JP4969389B2 - Heat dissipation member, electronic component storage package and electronic device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品を搭載し電子部品から発生する熱を外部に放散させるための放熱部材、およびこの放熱部材を用いた電子部品収納用パッケージならびに電子装置に関する。 The present invention relates to a heat dissipation member for mounting an electronic component and dissipating heat generated from the electronic component to the outside, an electronic component storage package using the heat dissipation member, and an electronic apparatus.
従来、半導体素子等の電子部品を収納した気密封止型の電子装置が用いられている。近年、ガリウム−ヒ素電界効果トランジスタ(GaAs FET)等の半導体素子の大型化、高密度化および高集積化が進み、半導体素子の動作時に発生する発熱量は益々増大傾向にある。 2. Description of the Related Art Conventionally, hermetically sealed electronic devices that house electronic components such as semiconductor elements have been used. In recent years, semiconductor devices such as gallium arsenide field effect transistors (GaAs FETs) have been increased in size, density, and integration, and the amount of heat generated during operation of the semiconductor devices has been increasing.
図10(a)はこの種の電子装置の一例を示す断面図であり、101は放熱部材、102は枠体、104は蓋体、105は電子部品である。 FIG. 10A is a cross-sectional view showing an example of this type of electronic device, where 101 is a heat dissipation member, 102 is a frame, 104 is a lid, and 105 is an electronic component.
放熱部材101はモリブデン(Mo)板110の上下両面に銅(Cu)板111を銀(Ag)ロウ112を介してロウ付けした3層構造となっている。放熱部材101の上面には電子部品105が搭載され、放熱部材101の上側主面の電子部品105の搭載部1aの周辺には電子部品105を収容する空間を形成するための枠体102が接合されている。この枠体102には、枠体102の内外に導通するメタライズ層から成る配線導体102aが形成され、枠体102の内側のメタライズ層102aには電子部品105の各電極から延びるボンディングワイヤ106が接続され、枠体102の外側のメタライズ層102aには複数の外部リード端子103がロウ付けされている。そして、枠体102の上面に金属やセラミックス等からなる蓋体104が接合され、電子部品105を気密封止した電子装置が構成されている。
The
また、図10(b)は図10(a)の電子装置に比べ放熱部材1の放熱性を向上させた例を示す断面図である。図10(b)において、放熱部材101は、Mo板110の上下両面にCu板111をAgロウ112を介してロウ付けした3層構造となっている。放熱部材101の上面に搭載した電子部品105のほぼ直下のMo板110領域には、MoにかえてCu片113がAgロウ112によりロウ付けされている。このような構成とすることにより、電子部品105からの発熱を放熱部材101上面のCu板111からMo板よりも熱伝導率の高いCu片113を介して放熱部材101下面のCu板111へ伝え、Cu板111から電子装置の外部に放熱することができ、良好な放熱性を得ることができる(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の放熱部材では、Mo板110とCu板111との間を全周にわたって、できるだけ薄くかつ隙間無くAgロウ112で埋めるのが困難であり、Agロウ112中に気泡状の空隙等が生成されてしまう場合がある。
However, in the conventional heat radiating member, it is difficult to fill the space between the
ところで、放熱部材101と枠体102とから成る容器内に電子部品105を収納し、枠体102の上部に蓋体104を接合した電子装置は、枠体102と蓋体104との接合部等の気密性ないし封止性の検査のため、ヘリウム(He)リークディテクターによるHeリーク試験が実施される。
By the way, an electronic device in which the
この場合、Mo板110とCu板111との接合部の外側に露出するAgロウ112部に気泡状の空隙等が生じた状態の電子装置をリーク試験すると、この空隙にHeガスが吸着されてしまい、電子部品が収容される部分となる枠体102と蓋体104との気密封止性には全く問題のない良品であるにもかかわらず、空隙から放出されたHeガスが検出されて不良品と判定される、いわゆる擬似リークが発生してしまうという問題が発生していた。
In this case, when a leak test is performed on an electronic device in which a bubble-like void or the like is generated in the
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、電子装置をリーク試験した際に疑似リークが発生することのない放熱部材およびこれを用いた電子部品収納用パッケージならびに電子装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a heat radiating member that does not generate a pseudo leak when an electronic device is subjected to a leak test, and an electronic component housing using the heat radiating member. It is to provide a package and an electronic device.
本発明の放熱部材は、第1の金属板と、この第1の金属板より低熱膨張性の第2の金属板とが交互に積層されて成る放熱部材であって、前記第1の金属板と前記第2の金属板との間に、中央部に比し外周部の厚みを厚くしたロウ材を介在させるとともに、該ロウ材によって前記第1の金属板および前記第2の金属板が接合されており、前記第1の金属板および前記第2の金属板のうちの一方金属板の側面が、他方金属板の側面よりも内側に位置するように形成されており、前記一方金属板の外周側面と前記他方金属板の表面との間に前記ロウ材のフィレットが形成されていることを特徴とする。
The heat dissipating member of the present invention is a heat dissipating member formed by alternately laminating a first metal plate and a second metal plate having a lower thermal expansion than the first metal plate, the first metal plate And a brazing material having a thicker outer peripheral portion than the center portion are interposed between the first metal plate and the second metal plate, and the first metal plate and the second metal plate are joined by the brazing material. The side surface of one metal plate of the first metal plate and the second metal plate is formed to be located inside the side surface of the other metal plate. A fillet of the brazing material is formed between the outer peripheral side surface and the surface of the other metal plate .
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記第1の金属板および前記第2の金属板の少なくとも一方が、前記外周部で板厚が薄くされていることを特徴とする。
Radiating member of the present invention preferably comprises at least one of the first metal plate and the second metal plate, wherein the Turkey plate thickness is thin at the outer peripheral portion.
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記一方金属板は前記第2の金属板であり、前記第2の金属板の両面に形成される前記ロウ材のフィレットが繋がることによって、前記第2の金属板の外周側面が前記ロウ材によって覆われていることを特徴とする。 In the heat dissipating member of the present invention, preferably, the one metal plate is the second metal plate, and the brazing fillets formed on both surfaces of the second metal plate are connected, whereby the second metal plate is connected. The outer peripheral side surface of the metal plate is covered with the brazing material.
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記第1の金属板および前記第2の金属板の少なくとも一方の、前記第1の金属板と前記第2の金属板との積層面に溝が設けられていることを特徴とする。
Preferably, the heat dissipating member of the present invention is provided with a groove on a laminated surface of the first metal plate and the second metal plate of at least one of the first metal plate and the second metal plate. It is characterized by.
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記溝が円状に設けられていることを特徴とする。また、本発明の放熱部材は、好ましくは、前記溝が格子状に設けられていることを特徴とする。
The heat dissipation member of the present invention is preferably characterized in that the groove is provided in a circular shape . The heat dissipating member of the present invention is preferably characterized in that the grooves are provided in a lattice shape.
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記溝は前記第1の金属板側に設けられていることを特徴とする。 The heat dissipating member of the present invention is preferably characterized in that the groove is provided on the first metal plate side.
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記第2の金属板は、中央部に貫通孔を有しており、該貫通孔の両端にかけて前記第2の金属板よりも高熱伝導性の金属から成る貫通金属体が埋設されていることを特徴とする。 In the heat dissipating member of the present invention, preferably, the second metal plate has a through hole in a central portion, and is made of a metal having higher thermal conductivity than the second metal plate at both ends of the through hole. A through metal body is embedded.
