニウム合金が一般に用いられており、熱
伝導性が良いことから銅あるいは銅合金が用いられる場
合もある。Aluminum or an aluminum alloy is generally used as a heat dissipating fin because of its light weight and economy, and copper or a copper alloy is used because of its good thermal conductivity. In some cases.
【０００７】しかしながら、放熱用金属板の上面にセラ
ミックスパッケージ本体を銀ろう等のろう材を用いてろ
う付けにより接合した場合、放熱用金属板とセラミック
スパッケージ本体との熱膨張率の相違に起因した熱応力
が発生し、放熱用金属板とセラミックスパッケージ本体
とのろう付け接合強度が低下する恐れがある。さらに、
放熱用金属板に反りが発生し、放熱用金属板の下面に放
熱用フィンを取付けた場合、放熱用金属板と放熱用フィ
ンとの密着度が低下し、その結果、半導体素子と放熱用
フィンとの間の熱抵抗が増大するという問題がある。However, when the ceramic package body is joined to the upper surface of the heat-dissipating metal plate by brazing using a brazing material such as silver brazing, a difference in the coefficient of thermal expansion between the heat-dissipating metal plate and the ceramic package body is caused. Thermal stress may occur, and the brazing strength between the metal plate for heat dissipation and the ceramic package body may be reduced. further,
When the heat dissipating metal plate is warped and the heat dissipating fins are attached to the lower surface of the heat dissipating metal plate, the degree of adhesion between the heat dissipating metal plate and the heat dissipating fins is reduced. There is a problem that the thermal resistance between them increases.
【０００８】半導体素子と放熱用フィンとの間の熱抵抗
が増大すると、放熱用金属板および放熱用フィンを介し
て半導体素子の作動時に発生する熱を外部に完全に放散
させるのが困難である。したがって、半導体素子は半導
体素子の作動時に発生する熱で高温となり、半導体素子
が物理的に破壊されたり、半導体素子の特性に熱変化が
起こり、半導体素子に誤動作が生じたりするという問題
があった。When the thermal resistance between the semiconductor element and the heat radiating fins increases, it is difficult to completely dissipate the heat generated during operation of the semiconductor element to the outside via the heat radiating metal plate and the heat radiating fins. . Therefore, there has been a problem that a semiconductor element becomes high in temperature due to heat generated during operation of the semiconductor element, and the semiconductor element is physically destroyed or a characteristic of the semiconductor element undergoes a thermal change, thereby causing a malfunction of the semiconductor element. .
【０００９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、放熱用金属板と放熱用フィンと
の密着度を向上させ、半導体素子と放熱用フィンとの間
の熱抵抗を低減する電子部品用パッケージを提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and has improved the degree of adhesion between a heat dissipating metal plate and a heat dissipating fin, thereby improving the thermal resistance between the semiconductor element and the heat dissipating fin. It is an object of the present invention to provide an electronic component package that reduces the number of electronic components.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
電子部品用パッケージによると、放熱用金属板の下面に
放熱用フィンと密着する密着部が設けられ、この密着部
よりも端部側に放熱用フィンとの間に隙間を有する取付
部が設けられている。このため、放熱用金属板の上面に
絶縁枠部材を接合したとき、放熱用金属板と絶縁枠部材
との熱膨張率の相違に起因した熱応力が発生し、たとえ
放熱用金属板に反りが発生したとしても、放熱用金属板
に放熱用フィンを取付けることにより、密着部と放熱用
フィンとの密着度が向上する。したがって、半導体素子
と放熱用フィンとの間の熱抵抗を簡便に低減することが
でき、半導体素子の作動時に発生する熱を外部に良好に
放散させて半導体素子を長期間正常に安定して作動させ
ることができる。According to the electronic component package of the present invention, a contact portion is provided on the lower surface of the metal plate for heat radiation so as to be in close contact with the fin for heat radiation. A mounting portion having a gap between the heat radiation fin and the heat radiation fin is provided on the side. Therefore, when the insulating frame member is joined to the upper surface of the metal plate for heat dissipation, thermal stress occurs due to a difference in the coefficient of thermal expansion between the metal plate for heat dissipation and the insulating frame member. Even if it occurs, the degree of adhesion between the contact portion and the heat radiation fin is improved by attaching the heat radiation fin to the metal plate for heat radiation. Therefore, the thermal resistance between the semiconductor element and the radiating fins can be easily reduced, and the heat generated during the operation of the semiconductor element can be satisfactorily dissipated to the outside so that the semiconductor element can operate normally and stably for a long time. Can be done.
【００１１】ここで、放熱用金属板の端部が鉛直上方に
反るのを凹反りとし、放熱用金属板の端部が鉛直下方に
反るのを凸反りとすると、特に凸反りの場合に取付部と
放熱用フィンとの隙間が有効に作用する。以下に上記の
理由を説明する。In this case, when the end of the metal plate for heat radiation is warped vertically upward, and the end of the metal plate for heat radiation is warped vertically downward, it is referred to as a convex warp. The gap between the mounting portion and the heat radiating fin effectively works. Hereinafter, the reason will be described.
