JP2525232B2 - セラミックパッケ―ジおよびその製造方法 - Google Patents
セラミックパッケ―ジおよびその製造方法Info
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- JP2525232B2 JP2525232B2 JP63300379A JP30037988A JP2525232B2 JP 2525232 B2 JP2525232 B2 JP 2525232B2 JP 63300379 A JP63300379 A JP 63300379A JP 30037988 A JP30037988 A JP 30037988A JP 2525232 B2 JP2525232 B2 JP 2525232B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は半導体搭載用の高放熱に適したセラミック
パッケージおよびその製造方法に関する。
パッケージおよびその製造方法に関する。
［従来の技術］ ICやLSIの高集積化とともに部品の実装密度も増大し
てきたために、広くパッケージ材料として用いられてき
たアルミナセラミックでは熱伝導率が0.05cal/cm・sec
・℃と小さいため放熱性が悪い、また従来、リードフレ
ーム用材料として熱膨張係数がSiチップに近く、高強度
である等の特性に優れている42合金やコバールが主流で
あったが、それらは熱伝導率が小さく（42合金は0.03ca
l/cm・sec・℃）、放熱用リードフレームには適しな
い。そのため、ダイアタッチ部にセラミックの代わりに
放熱用リードフレームをロー付する等の方法による放熱
性に優れたパッケージが求められている。
てきたために、広くパッケージ材料として用いられてき
たアルミナセラミックでは熱伝導率が0.05cal/cm・sec
・℃と小さいため放熱性が悪い、また従来、リードフレ
ーム用材料として熱膨張係数がSiチップに近く、高強度
である等の特性に優れている42合金やコバールが主流で
あったが、それらは熱伝導率が小さく（42合金は0.03ca
l/cm・sec・℃）、放熱用リードフレームには適しな
い。そのため、ダイアタッチ部にセラミックの代わりに
放熱用リードフレームをロー付する等の方法による放熱
性に優れたパッケージが求められている。
放熱性に優れていて、集積密度の増大と表面実装化に
適した材料として銅系リードフレームが用いられるよう
になってきている。
適した材料として銅系リードフレームが用いられるよう
になってきている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、42合金やコバール用のAgロー（72％Ag
共晶Agロー）による830℃高温ロー付では、セラミック
と銅系リードフレーム間の熱膨張率差が大きいため、残
留応力によりセラミック側にクラックが生じたり、リー
ドフレームの軟化が起こりハンドリング性が悪くなる等
のために、その優れた材料が活用できなかった。
共晶Agロー）による830℃高温ロー付では、セラミック
と銅系リードフレーム間の熱膨張率差が大きいため、残
留応力によりセラミック側にクラックが生じたり、リー
ドフレームの軟化が起こりハンドリング性が悪くなる等
のために、その優れた材料が活用できなかった。
この発明は、熱伝導性に劣るセラミックパッケージの
ダイアタッチ部に放熱用リードフレームとして、熱伝導
性に優れた材料を用いて放熱性を一段と向上させたセラ
ミックパッケージおよびそのセラミックパッケージの製
造方法の提供を目的とする。
ダイアタッチ部に放熱用リードフレームとして、熱伝導
性に優れた材料を用いて放熱性を一段と向上させたセラ
ミックパッケージおよびそのセラミックパッケージの製
造方法の提供を目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の第１の発明はセ
ラミックグリーンシート面およびスルホールに高融点金
属で電気配線を印刷しこれを複数枚積層した後、同時焼
結して積層品を形成し該積層品の電気配線面とリードフ
レームとをロー付するために備えたNiメッキおよび／ま
たはAuメッキの面を介してロー材を備えたセラミックパ
ッケージにおいて、前記リードフレームはNiメッキおよ
び／またはAuメッキを施された硬質銅系リードフレーム
であり、前記ロー材を鉛を主成分とする軟質低温ロー材
を備えたことを特徴とするセラミックパッケージであ
る。
ラミックグリーンシート面およびスルホールに高融点金
属で電気配線を印刷しこれを複数枚積層した後、同時焼
結して積層品を形成し該積層品の電気配線面とリードフ
レームとをロー付するために備えたNiメッキおよび／ま
たはAuメッキの面を介してロー材を備えたセラミックパ
ッケージにおいて、前記リードフレームはNiメッキおよ
び／またはAuメッキを施された硬質銅系リードフレーム
であり、前記ロー材を鉛を主成分とする軟質低温ロー材
を備えたことを特徴とするセラミックパッケージであ
る。
第２の発明はセラミツクグリーンシート面およびスル
ホールに高融点金属ペーストで所望の電気配線を印刷
し、これを複数枚積層し同時焼結して積層品とする工
程、該積層品の電気配線面にNiおよび／またはAuメッキ
をする工程、該積層品の電気配線面のメッキ面に所望の
低温ロー材を加熱付着させる工程、該付着面にNiおよび
／またはAuメッキを施したリードフレームをロー付する
工程により製造するセラミックパッケージの製造方法に
おいて、該リードフレームは硬質銅系リードフレームで
あり、300〜450℃の温度でロー付することを特徴とする
セラミックパッケージの製造方法である。
ホールに高融点金属ペーストで所望の電気配線を印刷
し、これを複数枚積層し同時焼結して積層品とする工