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記第1の金属板は、銅または銀から成ることを特徴とする。 In the heat radiating member of the present invention, preferably, the first metal plate is made of copper or silver.
本発明の放熱部材は、好ましくは、前記第2の金属板は、モリブデン,タングステン,銅−モリブデン焼結体または銅−タングステン焼結体から成ることを特徴とする。 In the heat dissipation member of the present invention, preferably, the second metal plate is made of molybdenum, tungsten, a copper-molybdenum sintered body, or a copper-tungsten sintered body.
本発明の電子部品収納用パッケージは、表面に電子部品の搭載部を有する上記構成の放熱部材と、内側で前記搭載部を取り囲むように前記放熱部材に取着された枠体と、該枠体の内外を接続する配線導体とを具備していることを特徴とする。 An electronic component storage package according to the present invention includes a heat dissipating member having the above-described configuration having an electronic component mounting portion on a surface, a frame attached to the heat dissipating member so as to surround the mounting portion inside, and the frame And a wiring conductor for connecting the inside and outside of the wire.
本発明の電子部品収納用パッケージは、凹部を有する基体と、凹部の内側から前記基体の外側にかけて形成された配線導体と、表面に電子部品の搭載部を有し、凹部の内側に接合された上記構成の放熱部材を具備していることを特徴とする。 The electronic component storage package of the present invention has a base having a recess, a wiring conductor formed from the inside of the recess to the outside of the base, a mounting portion for the electronic component on the surface, and joined to the inside of the recess. The heat dissipation member having the above-described configuration is provided.
本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、前記枠体の上面に前記枠体の内側を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。 An electronic device according to the present invention includes an electronic component storage package having the above-described configuration, an electronic component mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring conductor, and the frame on the upper surface of the frame. And a lid attached so as to close the inside.
本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、前記搭載部に搭載されるとともに電極が前記配線導体に電気的に接続された電子部品と、前記凹部の上側に前記凹部の内側を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。 An electronic device according to the present invention includes an electronic component storage package having the above configuration, an electronic component mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring conductor, and an inner side of the concave portion above the concave portion. And a lid attached so as to close the cover.
本発明の放熱部材は、第1の金属板と、この第1の金属板より低熱膨張性の第2の金属板とが交互に積層されて成る放熱部材であって、第1の金属板と第2の金属板との間に、中央部に比し外周部の厚みを厚くしたロウ材を介在させるとともに、該ロウ材によって第1の金属板および第2の金属板が接合されており、第1の金属板および第2の金属板のうちの一方金属板の側面が、他方金属板の側面よりも内側に位置するように形成されており、一方金属板の外周側面と他方金属板の表面との間にロウ材のフィレットが形成されていることから、第1の金属板と第2の金属板との間のロウ材に空隙が生じたとしても、外側に露出する部分に、中央部に比し外周部の厚みが厚いフィレット状のロウ材を介在させ、このロウ材によって第1の金属板および第2の金属板を接合させることによって空隙が外部と遮断されてしまう。したがって、Heリーク試験において擬似リークが発生するのを防止することができる。
The heat dissipating member of the present invention is a heat dissipating member formed by alternately laminating a first metal plate and a second metal plate having a lower thermal expansion than the first metal plate, Between the second metal plate, a brazing material having a thicker outer peripheral portion than the center portion is interposed, and the first metal plate and the second metal plate are joined by the brazing material , The side surface of one metal plate of the first metal plate and the second metal plate is formed to be located inside the side surface of the other metal plate, and the outer peripheral side surface of the one metal plate and the other metal plate Since a fillet of brazing material is formed between the surface and the surface, even if a gap is created in the brazing material between the first metal plate and the second metal plate, A fillet-like brazing material having a thicker outer peripheral portion than the part is interposed, and the brazing material causes the first metal And thus it is cut off voids the outside by bonding the second metal plate. Therefore, it is possible to prevent a pseudo leak from occurring in the He leak test.
本発明の放熱部材は、好ましくは、第1の金属板および第2の金属板の少なくとも一方が、外周部で板厚が薄くされていることから、第1の金属板と第2の金属板との間のロウ材に空隙が生じたとしても、外側に露出する部分に形成されたロウ材のフィレットによって空隙が外部と遮断されてしまう。したがって、Heリーク試験において擬似リークが発生するのを防止することができる。
Radiating member of the present invention preferably comprises at least one of the first metal plate and the second metal plate, and a benzalkonium plate thickness is thin at the outer peripheral portion, and the first metal plate of the second metal Even if a gap is generated in the brazing material between the plates, the gap is blocked from the outside by the fillet of the brazing material formed in the portion exposed to the outside. Therefore, it is possible to prevent a pseudo leak from occurring in the He leak test.
本発明の放熱部材は、好ましくは、一方金属板は第2の金属板であり、第2の金属板の両面に形成されるロウ材のフィレットが繋がることによって、第2の金属板の外周側面がロウ材によって覆われていることから、第2の金属板の外周側面をロウ材によって保護することができる。 In the heat radiating member of the present invention, preferably, the one metal plate is the second metal plate, and the braze fillets formed on both surfaces of the second metal plate are connected to each other, whereby the outer peripheral side surface of the second metal plate is connected. Is covered with the brazing material, the outer peripheral side surface of the second metal plate can be protected with the brazing material.
本発明の放熱部材は、好ましくは、第1の金属板および第2の金属板の少なくとも一方の、第1の金属板と第2の金属板との積層面に溝が設けられていることから、第1の金属板と第2の金属板との間のロウ材が溝にも流れ込み、第1の金属板と第2の金属板との接合がアンカー効果によってより強固なものとなる。この結果、第1の金属板と第2の金属板との接合部での剥離を防止できる。 In the heat radiating member of the present invention, preferably, a groove is provided on the laminated surface of the first metal plate and the second metal plate of at least one of the first metal plate and the second metal plate. The brazing material between the first metal plate and the second metal plate also flows into the groove, and the bonding between the first metal plate and the second metal plate becomes stronger due to the anchor effect. As a result, peeling at the joint between the first metal plate and the second metal plate can be prevented.
本発明の放熱部材は、好ましくは、溝が円状または格子状に設けられていることから、積層面の広い範囲で第1の金属板と第2の金属板との接合がより強固なものとなる。この結果、第1の金属板と第2の金属板との剥離を有効に防止できる。
In the heat dissipating member of the present invention, preferably, since the grooves are provided in a circular shape or a lattice shape , the first metal plate and the second metal plate are more strongly bonded in a wide range of the laminated surface. It becomes. As a result, peeling between the first metal plate and the second metal plate can be effectively prevented.
本発明の放熱部材は、好ましくは、溝は第1の金属板側に設けられていることにより、第1の金属板に第2の金属板よりも軟らかく加工し易い金属を用いることにより、溝加工を効率良く行なうことができる。 In the heat dissipation member of the present invention, preferably, the groove is provided on the first metal plate side, so that the first metal plate is made of a metal that is softer and easier to process than the second metal plate. Processing can be performed efficiently.