【００１２】一般に、放熱用フィンはネジあるいはクリ
ップ等の専用部材を用いて放熱用金属板に固定される。
このため、凸反りの場合に取付部と放熱用フィンとの間
に隙間が形成されていないと、放熱用金属板に放熱用フ
ィンを取付けたとき、半導体素子直下の部分に相当する
放熱用金属板、すなわち密着部と放熱用フィンとの間に
隙間が生じ、密着部と放熱用フィンとの密着度が低下し
て半導体素子と放熱用フィンとの間の熱抵抗が増大する
恐れがある。しかし、取付部と放熱用フィンとの間に隙
間が形成されていると、凸反りの場合であっても放熱用
金属板に放熱用フィンを取付けたとき、密着部と放熱用
フィンとの密着度が向上する。したがって、取付部と放
熱用フィンとの隙間が重要なのである。In general, the radiating fin is fixed to the radiating metal plate using a dedicated member such as a screw or a clip.
For this reason, when a gap is not formed between the mounting portion and the radiating fin in the case of convex warpage, when the radiating fin is mounted on the radiating metal plate, the radiating metal corresponding to a portion immediately below the semiconductor element is provided. A gap may be formed between the plate, that is, the contact portion and the heat dissipation fin, and the degree of adhesion between the contact portion and the heat dissipation fin may be reduced, thereby increasing the thermal resistance between the semiconductor element and the heat dissipation fin. However, if a gap is formed between the mounting part and the radiating fin, even when the fin is attached to the radiating metal plate, even if it is convexly warped, the tight contact between the contact part and the radiating fin will occur. The degree improves. Therefore, the gap between the mounting portion and the heat dissipating fin is important.
【００１３】本発明の請求項２記載の電子部品用パッケ
ージによると、放熱用金属板は、モリブデン、銅−モリ
ブデン、銅−タングステンから選ばれるいずれかの金属
材料からなる金属板と、この金属板の片面あるいは両面
に形成される銅のめっき膜、銅の溶射膜、銅の印刷焼成
膜から選ばれるいずれかの銅の膜、または金属板の片面
あるいは両面にろう付けにより接合される銅板とを有す
る。このため、適度な熱膨張率を有するモリブデン、銅
−モリブデン、銅−タングステンから選ばれるいずれか
の金属材料からなる金属板を用いることにより、適度な
熱膨張率と高い熱伝導率とを有する放熱用金属板を得る
ことができる。According to the electronic component package of the present invention, the heat-dissipating metal plate is made of a metal material selected from the group consisting of molybdenum, copper-molybdenum, and copper-tungsten. A copper plating film formed on one or both surfaces of the copper sprayed film, any copper film selected from copper printed and fired film, or a copper plate joined by brazing to one or both surfaces of a metal plate Have. Therefore, by using a metal plate made of any metal material selected from molybdenum, copper-molybdenum, and copper-tungsten having an appropriate coefficient of thermal expansion, heat radiation having an appropriate coefficient of thermal expansion and a high thermal conductivity is provided. Metal plate can be obtained.
【００１４】金属板に銅のめっき膜、銅の溶射膜、銅の
印刷焼成膜から選ばれるいずれかの銅の膜を形成する、
または金属板にろう付けにより銅板を接合することで、
圧延加工により金属板に銅板を一体的に接合させたもの
に比べて金属板や銅の膜に厚みのばらつきが発生せず、
放熱用金属板は所定の均一厚みとなる。したがって、放
熱用金属板の熱膨張率が部分的に異なることがないの
で、例えば放熱用金属板とセラミックス等の絶縁枠部材
とを銀ろう等のろう材を用いてろう付けし、放熱用金属
板上に半導体素子を搭載した場合、放熱用金属板の変形
が小さく、放熱用金属板と絶縁体とを強固に接合するこ
とができ、放熱用金属板上に半導体素子を強固に固定す
ることができる。Forming a copper film selected from a copper plating film, a copper sprayed film, and a copper printed and fired film on a metal plate;
Or by joining a copper plate by brazing to a metal plate,
Compared to the one in which the copper plate is integrally joined to the metal plate by rolling, the thickness of the metal plate and copper film does not vary,
The heat-dissipating metal plate has a predetermined uniform thickness. Therefore, since the coefficient of thermal expansion of the heat dissipating metal plate does not partially differ, for example, the heat dissipating metal plate and the insulating frame member such as ceramics are brazed using a brazing material such as silver brazing, and When the semiconductor element is mounted on the plate, the deformation of the metal plate for heat radiation is small, the metal plate for heat radiation and the insulator can be firmly joined, and the semiconductor element is firmly fixed on the metal plate for heat radiation. Can be.