程、該積層品の電気配線面にNiおよび／またはAuメッキ
をする工程、該積層品の電気配線面のメッキ面に所望の
低温ロー材を加熱付着させる工程、該付着面にNiおよび
／またはAuメッキを施したリードフレームをロー付する
工程により製造するセラミックパッケージの製造方法に
おいて、該リードフレームは硬質銅系リードフレームで
あり、300〜450℃の温度でロー付することを特徴とする
セラミックパッケージの製造方法である。
［作用］ 上述の構成において、第１の発明の硬質銅系リードフ
レームは熱伝導率に優れ（42合金の0.03cal/cm・sec・
℃に対して10〜30倍）、またロー付による熱処理後のハ
ンドリング性のよい特質生かすため、鉛を主成分とする
軟質低温ロー材（ブリネル硬度20以下）とすることで、
セラミックとリードフレームの熱膨張差による残留応力
を小さくしかつロー材層で残留応力を吸収してセラミッ
クパッケージとしての品質上の信頼性を保ち、またリー
ドフレームのロー付温度をAgローよりは低温にする。
レームは熱伝導率に優れ（42合金の0.03cal/cm・sec・
℃に対して10〜30倍）、またロー付による熱処理後のハ
ンドリング性のよい特質生かすため、鉛を主成分とする
軟質低温ロー材（ブリネル硬度20以下）とすることで、
セラミックとリードフレームの熱膨張差による残留応力
を小さくしかつロー材層で残留応力を吸収してセラミッ
クパッケージとしての品質上の信頼性を保ち、またリー
ドフレームのロー付温度をAgローよりは低温にする。
［実施例］ 実施例について説明する。
アルミナ粉末とフラックスとの粉砕混合物に有機バイ
ンダー、可塑剤、溶剤を加えて混合してスラリーとし、
ドクターブレード法等のセラミックグリンシート成形法
により成形したセラミックグリンシートに所定の穴明け
してスルホール等とし、所望寸法に切断加工を行い、さ
らにセラミックグリンシート上面およびスルホールにメ
タライズするためタングステン、モリブデン粉末等の高
融点金属を主成分とするペーストにより電気配線を印刷
し複数枚を重ね合わせて通常の熱圧着法で積層した後、
同時焼結して電気配線を有するセラミック積層品を得
る。
ンダー、可塑剤、溶剤を加えて混合してスラリーとし、
ドクターブレード法等のセラミックグリンシート成形法
により成形したセラミックグリンシートに所定の穴明け
してスルホール等とし、所望寸法に切断加工を行い、さ
らにセラミックグリンシート上面およびスルホールにメ
タライズするためタングステン、モリブデン粉末等の高
融点金属を主成分とするペーストにより電気配線を印刷
し複数枚を重ね合わせて通常の熱圧着法で積層した後、
同時焼結して電気配線を有するセラミック積層品を得
る。
この後、電気配線面にNiメッキ、必要に応じてAuメッ
キを施した後、低温ロー材として第１表に示す実施例お
よび比較例（鉛を含有しない硬質ロー材）のそれぞれを
選んで還元性雰囲気（例えば、H230％、N270％の雰囲
気）で最高温度350℃、25分保持してロー材を付着させ
た。この後、放熱用リードフレーム材として第２表に示
す実施例および比較例のそれぞれを用いて還元性雰囲気
（例えば、H220〜40％、N260〜80％の雰囲気）で温度30
0〜450℃、10〜30分保持して加熱してロー付した。ただ
し、上述のロー材の付着のための加熱を省略して放熱用
リードフレーム材の加熱と同時に行うこともできる。
キを施した後、低温ロー材として第１表に示す実施例お
よび比較例（鉛を含有しない硬質ロー材）のそれぞれを
選んで還元性雰囲気（例えば、H230％、N270％の雰囲
気）で最高温度350℃、25分保持してロー材を付着させ
た。この後、放熱用リードフレーム材として第２表に示
す実施例および比較例のそれぞれを用いて還元性雰囲気
（例えば、H220〜40％、N260〜80％の雰囲気）で温度30
0〜450℃、10〜30分保持して加熱してロー付した。ただ
し、上述のロー材の付着のための加熱を省略して放熱用
リードフレーム材の加熱と同時に行うこともできる。
なお、実施例は全て硬質銅系リードフレームで、比較
例の無酸素銅（OFHC）は軟質銅系リードフレームであ
る。また、放熱用リードフレームのロー付熱処理前後の
ビッカース硬度によりハンドリング性の良否を判断し
た。すなわち、実施例の硬質銅系リードフレームは従来
の42合金の値に比してやや低いが、ハンドリング上は良
好である。しかし、軟質銅系リードフレームはロー付後
では軟らかくなり過ぎてハンドリングは不可であった。
例の無酸素銅（OFHC）は軟質銅系リードフレームであ
る。また、放熱用リードフレームのロー付熱処理前後の
ビッカース硬度によりハンドリング性の良否を判断し
た。すなわち、実施例の硬質銅系リードフレームは従来
の42合金の値に比してやや低いが、ハンドリング上は良
好である。しかし、軟質銅系リードフレームはロー付後
では軟らかくなり過ぎてハンドリングは不可であった。
こうして得た放熱用セラミックパッケージを第１図の
（ａ）平面図および（ｂ）底面図に示した。また、第２
図に要部の断面図、その○部分を詳細に拡大した断面図
を第３図に示した。
（ａ）平面図および（ｂ）底面図に示した。また、第２
図に要部の断面図、その○部分を詳細に拡大した断面図
を第３図に示した。
さらに、これらの気密性およびクラックの有無を調べ
て第１表に示した。実施例はすべてよい結果であった。
比較例の鉛を含有しない低温ロー材はブリネル硬度が高
く、気密不良であった。ただし、ハンドリング性の欠陥
がある軟質銅系リードフレームでは気密性はよくまたク
ラックは生じなかった。
て第１表に示した。実施例はすべてよい結果であった。
比較例の鉛を含有しない低温ロー材はブリネル硬度が高
く、気密不良であった。ただし、ハンドリング性の欠陥
がある軟質銅系リードフレームでは気密性はよくまたク