本発明の放熱部材は、好ましくは、第2の金属板は、中央部に貫通孔を有しており、貫通孔の両端にかけて第2の金属板よりも高熱伝導性の金属から成る貫通金属体が埋設されていることから、高熱伝導性の金属から成る貫通金属体によって、放熱部材の厚み方向における熱伝導を改善することができる。 In the heat dissipating member of the present invention, preferably, the second metal plate has a through hole in the center portion, and a through metal body made of a metal having higher thermal conductivity than the second metal plate at both ends of the through hole. Therefore, the heat conduction in the thickness direction of the heat radiating member can be improved by the penetrating metal body made of a highly heat conductive metal.
本発明の放熱部材は、好ましくは、第1の金属板は、銅または銀から成ることから、熱伝導性が高い放熱部材となる。 In the heat dissipating member of the present invention, preferably, the first metal plate is made of copper or silver, so that the heat dissipating member has high thermal conductivity.
本発明の放熱部材は、好ましくは、第2の金属板は、モリブデン,タングステン,銅−モリブデン焼結体または銅−タングステン焼結体から成ることから、放熱部材の熱膨張係数を半導体素子等の熱膨張係数に近いものとすることができる。 In the heat dissipation member of the present invention, preferably, the second metal plate is made of molybdenum, tungsten, a copper-molybdenum sintered body, or a copper-tungsten sintered body. It can be close to the coefficient of thermal expansion.
本発明の電子部品収納用パッケージは、表面に電子部品の搭載部を有する上記構成の放熱部材と、内側で搭載部を取り囲むように放熱部材に取着された枠体と、枠体の内外を接続する配線導体とを具備していることから、良好な熱放散性を有するとともに、擬似リークの発生のない信頼性の高い電子部品収納用パッケージとすることができる。 An electronic component storage package according to the present invention includes a heat dissipating member having the electronic component mounting portion on the surface, a frame attached to the heat dissipating member so as to surround the mounting portion on the inside, and the inside and outside of the frame. Since the wiring conductor to be connected is provided, it is possible to provide a highly reliable electronic component storage package that has good heat dissipation and does not generate pseudo-leakage.
本発明の電子部品収納用パッケージは、凹部を有する基体と、凹部の内側から前記基体の外側にかけて形成された配線導体と、表面に電子部品の搭載部を有し、凹部の内側に接合された上記構成の放熱部材を具備していることから、電子部品を上記構成の放熱部材の搭載部に搭載することによって熱伝導性が良好なものとなり、電子部品から発生する熱を外部に効率良く放散できるようになる。 The electronic component storage package of the present invention has a base having a recess, a wiring conductor formed from the inside of the recess to the outside of the base, a mounting portion for the electronic component on the surface, and joined to the inside of the recess. Since the heat dissipation member having the above-described configuration is provided, by mounting the electronic component on the mounting portion of the heat dissipation member having the above-described configuration, the heat conductivity becomes good, and the heat generated from the electronic component is efficiently dissipated to the outside. become able to.
本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、搭載部に搭載されるとともに電極が配線導体に電気的に接続された電子部品と、枠体の上面に枠体の内側を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることから、作動時に発生する熱量が多い電子部品を収納可能な高出力電子装置とできるとともに気密試験が容易な電子装置とできる。 An electronic device according to the present invention includes an electronic component storage package having the above-described configuration, an electronic component that is mounted on a mounting portion and whose electrodes are electrically connected to a wiring conductor, and the inside of the frame is closed on the upper surface of the frame. Since the lid attached in this manner is provided, it is possible to provide a high-power electronic device that can store electronic components that generate a large amount of heat during operation, and an electronic device that can be easily sealed.
本発明の電子装置は、上記構成の電子部品収納用パッケージと、搭載部に搭載されるとともに電極が配線導体に電気的に接続された電子部品と、凹部の上側に凹部の内側を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることから、作動時に発生する熱量が多い電子部品を収納可能な高出力電子装置とできるとともに気密試験が容易な電子装置とできる。 An electronic device according to the present invention includes an electronic component storage package configured as described above, an electronic component mounted on the mounting portion and having an electrode electrically connected to the wiring conductor, and the inner side of the concave portion being blocked above the concave portion. Since the attached lid body is provided, it is possible to provide a high-power electronic device that can store electronic components that generate a large amount of heat during operation, and an electronic device that can easily perform an airtight test.
本発明の放熱部材およびこれを用いた電子部品収納用パッケージ(以下、単にパッケージともいう)および電子装置について以下に詳細に説明する。図1(a),図1(b)はそれぞれ参考例を示す断面図、図2(a),図2(b)および図4(c)はそれぞれ本発明の放熱部材の実施の形態の一例を示す断面図である。図3(a),図3(b),図3(c),図3(d),図4(a),図4(b),図5(a),図5(b)および図7は参考例を示す断面図である。図6(a),図6(b)は、本発明の放熱部材に形成された溝の実施の形態の例を示す平面図である。図8は図1(a)に示す放熱部材が電子部品の基体部に用いられた電子部品収納用パッケージおよび電子装置の断面図である。図9は図1(a)に示す放熱部材が電子部品の基体部に用いられた電子部品収納用パッケージおよび電子装置の一形態を示す断面図である。なお、本発明の放熱部材は、中心軸に関して線対称に形成されている。すなわち、例えば、図2(a)の断面図の搭載部1a側表面からその反対側表面へ引いた中心線に沿った断面の断面図は、図2(a)と同じ断面形状を有している。