【００１５】金属板の両面に銅の膜を形成、または金属
板の両面にろう付けにより銅板を接合してなる放熱用金
属板は、金属板と銅の膜、または金属板と銅板との間に
発生する両者の熱膨張差に起因した熱応力が金属板の両
面で相殺されるので、放熱用金属板を常に平坦とするこ
とができる。このため、放熱用金属板上に半導体素子を
搭載した場合、放熱用金属板上に半導体素子を強固に固
定することができる。A heat-dissipating metal plate formed by forming a copper film on both surfaces of a metal plate or bonding a copper plate to both surfaces of the metal plate by brazing is formed between the metal plate and the copper film or between the metal plate and the copper plate. Since the thermal stress generated due to the difference in thermal expansion between the two is canceled out on both surfaces of the metal plate, the metal plate for heat radiation can always be made flat. Therefore, when the semiconductor element is mounted on the metal plate for heat radiation, the semiconductor element can be firmly fixed on the metal plate for heat radiation.
【００１６】また、放熱用金属板上に半導体素子を搭載
した場合、放熱用金属板の熱伝導率は、放熱用金属板全
体の値よりも半導体素子直下の放熱用金属板の上層部の
値が重要であるので、半導体素子直下の部分に相当する
金属板の片面にのみ銅の膜を形成、または金属板の片面
にのみろう付けにより銅板を接合してもよい。銅のめっ
き方法、溶射方法あるいは印刷法は、公知の方法により
行うことが可能であり、特に限定されることはない。When the semiconductor element is mounted on the heat-dissipating metal plate, the thermal conductivity of the heat-dissipating metal plate is higher than the value of the entire heat-dissipating metal plate in the upper layer of the heat-dissipating metal plate. Is important, a copper film may be formed on only one surface of the metal plate corresponding to the portion directly below the semiconductor element, or the copper plate may be joined to only one surface of the metal plate by brazing. The copper plating method, thermal spraying method, or printing method can be performed by a known method, and is not particularly limited.
【００１７】本発明の請求項３記載の電子部品用パッケ
ージによると、銅の膜または銅板は、取付部を除いて金
属板の片面あるいは両面に形成または接合されており、
銅の膜または銅板の厚みは、取付部と放熱用フィンとの
隙間と同等である。このため、放熱用金属板を簡便に製
造することができ、取付部と放熱用フィンとの隙間を簡
便に形成することができる。したがって、密着部と放熱
用フィンとの密着度を簡便に向上し、半導体素子と放熱
用フィンとの間の熱抵抗を簡便に低減することができ
る。According to the electronic component package according to the third aspect of the present invention, the copper film or the copper plate is formed or joined to one or both surfaces of the metal plate except for the mounting portion.
The thickness of the copper film or the copper plate is equal to the gap between the mounting portion and the heat radiating fin. For this reason, the metal plate for heat radiation can be easily manufactured, and the gap between the mounting portion and the heat radiation fin can be easily formed. Therefore, the degree of adhesion between the contact portion and the heat radiation fin can be easily improved, and the thermal resistance between the semiconductor element and the heat radiation fin can be easily reduced.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。表面実装型のセラミックス製半導体用
パッケージに本発明を適用した一実施例について、図１
〜図６を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a surface mount type ceramic semiconductor package.
This will be described with reference to FIG.
【００１９】図１および図２に示すように、セラミック
ス製半導体用パッケージ１００は、放熱用金属板１０、
アルミナ製のパッケージ本体２０、リードフレーム５０
および放熱用フィン６０等から構成される。As shown in FIGS. 1 and 2, a ceramic semiconductor package 100 includes a heat-dissipating metal plate 10,
Package body 20 made of alumina, lead frame 50
And radiating fins 60 and the like.
【００２０】放熱用金属板１０は、その上面にパッケー
ジ本体２０が接合されるパッケージ本体接合部８１を有
しており、このパッケージ本体接合部８１の略中央部に
半導体素子３０が搭載されて固定される半導体素子搭載
部３１が設けられている。半導体素子３０は、半導体素
子搭載部３１上にガラス、樹脂、ろう材等の接着剤を用
いて搭載されて固定される。The heat-dissipating metal plate 10 has a package body joining portion 81 to which the package body 20 is joined on its upper surface, and the semiconductor element 30 is mounted and fixed substantially at the center of the package body joining portion 81. The semiconductor element mounting portion 31 is provided. The semiconductor element 30 is mounted and fixed on the semiconductor element mounting portion 31 using an adhesive such as glass, resin, or brazing material.
【００２１】また放熱用金属板１０は、その下面に放熱
用フィン６０が取付けられて放熱用フィン６０と密着す
る放熱用フィン密着部６１を有している。放熱用金属板
１０の両端部には、放熱用フィン６０を取付けるための
取付部９０が設けられている。取付部９０の上面とパッ
ケージ本体接合部８１との間には溝部９１が形成されて
おり、取付部９０の下面と放熱用フィン密着部６１との
間には溝部９２が形成されている。取付部９０には、ネ
ジ７０を用いて固定することができるように、切欠き７
１が形成されている。The heat-dissipating metal plate 10 has a heat-dissipating fin contact portion 61 to which the heat-dissipating fins 60 are attached on the lower surface thereof and which are in close contact with the heat-dissipating fins 60. At both ends of the metal plate 10 for heat radiation, mounting portions 90 for mounting the fins 60 for heat radiation are provided. A groove portion 91 is formed between the upper surface of the mounting portion 90 and the package body joining portion 81, and a groove portion 92 is formed between the lower surface of the mounting portion 90 and the heat radiation fin contact portion 61. The notch 7 is provided in the mounting portion 90 so that the mounting portion 90 can be fixed using the screw 70.