ラックは生じなかった。
なお、これらの放熱用セラミックパッケージの寸法は
１片の長さが約5mm以上の方形であり、5mm未満であれ
ば、セラミックにクラックは生じない。
１片の長さが約5mm以上の方形であり、5mm未満であれ
ば、セラミックにクラックは生じない。
［発明の効果］ 本発明は、以上の説明のように、熱伝導がよく、ロー
付後の硬度も十分に保っていて、ハンドリング性のよい
硬質銅系リードフレームを軟質低温ロー材をロー付する
ことにより高集積化、部品の実装密度増大の要求を満た
す、放熱性に優れたセラミックパッケージとその製造方
法を提供することができた。
付後の硬度も十分に保っていて、ハンドリング性のよい
硬質銅系リードフレームを軟質低温ロー材をロー付する
ことにより高集積化、部品の実装密度増大の要求を満た
す、放熱性に優れたセラミックパッケージとその製造方
法を提供することができた。
第１図の（ａ）および（ｂ）は本実施例のセラミックパ
ッケージの平面図（ａ）および底面図（ｂ）である。 第２図は本実施例のセラミックパッケージの要部の断面
図である。 第３図は第２図の○部分を詳細に拡大した断面図であ
る。 １……リードフレーム、２……アルミナセラミック、３
……ロー材、４……メタライズ層、５……Niメッキおよ
び／またはAuメッキ、６……スルホール部、７……パッ
ト部、８……ワイヤーボンディング部。
ッケージの平面図（ａ）および底面図（ｂ）である。 第２図は本実施例のセラミックパッケージの要部の断面
図である。 第３図は第２図の○部分を詳細に拡大した断面図であ
る。 １……リードフレーム、２……アルミナセラミック、３
……ロー材、４……メタライズ層、５……Niメッキおよ
び／またはAuメッキ、６……スルホール部、７……パッ
ト部、８……ワイヤーボンディング部。
Claims (2)
- 【請求項１】セラミックグリーンシート面およびスルホ
ールに高融点金属で電気配線を印刷しこれを複数枚積層
した後、同時焼結して積層品を形成し、該積層品の電気
配線面とリードフレームとをロー付するために備えたNi
メッキおよび／またはAuメッキの面を介してロー材を備
えたセラミックパッケージにおいて、前記リードフレー
ムはNiメッキおよび／またはAuメッキを施された硬質銅
系リードフレームであり、前記ロー材は鉛を主成分とす
る軟質低温ロー材を備えたことを特徴とするセラミック
パッケージ。 - 【請求項２】セラミックグリーンシート面およびスルホ
ールに高融点金属ペーストで所望の電気配線を印刷し、
これを複数枚積層し同時焼結して積層品とする工程、該
積層品の電気配線面にNiおよび／またはAuメッキをする
工程、該積層品の電気配線面をメッキ面に所望の低温ロ
ー材を加熱付着させる工程、該付着面にNiおよび／また
はAuメッキを施したリードフレームをロー付する工程に
より製造するセラミックパッケージの製造方法におい
て、該リードフレームは硬質銅系リードフレームであ
り、300〜450℃の温度をロー付することを特徴とするセ
ラミックパッケージの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300379A JP2525232B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | セラミックパッケ―ジおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300379A JP2525232B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | セラミックパッケ―ジおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146746A JPH02146746A (ja) | 1990-06-05 |
| JP2525232B2 true JP2525232B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=17884075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63300379A Expired - Fee Related JP2525232B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | セラミックパッケ―ジおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2525232B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56126947A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-05 | Fujitsu Ltd | Ceramic package |
| JPS635550A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPH0635633B2 (ja) * | 1986-10-29 | 1994-05-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 電気および電子部品用銅合金及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63300379A patent/JP2525232B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02146746A (ja) | 1990-06-05 |
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