The heat radiating member of the present invention, an electronic component storage package (hereinafter also simply referred to as a package) and an electronic device using the same will be described in detail below. FIG. 1 (a), 1 (b) is a cross-sectional view showing the respective reference examples, FIG. 2 (a), the one embodiment of the heat dissipating member shown in FIG. 2 (b) and FIG. 4 (c) present invention, respectively It is sectional drawing which shows an example. 3 (a), 3 (b), 3 (c), 3 (d), 4 (a), 4 (b) , 5 (a), 5 (b) and 7 These are sectional views showing a reference example. 6 (a) and 6 (b) are plan views showing examples of embodiments of grooves formed in the heat dissipation member of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of an electronic component storage package and an electronic device in which the heat dissipating member shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing one embodiment of an electronic component storage package and an electronic device in which the heat dissipation member shown in FIG. In addition, the heat radiating member of this invention is formed symmetrically about the central axis. That is, for example, cross sectional view of a section from the mounting
これらの図において、1は表面に電子部品5の搭載部1aが設けられる平板状の放熱部材、10は第1の金属板11よりも低熱膨張性の第2の金属板(以下、低熱膨張性金属板ともいう)、10aは低熱膨張性金属板10の表面(または積層面ともいう)、10bは低熱膨張性金属板10の外周側面、10cは低熱膨張性金属板10の外周部において肉厚が薄くされた薄肉部、11は高熱伝導性の金属部材から成る第1の金属板(以下、高熱伝導性金属板ともいう)、11aは高熱伝導性金属板11の表面(または積層面ともいう)、11bは高熱伝導性金属板11の外周側面、11cは高熱伝導性金属板11の外周部において肉厚が薄くされた薄肉部、12は高熱伝導性金属板11の表面11aと低熱膨張性金属板10の表面10aとの間に介在するロウ材、12aは外周部に形成されて積層方向の厚みが中央部より厚いロウ材のフィレット、2は枠体、2aは枠体2の内外を接続する配線導体、3はリード端子、4は枠体2の上面に枠体2の内側を塞ぐように取着された蓋体、5は半導体素子や抵抗等の発熱性の電子部品である。
In these drawings,
これら放熱部材1と枠体2および配線導体2aとで電子部品5を収納する電子部品収納用パッケージが構成される。また、放熱部材1の搭載部1aに電子部品5を搭載した後に、枠体2の上面に蓋体4を放熱部材1と枠体2とから成る凹部8を塞ぐように取着して電子部品5を封止することにより、本発明の電子装置が構成される。
The
枠体2は、アルミナ(Al2O3)質焼結体,窒化アルミニウム(AlN)質焼結体,ムライト(3Al2O3・2SiO2)質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックス、または鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co),Fe−Ni等の金属から成り、低熱膨張性金属板10の熱膨張係数と熱膨張係数が近似する材料から選ばれる。枠体2は、枠の内側が搭載部1aを取り囲むように枠状に形成され、ロウ材等の接着材を介して放熱部材1の搭載部1aを有する表面側に取着される。なお、枠体2がセラミックスから成る場合、ロウ材による取着に際しては、ロウ付け用の金属層(図示せず)が枠体2の放熱部材1との接合部に形成されてもよい。また、枠体2が金属から構成されている場合、配線導体2aを枠体2を構成する金属と絶縁するために配線導体2aの周囲をセラミックスや樹脂、ガラス等の絶縁体で覆えばよい。
また、放熱部材1には、その表面の中央部等に設けられた搭載部1aに電子部品5が樹脂,ガラス,ロウ材等の接着材を介して固定される。なお、接着材としてロウ材を用いる場合には、ロウ付け用の金属層(図示せず)としてニッケル(Ni)層や金(Au)層がメッキ法等によって放熱部材1の電子部品5との接合部に形成されてもよい。ただし、放熱部材1の搭載部1aに露出する高熱伝導性金属板11表面に、十分にロウ付けができる場合には、ロウ付け用の金属層は特に必要ではない。
In addition, the
枠体2は、例えば、Al2O3質焼結体から成る場合であれば、Al2O3,酸化珪素(SiO2),酸化マグネシウム(MgO),酸化カルシウム(CaO)等の原料粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤,分散剤等を混合添加して泥漿状となすとともに、これからドクターブレード法やカレンダーロール法を採用することによってセラミックグリーンシート(セラミック生シート)を形成し、しかる後に、このセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに、タングステン(W),Mo,マンガン(Mn),Cu,銀(Ag),Ni,Au,パラジウム(Pd)等の金属材料粉末に適当な有機バインダ,溶剤を混合して成る導電性ペーストをグリーンシートに予めスクリーン印刷法等により所定の配線導体2aのパターンに印刷塗布した後に、このグリーンシートを複数枚積層し、約1600℃の温度で焼成することによって作製される。
If the
枠体2には、放熱部材1と枠体2とで枠体2内側に構成される凹部8の内面(搭載部1a周辺)から枠体2の外側にかけて導出される配線導体2aが形成されており、配線導体2aの凹部8の内側の一端には電子部品5の各電極がボンディングワイヤ等の電気的接続手段6を介して電気的に接続される。このように枠体2をその内側で搭載部1aを取り囲むようにして設けることにより、放熱部材1と枠体2とから成る凹部8を形成することができる。そして、放熱部材1の搭載部1aに電子部品5を搭載した後に、枠体2の上面に蓋体4を放熱部材1と枠体2とから成る凹部8を塞ぐように取着して電子部品5を封止することにより、電子部品5を気密に封止することができる。また、枠体2の外側の配線導体2aの他端には外部電気回路基板との接続用のリード端子3が接続されていてもよく、リード端子3が接続されることにより配線導体2aと外部電気回路基板との接続を容易なものとし、配線導体2aと外部電気回路基板との接続の作業性を改善することができる。
In the
配線導体2aはW,Mo等の高融点金属、Cu等の低抵抗金属から成り、W,Mo,Cu等の金属粉末に適当な有機バインダ,溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを枠体2となるセラミックグリーンシートに予めスクリーン印刷法等によって所定のパターンに印刷塗布しておくことによって、放熱部材1および枠体2による凹部8の内面から枠体2の外面にかけて被着形成される。
The
また、配線導体2aはその露出する表面にNi,Au等の耐食性に優れ、かつ電気的接続手段6のボンディング性に優れる金属を1〜20μmの厚みにメッキ法によって被着させておくと、配線導体2aの酸化腐食を有効に防止できるとともに配線導体2aへの電気的接続手段6の接続を強固となすことができる。従って、配線導体2aは、その露出する表面にNi,Au等の耐食性に優れ、かつボンディング性に優れる金属を1〜20μmの厚みに被着させておくことが望ましい。
Further, the
放熱部材1は、例えば、図1(a),(b)に示すように、平面視形状が同じ多角形状、円形状または楕円形状等の高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とがロウ材を介して交互に積層されて成り、高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10の少なくとも一方は、その外周部の全周において肉厚が薄くされた薄肉部10c,11cを有しており、この薄肉部10c,11cと隣接する高熱伝導性金属板11または低熱膨張性金属板10との間に積層方向においての厚みが中央部よりも厚いロウ材12のフィレット12aが形成されている。
なお、図1(a),(b)において、薄肉部11cが高熱伝導性金属板11の方に形成されている例を示しているが、図3(a),(b)のように低熱膨張性金属板10の外周部に薄肉部10cを形成してもよい。
In FIGS. 1A and 1B, an example in which the