1 is formed.
【００２２】放熱用金属板１０は、モリブデンの多孔質
焼結体に溶融銅を４０％含浸する金属材料からなる金属
板としての銅−モリブデン板１１の上下両面に銅のめっ
き膜１２および１３を形成した構成である。銅のめっき
膜１２は、パッケージ本体接合部８１に相当する部分に
設けられており、取付部９０の上面には設けられていな
い。そして銅のめっき膜１３は、放熱用フィン密着部６
１に相当する部分に設けられており、取付部９０の下面
には設けられていない。本実施例においては、取付部９
０と放熱用フィン６０との間に隙間ｄが形成されてお
り、この隙間ｄは銅のめっき膜１３の厚みに等しい構成
となっている。The heat-dissipating metal plate 10 has copper plating films 12 and 13 on both upper and lower surfaces of a copper-molybdenum plate 11 as a metal plate made of a metal material in which a porous sintered body of molybdenum is impregnated with 40% of molten copper. It is a formed configuration. The copper plating film 12 is provided on a portion corresponding to the package body bonding portion 81, and is not provided on the upper surface of the mounting portion 90. Then, the copper plating film 13 is
1, and is not provided on the lower surface of the mounting portion 90. In the present embodiment, the mounting portion 9
A gap d is formed between the fins 0 and the radiating fins 60, and the gap d has a configuration equal to the thickness of the copper plating film 13.
【００２３】パッケージ本体接合部８１には、枠状に形
成された絶縁枠部材としてのアルミナ製のパッケージ本
体２０が半導体素子搭載部３１の全周を囲むように銀ろ
う等のろう材１５を用いて接合されている。放熱用金属
板１０とパッケージ本体２０とで半導体素子３０を搭載
するための空間が形成される。この空間は、パッケージ
本体２０の上面２１にはんだ、低融点ガラス、樹脂、ろ
う材等の封止材により図示しないリッド等を接合させて
気密に封止されている。For the package body joining portion 81, a brazing material 15 such as silver brazing is used so that a package body 20 made of alumina as an insulating frame member formed in a frame shape surrounds the entire periphery of the semiconductor element mounting portion 31. Are joined. A space for mounting the semiconductor element 30 is formed by the metal plate 10 for heat dissipation and the package body 20. This space is hermetically sealed by joining a lid or the like (not shown) to the upper surface 21 of the package body 20 with a sealing material such as solder, low-melting glass, resin, or brazing material.
【００２４】パッケージ本体２０は、下面２２にろう材
１５を介して放熱用金属板１０に接合されるタングステ
ン、モリブデン等の接合パターン２３を有しており、内
周部から外周部にかけてタングステン、モリブデン等の
配線パターン２４を複数個有している。接合パターン２
３および配線パターン２４の表面にはニッケル、金等の
めっきが施されている。配線パターン２４の一端は、半
導体素子３０の電極部がボンディングワイヤ４０を介し
て電気的に接続され、導体配線層２４の他端は、プリン
ト基板等の外部電気回路に接続されるリードフレーム５
０が電気的に接続されている。The package body 20 has a bonding pattern 23 made of tungsten, molybdenum, or the like, which is bonded to the metal plate 10 for heat dissipation via the brazing material 15 on the lower surface 22. From the inner periphery to the outer periphery, tungsten, molybdenum is used. And the like. Joining pattern 2
3 and the surface of the wiring pattern 24 are plated with nickel, gold, or the like. One end of the wiring pattern 24 is electrically connected to the electrode portion of the semiconductor element 30 via the bonding wire 40, and the other end of the conductor wiring layer 24 is connected to an external electric circuit such as a printed circuit board.
0 is electrically connected.
【００２５】次に、放熱用金属板１０の作製方法につい
て述べる。 (1) 打ち抜き型を用いて銅−モリブデン板を所定の形状
に打ち抜き、図３に示すように、両端部に取付部９０を
有する銅−モリブデン板１１を作製する。銅−モリブデ
ン板１１は、取付部９０の内側に溝部９１および９２を
有している。Next, a method for manufacturing the metal plate 10 for heat radiation will be described. (1) A copper-molybdenum plate is punched into a predetermined shape using a punching die, and a copper-molybdenum plate 11 having mounting portions 90 at both ends is manufactured as shown in FIG. The copper-molybdenum plate 11 has grooves 91 and 92 inside the mounting portion 90.
【００２６】(2) 図４に示すように、例えば硫酸銅、硝
酸銅等を主成分とするめっき液を用いて電解めっき法に
より、銅−モリブデン板１１の上下両面に銅のめっき膜
１２および１３を形成して放熱用金属板１０が得られ
る。このとき、パッケージ本体接合部に相当する部分に
銅のめっき膜１２が設けられており、放熱用フィン密着
部に相当する部分に銅のめっき膜１３が設けられてい
る。(2) As shown in FIG. 4, a copper plating film 12 and a copper plating film 12 are formed on both upper and lower surfaces of a copper-molybdenum plate 11 by an electrolytic plating method using a plating solution containing copper sulfate, copper nitrate or the like as a main component. The heat dissipation metal plate 10 is obtained by forming 13. At this time, a copper plating film 12 is provided on a portion corresponding to the package body joining portion, and a copper plating film 13 is provided on a portion corresponding to the heat radiation fin contact portion.
【００２７】次に、パッケージ本体２０の作製方法につ
いて述べる。 (3) アルミナ粉末にマグネシア、シリカ、焼成タルク、
炭酸カルシウム等の焼結助剤と、酸化チタン、酸化クロ
ム、酸化モリブデン等の着色剤とを少量加えた粉体に、
ジオキシルフタレート等の可塑剤、アクリル樹脂やブチ
ラール樹脂等のバインダおよびトルエン、キシレン、ア
ルコール類等の溶剤を加え、十分に混練して粘度２００
０〜４００００ｃｐｓのスラリを作製し、ドクターブレ
ード法によって例えば０．３ｍｍ厚の複数枚のアルミナ
のグリーンシートを形成する。Next, a method of manufacturing the package body 20 will be described. (3) Magnesia, silica, calcined talc,
Powder to which a small amount of a sintering aid such as calcium carbonate and a coloring agent such as titanium oxide, chromium oxide, and molybdenum oxide are added,
A plasticizer such as dioxyl phthalate, a binder such as an acrylic resin or a butyral resin, and a solvent such as toluene, xylene and alcohol are added, and the mixture is sufficiently kneaded to obtain a viscosity of 200.
A slurry of 0 to 40000 cps is produced, and a plurality of 0.3 mm-thick alumina green sheets, for example, are formed by a doctor blade method.
【００２８】(4) 各グリーンシートに打ち抜き型やパン
チングマシーン等を用いて所望の形状に加工し、さら
に、複数のビアホールを打ち抜き加工して各ビアホール
にタングステン粉末、モリブデン粉末等を用いた導体ぺ
ーストを充填し、ビアを形成する。パッケージ本体の内
層に相当するグリーンシートにビアと同じ導体ペースト
で内層パターンを形成する。パッケージ本体の表面およ
び裏面層に相当するグリーンシートにビアと同じ導体ペ
ーストを使用して導体パターンをスクリーン印刷する。(4) Each green sheet is processed into a desired shape using a punching die, a punching machine, or the like, and a plurality of via holes are punched to form a conductor using tungsten powder, molybdenum powder, or the like in each via hole. The vias are filled to form vias. An inner layer pattern is formed on the green sheet corresponding to the inner layer of the package body using the same conductive paste as the via. A conductor pattern is screen-printed on the green sheet corresponding to the front and back layers of the package body using the same conductor paste as the via.
【００２９】(5) ビアおよび内層パターンを形成した内
層に相当するグリーンシートと導体パターンをスクリー
ン印刷した表面層に相当するグリーンシートを積層し、
このグリーンシート積層体を例えば８０〜１５０℃、５
０〜２５０ｋｇ／ｃｍ2の条件で熱圧着して一体化す
る。(5) A green sheet corresponding to an inner layer having a via and an inner layer pattern formed thereon and a green sheet corresponding to a surface layer on which a conductor pattern is screen-printed,
This green sheet laminate is heated to, for example,
It is integrated by thermocompression bonding under the condition of 0 to 250 kg / cm 2 .
【００３０】(6) 一体化されたグリーンシート積層体を
窒素−水素混合ガス雰囲気中で１５００〜１６００℃で
焼成する。これにより、導体ペースト中の樹脂分を分解
および消失させ、アルミナ製のパッケージ本体の表面に
配線パターンを形成し、裏面に接合パターンを形成す
る。(6) The integrated green sheet laminate is fired at 1500 to 1600 ° C. in a nitrogen-hydrogen mixed gas atmosphere. As a result, the resin component in the conductive paste is decomposed and eliminated, a wiring pattern is formed on the surface of the package body made of alumina, and a bonding pattern is formed on the back surface.
【００３１】(7) 形成された配線パターンの電極部およ
び接合パターンにニッケル、金等のめっきを施して、図
５に示すパッケージ本体２０が得られる。(7) The electrode portion and the bonding pattern of the formed wiring pattern are plated with nickel, gold, or the like to obtain the package body 20 shown in FIG.