低熱膨張性金属板10は、例えば、モリブデン(Mo),タングステン(W),これらの合金等を圧延加工,打ち抜き加工等の従来周知の金属加工法を施すことによって成る。これら金属は、熱膨張係数が、半導体素子等の電子部品5の熱膨張係数に近似し、電子部品5の接合材としての適合性に優れるが、熱伝導率が比較的小さく、また、縦弾性係数が大きい性質を有している。低熱膨張性金属板10は、放熱部材1の熱膨張係数を電子部品5と適合させるために設けるものであり、低熱膨張性金属板10の各厚みは、放熱部材1全体の熱膨張係数が大きくならないよう熱膨張係数を抑制できる厚みとできる範囲内においてできるだけ薄くするのがよい。
The low thermal
好ましくは、低熱膨張性金属板10はCu−Mo焼結体,Cu−W焼結体から成るのがよい。この構成により、低熱膨張性金属板10の熱伝導率を向上させることができることから、放熱部材1の熱放散性を良好にできるとともに、放熱部材1の高熱伝導性金属板11の熱膨張を低熱膨張性金属板10によって拘束し、半導体素子等の電子部品5の熱膨張係数に近いものとすることができる。
Preferably, the low thermal
また、高熱伝導性金属板11は、低熱膨張性金属板10よりも熱伝導率が大きい材料、例えば銅(Cu),銀(Ag),アルミニウム(Al),金(Au)等の金属材料またはこれらの合金から成る。これら金属材料は熱膨張係数が大きいが、縦弾性係数が小さく、ビッカース硬さも小さい軟らかい金属であるので、放熱部材1に熱が加わって高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とが熱膨張した際に、高熱伝導性金属板11は低熱膨張性金属板10の熱膨張に拘束され易く放熱部材1の合成熱膨張係数は低熱膨張性金属板10の熱膨張係数に近いものとなる。
The high thermal
なお、高熱伝導性金属板の材料がCuから成るときは、純Cuに限られるものではなく、熱伝導性が良好で低熱膨張性金属板10と十分な接合強度が得られるものであれば、Cuを主成分とする各種のCu合金であっても構わない。同様に、高熱伝導性金属板の材料がAg,Al等の他の材料から成る場合についても純金属である必要はない。
In addition, when the material of the high thermal conductive metal plate is made of Cu, it is not limited to pure Cu, as long as the thermal conductivity is good and sufficient bonding strength can be obtained with the low thermal
高熱伝導性金属板11の外周部に薄肉部11cを形成する場合は、高熱伝導性金属板11が銅(Cu),銀(Ag)等の比較的軟らかい縦弾性係数の小さい材料から成るため、高熱伝導性金属板11にプレス加工等を施すことによって容易に薄肉部11cを形成することができる。
When the
一方、低熱膨張性金属板10の外周部に薄肉部10cを形成する場合は、低熱膨張性金属板10の外周側面がロウ材12のフィレット12aに覆われて低熱膨張性金属板10の露出面が少なくなる。
On the other hand, when the
放熱部材1は、例えば図1(a)に示すように、電子部品5の搭載部1a側から順に最上面の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,最下面の高熱伝導性金属板11の3層が交互にロウ材12を介して積層されて成る。高熱伝導性金属板11の表面11aと、低熱膨張性金属板10の表面10aとは薄くロウ材12を介して接合され、高熱伝導性金属板11の外周部は、全周において、高熱伝導性金属板11の中央部の板厚よりも段差状に肉厚が薄くされた薄肉部11cを有している。これによって、低熱膨張性金属板10の表面10aとの間に、3方を金属板10,11で囲まれ、低熱膨張性金属板10および高熱伝導性金属板11の延びる方向に開かれた空間11dが形成される。そして、薄肉部11cの表面とこれに隣接する低熱膨張性金属板10の表面10aとの間の空間11dにロウ材12のフィレット12aが形成される。ロウ材12のフィレット12aは高熱伝導性金属板11の薄肉部11cに濡れ拡がることによって、フィレット12aの先端と低熱膨張性金属板10の表面との間の距離、すなわち積層方向の最大厚みがロウ材12の中央部の厚みより厚くなる。
放熱部材1は、図1(b)に示すように、電子部品5の搭載部1a側から順に最上面の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,最下面の高熱伝導性金属板11の3層が交互にロウ材12を介して積層されて成る。高熱伝導性金属板11の表面11aと、低熱膨張性金属板10の表面10aとは薄くロウ材を介して接合され、高熱伝導性金属板11の外周部は全周において、低熱膨張性金属板10に接合される表面11a側と外周側面11bとの間にC面カット状に面取りされた形状の薄肉部11cを有しており、薄肉部11cの表面と隣接する低熱膨張性金属板10の表面10aとの間に形成される空間11dにロウ材12のフィレット12aが形成される。このフィレット12aによって、ロウ材12の積層方向の厚みが中央部より厚くなる。
図1(a)に示す例のように、薄肉部11cを段差状に設ける場合、薄肉部11cが庇状にロウ材12のフィレット12aを覆うようになり、ロウ材12が薄肉部11cを超えて電子部品5の搭載部1a側に濡れ拡がり難くできる。
As shown in FIG. 1A, when the
一方、図1(b)に示す例のように、薄肉部11cを面取り形状とする場合、空間11dをロウ材12のフィレット12aで埋め易くなり、放熱部材1の外周部で低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11との間をロウ材12を介して強固に接合することができる。
On the other hand, as in the example shown in FIG. 1B, when the
図3(a)に示す放熱部材1は、図1(a)に示す放熱部材1において、低熱膨張性金属板10の方に薄肉部10cを設けた例を示す。すなわち、図3(a)に示す参考例の放熱部材1は、電子部品5の搭載部1aから順に最上面の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,最下面の高熱伝導性金属板11の3層が交互にロウ材12を介して積層されて成る。低熱膨張性金属板10は高熱伝導性金属板11に接合される表面10a、すなわち、低熱膨張性金属板10の上下主表面10aと外周側面10bとの間に全周にわたって低熱膨張性金属板10の中央部の板厚より肉厚が段差状に薄くされた薄肉部10cが設けられており、薄肉部10cと隣接する高熱伝導性金属板10の表面10aとの間に形成される空間10dにロウ材12のフィレット12aが形成されて低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11とが接合される。
The
また、図3(b)に示す放熱部材1は、図1(b)に示す放熱部材1において、低熱膨張性金属板10の方に薄肉部10cを設けた例を示す。すなわち、図3(b)に示す参考例の放熱部材1は、電子部品5の搭載部1a側から順に最上面の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,最下層の高熱伝導性金属板11の3層が交互にロウ材12を介して積層されて成り、低熱膨張性金属板10は、高熱伝導性金属板11に接合される表面10a、すなわち、低熱膨張性金属板10の上下主表面10aと外周側面10bとの間に全周にわたってC面カット状に面取りされた形状の薄肉部10cが設けられており、薄肉部10cの表面と隣接する高熱伝導性金属板10の表面10aとの間に形成される空間10dを埋めるようにロウ材12のフィレット12aが形成されている。
Moreover, the
なお、図1(a),図1(b),図3(a),図3(b)に示す例においては、高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10のうちの一方金属板の外周部にのみ薄肉部11cまたは薄肉部10cが設けられているが、高熱伝導性金属板11および低熱伝導性金属板10のそれぞれに薄肉部11c,10cを設けてもよい。例えば、図3(c)に示すように、最上面の高熱伝導性金属板11の低熱膨張性金属板10に接合される下面側表面11aと外周側面11bとの間に面取り形状の空間11dが形成されるように薄肉部11cを設け、低熱膨張性金属板10の下面側表面10aと外周側面11bとの間に面取り形状の空間10dが設けられるように薄肉部10cを設けてもよいし、図3(d)に示すように、高熱伝導性金属板11の低熱膨張性金属板10に接合される表面11aと外周側面11bとの間に空間11dが形成され、およびこの高熱伝導性金属板11に接合される側の低熱膨張性金属板10の表面10aと外周側面10bとの間の両側に面取り形状の空間10dが形成されるように、高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10の両方共薄肉部11c,10cを設けてもよい。
In the example shown in FIGS. 1A, 1B, 3A, and 3B, one of the high thermal
または、本発明の放熱部材1は、図2(a),(b)に示すように、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とがロウ材を介して交互に積層されて成る。高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10のうちの一方金属板は、平面視形状が他方金属板よりも一回り小さく形成されることによって、または、一方金属板と他方金属板とがずらして配置され、一方金属板の側面が他方金属板の側面よりも内側に位置するように配置されており、一方金属板の外周側面と他方金属板の表面との間に形成されたロウ材12のフィレット12aによって他方金属板と接合される。ロウ材12は一方金属板の外周側面に濡れ広がって、積層方向のロウ材12の厚みが中央部の厚みより厚くなる。
Alternatively, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