【００３２】(8) 次に、上記の(1)および(2)の工程で作
製した研磨面形成前の放熱用金属板９０と、上記の(3)
〜(7)の工程で作製したパッケージ本体２０とを銀ろう
等のろう材を用いて接合する。このとき、放熱用金属板
１０とパッケージ本体２０との熱膨張率の相違に起因し
た熱応力が発生し、例えば図６に示すように、放熱用金
属板１０の端部が鉛直下方に反る、いわゆる凸反りが発
生する場合がある。なお図６には、放熱用金属板１０と
パッケージ本体２０とを接合したとき、放熱用金属板１
０に発生する反りの理解のし易さを考慮して、反りを誇
張して示した。また図示しないが、放熱用金属板とパッ
ケージ本体とを接合したとき、放熱用金属板の端部が鉛
直上方に反る、いわゆる凹反りが発生する場合がある。(8) Next, the heat-dissipating metal plate 90 before the formation of the polished surface, prepared in the above steps (1) and (2), and the above (3)
The package body 20 manufactured in the steps (7) to (7) is joined using a brazing material such as silver brazing. At this time, thermal stress is generated due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal plate 10 for heat radiation and the package body 20, and the end of the metal plate 10 for heat radiation is warped vertically downward, for example, as shown in FIG. That is, so-called convex warpage may occur. In FIG. 6, when the heat dissipation metal plate 10 and the package body 20 are joined, the heat dissipation metal plate 1
The warpage is exaggerated for easy understanding of the warpage occurring at zero. Although not shown, when the metal plate for heat radiation and the package body are joined, a so-called concave warp may occur in which the end of the metal plate for heat radiation warps vertically upward.
【００３３】(9) 配線パターンの電極部にリードフレー
ムを電気的に接続し、半導体パッケージの半導体素子搭
載部に半導体素子を搭載し、この半導体素子の電極部と
配線パターンの電極部とをワイヤボンディングにより電
気的に接続する。その後、リッド等で半導体素子搭載部
を気密に封止した後、図１に示すように、放熱用金属板
１０に放熱用フィン６０を取付ける。そして、ネジ７０
を用いて放熱用フィン６０を放熱用金属板１０に固定
し、放熱用フィン密着部６１を放熱用フィン６０に密着
させる。このとき、取付部９０の内側に溝部９１および
９２が形成されているので、放熱用フィン６０の取付
時、放熱用金属板１０が過剰に変形した場合、放熱用金
属板１０とパッケージ本体２０との界面にクラックが発
生するのを防止することができる。(9) The lead frame is electrically connected to the electrode portion of the wiring pattern, the semiconductor device is mounted on the semiconductor device mounting portion of the semiconductor package, and the electrode portion of the semiconductor device and the electrode portion of the wiring pattern are connected by wires. They are electrically connected by bonding. Thereafter, the semiconductor element mounting portion is hermetically sealed with a lid or the like, and then, the heat dissipating fins 60 are attached to the heat dissipating metal plate 10 as shown in FIG. And screw 70
The radiating fins 60 are fixed to the radiating metal plate 10 by using, and the radiating fin contact portions 61 are brought into close contact with the radiating fins 60. At this time, since the groove portions 91 and 92 are formed inside the mounting portion 90, when the heat dissipating metal plate 10 is excessively deformed at the time of attaching the heat dissipating fins 60, the heat dissipating metal plate 10 and the package body 20 are Cracks can be prevented from occurring at the interface of.
【００３４】次に、図６において、長さ×幅×厚み＝３
５ｍｍ×１７ｍｍ×２．０ｍｍの寸法の放熱用金属板１
０、および長さ×幅×厚み＝２７ｍｍ×１５ｍｍ×１．
０ｍｍの寸法のパッケージ本体２０を用いて長手方向の
反りを測定したところ、反りの値は４〜５０μｍであっ
た。また、図１において、銅のめっき膜１３の厚みおよ
び隙間ｄの値は０．１〜１ｍｍである。したがって、放
熱用フィン密着部６１は放熱用フィン６０に高い密着度
で密着することが可能である。このとき、放熱用金属板
１０の熱伝導率の値は２６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であった。Next, in FIG. 6, length × width × thickness = 3
Heat-dissipating metal plate 1 with dimensions of 5 mm x 17 mm x 2.0 mm
0, and length × width × thickness = 27 mm × 15 mm × 1.
When the warpage in the longitudinal direction was measured using the package body 20 having a size of 0 mm, the warpage value was 4 to 50 μm. In FIG. 1, the thickness of the copper plating film 13 and the value of the gap d are 0.1 to 1 mm. Therefore, the heat dissipating fin contact portion 61 can adhere to the heat dissipating fin 60 with a high degree of adhesion. At this time, the value of the thermal conductivity of the metal plate 10 for heat radiation was 260 W / m · K or more.