すなわち、例えば、本発明の放熱部材1は、図2(a)に示すように、紙面上側の電子部品5の搭載部1a側から順に、最上面の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,最下面の高熱伝導性金属板11の3層が交互にロウ材12を介して積層されて成る。図2(a)に示す例においては、最上面と最下面に配される高熱伝導性金属板11が一方金属板に相当し、低熱伝導性金属板10が他方金属板に相当する。高熱伝導性金属板11は、平面視形状が低熱膨張性金属板10よりも一回り小さく形成されて、高熱伝導性金属板11の外周側面11bは低熱膨張性金属板10の外周側面10bよりも内側に位置することになる。そして、高熱伝導性金属板11の外周側面11cと低熱膨張性金属板10の表面10aとの間に形成されたロウ材12のフィレット12aによって、高熱伝導性金属板11は低熱膨張性金属板10と接合される。
That is, for example, as shown in FIG. 2A, the
ここで、一方金属板が低熱膨張性金属板10であって、他方金属板が高熱伝導性金属板11であってもよく、例えば、図2(b)に示す例においては、最上面と最下面に配される高熱伝導性金属板11と中間の低熱膨張性金属板10とが交互に3層以上積層されてロウ付け接合されて成り、低熱膨張性金属板10は平面視形状が高熱伝導性金属板11よりも一回り小さく形成されている。そして、低熱膨張性金属板10の外周側面10bと高熱伝導性金属板11の表面11aとの間に形成されたロウ材12のフィレット12aによって低熱膨張性金属板10が高熱膨張性金属板11に接合されている。
Here, the one metal plate may be the low thermal
なお、好ましくは、図2(b)に示す例のように、低熱膨張性金属板10は、その外周側面10bの全面が、低熱膨張性金属板10の表裏両表面に形成される上下ロウ材12のフィレット12aが繋がることによって、低熱膨張性金属板10の側面がロウ材12cによって覆われるようにするのがよい。これにより、低熱膨張性金属板10の外周側面10bをロウ材12cによって外気から保護することができ、さらに、放熱部材1の耐腐食性を向上させるために放熱部材1にNiやAu等から成るメッキ金属層を施す場合においても、ロウ材12の材質を選択することにより、放熱部材1の側面におけるメッキ性を良好なものとすることができる。そして、表面が酸化腐食することのない放熱部材1とすることができる。
Preferably, as in the example shown in FIG. 2B, the low thermal
また、最上面の高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との間に形成されるロウ材12のフィレット12aと最下面の高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との間に形成されるロウ材12のフィレット12aが繋がるように低熱膨張性金属板10の側面を覆う側面金属層12cを介して上側の高熱伝導性金属板11から下側の高熱伝導性金属板11に熱を伝えることができる。
Further, the
図2(a),図2(b)に示す例においては、一方金属板が他方金属板よりも一回り小さく形成されている例を示したが、必ずしも一回り小さく形成する必要はなく、一方金属板の側面(端面)が他方金属板の側面(端面)よりも内側に位置するようにされておればよい。例えば、一方金属板と他方金属板とは同じ大きさであり、これをずらして積層することによって、放熱部材1の任意の一辺において、一方金属板の側面が他方金属板の側面よりも内側に位置し、放熱部材1の一辺と対向する他辺においては、他方金属板の側面が一方金属板の側面より内側に位置するようにしてもよい。この場合は、すなわち、図2(a)の右半分と図2(b)の左半分とを繋ぎ合わせた形状となる。
In the example shown in FIGS. 2A and 2B, the example in which one metal plate is formed to be slightly smaller than the other metal plate is shown, but it is not necessarily required to be formed to be slightly smaller. The side surface (end surface) of the metal plate should just be located inside the side surface (end surface) of the other metal plate. For example, the one metal plate and the other metal plate are the same size, and by laminating them, the side surface of the one metal plate is located on the inner side of the side surface of the other metal plate on any one side of the
また、例えば、放熱部材1の一辺の中で図2(a)と図2(b)とを組み合わせ、一方金属板の一辺を凹凸状に形成し、一辺の一部においては一方金属板の側面が他方金属板の側面よりも内側に位置するようにし、他部においては他方金属板の側面が一方金属板の側面よりも内側に位置するようにしてもよい。また、図2(a),図2(b)に記載の一方および他方金属板の外周部に薄肉部11cが形成されたものを組み合わせてもよい。すなわち、第1の金属板11および第2の金属板10の少なくとも一方の外周部形状を異ならせることによって、ロウ材12の積層方向の厚みが内側の厚みよりも厚いロウ材12のフィレットが放熱部材1の外周部に形成されるようにすればよい。
Further, for example, FIG. 2A and FIG. 2B are combined in one side of the
また、本発明の放熱部材1全体の熱膨張係数が大きくならないように、図4(c)に示すように低熱膨張性金属板10の層構成を2層以上に分散させて本発明の放熱部材1の内層に配してもよい。
In addition, as shown in FIG. 4 (c), the layer configuration of the low thermal
すなわち、放熱部材1は、図4(a)に示すように、電子部品5の搭載部1aから順に最上面の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,中央の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,最下面の高熱伝導性金属板11の5層が交互にロウ材12を介して積層されて成る。高熱伝導性金属板11の表面11aと、低熱膨張性金属板10の表面10aとは薄いロウ材12を介して接合され、最上面の高熱電導性金属板11と最下面の高熱伝導性金属板11と中央の高熱伝導性金属板11の外周部には、低熱膨張性金属板10に接合される側の表面11aと外周側面11cとの間に全周にわたってC面カット状に面取りされた形状の空間11dが形成されるように薄肉部11cが設けられており、この薄肉部11cと隣接する低熱膨張性金属板10の表面10aとの間に形成される空間11dにロウ材12のフィレット12aが形成される。
That is, the
また放熱部材1は、図4(b)に示すように、電子部品5の搭載部1aから順に最上面の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,中央の高熱伝導性金属板11,低熱膨張性金属板10,最下面の高熱伝導性金属板11の5層が交互にロウ材12を介して積層されて成る。低熱膨張性金属板10は高熱伝導性金属板11に接合される表面10aと外周側面10bとの間に全周にわたって空間10dが形成されるように薄肉部10cが設けられており、薄肉部10cの表面に高熱伝導性金属板10と低熱膨張性金属板11とをロウ付け接合するためのロウ材12のフィレット12aが形成される。
Also the
また、本発明の放熱部材1は、図4(c)に示すように、最上面と最下面の高熱伝導性金属板11の外周部には低熱膨張性金属板10と接合される表面10a側に空間11dが形成されるように薄肉部11cが設けられ、中間の高熱伝導性金属板11は、その両面に配される低熱膨張性金属板10よりも平面視形状が一回り小さく形成されている。したがって、中間に配された高熱伝導性金属版11の外周側面11bはその両側の低熱膨張性金属板10の外周側面10bよりも内側に位置することになる。すなわち、図2(b)の例においては、一方金属板は中間の高熱伝導性金属板11であり、他方金属板は高熱伝導性金属板11の両表面11aに接合される低熱膨張性金属板10に相当する。そして、中間の高熱伝導性金属板11の外周側面11bと低熱膨張性金属板10の表面10aとの間に形成されたロウ材12のフィレット12aによって、中間の高熱伝導性金属板11は低熱膨張性金属板10と接合される。
Moreover, as shown in FIG.4 (c), the
同様にして、本発明の放熱部材1は、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とを5層以上の多層に積層したものとしてもよいことは言うまでもない。
Similarly, it goes without saying that the
また、本発明の放熱部材1は、上記例に示すように、最上面側と最下面側が高熱伝導性金属板11になるようにして、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とを交互に積層するのが好ましい。最上面側と最下面側に高熱伝導性金属板11が配されることにより、最上面側の高熱伝導性金属板11で電子部品5から発生する熱を高熱伝導性金属板11の表面11a方向に拡散させ、放熱部材1の広い面積を用いて効率良く熱放散させることができる。また、最下面側の高熱伝導性金属板11は、放熱部材1の全体の反り変形を防止するという作用効果がある。すなわち、低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11とは熱膨張係数が異なり、熱が加わった際に反り変形が生ずる場合があるが、最上面側と最下面側に高熱伝導性金属層11を配することにより、最上面と最下面に作用する熱膨張差による応力が釣り合って、放熱部材1に反り変形が生ずるのを有効に防止することができる。このように、最上面側と最下面側に高熱電導性金属板11を配し、その間に低熱伝導性金属板10を交互に配するので、本発明の放熱部材1は3層以上の奇数層とするのが好ましいことになる。また、反り変形を防止する点で、中央となる高熱伝導性金属板11または低熱膨張性金属板10に関してその上下層の金属板11,10の厚みが対称となるように積層するのが、より好ましい。
Further, as shown in the above example, the
本発明の放熱部材1は、所定の平面視形状および厚さを有した平板状の低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11、例えば、金型を用いた打ち抜き加工を施すことによって、1辺の長さ10〜30mm,厚さ0.1〜0.4mmの四角形状に打ち抜かれた低熱膨張性金属板10と、1辺の長さ10〜30mm,厚さ0.2〜0.8mmの四角形状に打ち抜かれるとともに外周部にプレス加工を施すことによって薄肉部11cが形成された高熱伝導性金属板11とを準備し、次いで、低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11との間にAg−Cuロウ等のロウ材12のプリフォームを挟み込んだ状態で、最上面と最下面とが高熱伝導性金属板11になるようにして、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とを交互に重ねる。さらに、この状態で高温炉(例えば、Ag−Cuロウを用いる場合は約800℃)内に投入し、低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11との間に挟み込まれたロウ材12のプリフォームを溶融させる。しかる後、高温炉から取り出すことで低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11とがロウ材12によって接合された放熱部材1が作製される。
The
そして、高温炉においてロウ材12のプリフォームを溶融させたときに、低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11との接合部の外周部にはロウ材12が外周部にも流れて、全周にわたってロウ材12のフィレット12aが形成される。また、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とがロウ材12を介して接合されて、高熱伝導性金属板11の自由な熱膨張が低熱膨張性金属板10によって拘束されたものとなる。
When the preform of the
高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との接合面外周部に全周にわたってロウ材12のフィレット12aが形成されるので、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との接合面外周部にロウ材12の充填が不十分な空隙が生じたとしても、ロウ材12のフィレット12aによって空隙が塞がれて外部と遮断される。このために、Heリーク試験においてこの空隙にHeが吸着されたり、吸着されたHeが空隙から放出されたりすることによって生じる擬似リークを防止できる。
Since the
Heリーク試験とは、電子装置において、例えば蓋体4と枠体2との接合部の不良によって生じる気密性または封止性不良などを判定する方法で、次のようにして行われる。まず、封止された電子装置を所定の容器に収容して密封し、同容器内にHeガスを圧入する。次に、電子装置を取り出して別の検査容器に移して密封する。そして、検査容器内を真空引きし、Heが検出されるかによって、蓋体4と枠体2との封止(接合)不良などを判定する。すなわち、例えば枠体2と蓋体4との接合部に電子装置内外に連通する連通孔がある場合には、前記したHeガスの圧入工程で、同ガスが同連通孔を通って半導体装置内に入り込む。この場合、その後で真空引きすると、このHeガスが半導体装置から流出して検出されるために不良品と判定できるものである。
The He leak test is a method for determining, for example, an airtightness or a sealing failure caused by, for example, a defect in the joint between the lid 4 and the
また、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とを積層した側面を全周にわたってロウ材12のフィレット12aで覆うことによって、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との接合面外周部にロウ材12の充填が不十分な空隙が生じたとしても、ロウ材12のフィレット12aによって空隙が塞がれて外部と遮断されるために、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との間の空隙を起点に放熱部材1が腐食するのを防止したり、放熱部材1の表面にメッキ金属層を被着させる場合に、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との間にメッキ液が浸入したりするのを防止し、メッキ後にメッキ液がしみ出すという不具合が発生するのを防止することができる。
Further, the side surface where the high thermal
放熱部材1は、好ましくは、図5(a),(b)に断面図で示すように、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とがロウ材12を介して接合されるが、高熱伝導性金属板11のロウ材12に接する側の表面(積層面)11a、および低熱膨張性金属板10のロウ材12に接する側の表面(積層面)10aの少なくとも一方に溝14が設けられているのがよい。図5(a)は高熱伝導性金属板11の積層面11aに溝14が設けられている例を示し、図5(b)は低熱膨張性金属板10の積層面10aに溝14が設けられている例を示す。図示しないが、高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10の両方に溝14が設けられている形態であっても構わない。
The
この構成により、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との間に配置されたロウ材12が溝14にも流れ込み、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との接合がアンカー効果によってより強固なものとなる。この結果、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との接合部での剥離を防止できる。また、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との接合面の全域にロウ材がまわり易くなり、強固に接合できるとともに、このロウ材自体が熱伝導性の非常に高いもの、例えば銀―銅ロウであるので、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との間の全域で熱伝導させることができるようになる。
With this configuration, the
なお、溝14の断面形状は図5(a)に示すような四角形状や、図5(b)に示すような円弧状や、図示しないがU字状やV字状等とすることもでき、種々の形状とすることができる。
The cross-sectional shape of the
溝14は、高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10に平面視で図6(a)に示す格子状、図6(b)に示す同心円状に高熱伝導性金属板11および/または低熱膨張性金属板10の外周部までほぼ全面にわたって行きわたるように複数本が設けられているのがよい。この構成によって、高熱伝導性金属板11および/または低熱膨張性金属板10のほぼ全面にわたって高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10を強固にロウ付け接合することが可能となり、熱伝導させることが可能となる。
The
放熱部材1は、好ましくは、図6(a)に示すように溝14が平面視で格子状に設けられているのがよい。この構成により、複数本の溝14が互いに交差しあうようになり、複数本設けられた溝14の全てに対し、ロウ材12を均一に濡れ拡がり易くすることができる。従って、格子状に設けられた溝14によって広い範囲で高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との接合がより強固なものとなる。この結果、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との剥離を防止できる。また、高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10との間の全域で熱伝導させることができるようになる。
As shown in FIG. 6A, the
また好ましくは、図5(a)に示すように、溝14は高熱伝導性金属板11側に設けられているのがよい。高熱伝導性金属板11は低熱膨張性金属板10よりも軟らかく加工し易いことから、溝14の加工が行ない易く、均一な溝14を形成し易い。
Further, preferably, as shown in FIG. 5A, the
また放熱部材1は、図7に示すように、放熱部材1の上面の搭載部1aのほぼ直下となる低熱膨張性金属板10の中央部領域に、貫通孔10eを有しており、この貫通孔10eの上下両端にかけて低熱膨張性金属板10より熱伝導のよい金属、特に好ましくは高熱伝導性金属板11と同じ材質の高熱伝導性金属から成る貫通金属体13が埋設されているのがよい。そして、低熱膨張性金属板10と高熱伝導性金属板11とが接合される面の外周部にロウ材12のフィレット12aが形成されている。貫通金属体13が埋設されていることにより、高熱伝導性の金属から成る貫通金属体13を介して、電子部品5から発生する熱を放熱部材1の上側から下側にかけて効率良く熱伝導させることができる。