【００３５】以上説明した本実施例においては、取付部
９０と放熱用フィン６０との間に隙間ｄが形成されてい
るので、放熱用金属板１０に放熱用フィン６０を取付け
ることにより、放熱用フィン密着部６１と放熱用フィン
６０との密着度が向上する。このため、半導体素子搭載
部３１に半導体素子３０を載置固定しても、半導体素子
３０と放熱用フィン６０との間の熱抵抗を簡便に低減す
ることができる。したがって、半導体素子３０の作動時
に発生する熱を外部に良好に放散させ、半導体素子３０
を長期間正常に安定して作動させることができる。In the present embodiment described above, since the gap d is formed between the mounting portion 90 and the radiating fins 60, the radiating fins 60 are mounted on the The degree of adhesion between the fin contact portion 61 and the heat radiation fin 60 is improved. Therefore, even when the semiconductor element 30 is placed and fixed on the semiconductor element mounting portion 31, the thermal resistance between the semiconductor element 30 and the heat radiation fins 60 can be easily reduced. Therefore, the heat generated during the operation of the semiconductor element 30 is satisfactorily radiated to the outside, and the semiconductor element 30
Can be operated normally and stably for a long time.
【００３６】さらに本実施例においては、銅−モリブデ
ン板１１の上下両面に銅のめっき膜１２および１３を形
成しているので、適度な熱膨張率と高い熱伝導率とを有
する放熱用金属板１０を得ることができる。したがっ
て、放熱用金属板１０とパッケージ本体２０とを接合し
たとき、放熱用金属板１０に発生する反りを比較的小さ
くすることができ、放熱用金属板１０とパッケージ本体
２０とを強固に接合することができる。Further, in this embodiment, since the copper plating films 12 and 13 are formed on the upper and lower surfaces of the copper-molybdenum plate 11, the heat dissipating metal plate having an appropriate coefficient of thermal expansion and a high thermal conductivity is provided. 10 can be obtained. Therefore, when the heat-dissipating metal plate 10 and the package body 20 are joined, the warpage generated in the heat-dissipating metal plate 10 can be made relatively small, and the heat-dissipating metal plate 10 and the package body 20 are firmly joined. be able to.
【００３７】さらにまた、本実施例においては、銅のめ
っき膜１３の厚みは、取付部９０と放熱用フィン６０と
の隙間ｄと同等であるので、放熱用金属板１０を簡便に
製造することができ、取付部９０と放熱用フィン６０と
の隙間ｄを簡便に形成することができる。したがって、
放熱用フィン密着部６１と放熱用フィン６０との密着度
を簡便に向上し、半導体素子３０と放熱用フィン６０と
の間の熱抵抗を簡便に低減することができる。Further, in the present embodiment, the thickness of the copper plating film 13 is equal to the gap d between the mounting portion 90 and the radiating fin 60, so that the heat radiating metal plate 10 can be easily manufactured. Thus, the gap d between the mounting portion 90 and the radiating fins 60 can be easily formed. Therefore,
The degree of adhesion between the heat dissipating fin contact portion 61 and the heat dissipating fin 60 can be easily improved, and the thermal resistance between the semiconductor element 30 and the heat dissipating fin 60 can be easily reduced.
【００３８】本実施例では、銅−モリブデン板１１の上
下両面に銅のめっき膜１２および１３を形成したが、本
発明では、銅−モリブデン板の片面にのみ銅のめっきを
形成してもよいし、モリブデンまたは銅−タングステン
からなる金属板の片面あるいは両面に銅のめっき膜を形
成してもよい。さらに、モリブデン、銅−モリブデンま
たは銅−タングステンからなる金属板の片面あるいは両
面に銅の溶射膜または銅の印刷焼成膜を形成してもよい
し、モリブデン、銅−モリブデンまたは銅−タングステ
ンからなる金属板の片面あるいは両面にろう付けにより
銅板を接合してもよい。In this embodiment, the copper plating films 12 and 13 are formed on the upper and lower surfaces of the copper-molybdenum plate 11, but in the present invention, copper plating may be formed on only one surface of the copper-molybdenum plate. Alternatively, a copper plating film may be formed on one or both sides of a metal plate made of molybdenum or copper-tungsten. Further, a metal sprayed film of copper or a printed and fired film of copper may be formed on one or both surfaces of a metal plate made of molybdenum, copper-molybdenum or copper-tungsten, or a metal made of molybdenum, copper-molybdenum or copper-tungsten. A copper plate may be joined to one or both surfaces of the plate by brazing.
【００３９】また本実施例では、表面実装型の半導体用
パッケージに本発明を適用したが、例えばＰＧＡ(Pin G
rid Array)等の挿入型や他の型のパッケージに本発明を
適用してもよい。In this embodiment, the present invention is applied to a surface mount type semiconductor package.
The present invention may be applied to an insertion type package such as a rid array) or other types of packages.
【００４０】本発明においては、アルミナ製の電子部品
用パッケージに限らず、窒化アルミニウム製、ムライト
製、低温焼成のガラスセラミックス製等あらゆるセラミ
ックス製の電子部品用パッケージに適用可能である。The present invention is applicable not only to electronic parts packages made of alumina but also to electronic parts packages made of any ceramics such as aluminum nitride, mullite, and low-temperature fired glass ceramics.