Also the
また、電子部品5が搭載される搭載部1aは、図1〜図5および図7に示すように、高熱伝導性金属板11の表面に設けられることにより、電子部品5の作動時に発生する熱を最上面の高熱伝導性金属板11で放熱部材1の厚み方向および面方向に高い熱伝導率で速やかに熱を伝えることができる。そして、最上層の高熱伝導性金属板11bの低熱膨張性金属板10と接合される側の面から電子部品との接合面積より広い面積に拡散させて、高熱伝導性金属板11の表面11a方向と直交する方向(放熱部材1の厚さ方向)に配された低熱膨張性金属板10に熱を伝える。そして、順次積層された低熱膨張性金属板10および高熱伝導性金属板11aを経由して、最下層の高熱伝導性金属板11cから放熱部材1の外部に熱を伝える。
Further, the mounting
さらに、図1〜図5および図7に示すように、放熱部材1の下側主面も高熱伝導性金属板11(最下層の高熱伝導性金属板11の表面)から成ることにより、最下層の高熱伝導性金属板11から外部放熱板への熱放散性を良好なものとすることができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 1 to 5 and FIG. 7, the lower main surface of the
また、高熱伝導性金属板11および側面金属層12cは低熱膨張性金属板10に比べ電気伝導性にも優れるので、搭載部1aと最下層の高熱伝導性金属板11とが低抵抗に電気的に接続されることとなる。すなわち、最上層の高熱伝導性金属板11bの接地が強化され、放熱部材1に高周波信号で作動する電子部品5を搭載した際に、高周波信号に対する電子部品5の応答性が優れたものとなる。
In addition, since the high thermal
また、図9に示すように、放熱部材1をパッケージ内部の電子部品5を搭載するキャリア7として用いると、電子部品5からパッケージへの放熱性を向上させることができる。例えば、基板部および枠部で囲まれた凹部8を有する基体と、凹部8の内側から基体の外側にかけて形成された配線導体2aとを備えたパッケージにおいて、凹部8の内側に、電子部品5が搭載され、放熱部材1から成るキャリア7を用いることができる。この場合、基体は熱伝導性のよいセラミックスまたは金属で形成され、電子部品5から放熱された熱は、キャリア7を介して基体からパッケージの外部へ放散される。
Moreover, as shown in FIG. 9, when the
例えば、図9に示すように、高熱伝導性金属板11と、高熱伝導性金属板11より低熱膨張性の低熱膨張性金属板10とがロウ材12を介して交互に積層されて成り、高熱伝導性金属板11および低熱膨張性金属板10の少なくとも一方の外周部形状を全周にわたって異ならせることによって、ロウ材12の積層方向の厚みが内側より厚いロウ材12のフィレット12aが外周部に形成されているキャリア7が凹部8の内側の搭載部1aに設けられてもよい。
For example, as shown in FIG. 9, a high thermal
この場合、電子部品5が薄型のものであっても、キャリア7に電子部品5を搭載することによって、電子部品5の各電極と線路導体2aとの間のボンディングワイヤ等の電気的接続手段6の長さを短くすることができ、電気的接続手段6で発生する電気信号の伝送損失を最小限に抑えることができる。このように、電子部品5をキャリア7を介して搭載部1aに搭載する場合においても、キャリア7の熱伝導性が良好なものとなり、電子部品5から発生する熱を外部に効率良く放散できるようになる。
In this case, even if the
キャリア7は、熱伝導性のよいパッケージの基体、図9の例においては、放熱部材1が用いられた基体を介してパッケージ外部に熱を放散する。
キャリア7は、放熱部材1の上側主面にAg−Cuロウ等のロウ材を介して接合されることによって設けられるのがよい。この場合、放熱部材1を構成する高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とをロウ材12を介して接合する際に、同時に、キャリア7を構成する高熱伝導性金属板11と低熱膨張性金属板10とを同じロウ材12を用いて接合してもよい。
The
かくして、上述のパッケージによれば、放熱部材1の搭載部1a上に電子部品5をガラス,樹脂,ロウ材等から成る接着材を介して接着固定するとともに、電子部品5の各電極をボンディングワイヤ等の電気的接続手段6を介して所定の配線導体2aに電気的に接続し、しかる後に、樹脂や金属,セラミックス等から成る蓋体4を枠体2の上面に凹部8を覆って塞ぐように取着して電子部品5を封止することによって製品としての電子装置となる。
Thus, according to the package described above, the
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更が可能である。例えば、放熱部材1の最上層表面の搭載部1aにディスクリートな電子部品5の代わりに枠体2の機能を兼ね備えたセラミックス製の回路基板が搭載され、この回路基板に電子部品5が搭載されていてもよい。この構成により、回路基板にクラック等の破損を発生させることなく、回路基板に搭載される電子部品5から発生する熱を効率よく放散できるものとなる。
In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, A various change is possible if it is the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, instead of the discrete
また、上記実施の形態の説明において上下左右という用語は、単に図面上の位置関係を説明するために用いたものであり、実際の使用時における位置関係を意味するものではない。 In the description of the above embodiment, the terms “upper, lower, left and right” are merely used to describe the positional relationship in the drawings, and do not mean the positional relationship in actual use.
1:放熱部材
1a:搭載部
2:枠体
2a:配線導体
4:蓋体
5:電子部品
7:キャリア
8:凹部
10:第2の金属板(低熱膨張性金属板)
10a:(低熱膨張性金属板の)表面
10b:(低熱膨張性金属板の)外周側面
10c:(低熱膨張性金属板の)薄肉部
10d:空間
11:第1の金属板(高熱伝導性金属板)
11a:(高熱伝導性金属板の)表面
11b:(高熱伝導性金属板の)外周側面
11c:(高熱伝導性金属板の)薄肉部
11d:空間
12:ロウ材
12a:(ロウ材の)フィレット
12c:側面金属層
14:溝
1:
10a: Surface (of low thermal expansion metal plate) 10b: Outer peripheral side surface (of low thermal expansion metal plate) 10c: Thin part (of low thermal expansion metal plate) 10d: Space 11: First metal plate (high thermal conductive metal) Board)
11a: Surface (of high thermal conductivity metal plate) 11b: Peripheral side surface (of high thermal conductivity metal plate) 11c: Thin wall portion (of high thermal conductivity metal plate) 11d: Space 12:
Claims (14)
前記第1の金属板および前記第2の金属板のうちの一方金属板の側面が、他方金属板の側面よりも内側に位置するように形成されており、前記一方金属板の外周側面と前記他方金属板の表面との間に前記ロウ材のフィレットが形成されていることを特徴とする放熱部材。 A heat dissipating member in which a first metal plate and a second metal plate having a lower thermal expansion than the first metal plate are alternately laminated, the first metal plate and the second metal plate Between the first metal plate and the second metal plate are joined by the brazing material, with a brazing material having a thicker outer peripheral portion than the central portion interposed therebetween ,
The side surface of one metal plate of the first metal plate and the second metal plate is formed so as to be located inside the side surface of the other metal plate, and the outer peripheral side surface of the one metal plate and the A heat radiating member , wherein the brazing filler fillet is formed between the other metal plate surface .
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