【図１】本発明の一実施例による半導体用パッケージを
示すものであって、図２のＩ−Ｉ線断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor package according to an embodiment of the present invention, taken along line II of FIG. 2;
【図２】本発明の一実施例による半導体用パッケージを
示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor package according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例による金属板を示す断面図で
ある。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a metal plate according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例による放熱用金属板を示す断
面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a heat-dissipating metal plate according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例によるパッケージ本体を示す
断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a package body according to an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例による放熱用金属板とパッケ
ージ本体とを接合した状態を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which a heat-dissipating metal plate and a package body according to one embodiment of the present invention are joined.
１０ 放熱用金属板 １１ 銅−モリブデン板（金属板） １２、１３ 銅のめっき膜 １５ ろう材 ２０ パッケージ本体（絶縁枠部材） ３０ 半導体素子（電子部品） ３１ 半導体素子搭載部（電子部品搭載部） ６０ 放熱用フィン ６１ 放熱用フィン密着部 ９０ 取付部 ９１、９２ 溝部 １００ 半導体用パッケージ（電子部品用パッケー
ジ）REFERENCE SIGNS LIST 10 Heat-dissipating metal plate 11 Copper-molybdenum plate (metal plate) 12, 13 Copper plating film 15 Brazing material 20 Package body (insulating frame member) 30 Semiconductor device (electronic component) 31 Semiconductor device mounting portion (electronic component mounting portion) Reference Signs List 60 radiating fin 61 radiating fin contact portion 90 mounting portion 91, 92 groove 100 semiconductor package (electronic component package)
Claims (3)
部を上面に有する放熱用金属板と、 前記放熱用金属板の上面に接合され、前記電子部品を収
容するための空間を内側に有する絶縁枠部材と、 前記放熱用金属板の下面に取付られる放熱用フィンと、 前記放熱用金属板の下面に設けられ、前記放熱用フィン
と密着する密着部と、 前記放熱用金属板の前記密着部よりも端部側に設けら
れ、前記放熱用フィンとの間に隙間を有し、前記放熱用
金属板に前記放熱用フィンを取付るための取付部と、 を備えることを特徴とする電子部品用パッケージ。1. A heat-dissipating metal plate having an electronic component mounting portion for mounting an electronic component on an upper surface, and a space which is joined to the upper surface of the heat-dissipating metal plate and accommodates the electronic component on an inner side. An insulating frame member, a heat dissipating fin mounted on the lower surface of the heat dissipating metal plate, a contact portion provided on the lower surface of the heat dissipating metal plate and in close contact with the heat dissipating fin, and the adhesion of the heat dissipating metal plate And a mounting portion for mounting the heat-radiating fin to the heat-radiating metal plate. Package for parts.
モリブデン、銅−タングステンから選ばれるいずれかの
金属材料からなる金属板と、前記金属板の片面あるいは
両面に形成される銅のめっき膜、銅の溶射膜、銅の印刷
焼成膜から選ばれるいずれかの銅の膜、または前記金属
板の片面あるいは両面にろう付けにより接合される銅板
とを有することを特徴とする請求項１記載の電子部品用
パッケージ。2. The heat-dissipating metal plate is made of molybdenum, copper-
Molybdenum, a metal plate made of any metal material selected from copper-tungsten, and one selected from a copper plating film formed on one or both surfaces of the metal plate, a copper sprayed film, and a printed printing film of copper 2. The electronic component package according to claim 1, further comprising a copper film, or a copper plate joined to one or both surfaces of the metal plate by brazing.
除いて前記金属板の片面あるいは両面に形成または接合
されており、前記銅の膜または銅板の厚みは、前記隙間
と同等であることを特徴とする請求項２記載の電子部品
用パッケージ。3. The copper film or copper plate is formed or joined to one or both surfaces of the metal plate except for the mounting portion, and the thickness of the copper film or copper plate is equal to the gap. 3. The electronic component package according to claim 2, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28637998A JP2000114442A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Package for electronic part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28637998A JP2000114442A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Package for electronic part |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114442A true JP2000114442A (en) | 2000-04-21 |
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ID=17703639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28637998A Pending JP2000114442A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Package for electronic part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000114442A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016219461A (en) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 三菱電機株式会社 | High frequency high output device |
| JP2019176116A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 日亜化学工業株式会社 | Methods for manufacturing semiconductor device and semiconductor device package |
| CN113196468A (en) * | 2018-12-19 | 2021-07-30 | 科锐 | Robust integrated circuit package |
-
1998
- 1998-10-08 JP JP28637998A patent/JP2000114442A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016219461A (en) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 三菱電機株式会社 | High frequency high output device |
| JP2019176116A (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | 日亜化学工業株式会社 | Methods for manufacturing semiconductor device and semiconductor device package |
| JP7097764B2 (en) | 2018-03-27 | 2022-07-08 | 日亜化学工業株式会社 | Semiconductor devices and packages for semiconductor devices and their manufacturing methods |
| CN113196468A (en) * | 2018-12-19 | 2021-07-30 | 科锐 | Robust integrated circuit package |
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